基于iW3610的可調光LED驅動電源設計

2.1 電路組成

　　圖3所示的電路主要由以卜四個部分組成。

　　一是輸入EMI濾波器。L1、L2和C1組成EMI濾波器電路，R1和R2用來阻尼LC諧振振蕩。

　　二是橋式鎮(zhèn)流器。BR1為全橋橋式整流器。

　　三是斬波電路。VD1～VD3、C2和C4、L3、VT2、R6和R7組成斬波電路，用作為調光器提供動態(tài)阻抗。

　　四是反激式變換器。U1、VT1、變換器T1等構成反激式轉換器。T1初級繞組上的R8、C5和VD4，組成RCD型初級鉗位電容。T1次級側上的VD6和C7組成輸出整流濾波電路，R14為預負載，T1輔助（或偏置）繞組、VD5和C6組成U1引腳VCC上的偏置電源。輔助繞組同時提供輸出反饋，消除了次級側上的感測與光電耦合反饋電路。

　　調光器串接在AC線路輸入相線L上。U1能夠檢測調光器類型（如前沿調光器、后沿調光器等），并檢測調光器相位。當U1檢測到調光器不存在時，電路照樣可以操作，而且具有高功率因數(shù)。

　　2.2 電路工作原理

　?。?） 電路啟動

　　接通AC電源后，整流后的DC高壓經(jīng)電阻R3、R4和U1內部連接在引腳VIN和引腳VCC之間的二級管對電容C6充電。只要U1引腳VCC上的電壓超過12V的閥值，U1中的控制邏輯使能，U1進入正常操作模式。在開始時的前3個AC半周期期間，U1引腳OUTPUT（TR）保持高電平，VT2導通。在調光器類型和AC線路周期被檢測后，恒流電路使能，輸出電壓開始上升。當輸出電壓高于LED串上的總正向電壓時，U1開始在恒流模式操作。

　　在U1啟動后，U1引腳VCC則由偏置電源供電。

　?。?） 調光器檢測與相位測量

　　調光器檢測與調光器相位測量通過電阻R3、R4和U1引腳VIN內部電路來實現(xiàn)。

　　調光器檢測分兩步：第一步是確定調光器是否存存：第二步是在檢測到調光器存在的情況下確定調光器的類型（是前沿調光器還是后沿調光器）。調光器檢測發(fā)生在系統(tǒng)啟動后的第三個周期。當U1引腳③上的電壓VIN0.1V的時間不超過600us時，U1則確定調光器未接入，U1將調光器類型設置在“無調光器”。如果VIN0.1V的時間超過600us，U1則確定調光器的存在。如果調光器存在，U1將探測調光器類型。在調光器檢測期間，U1引腳①輸出高電平，斬波電路中的MOSFET（VT2）導通，從而為調光器產(chǎn)生一個純電阻性負載。

　　在發(fā)現(xiàn)調光器出現(xiàn)的第二個周期中檢測VIN周期并鎖定備用。當VIN超過0.1V并計數(shù)輸入電壓采樣時，開始測量調光器相位。如果可控硅導通時間為ton，調光周期是t，調光器相位則為ton／t。調光器中可控硅的導通角越大，電源輸出功率也就越大，LED則越亮；反之，調光器導通角越小，LED亮度也就越暗。

　　（3） 斬波電路

　　斬波電路的作用是為調光器提供動態(tài)阻抗，并為反激式轉換器建立能量。VD2在電路C4上的電壓Vc4低于輸入電壓時為充電C4提供通路，當TRIAC的觸發(fā)時可以減少浪涌電流。在斬波周期期間，當VT2導通時，L3導通時，L3存儲能量；當VT2關斷時，L3釋放能量，使VD3導通。

　　L3、VT2、VD3和C4等組成的電路與常規(guī)功率因數(shù)校正（PFC）升壓變換器類似。在不接入調光器時，通過L3的平均電流與輸入AC電壓同相位，因此產(chǎn)生高于0.9的功率因數(shù)。

　　圖4為斬波電路相關波形。

　?。?） 初級側反饋與恒定LED電流操作

　　iW3610采用初級側反饋，無需次級側感測和光耦合器。T1輔助繞組（匝數(shù)為NAUX）上的電壓VAUX是輸出電壓發(fā)射的結果。VD6上的正向壓降僅約0.5V，若忽略這個正向壓降，當T1次級繞組匝數(shù)為Ns時，輔助繞組上的電壓則為VAUX=Uo×（NAUX／NS）。T1輔助繞組上的電壓經(jīng)R9和R10饋送到U1引腳VSENSE，經(jīng)內部恒流控制電路將輸出電流調節(jié)到一個恒定電平上，而不管輸出電壓與否。

　　初級側電流通過VT1源極電阻R13檢測，以執(zhí)行峰值電流限制（PCL）和過電流保護（OCP）。

　?。?） 谷值模式開關

　　在恒流輸出操作期間，U1采用谷值模式開關，即VT1在漏一源極諧振電壓最低點上開關，因此具有最小的開關損耗和EMI。

　?。?） LED溫度漂移補償

　　U1引腳VT外部連接一個NTC熱敏電阻RNTC，為LED提供溫度漂移補償。RNTC能夠感測到LED溫度。當溫度較高時，U1可使LED變暗。如果LED溫度達到限制閥值，U1將關斷。

　　3 結束語

　　iW3610是一種采用先進的數(shù)控技術的反激式電源控制器。基于iW3610的可調光LED驅動器，能夠檢測調光器的存在、調光器類型并測量調光器相位，無閃爍調光范圍達2％～100％。iW3610采用初級側感測技術，無需次級反饋電路和環(huán)路補償元件，并通過脈沖接脈沖的波形分析來實現(xiàn)LED恒流調節(jié)。iW3610在準諧振模式的操作，在無調光器時提供85％的效率。iW3610結合一個配合調光的斬波電路，再無調光器時的功率因數(shù)達0.9。iW3610全范圍的保護功能，使系統(tǒng)具有高可靠特性。