新的组件简化了固态照明控制

2016-07-05 Littelfuse

固态照明正迅速成为广泛的应用领域最受欢迎的照明选择。由于美国政府节约能源的任务,白炽灯被大举淘汰,并越来越多地被发光二极管(LED)灯取代。究其原因是因为LED灯具有更长的使用寿命(通常为25000小时)并且能够轻松适应多种不同的插座和形状要求。


随着 LED 灯的价格持续下降,且与紧凑型荧光灯(CFL)相比越来越具有竞争性,有人预测LED照明在住宅照明市场中的份额在2016年将达到将近百分之五十,2020 年将超过百分之七十。然而,从设计师的角度来看,重要的是要明白,LED照明和调光控制带来了与以往的技术所不同的挑战。

 

三端双向可控硅(Triacs,交流电三极管的简称)构成了交流调光控制的核心。这些组件在触发(打开)后可以在任一方向传导电流。过去,调光器中所用的 Triacs 通常是针对白炽灯负载的特 点,也是专用于白炽灯负载的。白炽灯负载在两种稳态条件下均具有高电流额定值,高初始涌入电流,以及在灯丝断裂寿命终止时的高浪涌电流。

 

相比之下,LED具有比白炽灯低得多的稳态电流,它们在交流线路电压每半个周期开始的几微秒时间里能够具有更高的初始导通电流。通常情况下,交流备用灯的电流尖峰为6-8安(峰值);稳态持续电流小于100毫安。

 

用于家庭照明的LED 灯的耗电量为7.5瓦(A19 型灯泡,450 流明)或者更高,而一盏吊灯通常具有四到十个灯泡。然而一条50个圣诞彩灯的灯串的耗电量可以低至4.8瓦。设计用来取代典型的灯丝照明的吸顶灯所用的LED泛光灯能够产生750流明的亮度,耗电量仅为13瓦(BR30)。相比之下旧的灯丝照明通常耗电65瓦。

 

最新一代的 Triacs 使得用于控制 LED 光输出的交流电路的设计变得非常简单,因为其需要相对较少的组件:一个点火/触发电容器,一个电位器,和一个电压击穿触发器件。使用两个逆向平行的敏感栅可控硅整流器(可控硅)作为电压击穿触发器件使控制电流能够产生较大范围的光级输出。这也允许实现较低的滞环控制,因为两个可控硅形成了全面的反击穿触发。图1为适用于吸顶灯的控制电路图(如BR30LED 灯)。


图1:采用两个逆向平行的敏感极可控硅整流器的吸顶泛光灯调光器电路

 

这种电路使灯泡几乎可以在每半个交流周期上实现180度开启;遥控定时开启也可以在每半个周期被延迟到较小的导通角,实现较低的光输出。具有较低保持和锁定电流特性的Triacs,如力特的Q60xxLH1LED系列,使Triacs能够保持在非常低的电流水平上。两个逆向平行的敏感栅可控硅整流器(S4X8ES1),敏感栅连在一起,可产生非常低的电压触发全反击穿电压的器件,从而产生非常低的滞后。从而可以针对线路开关关闭和开启时实时开启的低导通角度设置电位器。图2中的电路图所示的是通过在C1点火电容器周围增加转向二极管对提供较差滞后的旧的相位控制/调光器电路所做的改进。


图2:改善滞后的调光器电路设计

 

对于宽控制范围和低滞后并非那么关键的应用,Quadrac器件(在单个封装中组合Diac(两端交流开关组件)和Triac的一种特殊的晶闸管)可提供一种简单的可变光控制方法。图3说明了如何在单个TO-220独立的安装封装内组合Diac触发器件和交流Triac以进一步减少组件数量。由于Diac触发器件较高的开关电压VBO,这种控制电路具有较低的全开启电压,但是每半个交流周期可在175度到小于90度范围内提供调光功能。


图 3:单个TO-220独立的安装封装内组合

 

在图3这种基于Quadrac的调光电路中,电位器为250千欧,具有最低3千欧的内置固定端电阻。Quadrac器件为具有更加敏感的Triac硅片的QxxxxLTH1LED 产品(低栅电流和保持电流特点)。RL为最小LED负载(10瓦)。VC等同于内置 Diac 硅片的触发电压。

  • +1 赞(0)
  • 收藏

评论

登录   |    立即注册

提交评论

最新评论

暂无评论

世强元件电商
最好的电子研发服务平台

  • 领先国内半年新元件/新技术/新方案
  • 全品类覆盖数百个原厂资料
  • 正品低价/供货保障
  • 大量现货,支持快速购买

搞研发 找元件
上世强元件电商

我的资料
我的消息
我的