LED調光控制的熱門方案比較分析
調光安全性 當用戶購買LED燈以后,生產廠商無法完全了解其使用環(huán)境。交流輸入的頻率可以是50Hz或者60Hz;調關器可以是支持的或者是不支持的;電網電壓會產生波動,也會產生畸變;等等。諸多因素會影響LED燈的亮度變化甚至安全性。驅動電路的設計必須考慮這些可能發(fā)生的環(huán)境變化,具備相應的對策。當前的數字控制技術實現了
* 自動調光模式識別。控制器可以自動識別前切相式調光器和后切相式調關器,甚至在運行過程中允許前后切調光器的轉換。
* 自動檢測不支持的調光器。如果某一種調光器是所生產的LED 燈不能支持的,數字技術可以根據其輸出波形,迫使LED 燈進入保護模式,保障了用戶的使用安全。
* 自動防止多次快速啟動。由于LED 燈要求啟動快,當LED 燈發(fā)生故障,或者輸入電壓畸變嚴重時,驅動電源有可能反復地重啟動,造成驅動電路的過熱。數字控制可以很方便的判斷路障的存在,防止頻繁的重復啟動。
3 典型的數字LED控制系統(tǒng)
數字控制LED系統(tǒng)結構 圖5是iWatt的iW3610系列數字調光控制系統(tǒng)結構示意圖。iW3610控制器采用8個管腳的封裝,實現了如下功能:
* 調光器阻抗匹配
* 輸入功率因數控制
* Boost電壓的預測和控制
* 反激式變換器的一次側恒流控制
* 調光器的類型檢測和調光控制
* 完整的輸入,輸出和內部保護
4 調光器識別和控制流程
圖6是iWatt的iW3610系列數字控制器的內部結構圖。VIN 采樣調光器的輸出電壓波形。調光器信號通過模擬到數字轉換進入調光控制和相位檢測數字模塊。根據前切或者后切相位的百分比,恒流控制模塊計算出所需的輸出電流控制量??刂屏客ㄟ^數字到模擬轉換提供給原邊電流控制比較器(Ipeak)。Isense檢測原邊電流信號,通過圖1所示的恒流控制原理,得到穩(wěn)定的 LED輸出電流。Vsense提供變壓器反激的電壓信號。通過對反激信號的解析,控制器可以獲得輸出電壓,電流以及波谷的時間點來實現各種保護功能。
圖7給出了調光器的啟動檢測。調光器打開后,驅動電路開始充電。當VCC供電電壓達到啟動電平,控制器開始工作。Boost控制信號OUTPUT(TR)導通3-4個交流半周期,提供調光器一個低阻抗的回路來完成初始化。在這期間,控制器根據調光器輸出的特征波形,確定輸入的電壓范圍、頻率,和調光器的類型、相位角。如果判斷是所支持的調光器,就啟動驅動電路,輸出所對應的LED電流。
iW3610系列產品應用方案 圖8(a)給出了iW3610系列控制器的一個具體應用方案。圖8(b)和(c)分別顯示了后切調光器和前切調光器的實測波形。
5 總結
數字控制技術在LED照明領域具有控制靈活,調光性能好和保護全面的優(yōu)勢。針對越來越多的控制和保護要求,iWatt的iW3610系列數字控制器正逐步成為LED通用照明的主流驅動控制器。iW3610系列數字控制器適合燈具內置化驅動的要求,采用數量不多的元件實現了高性能調光、較高功率因數、隔離驅動以及無光耦的精確恒流輸出設計,優(yōu)化了整體LED燈的散熱性能。整個設計的體積可以小至內置于E27/E26燈頭的球泡或PAR 燈內。5W設計效率大于80%,10W設計效率大于85%,功率因數滿足Energy Star的要求,調光范圍達到1%-100%,同時支持歐美市場和亞洲市場上的主流調光器。
評論