LED照明應用的無閃爍調光實現(xiàn)方案

　　增加有源衰減電路和泄放電路可確保LED燈在極寬的調光范圍內穩(wěn)定工作，且無任何閃爍。

　　非隔離式LED驅動器

　　圖8中的電路采用了隔離式設計。該設計能為驅動器與LED燈相隔離的照明系統(tǒng)提供全面的安全保護。這是高功率商業(yè)和工業(yè)照明系統(tǒng)常用的設計。對于驅動器與LED燈同時集成在同一外殼中的應用來說，就像替換燈一樣，通常采用隔離式設計和非隔離式設計。采用非隔離式設計可以大幅減少元件數(shù)并降低系統(tǒng)成本。PI的LinkSwitch?-PL系列器件可提供單級功率因數(shù)校正和恒流控制，同時集成了一個725 V MOSFET，非常適合非隔離應用。圖11所示為使用LinkSwitch-PL LNK457DG (Ref2)設計的5 W可調光的功率因數(shù)校正LED驅動器的電路圖。

　　圖11:電路圖–去除突出顯示的結構框即可用于非調光應用。

　　本設計是低成本、低元件數(shù)和PCB占用面積小的解決方案，可用于白熾燈替換燈。使用包括前沿可控硅調光器在內的所有調光器類型，都可以實現(xiàn)無閃爍及100:1的調光范圍。由于元件間具有一致的調光性能，因此啟動時間小于300 ms。在可調光模式下，115/230 VAC輸入的效率 >73%;在非調光模式下，115/230 VAC輸入的效率 >78%，且功率因數(shù) >0.9。

　　圖12:驅動器集成在A19 LED替換燈中(電路板從殼體中去除)。

　　在設計中，變壓器不需要添加偏置繞組，恒流模式設定點由R18上的電壓降決定。然后將電壓反饋到U1的FB引腳。輸出過壓保護由VR2和R14提供。

　　圖13顯示了反饋電壓如何用于讓前沿調光器進行調光。

　　圖13:FB引腳參考電壓與可控硅相位角之間的函數(shù)關系。

　　LED輸出電流由FB引腳電壓控制，F(xiàn)B引腳電壓隨可控硅調光器的導通角按比例進行變化。當導通角減小時，F(xiàn)B引腳參考電壓隨之降低，從而減小LED平均電流。在接近主半周期持續(xù)時間的25%時(?OS)，開始調整FB引腳電壓。在?OS和?OL之間，相位角與反饋電壓VFB之間存在線性關系。在?OL之后，可控硅導通角變得非常小，IC以恒定的頻率和占空比進行開環(huán)，其內部集成的高壓功率MOSFET能夠處理嚴重切角的輸入電壓所帶來的最大功率，從而產生深度調光的光輸出。為使調光器中的可控硅保持維持電流，LinkSwitch-PL可將MOSFET導通時間朝AC輸入電壓的過零點進行延長，從而提供有源泄放或維持功能。

　　本設計中集成了有源衰減和泄放電路，可確保所有類型的調光器控制在最差條件下均能進行無閃爍工作。對于非調光應用，可以省略這些元件。

　　從上面介紹的兩種應用情況可以看出，如果所采用的控制器既能執(zhí)行功率因數(shù)校正，又能執(zhí)行恒流驅動和相位角檢測，那么設計出的隔離式及非隔離式LED驅動器就能與所有類型的調光控制器實現(xiàn)穩(wěn)定工作。此外，還能使電路滿足所有國際標準的效率、功率因數(shù)、諧波和EMI要求。過去，白熾燈泡必須針對特定的電源電壓進行制造。現(xiàn)在，卻不必再受此限制，制造出的可調光LED燈可以不經任何改裝而通用于世界各地。