基于英飞凌LED可控硅调光解决方案 可控硅, 解决方案, 电位器

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目前的调光方式 主要有三种，分别是：模拟调光方式，PWM调光及可控硅调光。利用可控硅调光对LED替代灯调光，现有的调光器电路可以不作变动，故此调光方式普遍看好， 于是出现了适合于可控硅调光的AC-DC 控制芯片。英飞凌公司推出的ICL8002G LED驱动芯片可支持可控硅调光，并具有单级PFC和初级测控制功能。
可控硅调光的原理

电位器RV2调整可控硅(TRIAC) 的相位角，当VC3超过DIAC的击穿电压时，可控硅会导通。当可控硅电流降到其维持电流(Iholding)以下时(如下图2)，可控硅关断，且必须等 到C3 在下个半周期重新充电后才能再次导通。灯泡灯丝中的电压和电流与调光信号的相位角密切相关，相位角的变化范围介于0度(接近0度)到180度之间(取决于 调光器)。LED调光存在的问题
LED 灯要想实现可调光，其电源必须能够检测可控硅控制器的可变相位角输出，以便对流向LED的电流进行调整。在维持调光器正常工作的同时做到这一点非常困难， 往往会导致性能不佳。问题可以表现为闪烁及音讯噪声等问题。这些不良现象通常是由误触发或过早关断可控硅等因素造成的。误触发的根本原因是在可控硅导通时 出现了电流振荡。图3以图表形式对该影响进行了说明。


图2.可控硅导通的工作条件


图3 可控硅电流(可控硅多次触发，但不能维持导通)
可控硅导通时，AC市电电压几乎瞬间施加到LED灯电源的LC输入滤波器。施加到电感的电压阶跃会导致振荡。如果调光器电流在振荡期间低于可控硅维持电流， 可控硅将停止导通。可控硅触发电路充电，然后再次导通可控硅。这种不规则的多次可控硅重启动(如图3)，可使LED驱动产生音讯噪声或LED闪烁。设计更 为简单的 EMI滤波器有助于降低此类不必要的振荡。要想实现出色的调光功能，输入EMI滤波器电感和电容须尽可能地小。
对于可控硅来说，维持导通所需的维持电流通常介于8 mA到75 mA之间。白炽灯比较容易维持这种电流大小，但对于功耗仅为等效白炽灯10%的LED灯来说，该电流可降低到可控硅维持电流以下，导致可控硅过早关断。这样就会造成闪烁或限制可调光范围。
轻微闪烁问题


表1 DIAC特性
从表1可见由于DIAC的特性描述了正反击穿电压存在误差，击穿电压不对称会引起可控硅的正半周和负半周的导通角不一样(见图4A)，在低成本的调光器中尤其明显，输出电流也会跟随输入变化(如图4b)，引起LED灯忽亮忽暗，尤其在低输出时明显。