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可控硅调光电源的离线式LED驱动器

<a href=http://www.yoondon-dim.com/ target='_blank'>可控硅调光电源</a>
基于控制器IC的可调光LED驱动器通常采用的可控硅调光电源方式有两种,即数字PWM调光和模拟DC电压调光。基于相位控制的TRIAC传统白炽灯和卤素灯调光器若用于LED的调光控制,会产生100Hz或120Hz的闪烁,而且调光范围非常窄。

l LM3445的主要特点

LM3445与先前的同类离线式AC/DC降压恒流LED驱动器IC比较,其主要特点是在芯片上设计了TRIAC调光译码器电路,能传感AC线路TRIAC调光波形,并将其转换成控制LED电流的调光信号,几乎能在从0%到100%的调光范围内实现无闪烁LED亮度调控。LM3445的其它特征主要有:

(1)AC输入电压范围为80~270V,适用于国际通用AC线路;

(2)能够控制大于1A的LED电流;

(3)适合配置无源(被动式)功率因数校正(PFC)电路,满足能源之星固态照明(SSL)商业应用要求;

(4)支持主/从控制功能的多芯片解决方案,使用一个TRIAC调光器和一个主LM3445,便能控制多个基于LM3445的从属降压变换器驱动的多串LED;

(5)提供VCC欠锁定、门限是165℃的热关闭保护和电流限制;

(6)固定关断时间可编程,开关频率可调节;

(7)采用10引脚MSOP封装,结温范围为一40℃~+125℃。

2 基于LM3445的TRIAC调光离线LED驱动电路

1)基本电路

LM3445的内部结构及由其组成的TRIAC调光离线式LED驱动电路如图l所示。这种AC—DC恒流LED驱动电路主要含有五个部分,即TRIAC调光器、桥式整流器BR1、整流线路电压检测及调光译码器电路、无源功率因数校正(PFC)电路和降压(buck)式DC/DC变换器电路,整个系统的核心是LM3445。

2)电路工作原理

(1)TRIAC调光器

串联在桥式整流器BR1输入端的TRIAC调光器采用传统基于相位控制的电路,R1、R2和C1值决定C1上电压达到双向触发二极管(DIAC)触发电压(约32V)之前的延迟时间。对于负载是白炽灯时,R1值减小,TRIAC的导通延迟缩短,导通角增加,灯亮度则增强;反之,若R1值增加,TRIAC导通角将减小,灯光则变暗。

(2)TRIAC调光译码电路

TRIAC调光译码电路由整流线路电压感测电路、TRIAC导通角检测电路和调光译码器电路三部分组成。

①线路电压感测

位于桥式整流器之后的R1、15V的齐纳二极管VD1和VT1组成一个串联通路整流器,将整流的线路电压转换为一个适当的电平被IC(LM3445)的引脚BLDR感测。由于VT1源极未连接电容器,当线路电压降至15V以下时,允许IC引脚BLDR上的电压随整流电压升高和降低。R5的作用有两个:一是用作泄放IC引脚BLDR节点寄生电容的电荷;二是在小电流输出上操作时,为调光器提供所需要的保持电流。

二极管(肖特基型)VD2和电容C5的作用是,当IC引脚BLDR上的电压变低时,维持IC引脚VCC上的电压,使IC能够正常操作。

②角度检测和调光译码器

TRIAC导通角检测电路利用一个门限为7.2V的比较器监视IC引脚BLDR来确定TRIAC是导通或者关断。比较器输出经4μs的延迟线控制一个泄放电路并驱动一个缓冲器。缓冲器输出(引脚ASNS)摆幅被限制在0~4V,经R1和C3组成的低通滤波器滤波,通过IC引脚FLTRl输入到斜坡比较器(反相端),与斜坡产生器产生的5.88kHz、l~3V的锯齿波相比较,斜坡比较器输出驱动引脚DIM和一个N沟道MOSFET。MOSFET漏极上的信号经内部370kΩ和IC引脚FLTR2上的电容C4组成的(第二个)低通滤波器滤波,输至内部PWM比较器。调光译码器输出一个幅度从0~750mV变化的DC电压,相应的调光器占空比是从25%到75%变化,TRIAC导通角范围从45℃到135℃,从而直接控制LED的峰值电流,获得几乎从0%到100%的调光范围。

(3)无源PFC电路

电容C7和C9以及二极管VD4、VD8、VD9组成部分滤波填谷式无源(即被动式)PFC电路。用其替代一个传统大容量滤波电容器,可以改善线路功率因数。电容C10(10nF)在C7和C9充电时,可以衰减电压纹波。无源PFC电路输出电压Ubuck,作为降压变换器的DC总线电压。

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