经过多年的发展,受益予成本的降低及技术的更新,LED应用在近年取得了突飞猛进的发展。如果能够兼容除了灯具以外的设备,将会节省很大的成本,使LED更快地取代当前的照明产品。当前照明用的调光器大部分为可控硅调光,因此所设计的LED驱动芯片若能兼容可控硅调光,则具有重大的意义。由于LED驱动是一门新兴的技术,市场上能兼容可控硅调光的芯片还很少,因此本文的研究具有探索研究的意义。
中国照明网技术论文·LED照明1 TRIAC调光原理及简介
中国照明网技术论文·LED照明目前市场上主流的非节能调光器多为TRIAC调光方式,即三端双向可控硅调光。TRIAC调光器也是目前应用最广的调光器。
中国照明网技术论文·LED照明图l为典型的双向可控硅调光电路原理图。将尺及C连接成为RC电路,电源给C充电的时候,可以令TRIAC调光器延迟启动,直至C的电压上升至触及DI。AC的触发点电压(一般为32 V)。调整电位计R的电阻可改变启动延迟时间,从而改变TRIAC调光器的“导通时间”,即改变其“导通角”。因此,负载获得的平均供电便可改变。图2显示了典型的AC经过TRIAC后的电压电路产生一个振荡。
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2 调光的难点与需要解决的问题
中国照明网技术论文·LED照明TRIAC维持导通需要3个条件:触发电流,c、锁定电流五和Hold电流I H:
中国照明网技术论文·LED照明(1),G是触发TRIAC导通的条件,只有触发了TRI—AC导通,才能使双向可控硅导通;
中国照明网技术论文·LED照明(2),L是指在NPNP放大的过程中,如果要使NPNP连续导通的所需的一个最小电流;
中国照明网技术论文·LED照明(3)如是指TRIAC正常工作之后,如果电流掉得太小,会导致TRIAC截止,所以锁定电流就是维持导通所需要的最小电流。
中国照明网技术论文·LED照明在LED驱动电路中,由于传导辐射EMI的要求,需要在全桥之前放置电感(图3中的L1,L2)来防止外界的辐射干扰。同样,由于大多数LED驱动电路采用开关电源架构121,为了防止初级变压器的漏感导致的电压尖峰,需要在主级加一个大电容(图3中的C13)来缓冲电压尖峰。这样在母线电压的电路中有电流流过时,由于LC振荡会导致电流,使电流振荡到Hold电流以下。在TRIAC导通的瞬间,相当于给LC电路一个阶跃响应,使电路产生一个振荡。
中国照明网技术论文·LED照明3 damping电阻防振荡原理分析
中国照明网技术论文·LED照明对电路列KVL,可得:
中国照明网技术论文·LED照明如果没有电阻,将产生振荡波形;如果加入阻尼电阻,当(R/2L)2>lILC时,可使阻尼振荡减小。所以,如果在电路中加入damping电阻,可以使通过TRIAC的电流由振荡变成了欠阻尼的情况,保证不使流过的电流低于Hold电流以下,从而保证连续的对LED调光。解决了振荡的问题。
中国照明网技术论文·LED照明4 动态damping电阻功能实现
中国照明网技术论文·LED照明前文提到需要在EMl电感与反激电容间加一个damping电阻来防止LC振荡。但是由于这个电阻需要加在主回路之间,因此主电流在TRIAC开通的时间内电流都会流过电阻,导致电阻消耗的功率过大,实测这个电阻会损失约10%的效率,而效率是电源产品首要考虑的因素,因此,设计了图4所示的动态电阻的电路。该电路可以在电压导通的瞬间(1 ms以内)导通,然后在1 ms后关闭。
中国照明网技术论文·LED照明在TRIAC导通后,可得如下公式:
中国照明网技术论文·LED照明如图5所示,母线通过R5l给C50充电,选取适当的时问参数。达到M50的导通电压Vth(2V)的时间约为l ms。Q50的作用是,当导通电压到了波谷时,MOS下次仍能正常充电设计。当到了谷底时,Q60的E极的电压高于B极,Q60导通,岱0的电压开始放电。经过实测,设计好的动态电阻能将LED的效率由70%提高到80%。而且这1 ms的导通时间能有效地避免LC的震荡区间,达到防止TRIC关断的目的。
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中照网网友 在2021-1-11 9:45:39发表
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中照网网友 在2018-6-6 17:54:50发表
shiyong
中照网网友 在2016-12-29 17:53:27发表
伟然科技照明
中照网网友 在2016-6-2 11:44:56发表
这个确实是事实,可是国家一边为了照顾经济发展,一边又没有投入资金对企业进行辅导,确实让企业也茫然。是无奈还是放任,这需…
中照网网友 在2016-5-19 11:36:38发表
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