兩款常見LED照明調(diào)光控制解決方案

　　很多LED燈利用平均輸入電壓或者近似均方根輸入電壓來控制輸出電流。如果每個LED燈對輸入電壓的檢測和判斷有差別，就會造成輸出光照的不一致。如果輸入電壓降低，檢測的平均電壓會降低，LED燈輸出光照就會減小。而利用數(shù)字技術(shù)則可以實現(xiàn)對輸入信號相位的的檢測。由于相位是一個時間量，輸入電壓的變化對相位的影響有限。因此，如果結(jié)合輸入電壓和相位的檢測，可以實現(xiàn)穩(wěn)定并且一致的輸出光照。數(shù)字算法還可以檢測用戶調(diào)光的速度來預測可能的調(diào)光的位置，使得輸出電流快速的跟隨用戶的指令來變化。這樣平衡了調(diào)光的動態(tài)響應和準確性，防止了調(diào)光過慢或者光照的過調(diào)。使得用戶調(diào)光的體驗接近傳統(tǒng)的白熾燈。

　　調(diào)光安全性 當用戶購買LED燈以后，生產(chǎn)廠商無法完全了解其使用環(huán)境。交流輸入的頻率可以是50Hz或者60Hz；調(diào)關(guān)器可以是支持的或者是不支持的；電網(wǎng)電壓會產(chǎn)生波動，也會產(chǎn)生畸變；等等。諸多因素會影響LED燈的亮度變化甚至安全性。驅(qū)動電路的設計必須考慮這些可能發(fā)生的環(huán)境變化，具備相應的對策。當前的數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)了

　　* 自動調(diào)光模式識別?？刂破骺梢宰詣幼R別前切相式調(diào)光器和后切相式調(diào)關(guān)器，甚至在運行過程中允許前后切調(diào)光器的轉(zhuǎn)換。

　　* 自動檢測不支持的調(diào)光器。如果某一種調(diào)光器是所生產(chǎn)的LED 燈不能支持的，數(shù)字技術(shù)可以根據(jù)其輸出波形，迫使LED 燈進入保護模式，保障了用戶的使用安全。

　　* 自動防止多次快速啟動。由于LED 燈要求啟動快，當LED 燈發(fā)生故障，或者輸入電壓畸變嚴重時，驅(qū)動電源有可能反復地重啟動，造成驅(qū)動電路的過熱。數(shù)字控制可以很方便的判斷路障的存在，防止頻繁的重復啟動。

　　3 典型的數(shù)字LED控制系統(tǒng)

　　數(shù)字控制LED系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖5是iWatt的iW3610系列數(shù)字調(diào)光控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。iW3610控制器采用8個管腳的封裝，實現(xiàn)了如下功能：

　　* 調(diào)光器阻抗匹配

　　* 輸入功率因數(shù)控制

　　* Boost電壓的預測和控制

　　* 反激式變換器的一次側(cè)恒流控制

　　* 調(diào)光器的類型檢測和調(diào)光控制

　　* 完整的輸入，輸出和內(nèi)部保護

　　4 調(diào)光器識別和控制流程

　　圖6是iWatt的iW3610系列數(shù)字控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。VIN 采樣調(diào)光器的輸出電壓波形。調(diào)光器信號通過模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換進入調(diào)光控制和相位檢測數(shù)字模塊。根據(jù)前切或者后切相位的百分比，恒流控制模塊計算出所需的輸出電流控制量?？刂屏客ㄟ^數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換提供給原邊電流控制比較器（Ipeak）。Isense檢測原邊電流信號，通過圖1所示的恒流控制原理，得到穩(wěn)定的 LED輸出電流。Vsense提供變壓器反激的電壓信號。通過對反激信號的解析，控制器可以獲得輸出電壓，電流以及波谷的時間點來實現(xiàn)各種保護功能。

　　圖7給出了調(diào)光器的啟動檢測。調(diào)光器打開后，驅(qū)動電路開始充電。當VCC供電電壓達到啟動電平，控制器開始工作。Boost控制信號OUTPUT（TR）導通3-4個交流半周期，提供調(diào)光器一個低阻抗的回路來完成初始化。在這期間，控制器根據(jù)調(diào)光器輸出的特征波形，確定輸入的電壓范圍、頻率，和調(diào)光器的類型、相位角。如果判斷是所支持的調(diào)光器，就啟動驅(qū)動電路，輸出所對應的LED電流。

　　iW3610系列產(chǎn)品應用方案 圖8（a）給出了iW3610系列控制器的一個具體應用方案。圖8（b）和（c）分別顯示了后切調(diào)光器和前切調(diào)光器的實測波形。

　　5 總結(jié)

　　數(shù)字控制技術(shù)在LED照明領域具有控制靈活，調(diào)光性能好和保護全面的優(yōu)勢。針對越來越多的控制和保護要求，iWatt的iW3610系列數(shù)字控制器正逐步成為LED通用照明的主流驅(qū)動控制器。iW3610系列數(shù)字控制器適合燈具內(nèi)置化驅(qū)動的要求，采用數(shù)量不多的元件實現(xiàn)了高性能調(diào)光、較高功率因數(shù)、隔離驅(qū)動以及無光耦的精確恒流輸出設計，優(yōu)化了整體LED燈的散熱性能。整個設計的體積可以小至內(nèi)置于E27/E26燈頭的球泡或PAR 燈內(nèi)。5W設計效率大于80%，10W設計效率大于85%，功率因數(shù)滿足Energy Star的要求，調(diào)光范圍達到1%-100%，同時支持歐美市場和亞洲市場上的主流調(diào)光器。