基于MCU和基于ASIC的LED可控硅调光方案对比与解析
来源:华强LED网 作者:—— 时间:2010-08-27 16:45
从图中可以看出与一般开关电源的FLYBACK相比,恒功率方案多了一个调光信号控制回路,用于检测输入可控硅的导通角和输入电压,从而给出相应的调光信号。同时,方案中没有反馈信号,完全开环控制,由原边控制占空比的大小从而控制输出功率的大小,。其控制的理论依据为:
式中:
为输出给LED的功率;
为转换器的效率,主要由变压器决定;
为原边变压器的平均电流;
为变压器的原边电感;
为FLYBACK的开关频率。
恒功率控制方式都是先预知LED的输出功率 ,理论上,一旦变压器设计好之后, , , 都已确定,只要改变原边电流 的大小,就可以改变输出功率的大小。再由于:
式中:
U为加在变压器原边的电压,即输入电压;D为占空比; 为开关频率; 为变压器的原边电感。根据式2.2可知, 与D成正比,只要改变占空比D就能改变原边电流的大小,也就能改变输出功率的大小。
2.2 优缺点
理论上,这种拓扑结构简单,成本低,但仔细分析就会发现,这种方式存在很多弊端。首先是 很难控制,往往偏差很大,再加上采用开环控制,精度很难保证,在批量时,用同样的占空比都会导致输出功率偏差很大,直接体现在灯上就是LED的亮度会偏差很大,很难保证其一致性。
其次,恒功率控制都是预先假定输出功率是恒定的,比如用9个1W( =3.4V, =350MA)的LED串联起来用做一个9W的PAR灯,那么设计时候就会用 =9W来计算。但实际上每个LED的 都会偏差,偏差值如表2.1所示:
从表格2.1可以看出,虽然每个LED的偏差都不会太大, 但当LED串联起来时,总的偏差就不能忽略了。PAR灯的实际功率可能不止9W或者不到9W,直接反应在灯上就是最大亮度没有到额定值或者比额定值要亮。当PAR灯的实际功率不到9W时,而驱动的输出功率依然是9W,那么流经LED的电流 就已经超过了额定的 ,长期工作对LED的寿命和显色性都会造成一定的影响。
另外,就算LED出厂时 没有偏差,根据图1.2所示, 也会随着温度和工作时间的变化而变化,当由于 的变化使得LED的额定功率小于9W时,长期工作将会影响LED的使用寿命和显色性。
再次,功率兼容性问题。由于恒功率控制方式都是预先设定好输出功率,当所接的灯功率与预先设定的功率不匹配时,LED灯不能正常工作。当所接的灯的功率小于预设功率时,甚至会烧毁LED灯。
还有就是空载损耗的问题,由于恒功率控制方案的输出功率只与输入电压和导通角的大小有关,当没有与接LED灯时,依然会有相应的功率输出,使得空载损耗变得很大。