分析了正弦波交流LED 调光器的工作原理,利用脉宽调制( PWM) 技术,设计了一种用于AC LED 灯的正弦波PWM 调光器。与传统的相控调光器相比,PWM 调光器能够输出正弦波电压和电流,降低输入电流中的谐波电流成分; PWM 调光器在调光过程中,不放大由输入电压波动而引起的灯光闪烁。实验结果表明,该PWM 调光器具有较好的性能,在家用和商业照明中有较广的应用前景。
相控调光器相控角为90°,电压上下波动时的波形如图5 所示。图5 ( a) 是相控调光器在输入电压为220V、输出电压为195V 的波形。图5 ( b) 是相控调光器在输入电压为200 V、输出电压为165 V的波形,输入电压变低使R1 ~ C1 延迟电路充放电时间变长,双向可控硅调光器的相控角增大,延迟触发导通可控硅,造成输出电压下降。图5 ( c) 是相控调光器在输入电压为240V、输出电压为216 V的波形,输入电压变高使R1 ~ C1 延迟电路充放电时间减小,可控硅调光器的相控角减小,提前触发导通可控硅,造成输出电压增大。因此,当输入电压波动时,直接影响相控调光器的R1 ~ C1 延迟电路,影响其充放电时间,使可控硅的相控角增大或变小,造成输出电压比输入电压波动幅度大。在这 种情况下,会增强灯光明暗闪烁程度,即输入电压波动时,相控调光器会放大光闪烁。
PWM 调光器在占空比为0. 5,输入电压上下波动时的波形如图6 所示, 图6 ( a ) : 输入电压220V,输出电压为195V。图6 ( b) : 图6 ( a) 条件下的放大1000 倍的波形图,这时,PWM 调光器的开关频率为98 千赫。图6 ( c) : 输入电压为200V,输出电压为179V。图6 ( d ) : 输入电压240V,输出电压为202V。由于PWM 调光器的占空比与输入电压无关,当占空比不变时,其输出电压与输入电压呈线性关系,所以,PWM 调光器不放大由输入电压波动引起的灯光闪烁。在额定输入电压220V 下,PWM 调光器带10W 的AC LED 灯进行调光实验,调光范围为( 0 ~ 100%) ,LED 输出流明与调光器的输出电流之间近似呈线性关系。在负载额定功率下,电路功率因数为94. 1%,电源转换效率达93. 6%。
5 结论
在现有照明供电模式下,分析了AC LED 照明下相控和PWM 调光器的工作原理,针对照明灯具用10W AC LED 球形灯设计了相控和PWM 调光器。实验结果表明: PWM 调光器功率因数高,能够输出正弦波电压和电流,降低输入电流中的谐波电流;PWM 调光器的开关频率高达20kHz,减小了输入滤波器的体积; PWM 调光器在调光过程中,不放大由输入电压波动而引起的灯光闪烁。该调光器在家用和商业照明中有较广的应用前景。
编辑;妮子
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