发光二极体(LED)正迅速成为最流行的照明选择。在美国政府的节能政策下,白炽灯基本上已经被淘汰,LED因其寿命长(通常为25,000小时)、易於适应多种不同的??座和形状要求而经常被取代。
然而,LED照明控制存在一些白炽灯不会遇到的问题。例如,由於LED负载产生的电流少得多,一般类型的三端双向可控矽在锁定和保持电流特性方面可能会受到挑战。
三端双向可控矽是交流调光控制的核心。调光器中使用的三端双向可控矽通常是针对白炽灯负载而设计和指定的,白炽灯负载在稳态条件下有很高的额定电流,在初始时有很高的浪涌电流,当灯丝断裂时有很高的寿终浪涌电流。
由於LED是二极体,因此其稳定电流远低於白炽灯,而在交流线电压的每个半周期的几个微秒内,LED的初始开机电流可能会高得多。因此,在每个AC半周的开始时,会出现尖峰电流。图一展示了典型的尖峰电流。一般而言,交流替换灯的尖峰电流为6-8 A峰值;稳态跟随电流小於100 mA。
图一 : 在LED每个AC半周开始时会出现典型的尖峰电流。 |
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家用照明用LED灯可能需要7.5 W(A19灯泡-450流明)或更高的功率,一盏吊灯通常需要四到十个灯。相比之下,一串50盏装饰性圣诞灯的总功率可能只有4.8 W。用於嵌入式天花板灯具的LED泛光灯可取代产生750流明亮度的典型灯丝装置,其功耗仅为13 W (BR30),相比之下,旧灯丝装置的功耗通常为65 W。
当使用全新的Q6008LH1LED或Q6012LH1LED系列Triac时,由於只需要几个元件,因此设计控制LED灯输出的AC电路非常简单。只需要一个触发/触发电容、一个电位器和一个电压分离触发装置。
透过使用两个反向平行敏感闸极矽控整流器(SCR)S4X8ES1作为电压回归触发装置,控制电路可产生宽范围的光级输出。此外,使用两个反向并联的敏感闸极SCR作为触发装置,由於两个SCR形成一个完整的回断触发,因此可以实现低迟滞控制。图二展示了这种控制的电路图,它可能是嵌入式泛光灯(例如BR30LED灯)的理想选择,可以调暗以产生低水准的光输出,或调高至接近180。的全光输出。
此电路可让灯管在每个AC半周期中几??以完整的180。开启;此外,RC定时开启可延迟到每个半周期中一个很小的导通角,以获得非常低的光输出。
Q60xxLH1LE三端触发器系列具有低保持和锁定电流特性,可使三端触发器在非常低的电流水平下保持导通。两个反向并联的敏感闸极可控矽(S4X8ES1)的闸极被绑在一起,产生一个具有全回断电压的极低电压触发装置,产生非常低的迟滞。这可让电位器设定为低导通角度,在线路开关关闭和开启时立即导通。
图三中的电路图改善了迟滞效果不隹的旧式相位控制/调光器电路。如图三所示,在C1启动电容周围加上转向二极体,就可以消除迟滞现象。
图三 : 改善迟滞效果不隹的旧式相位控制/调光器电路的电路图 |
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如果大控制范围(全亮到极暗)和低迟滞对应用来说并非关键,则可以使用新型Littelfuse Q6008LTH1LED或Q6012LTH1LED系列Quadrac器件来设计简单的可变光控制。(Quadrac 器件是一种特殊类型的晶闸管,在单一封装中结合了diac和triac)。
图四所示的电路将二端双向可控矽触发装置和交流三端可控矽结合在单一TO-220隔离安装片封装中,进一步减少了元件数量。由於diac触发装置的开关VBO较高,此控制电路允许较低的全开启电压,但提供从每个交流半周期的175。到小於90。工作的调光功能。
图四 : 将二端双向可控矽触发装置和交流三端可控矽结合在单一TO-220隔离安装片封装的电路图 |
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图四有下列的注意事项:电位器为250 kΩ,内建最小3 kΩ的固定端电阻。quadrac 装置为QxxxxLTH1LED,具有更灵敏的triac die(低闸极和保持电流特性)。RL为最小10 W的LED负载。VC与内建 diac die的触发电压相同。
用於交流电路的LED灯负载可能非常简单,如图五所示,也可能有额外的直流细化元件,例如滤波电容。附加元件的存在将决定LED灯负载是否可调光。LED灯负载越简单,就越有可能是可调光的,因为滤波电容可能会将最小直流电流增加到晶闸管器件可以锁定的水准,而不会在晶闸管最小保持电流以下降低不同的交流电流。
图五 : 用於交流电路的LED灯负载,也可能有额外的直流细化元件。 |
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