LED照明是一种主流技术。 LED手电筒,交通信号灯和车灯是司空见惯的,并且正在推动以电源供电的住宅,商业和中取代白炽灯和荧光灯。转向高能效LED照明所节省的能源简直令人咋舌。仅在中国,当局估计将该国三分之一的照明市场转移到LED将节省至少1亿千瓦时的电力,每年减少二氧化碳排放量2900万吨。然而,有一个障碍 - 控制输出没有闪烁是困难的,特别是在照明等应用中,无论是国内还是城市。
白炽灯使用简单,低成本,的基于AC的调光器,相对容易调光。 TRIAC是一种电子开关,允许小的控制电压和电流切换非常高的电压,如照明控制系统。结果,这些调光器无处不在。为了使照明或基于LED的改型灯真正成功,它们必须能够在与现有控制器和布线一起使用时变暗。
尝试调暗LED灯遇到了许多问题,经常导致闪烁和其他不良行为。要了解原因,首先要解释TRIAC控制器的工作原理,然后考虑LED灯的技术,最后看看这两者是如何相互作用的。
图1:典型的前沿TRIAC调光器及其产生的电压和电流波形。 (: Integrations)。
在典型的TRIAC控制器中(见图1),电位器R2用于调节TRIAC的相角,当VC2超过DIAC的击穿电压时,TRIAC会在每个主要交流电压边沿触发。当TRIAC电流低于其保持电流(IH)时,TRIAC关闭,必须等到C2在下一个半周期再充电才能再次打开。施加在灯丝上的电压和通过灯丝的电流是调光信号的相位角的函数,其可以从几乎为零到180°变化。
用于取代标准白炽灯泡的LED灯通常包含LED阵列,其布置成提供均匀的光扩散。 LED串联连接。每个LED的亮度是通过它的电流的函数,LED的正向压降通常约为3.4 V,但可以在2.8 V到4.2 V之间变化.LED串应由恒流驱动电源必须严格控制,以确保相邻灯之间的匹配。
对于的LED灯,灯的电源必须解释TRIAC控制器的可变相角输出,以单调调节LED的恒流驱动。在保持调光器正常工作的同时实现这一点的困难可能导致性能不佳。调节亮度时,问题可能显示为闪烁,启动缓慢,照明不均匀或闪烁。还存在单元到单元不一致以及从灯发出的不希望的可听噪声的问题。这些影响通常是由错误触发或过早关闭TRIAC和LED电流控制不当引起的。错误触发的根本原因是当TRIAC触发时的当前振铃。图2说明了这种效果。
图2.在LED灯电源输入端看到的TRIAC电流和电压振铃。 (:Power Integrations)。
当TRIAC点火时,此时的交流电源电压几乎瞬间施加到LED灯电源的LC输入。施加到电感的电压阶跃导致振铃。如果在此振铃期间通过调光器的电流低于TRIAC触发电流,则TRIAC停止导通。然后,TRIAC触发电路重新充电并重新点亮调光器。这种错误的多个TRIAC重启会在LED灯中引起不期望的可听噪声和闪烁。较不复杂的输入有助于减少这种不良振铃。为了成功调光,输入EMI滤波电感和尽可能