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LED可控硅调光原理及问题
LED可控硅调光原理及问题
用于替换标准白炽灯的LED灯通常包含一个LED阵列,保证提供均匀的光照。这些LED以串联方法连接在一起。每个LED的亮度由其电流决议,LED的正向电压降约为3.4 V,通常介于2.8 V到4.2 V之间。LED灯串应当由恒流电源提供驱动,有必要对电流进行严格操控,以保证相邻LED灯之间具有高匹配度。
       LED灯要想完成可调光,其电源有必要能够剖析可控硅操控器的可变相位角输出,以便对流向LED的恒流进行单向调整。在保持调光器正常作业的一起做到这一点非常困难,往往会导致性能欠安。问题能够表现为启动速度慢,闪耀、光照不均匀,或在调整光亮度时呈现闪耀。此外,还存在元件间不共同以及LED灯发出不需要的音频噪声等问题。这些负面情况通常是由误触发或过早关断可控硅以及LED电流操控不妥等因素一起形成的。误触发的底子原因是在可控硅导通时呈现了电流振动。以图表形式对该影响进行了说明。   
       发作在LED灯电源输入级的可控硅电流与电压振动
       可控硅导通时,AC市电电压简直一起施加到LED灯电源的LC输入滤波器。施加到电感的电压阶跃会导致振动。如果调光器电流在振动期间低于可控硅电流,可控硅将停止导电。可控硅触发电路充电,然后重新导通调光器。这种不规则的屡次可控硅重启动,可使LED灯产生不需要的音频噪声和闪耀。规划更为简略的 EMI滤波器有助于下降此类不必要的振动。要想完成成功调光,输入EMI滤波器电感和电容还有必要尽可能地小。
       振动的最差条件表现为90 度相位角(这时,输入电压到达正弦波峰值,突然施加到LED灯的输入端),而且为高输入电压(这时,调光器的正向电流到达最低水平)。当需要深度调光(比方相位角挨近180度)且为低输入电压时,则会发作过早关断。要可靠地调低光度,可控硅有必要单调导通,并停留在AC电压简直降至零伏的点上。关于可控硅来说,保持导通所需的保持电流通常介于8 mA到40 mA之间。白炽灯比较简单保持这种电流大小,但关于功耗仅为等效白炽灯10%的LED灯来说,该电流可下降到可控硅保持电流以下,导致可控硅过早关断。这样就会形成闪耀和/或限制可调光范围。
      在规划LED照明电源时还有许多其他问题构成挑战。动力之星固态照明规范要求商业和工业运用的最小功率因数有必要到达0.9,照明产品有必要满足效率、输出电流容差和EMI的严格要求,而且电源还有必要在LED负载发作短路或开路的情况下作出安全响应。
      阻隔式可控硅调光的高功率因数通用输入14 W LED驱动器的电路图
      本规划选用了LinkSwitch-PH系列器材LNK406EG (U1)。LinkSwitch-PH系列LED驱动器IC一起集成了一个725 V功率MOSFET和一个连续导通形式初级侧PWM操控器。操控器可完成单级自动功率因数校对(PFC)和恒流输出。LinkSwitch-PH系列器材所选用的初级侧操控技能可提供高精度恒流操控(性能远优于传统的初级侧操控技能),省去了阻隔反激式电源中常用的光耦器和辅佐电路(即次级侧操控电路),一起操控器中的PFC部分还省去了大容量电解电容。
      LinkSwitch-PH系列器材可设置为调光或非调光形式。关于可控硅相位调光运用,可在参阅(REFERENCE)引脚上运用编程电阻(R4)和在电压监测(VOLTAGE MONITOR)引脚上运用4 MΩ (R2+R3)电阻,使输入电压和输出电流之间保持线性关系,从而扩展调光范围。
      连续导通形式具有两大优势:下降导通损耗(从而提高效率)和下降EMI特征。EMI特征下降后,运用较小的输入EMI滤波器即可满足EMI标准。可省去一个X电容,并省去共模扼流圈或减小其尺寸。LinkSwitch-PH器材中内置的高压功率MOSFET开关频率抖动功用还可进一步下降滤波要求。输入EMI滤波器尺寸减小意味着驱动电路的电阻性阻抗随之减小,其重要好处就是能大幅下降输入电流振动。由于LinkSwitch-PH由其内部参阅电源供电,因而可进一步增强安稳性。关于可调光运用,添加自动衰减电路和泄放电路可保证LED灯在极宽的调光范围内安稳作业,且无任何闪耀。
      恒流操控答应有±25%的电压摆幅,这样就无需依据正向电压降对LED进行编码,而且±5%的差异仍可保证共同的LED亮度。