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高亮度LED是传统白炽灯的一种理想替代方案,因为前者的寿命和效率都比后者高得多,而且不同于紧凑型荧光灯泡,这些LED能够在低温下工作。然而,和冷阴极荧光灯(CCFL) 灯泡一样,高亮度LED也未能摆脱众多家庭和应用中常见的三端双向可控硅 (TRIAC) 调光器。本文将介绍一种具成本优势的高亮度LED (HB LED) 调光方法。 设计挑战 基本TRIAC调光器开关广泛运用于家装店和大多数家庭,要了解有关采用这种调光器开关的设计挑战,我们必须对TRIAC电路的基本工作原理以及高亮度LED电路的基本设计原理进行深入的研究。 高亮度LED一般由恒流电源驱动,因为随着LED逐渐变热,其电压降将减小;而且,若LED串由恒压电源供电的话,电源往往会持续提供过多的电流,使输出电压增大,直到电源达到电流限值或LED失效。 基本的LED调光方法 高亮度LED有两种基本调光方法。第一种是PWM调光方法,即在大于200Hz的某些频率下以0% 到 100%的不同的导通时间百分比 (占空比) 导通和关断LED。在导通期间LED满电流工作,而在关断期间LED上没有电流流过。这就保证了色彩的一致性。 另一种方法是控制流经LED串的电流量。这可能导致LED串的电压下降,并造成轻微的色差。不过,如果观察调光器打开情况下工作的白炽灯,也会看到明显的色彩变化。 TRIAC调光器的工作原理: 大多数调光器内都有一个简单的TRIAC电路,其核心如图1所示。我们讨论的重点是TRIAC的两个属性。即一旦栅极被触发就允许电流流过,以及若有足够电流流过,TRIAC就保持导通。要设计正确的调光电路,必须了解这两个电流,触发电流和保持电流。以调光器开关中常采用的3A 800V TRIAC器件FKPF3N80为例,该器件的触发电流为20mA,保持电流为30mA。当栅极电流接近20mA时,该TRIAC导通,当流经电流至少为30mA时,TRIAC保持导通状态。
当用户旋开调光器旋钮时,他其实是在改变电阻分压器。分压器在AC周期内设置不同的触发电流点,从而设定TRIAC的触发点。通过选择TRIAC的设置点,用户实际上选择了负载供电所需的AC电压的占空比,而这个占空比是LED驱动器调节LED亮度所需的信息。
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