信号灯、电子招牌、显示器的背光灯、照明产品等，LED(发光二极管 的应用领域正在稳步扩大。估计在不久的将来，还可作为数码相机的闪光灯使用。迄今为止，数...
TRIAC 调光 LED 驱动器设计指南
接线图
2023年09月07日 20:04 319
admin
发光二极管 (LED) 目前作为一种优秀的光源广泛应用于工业领域。它作为良好的光源的能力和微型尺寸使其非常有用，尤其是在嵌入式设计中。此外，它可以发出的不同颜色也是其主要的灵活性特征之一。
LED 已成为替代传统照明系统（例如荧光灯和白炽灯）的有前景的光源。特别是在传统的 TRIAC 调光器基础设施中，人们对开发与 TRIAC 调光器兼容的 LED 灯泡进行了大量研究。由于白炽光源的功耗为 100 瓦且寿命较短，因此 LED 灯泡可以成为极佳的替代品，其功耗显着降低且寿命更长。
TRIAC 调光 LED 灯泡最近最大的问题是调光器兼容性。传统的 TRIAC 调光器最初设计用于处理白炽灯泡产生的数百瓦功率。功耗低于 20 W 的 LED 灯泡应与由大功率器件组成的调光器相互作用。如果调光器和 LED 灯泡之间的相互作用不稳定，就会出现明显的闪烁。
TRIAC 调光器和 LED 灯泡
为了管理无闪烁的交互，需要考虑调光器操作的一些要求。TRIAC调光器需要在触发时锁存电流并在触发后在TRIAC导通期间保持电流。如果这两个电流不满足，TRIAC 调光器就会失火，LED 灯就会闪烁。图 1 显示了 TRIAC 调光器和 LED 灯泡的连接。如图 2 所示，TRIAC 调光器在线路周期开始时阻断输入线路，然后在点亮后连接输入线路和 LED 灯泡。
具有足够锁存/保持电流的调光器操作
锁存和保持电流与调光器型号不同。锁存和保持电流的典型范围约为 5 ~ 50 mA。这些操作要求不会因使用白炽灯泡的高功耗而导致问题。输出功率低于 20 W 的 LED 灯泡无法在整个线路周期内维持这一电流量。
本应用笔记提供了 TRIAC 调光 LED 灯泡板设计的实用指南。无源和有源泄放器设计指南详细介绍了如何保持锁存和保持电流而没有明显的闪烁。主动阻尼器设计通过最大限度地减少外部组件的数量来提高效率。输入滤波器设计部分涵盖滤波器元件对 PF、THD 和 EMI 的影响。
无源泄放器设计
无源泄放器旨在提供锁存和保持电流，以消除失火和闪烁。图 3 显示了使用无源泄放器的电路板原理图。
带无源泄放器的 LED 驱动器原理图
无源泄放器由电阻器 (RB) 和电容器 (CB) 组成。LF1和LF2是输入滤波电感。CIN 为输入滤波电容，RD 为阻尼电阻。
在调光板设计中，如果电容器位于输入线之间，则需要串联一个电阻（例如 RB、RD）和一个电容器（例如 CB、CIN）。如果没有串联电阻，由于调光器启动时电容器中快速充电的能量，会出现大电压和电流尖峰。电流尖峰可能会损坏 TRIAC 调光器，尤其是当 LED 灯泡与调光器并联时，因为每个 LED 灯泡的电流尖峰之和可能会超过 TRIAC 调光器的额定电流。电流尖峰后的电流振铃也会导致 TRIAC 调光器因负电流小于振荡中的保持电流而失火。如果电压尖峰超过额定击穿电压，则可能会损坏外部组件。
有源泄放器设计
保持 TRIAC 保持电流的另一种方法是有源泄放技术。与无源泄放器相比，有源泄放器可以在线路输入周期内覆盖更宽的 TRIAC 导通范围。所提出的有源泄放器通过调节输入电流来保留 TRIAC 保持电流，从而最大限度地减少泄放电路中的功率损耗。
有源泄放器原理图
在图 4 中，ILINE 是 IB（有源泄放电流）和 IIN（反激输入电流）之和。RSENSE 是检测线路电流 ILINE 的感测电阻。CFILTER 是滤波电容，用于滤除 RSENSE 电压下的开关噪声。QREG是并联稳压器，例如KA431。调光器启动时，大电流尖峰会导致 RSENSE 处出现大电压降。ZDLIM 限制 RSENSE 电压以保护 QREG 的参考块。作为线性稳压器驱动 QBLEED（泄放 MOSFET）的偏置电流由辅助绕组提供。偏置电路由DBIAS和CBIAS组成。QBLEED 的栅极由 CBIAS 偏置电压和 QREG 的阴极控制。驱动电流量受 RSOURCE 和 RSINK 限制。CCOMP 降低了调节环路的响应。RCOMP 作为负反馈电阻来补偿控制环路。
有源阻尼器设计
当 TRIAC 调光器启动时，需要将电阻阻尼器与输入滤波电容器 (CIN) 串联。调光器启动时，通过输入线感应出大电流尖峰，以对 CIN 快速充电。如果没有电阻阻尼器，大尖峰会产a生线路电流振荡，导致调光器失火，并因电流过大而损坏 TRIAC 调光器。虽然阻尼电阻抑制尖峰电流，但阻尼电阻中的功率损耗非常高。阻尼电阻不仅可以抑制尖峰电流，还可以处理来自反激式的输入电流。
主动阻尼器原理图
