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FL7730应用:TRIAC调光LED驱动器设计指南(独家收录)

时间:08-28 来源:互联网 点击:

引起的尖峰电流。图7 给出了RB过大时的电源电流。太大的RB可以显著地阻尼IB,导致IB在触发时低于擎住电流,在受到触发后,TRIAC调光器会出现误触发,出现可见闪烁。

图8 给出了RB过小时的电源电流。RB过小,不能完全阻尼IB,发生电流振荡。振荡电流波动低于负的IB,引起TRIAC调光器的误触发,出现可见闪烁。

RB关于选择的另外一种考虑是功耗。表2中给出了采用两种不同泻放电阻时的系统性能比较。在系统的指标中,RB不影响PF和THD。可见,RB越大,引起自身的功耗就越大。

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摘要:LED 照明已经发展成为最有前景的解决方案,能够替代如荧光灯和白炽灯等普通光源。然而,设计人员在最高20W的住宅和商业LED照明(包括灯泡、下射灯 (GU10/E17, E26/27, PAR30/38)以及管/棒灯)应用方面面临着一些障碍。由于调光器兼容性的原因,在普通TRIAC调光器结构中实现LED调光能力会有相当的困难。此 外,小空间尺寸仍然是一项考虑因素。

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在选择RB时,应该首先找出过大或过小的RB取值。然后,在可以获得较高效率的合适取值范围内,挑选取值最小的RB。

2. 有源泻放设计

保持TRIAC维持电流的另外一种方法是有源泻放技术。相比无源泻放电路,在电源输入周期中,有源泻放电路可以覆盖更宽范围的TRIAC开通。该推荐有源泻放电路能够通过调节输入电流保持TRIAC的维持电流,能够降低泻放电路的功耗。

图9中,ILINE 为 IB (有源泻放电流) 和 IIN (反激变换器输入电流)之和。RSENSE 为检测电阻,负载检测电源电流ILINE。CFILTER 为滤波电容,负责滤除RSENSE上电压的开关噪声。QREG为分流调节器,例如KA431。在调光器触发时,较大的电流毛刺将会在RSENSE上,引起较大的电压降。ZDLIM 能够限制RSENSE上的电压,进而保护QREG 的参考电路。驱动QBLEED (泻放MOSFET) 的偏置电流属于线性调节器,由辅助绕组供电。偏置电路由DBIAS 和 CBIAS构成。QBLEED 的门极受控制于CBIAS偏置电压和QREG的阴极。驱动电流总量受限制于RSOURCE 和 RSINK。CCOMP 能够减缓调节环的响应。RCOMP用做负反馈电阻, 负责补偿控制环。RBLEED 为泻放电阻,同QBLEED一起, 消耗部分泻放功率。

工作原理如图10所示。在提出的有源泻放电路中,当RSENSE 电压低于QREG的VREF时,QBLEED 的VGS (门极-源极电压) 增加,IB 升高。保持电流为:

在选择IHOLD时,需要在调光兼容性和系统效率之间做出折衷。如果IHOLD设计较高,则有源泻放电路会与更多的调光器兼容。但是,IB 的增加,意味着泻放电路的功耗更大。RSOURCE、RSINK、 CCOMP、RCOMP 和 CFILTER 与有源泻放电路的反馈响应之间存在密切关系。(RSOURCE、RSINK、RCOMP)阻值和(CCOMP, CFILTER)容值较小时,能够加快反馈环的速度。如果反馈环过快,IB 将会大纹波地振荡。

有源泻放电路的工作需要与控制芯片的工作周期同步。当控制芯片工况出现异常时,例如LED出现短路或开路,由于门极信号已经被封锁,不会出现IIN。如果在异常条件下,有源泻放电路仍然处于活跃状态,在没有IIN 的情况下,该电路应该保持维持电流,该电路的功耗变得较高,QBLEED 发生热损坏。因此,偏置电流应来自辅助绕组。这样,当开关作用关闭后,有源泻放电路也被迫停止。

有源泻放电路消耗大量的功耗,特别当电源电压较高时更是如此。在高电源电压较时,IIN 降低,IB 应该补偿维持电流的缺失部分。在这种状况下, 如果没有RBLEED,QBLEED 温升较高。RBLEED的串联使用,可以分摊有源泻放电路的部分功耗。然而,RBLEED 不能太大, 否则不能分摊功耗,其原因是,RBLEED 过大时,限制了IB ,很容易引起保持维持电流失败。

图11. 给出了一种有源泻放电路的设计实例。其中,检测地连接到分流调节器(KA431)的VREF管脚。C1表示RSENSE 电压。C2 表示输入电压。C3 表示泻放MOSFET 的源极电压,该电压与泻放电流成正比。C4表示电源电流。

图12和图13给出了在高调光角和低调光角时有源泻放电路的波形。在低调光角时,通过FL7730的调光作用,输出电流减少。由于IIN (C3)的减少

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