最近美国国家半导体公司开发直接连接双向交流触发三极体调光器,几乎完全不会发生闪烁现象的
LED驱动IC LM3445与评鉴
基板。接着笔者组合评鉴基板与简易双向交流触发三极体调光电路,说明LM3445的评基板鉴与电路设计的重点。
评鉴基板封装LM3445、电源电路,以及周边电路,评鉴基板使用双向交流触发三极体调光电路,输入已经受到位相控制的电压,利用高频切换器提供LED电流,LED驱动器设有可以控制流入LED电流峰值的降压转换器,动作时设定OFF时间超过一定值以上。动作上首先接受双向交流触发三极体调光电路的输出电压,接着检测双向交流触发三极体的ON时段,再将此信号转换成流入LED电流指令值,此时流入LED电流与双向交流触发三极体ON时间呈比例,就能够沿用传统白热灯泡的调光电路。此外上记评鉴基板支持还主从结构,能够以相同电流调光复数LED。
评鉴与电路整体架构
图1(A)是评鉴电路方块图;图1(B)是双向交流触发三极体的调光电路,由图可知本电路采取“ANODE FIRE”方式,使用双向交流触发三极体的两端电压当作驱动电压,通过可变电阻VR后,使电容器C1充正电压或是负电压,此时不论极性,电容器C1的电压一旦超过一定程度,触发二极管通电会使双向交流触发三极体点弧,流入双向交流触发三极体的电流,即使超过一值仍旧持续通电,电流则流入负载。
 
 

 
LM3445的ON时段在450至1350范围,支持0%~100%的电流值指令,若以双向交流触发三极体的弧点角度Θ表示,它相当于1350~450范围。
第2是输入评鉴基板的电源,使用双向交流触发三极体进行位相控制,因此无电压时段,即使使用高频切换电路也无法消除闪烁问题。上记电路为消除闪烁,未使用电容输入型电路,改用填谷电路尽量减轻对电源的影响,因此本电路设置D4、D8、D9、C7、C9,以C7、C9串行电路使输入的电压峰值充电。
C7、C9相同容量时,各电容器的充电电压是输入电压峰值的一半,换句话说输入电压峰值变成一半时,各电容器开始放电,输入电压峰值变成一半为止则以填谷电路动作,如此一来转换器的输入电压能够维持一定,同时还可以高频使LED点灯。图3是填谷电路与输出、入电压波形。由图可知输入电压波形是双向交流触发三极体输出整流后的波双向交流触发三极体的ON时段(角度),大于900时会变成一半,低于900时=1/2×SIN(180-ON时段)=1/2×SINΘ。

 
 
TR2 ON时,流入L2的电流取决于输入电压VBUCK与LED电压VLED两者的电压差,最差情况LED的顺电压下降为3.99V,8个LED串联需要31.9V。流入TR2的电流除了受到电流指令最大值750MA的限制之外,有关对短路等异常电流的保护,本电路备有电流限制器功能,不过TR2正确动作的代价是输入电压最大值有极限。
IC内部的起动电路一旦开始动作,GATE信号变成H,就会使TR2 ON进入行程。LM63445即使ON,电流的检测不会以一定时间进行,IC内部的125NS延迟时间内,电流检测电阻R3的电压R3,利用内部FET持续限制在0V,PWM与I-LIN两转换器的输入维持L状态,这样的设计主要目的是考虑TR2 ON时,二极管D10的逆向回复电流很大,避免瞬间迁移至GATE信号变成OFF状态,转换器可能无法起动。
延迟时间内TR2 ON时电流的过渡变化,TR2的电流与L2一旦相同,就进入检测L2电流变化的行程,该电流检测功能有所谓无效时间,因此降压转换器的输入电压最大值时,为确实保障此延迟时间,如图5所示要求最小200NS的ON时间。延迟时间之后随着直线上升的L2电压,R3的电压也直线上升,该电压经过电流感测端子ISNS输入至PWM转换器,一直到电压到达电流指令值为止,GATE信号维持ON状态。评鉴基板的电流检测用电阻R3大约1.8Ω,PWM的电流指令值最大值,750MV时为417MA,延迟时间与温度有依存关系,大约100~160NS。
 

 
评鉴基板的设计条件如下:
˙电压:AC90V~135V
˙电流:350MA
˙LED数量:串联7~8个
评鉴电路选择LED电流350MA种类,评鉴基板根据定数以250KHZ附近动作,使用评鉴电路的条件进行。LED的条件如下:
˙VF = 2.79~3.42~3.99V
˙ILED = IF = 350MA(最大),500MA(脉冲)
˙输入电压:AC80~120V(AC100V±20%)
˙动作频率:额定输入电压时250KHZ
假设降压转换器输入电压为额定电压峰值,降压转换器的效率Η,根据技术资料为85%,依此试算LED串联8、7、6、5、4,此时VLED分别是27.36、23.94、20.52、17.1、13.68,根据上式(1):
     
 
      假设:
        

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接着试算ON时间,ON时转换器的输入电压VBUCK与LED的电压VLED的电压差施加于L2,此处计算该波动电流186MA的变化时间,假设:

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电流指令的电路与动作
降压转换器的动作概要如上记,降压转换器的电流指令利用双向交流触发三极体产生,图7(A)是电流指令值产生电路;图7(B)是动作概要;图7(C)是电流指令值的范围。利用双向交流触发三极体体进行位相控制的电压,亦即双向交流触发三极体导通时输入的电压,被施加至TR1的网关与汲极,一旦施加位相控制的电压,虽然取决于TR1的特性,不过此时大约10V的电压被输入至BLDR端子,输入峰值7.2V的转换器输出迁移变成H,4&MU;S后230&OMEGA;的负载加入转换器输入,可以补强双向交流触发三极体的拴锁器电流,使双向交流触发三极体正确动作。
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