因此，飞兆半导体专有的有源阻尼器旨在以最少的外部元件来降低功率损耗。图5中，RAD是有源阻尼电阻，QAD是阻尼MOSFET，以减少RAD的功率损耗。RD、CD为延时电路元件，DD为复位二极管，用于CD放电。
LED 已成为替代传统照明系统（例如荧光灯和白炽灯）的有前景的光源。特别是在传统的 TRIAC 调光器基础设施中，人们对开发与 TRIAC 调光器兼容的 LED 灯泡进行了大量研究。由于白炽光源的功耗为 100 瓦且寿命较短，因此 LED 灯泡可以成为极佳的替代品，其功耗显着降低且寿命更长。
TRIAC 调光 LED 灯泡最近最大的问题是调光器兼容性。传统的 TRIAC 调光器最初设计用于处理白炽灯泡产生的数百瓦功率。功耗低于 20 W 的 LED 灯泡应与由大功率器件组成的调光器相互作用。如果调光器和 LED 灯泡之间的相互作用不稳定，就会出现明显的闪烁。
TRIAC 调光器和 LED 灯泡为了管理无闪烁的交互，需要考虑调光器操作的一些要求。TRIAC调光器需要在触发时锁存电流并在触发后在TRIAC导通期间保持电流。如果这两个电流不满足，TRIAC 调光器就会失火，LED 灯就会闪烁。图 1 显示了 TRIAC 调光器和 LED 灯泡的连接。如图 2 所示，TRIAC 调光器在线路周期开始时阻断输入线路，然后在点亮后连接输入线路和 LED 灯泡。
具有足够锁存/保持电流的调光器操作锁存和保持电流与调光器型号不同。锁存和保持电流的典型范围约为 5 ~ 50 mA。这些操作要求不会因使用白炽灯泡的高功耗而导致问题。输出功率低于 20 W 的 LED 灯泡无法在整个线路周期内维持这一电流量。
本应用笔记提供了 TRIAC 调光 LED 灯泡板设计的实用指南。无源和有源泄放器设计指南详细介绍了如何保持锁存和保持电流而没有明显的闪烁。主动阻尼器设计通过最大限度地减少外部组件的数量来提高效率。输入滤波器设计部分涵盖滤波器元件对 PF、THD 和 EMI 的影响。
无源泄放器设计
无源泄放器旨在提供锁存和保持电流，以消除失火和闪烁。图 3 显示了使用无源泄放器的电路板原理图。
带无源泄放器的 LED 驱动器原理图无源泄放器由电阻器 (RB) 和电容器 (CB) 组成。LF1和LF2是输入滤波电感。CIN 为输入滤波电容，RD 为阻尼电阻。
在调光板设计中，如果电容器位于输入线之间，则需要串联一个电阻（例如 RB、RD）和一个电容器（例如 CB、CIN）。如果没有串联电阻，由于调光器启动时电容器中快速充电的能量，会出现大电压和电流尖峰。电流尖峰可能会损坏 TRIAC 调光器，尤其是当 LED 灯泡与调光器并联时，因为每个 LED 灯泡的电流尖峰之和可能会超过 TRIAC 调光器的额定电流。电流尖峰后的电流振铃也会导致 TRIAC 调光器因负电流小于振荡中的保持电流而失火。如果电压尖峰超过额定击穿电压，则可能会损坏外部组件。
有源泄放器设计
保持 TRIAC 保持电流的另一种方法是有源泄放技术。与无源泄放器相比，有源泄放器可以在线路输入周期内覆盖更宽的 TRIAC 导通范围。所提出的有源泄放器通过调节输入电流来保留 TRIAC 保持电流，从而最大限度地减少泄放电路中的功率损耗。
有源泄放器原理图在图 4 中，ILINE 是 IB（有源泄放电流）和 IIN（反激输入电流）之和。RSENSE 是检测线路电流 ILINE 的感测电阻。CFILTER 是滤波电容，用于滤除 RSENSE 电压下的开关噪声。QREG是并联稳压器，例如KA431。调光器启动时，大电流尖峰会导致 RSENSE 处出现大电压降。ZDLIM 限制 RSENSE 电压以保护 QREG 的参考块。作为线性稳压器驱动 QBLEED（泄放 MOSFET）的偏置电流由辅助绕组提供。偏置电路由DBIAS和CBIAS组成。QBLEED 的栅极由 CBIAS 偏置电压和 QREG 的阴极控制。驱动电流量受 RSOURCE 和 RSINK 限制。CCOMP 降低了调节环路的响应。RCOMP 作为负反馈电阻来补偿控制环路。
有源阻尼器设计
当 TRIAC 调光器启动时，需要将电阻阻尼器与输入滤波电容器 (CIN) 串联。调光器启动时，通过输入线感应出大电流尖峰，以对 CIN 快速充电。如果没有电阻阻尼器，大尖峰会产a生线路电流振荡，导致调光器失火，并因电流过大而损坏 TRIAC 调光器。虽然阻尼电阻抑制尖峰电流，但阻尼电阻中的功率损耗非常高。阻尼电阻不仅可以抑制尖峰电流，还可以处理来自反激式的输入电流。
主动阻尼器原理图因此，飞兆半导体专有的有源阻尼器旨在以最少的外部元件来降低功率损耗。图5中，RAD是有源阻尼电阻，QAD是阻尼MOSFET，以减少RAD的功率损耗。RD、CD为延时电路元件，DD为复位二极管，用于CD放电。
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