發(fā)光二極管 (LED) 目前作為一種優(yōu)秀的光源廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。它作為良好的光源的能力和微型尺寸使其非常有用，尤其是在嵌入式設(shè)計(jì)中。此外，它可以發(fā)出的不同顏色也是其主要的靈活性特征之一。
    LED 已成為替代傳統(tǒng)照明系統(tǒng)（例如熒光燈和白熾燈）的有前景的光源。特別是在傳統(tǒng)的 TRIAC 調(diào)光器基礎(chǔ)設(shè)施中，人們對(duì)開發(fā)與 TRIAC 調(diào)光器兼容的 LED 燈泡進(jìn)行了大量研究。由于白熾光源的功耗為 100 瓦且壽命較短，因此 LED 燈泡可以成為極佳的替代品，其功耗顯著降低且壽命更長(zhǎng)。
    TRIAC 調(diào)光 LED 燈泡最近最大的問題是調(diào)光器兼容性。傳統(tǒng)的 TRIAC 調(diào)光器最初設(shè)計(jì)用于處理白熾燈泡產(chǎn)生的數(shù)百瓦功率。功耗低于 20 W 的 LED 燈泡應(yīng)與由大功率器件組成的調(diào)光器相互作用。如果調(diào)光器和 LED 燈泡之間的相互作用不穩(wěn)定，就會(huì)出現(xiàn)明顯的閃爍。
    TRIAC 調(diào)光器和 LED 燈泡
    為了管理無閃爍的交互，需要考慮調(diào)光器操作的一些要求。TRIAC調(diào)光器需要在觸發(fā)時(shí)鎖存電流并在觸發(fā)后在TRIAC導(dǎo)通期間保持電流。如果這兩個(gè)電流不滿足，TRIAC 調(diào)光器就會(huì)失火，LED 燈就會(huì)閃爍。圖 1 顯示了 TRIAC 調(diào)光器和 LED 燈泡的連接。如圖 2 所示，TRIAC 調(diào)光器在線路周期開始時(shí)阻斷輸入線路，然后在點(diǎn)亮后連接輸入線路和 LED 燈泡。
       具有足夠鎖存/保持電流的調(diào)光器操作
    鎖存和保持電流與調(diào)光器型號(hào)不同。鎖存和保持電流的典型范圍約為 5 ~ 50 mA。這些操作要求不會(huì)因使用白熾燈泡的高功耗而導(dǎo)致問題。輸出功率低于 20 W 的 LED 燈泡無法在整個(gè)線路周期內(nèi)維持這一電流量。
    本應(yīng)用筆記提供了 TRIAC 調(diào)光 LED 燈泡板設(shè)計(jì)的實(shí)用指南。無源和有源泄放器設(shè)計(jì)指南詳細(xì)介紹了如何保持鎖存和保持電流而沒有明顯的閃爍。主動(dòng)阻尼器設(shè)計(jì)通過最大限度地減少外部組件的數(shù)量來提高效率。輸入濾波器設(shè)計(jì)部分涵蓋濾波器元件對(duì) PF、THD 和 EMI 的影響。
    無源泄放器設(shè)計(jì)
    無源泄放器旨在提供鎖存和保持電流，以消除失火和閃爍。圖 3 顯示了使用無源泄放器的電路板原理圖。
        帶無源泄放器的 LED 驅(qū)動(dòng)器原理圖
    無源泄放器由電阻器 (RB) 和電容器 (CB) 組成。LF1和LF2是輸入濾波電感。CIN 為輸入濾波電容，RD 為阻尼電阻。
    在調(diào)光板設(shè)計(jì)中，如果電容器位于輸入線之間，則需要串聯(lián)一個(gè)電阻（例如 RB、RD）和一個(gè)電容器（例如 CB、CIN）。如果沒有串聯(lián)電阻，由于調(diào)光器啟動(dòng)時(shí)電容器中快速充電的能量，會(huì)出現(xiàn)大電壓和電流尖峰。電流尖峰可能會(huì)損壞 TRIAC 調(diào)光器，尤其是當(dāng) LED 燈泡與調(diào)光器并聯(lián)時(shí)，因?yàn)槊總€(gè) LED 燈泡的電流尖峰之和可能會(huì)超過 TRIAC 調(diào)光器的額定電流。電流尖峰后的電流振鈴也會(huì)導(dǎo)致 TRIAC 調(diào)光器因負(fù)電流小于振蕩中的保持電流而失火。如果電壓尖峰超過額定擊穿電壓，則可能會(huì)損壞外部組件。
    有源泄放器設(shè)計(jì)
    保持 TRIAC 保持電流的另一種方法是有源泄放技術(shù)。與無源泄放器相比，有源泄放器可以在線路輸入周期內(nèi)覆蓋更寬的 TRIAC 導(dǎo)通范圍。所提出的有源泄放器通過調(diào)節(jié)輸入電流來保留 TRIAC 保持電流，從而最大限度地減少泄放電路中的功率損耗。
       有源泄放器原理圖
    在圖 4 中，ILINE 是 IB（有源泄放電流）和 IIN（反激輸入電流）之和。RSENSE 是檢測(cè)線路電流 ILINE 的感測(cè)電阻。CFILTER 是濾波電容，用于濾除 RSENSE 電壓下的開關(guān)噪聲。QREG是并聯(lián)穩(wěn)壓器，例如KA431。調(diào)光器啟動(dòng)時(shí)，大電流尖峰會(huì)導(dǎo)致 RSENSE 處出現(xiàn)大電壓降。ZDLIM 限制 RSENSE 電壓以保護(hù) QREG 的參考?jí)K。作為線性穩(wěn)壓器驅(qū)動(dòng) QBLEED（泄放 MOSFET）的偏置電流由輔助繞組提供。偏置電路由DBIAS和CBIAS組成。QBLEED 的柵極由 CBIAS 偏置電壓和 QREG 的陰極控制。驅(qū)動(dòng)電流量受 RSOURCE 和 RSINK 限制。CCOMP 降低了調(diào)節(jié)環(huán)路的響應(yīng)。RCOMP 作為負(fù)反饋電阻來補(bǔ)償控制環(huán)路。
    有源阻尼器設(shè)計(jì)
    當(dāng) TRIAC 調(diào)光器啟動(dòng)時(shí)，需要將電阻阻尼器與輸入濾波電容器 (CIN) 串聯(lián)。調(diào)光器啟動(dòng)時(shí)，通過輸入線感應(yīng)出大電流尖峰，以對(duì) CIN 快速充電。如果沒有電阻阻尼器，大尖峰會(huì)產(chǎn)a生線路電流振蕩，導(dǎo)致調(diào)光器失火，并因電流過大而損壞 TRIAC 調(diào)光器。雖然阻尼電阻抑制尖峰電流，但阻尼電阻中的功率損耗非常高。阻尼電阻不僅可以抑制尖峰電流，還可以處理來自反激式的輸入電流。
       主動(dòng)阻尼器原理圖
    因此，飛兆半導(dǎo)體專有的有源阻尼器旨在以最少的外部元件來降低功率損耗。圖5中，RAD是有源阻尼電阻，QAD是阻尼MOSFET，以減少RAD的功率損耗。RD、CD為延時(shí)電路元件，DD為復(fù)位二極管，用于CD放電。