一種適用于大范圍高亮度LED電路的高效調(diào)光方法

高亮度LED是傳統(tǒng)白熾燈的一種理想替代方案，因?yàn)榍罢叩膲勖托识急群笳吒叩枚?，而且不同于緊湊型熒光燈泡，這些LED能夠在低溫下工作。然而，和冷陰極熒光燈(CCFL) 燈泡一樣，高亮度LED也未能擺脫眾多家庭和應(yīng)用中常見(jiàn)的三端雙向可控硅 (TRIAC) 調(diào)光器。本文將介紹一種具成本優(yōu)勢(shì)的高亮度LED (HB LED) 調(diào)光方法。

設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

基本TRIAC調(diào)光器開(kāi)關(guān)廣泛運(yùn)用于家裝店和大多數(shù)家庭，要了解有關(guān)采用這種調(diào)光器開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，我們必須對(duì)TRIAC電路的基本工作原理以及高亮度LED電路的基本設(shè)計(jì)原理進(jìn)行深入的研究。

高亮度LED一般由恒流電源驅(qū)動(dòng)，因?yàn)殡S著LED逐漸變熱，其電壓降將減??；而且，若LED串由恒壓電源供電的話，電源往往會(huì)持續(xù)提供過(guò)多的電流，使輸出電壓增大，直到電源達(dá)到電流限值或LED失效。

基本的LED調(diào)光方法

高亮度LED有兩種基本調(diào)光方法。第一種是PWM調(diào)光方法，即在大于200Hz的某些頻率下以0% 到 100%的不同的導(dǎo)通時(shí)間百分比 (占空比) 導(dǎo)通和關(guān)斷LED。在導(dǎo)通期間LED滿電流工作，而在關(guān)斷期間LED上沒(méi)有電流流過(guò)。這就保證了色彩的一致性。

另一種方法是控制流經(jīng)LED串的電流量。這可能導(dǎo)致LED串的電壓下降，并造成輕微的色差。不過(guò)，如果觀察調(diào)光器打開(kāi)情況下工作的白熾燈，也會(huì)看到明顯的色彩變化。

TRIAC調(diào)光器的工作原理：

大多數(shù)調(diào)光器內(nèi)都有一個(gè)簡(jiǎn)單的TRIAC電路，其核心如圖1所示。我們討論的重點(diǎn)是TRIAC的兩個(gè)屬性。即一旦柵極被觸發(fā)就允許電流流過(guò)，以及若有足夠電流流過(guò)，TRIAC就保持導(dǎo)通。要設(shè)計(jì)正確的調(diào)光電路，必須了解這兩個(gè)電流，觸發(fā)電流和保持電流。以調(diào)光器開(kāi)關(guān)中常采用的3A 800V TRIAC器件FKPF3N80為例，該器件的觸發(fā)電流為20mA，保持電流為30mA。當(dāng)柵極電流接近20mA時(shí)，該TRIAC導(dǎo)通，當(dāng)流經(jīng)電流至少為30mA時(shí)，TRIAC保持導(dǎo)通狀態(tài)。

當(dāng)用戶旋開(kāi)調(diào)光器旋鈕時(shí)，他其實(shí)是在改變電阻分壓器。分壓器在AC周期內(nèi)設(shè)置不同的觸發(fā)電流點(diǎn)，從而設(shè)定TRIAC的觸發(fā)點(diǎn)。通過(guò)選擇TRIAC的設(shè)置點(diǎn)，用戶實(shí)際上選擇了負(fù)載供電所需的AC電壓的占空比，而這個(gè)占空比是LED驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)LED亮度所需的信息。

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