發(fā)光二極管 (LED) 目前作為一種優(yōu)秀的光源廣泛應用于工業(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，人們對開發(fā)與 TRIAC 調(diào)光器兼容的 LED 燈泡進行了大量研究。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。
    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)時鎖存電流并在觸發(fā)后在TRIAC導通期間保持電流。如果這兩個電流不滿足，TRIAC 調(diào)光器就會失火，LED 燈就會閃爍。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阻斷輸入線路，然后在點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。這些操作要求不會因使用白熾燈泡的高功耗而導致問題。輸出功率低于 20 W 的 LED 燈泡無法在整個線路周期內(nèi)維持這一電流量。
    本應用筆記提供了 TRIAC 調(diào)光 LED 燈泡板設(shè)計的實用指南。無源和有源泄放器設(shè)計指南詳細介紹了如何保持鎖存和保持電流而沒有明顯的閃爍。主動阻尼器設(shè)計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)計部分涵蓋濾波器元件對 PF、THD 和 EMI 的影響。
    無源泄放器設(shè)計
    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)計中，如果電容器位于輸入線之間，則需要串聯(lián)一個電阻（例如 RB、RD）和一個電容器（例如 CB、CIN）。如果沒有串聯(lián)電阻，由于調(diào)光器啟動時電容器中快速充電的能量，會出現(xiàn)大電壓和電流尖峰。電流尖峰可能會損壞 TRIAC 調(diào)光器，尤其是當 LED 燈泡與調(diào)光器并聯(lián)時，因為每個 LED 燈泡的電流尖峰之和可能會超過 TRIAC 調(diào)光器的額定電流。電流尖峰后的電流振鈴也會導致 TRIAC 調(diào)光器因負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，則可能會損壞外部組件。
    有源泄放器設(shè)計
    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 是檢測線路電流 ILINE 的感測電阻。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)光器啟動時，大電流尖峰會導致 RSENSE 處出現(xiàn)大電壓降。ZDLIM 限制 RSENSE 電壓以保護 QREG 的參考塊。作為線性穩(wěn)壓器驅(qū)動 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)動電流量受 RSOURCE 和 RSINK 限制。CCOMP 降低了調(diào)節(jié)環(huán)路的響應。RCOMP 作為負反饋電阻來補償控制環(huán)路。
    有源阻尼器設(shè)計
    當 TRIAC 調(diào)光器啟動時，需要將電阻阻尼器與輸入濾波電容器 (CIN) 串聯(lián)。調(diào)光器啟動時，通過輸入線感應出大電流尖峰，以對 CIN 快速充電。如果沒有電阻阻尼器，大尖峰會產(chǎn)a生線路電流振蕩，導致調(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。
       主動阻尼器原理圖
    因此，飛兆半導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為延時電路元件，DD為復位二極管，用于CD放電。