完整的LED調光電路設計過程
最近美國國家半導體公司開發(fā)直接連接雙向交流觸發(fā)三極體調光器,幾乎完全不會發(fā)生閃爍現(xiàn)象的LED驅動IC LM3445與評鑒基板。接著筆者組合評鑒基板與簡易雙向交流觸發(fā)三極體調光電路,說明LM3445的評基板鑒與電路設計的重點。
本文引用地址:http://www.bjwjmy.cn/article/178375.htm評鑒基板封裝LM3445、電源電路,以及周邊電路,評鑒基板使用雙向交流觸發(fā)三極體調光電路,輸入已經受到位相控制的電壓,利用高頻切換器提供LED電流,LED驅動器設有可以控制流入LED電流峰值的降壓轉換器,動作時設定OFF時間超過一定值以上。動作上首先接受雙向交流觸發(fā)三極體調光電路的輸出電壓,接著檢測雙向交流觸發(fā)三極體的ON時段,再將此信號轉換成流入LED電流指令值,此時流入LED電流與雙向交流觸發(fā)三極體ON時間呈比例,就能夠沿用傳統(tǒng)白熱燈泡的調光電路。此外上記評鑒基板支持還主從結構,能夠以相同電流調光復數(shù)LED。
評鑒與電路整體架構
圖1(a)是評鑒電路方塊圖;圖1(b)是雙向交流觸發(fā)三極體的調光電路,由圖可知本電路采取“Anode fire”方式,使用雙向交流觸發(fā)三極體的兩端電壓當作驅動電壓,通過可變電阻VR后,使電容器C1充正電壓或是負電壓,此時不論極性,電容器C1的電壓一旦超過一定程度,觸發(fā)二極管通電會使雙向交流觸發(fā)三極體點弧,流入雙向交流觸發(fā)三極體的電流,即使超過一值仍舊持續(xù)通電,電流則流入負載。

圖中的二極管D1~D4與15kΩ電阻,連接于雙向交流觸發(fā)三極體的兩端,主要目的不論極性都能夠使電容器C1的開始充電電壓維持一定值,此外為避免受到商用電源極性影響,因此刻意將此整合成相同點弧位相的電路。由于雙向交流觸發(fā)三極體電路OFF時,不會完全遮斷電流,大約有15kΩ的阻抗值,為減少對評鑒基板的影響,本電路插入1kΩ的假電阻。圖1(c)是供應評鑒基板的電壓波形,取電源的正弦波。
圖2是評鑒基板的電路圖,根據圖1(c)的電壓波形可知,輸出調光LED的電流要求各種技巧,第1調光必需指定流入LED的電流,因此評鑒基板若能夠從雙向交流觸發(fā)三極體的ON時段獲得信息,理論上LED只要流入與該時段呈比例的電流,LED就能夠沿用傳統(tǒng)白熱燈泡的調光器進行調光。

LM3445的ON時段在450至1350范圍,支持0%~100%的電流值指令,若以雙向交流觸發(fā)三極體的弧點角度θ表示,它相當于1350~450范圍。
第2是輸入評鑒基板的電源,使用雙向交流觸發(fā)三極體進行位相控制,因此無電壓時段,即使使用高頻切換電路也無法消除閃爍問題。上記電路為消除閃爍,未使用電容輸入型電路,改用填谷電路盡量減輕對電源的影響,因此本電路設置D4、D8、D9、C7、C9,以C7、C9串行電路使輸入的電壓峰值充電。
C7、C9相同容量時,各電容器的充電電壓是輸入電壓峰值的一半,換句話說輸入電壓峰值變成一半時,各電容器開始放電,輸入電壓峰值變成一半為止則以填谷電路動作,如此一來轉換器的輸入電壓能夠維持一定,同時還可以高頻使LED點燈。圖3是填谷電路與輸出、入電壓波形。由圖可知輸入電壓波形是雙向交流觸發(fā)三極體輸出整流后的波雙向交流觸發(fā)三極體的ON時段(角度),大于900時會變成一半,低于900時=1/2×sin(180-ON時段)=1/2×sinθ。

第3是LED的電流調整電路,并不是可以使降壓轉換器維持一定頻率方式,而是采用能夠使OFF時段維持一定的方式,因此設計上要求承受輸入電壓、LED電流大范圍變動。雖然動作頻率隨著輸入電壓與負載改變,不過本電路可以完全忽略LED的閃爍問題,輕易設定頻率范圍。評鑒基板的基本設計與動作方式,建立在上記3項設計核心技術,除此之外為設定條件,電路上還要求其它各種技巧。接著以8個LED為范例,探討評鑒基板的電路定數(shù)。
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