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TRIAC調光器與LED接口的高效方法

2012年01月16日 10:06 本站整理 作者:葉子 用戶評論(0

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  照明業對白熾燈的依賴已有一個多世紀之久,近50年來,相位調光器逐漸成為了調光控制的主流。標準的正相(或TRIAC,三端交流)調光器很難與LED驅動器相連接。每只調光器的性能各有不同,從而使接口工作難上加難。盡管現在有了較新較好的反相調光器,但標準的正相調光器已在全球電子設施中廣泛使用,LED照明業不可能簡單地忽略它。照例,反向兼容是第一位的。

  正相調光器

  一個標準的正相調光器包含一個TRIAC、一個DIAC(二極管交流)和一個RC(電阻/電容)電路(圖1)。電位計調節電阻值,得到的RC時間常數用于控制TRIAC導通前的延遲量,或觸發角。當TRIAC導通時,時間部分就是導通角θ。得到的電壓波形就是一個切相的正弦曲線。

  

正相調光器

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  這種類型的調光能很好地用于白熾燈,因為它們是簡單的阻型負載。當導通角減小時,燈絲電阻上時間平均的電壓也下降,從而提供了自然平滑的調光。

  TRIAC還有一個對最小保持電流的要求。流經TRIAC的電流必須保持在這個最小水平以上,才能確保在整個導通角上的開啟。白熾燈負載很容易滿足這個條件,因為負載都有原生的功耗等級,例如:40W、60W和75W。

  與LED的兼容性

  糟糕的是,固態照明沒有相位調光方案的優點。LED是一種半導體器件;控制其光輸出的方式是調節它的正向電流。高亮度LED可以流過數百毫安至數安電流,為保持系統效率,通常都采用一只開關式轉換器

  對于一個標準的開關轉換器,其輸出的調節與平均輸入電壓無關,這意味著必須先對相位調光器提供的斬相波形做解碼。解碼后的信息就可以控制用于輸出調節的基準電壓。盡管這對功率電子設計者是相對簡單的工作,但其背后隱藏著更多的復雜性。

  一個明顯的區別是,負載不再是純阻性的。實際上,轉換器對相位調光器可以看作一個電抗性負載,因為電路中同時包含有容性和感性元件。于是,一個標準轉換器在遇到斬相電壓的快速上升沿時就會出現問題。設計人員一般采用標準的RC阻尼方法,減少這種上升沿所導致的問題振鈴。不過,這種方案會帶來額外的功率損耗。

  還有始料不及的更大問題。現代LED的效率遠遠超過白熾燈,后者會將光輸出的75%消耗在紅外頻譜上,成為熱量散失掉。而LED則將更多的光輸出提供在可見光頻譜上。最新高亮LED的效率是類似白熾燈的五至六倍,這意味著,替代一只60W燈泡或燈具的LED功耗可以低至10W至12W。這種能量節省對消費者很重要,而對相位調光器則不然,因為它要求最低的保持電流。

  當用TIRAC對一只LED燈具做調光時,它可能會瞎火(misfire),就是說,不能為整個導通角提供足以維持導通的電流。由于瞎火情況通常與連續整流的交流周期不同步,因此解碼角可能會在兩個點或多個點之間振蕩。因為其頻率低,于是這種振蕩表現為光輸出的顫動和閃爍。為防止這種可見的閃爍,轉換器必須泵出更多電能,以確保TRIAC不會瞎火。

  

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( 發表人:葉子 )

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