工程師設(shè)計(jì)小Tips：消除波動(dòng)AC輸入引起LED閃爍的方法

　　在LED照明系統(tǒng)中，如果功率因素校正（PFC）塊響應(yīng)不夠快，波動(dòng)AC輸入能夠推動(dòng)輸出電壓超出其正常范圍并引起人眼能夠察覺(jué)的照明輸出變化。因此，如何消除波動(dòng)AC輸入引起LED閃爍問(wèn)題呢？一位工程師網(wǎng)友為我們分享了他的方法。

　　在LED照明系統(tǒng)中，添加電路以改善PFC響應(yīng)時(shí)間能夠幫助消除由快速變化的AC輸入電壓引起的閃爍。如果功率因素校正（PFC）塊響應(yīng)不夠快，波動(dòng)AC輸入能夠推動(dòng)輸出電壓超出其正常范圍并引起人眼能夠察覺(jué)的照明輸出變化。

　　添加一些簡(jiǎn)單的電路至PFC塊能夠幫助改善響應(yīng)時(shí)間并消除閃爍問(wèn)題。想法是增添過(guò)壓保護(hù)，防止啟動(dòng)時(shí)發(fā)生閃爍，然后通過(guò)使用自動(dòng)檢測(cè)以感應(yīng)AC輸入關(guān)閉的時(shí)間在正常操作中限制AC開(kāi)/關(guān)問(wèn)題的發(fā)生。

　　防止過(guò)壓條件

　　添加過(guò)壓消除（OVE）至PFC塊，幫助更輕松地對(duì)升高過(guò)快（尤其啟動(dòng)過(guò)程中）的電壓作出反應(yīng)。沒(méi)有OVE塊的話(huà)，如果PFC沒(méi)有及時(shí)響應(yīng)，輸出電壓和反饋控制之間就會(huì)存在間隙。由于輸出電壓達(dá)到其目標(biāo)，反饋控制嘗試降低控制值，但是因?yàn)樗?，可能?huì)產(chǎn)生過(guò)多的能量。添加OVE功能能夠解決這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)過(guò)多的升壓電壓超出目標(biāo)時(shí)，保護(hù)啟動(dòng)并且PFC轉(zhuǎn)換器作出快速反應(yīng)。圖1顯示在有和沒(méi)有附加OVE電路的情況下PFC控制器的輸出響應(yīng)。配備OVE的控制器在啟動(dòng)時(shí)有效消除過(guò)壓條件的應(yīng)力。

　　圖1：添加OVP功能在啟動(dòng)時(shí)消除過(guò)壓應(yīng)力

　　自動(dòng)檢測(cè)AC不存在

　　雖然添加OVE功能能夠消除啟動(dòng)時(shí)的閃爍，但是仍然可能發(fā)生AC輸入電壓波動(dòng)在正常操作時(shí)引起閃爍。

　　許多情況下，PFC控制器的電源電壓（Vcc）由獨(dú)立電源提供，例如備用電源設(shè)備，并且一個(gè)大型電容用于穩(wěn)定IC的操作。這個(gè)設(shè)置能夠引起PFC和IC操作的不匹配。例如，如果AC線(xiàn)路電壓意外斷開(kāi)兩個(gè)或三個(gè)AC線(xiàn)路周期，IC的Vcc可能保持繼續(xù)可用但是PFC輸出電壓會(huì)降低，因?yàn)闆](méi)有輸入電源。結(jié)果，控制環(huán)路嘗試補(bǔ)償輸出電壓降并且控制電壓達(dá)到其最大值。這個(gè)條件只要AC輸入缺失就會(huì)持續(xù)，它和啟動(dòng)時(shí)沒(méi)有OVE功能發(fā)生的條件相同或更糟。輸出電壓在過(guò)壓水平和調(diào)節(jié)水平之間波動(dòng)，引起顯著的閃爍。添加檢測(cè)是否存在輸入電壓的電路，然后連接該塊至消除過(guò)沖的電路可以幫助解決問(wèn)題。

　　看起來(lái)檢查輸入電壓最簡(jiǎn)單的方式是直接檢測(cè)AC電壓，但是識(shí)別AC線(xiàn)路電壓會(huì)有些復(fù)雜。輸入電容可能改變AC輸入波形，當(dāng)AC線(xiàn)路電壓從零改變至峰值，檢測(cè)時(shí)間可能會(huì)有延遲。另外，檢測(cè)AC線(xiàn)路電壓可能要求指定一個(gè)附加的檢測(cè)引腳，它可能對(duì)布局造成負(fù)擔(dān)。將這些因素考慮進(jìn)去，使用間接的檢測(cè)實(shí)際上是更好的方法。

　　當(dāng)使用一個(gè)在關(guān)鍵導(dǎo)通模式（CRM）中運(yùn)行的PFC轉(zhuǎn)換器時(shí)，有一個(gè)相對(duì)直接的方法設(shè)置AC線(xiàn)路電壓的間接檢測(cè)。零電流檢測(cè)（ZCD）計(jì)時(shí)信號(hào)，反映輔助和電感繞組的組合，能夠用于檢測(cè)電感電流何時(shí)為零。

　　當(dāng)AC線(xiàn)路電壓缺失，非ZCD信號(hào)引起開(kāi)關(guān)頻率變得和低頻振蕩器相同，并且最大的導(dǎo)通時(shí)間持續(xù)重復(fù)。評(píng)估這些信號(hào)之間的關(guān)系使得了解AC線(xiàn)路電壓是否存在變得可能。

　　AC輸入電壓消失期間，使用內(nèi)部自動(dòng)檢測(cè)電路對(duì)條件進(jìn)行計(jì)數(shù)并觸發(fā)過(guò)沖消除可以準(zhǔn)備電路等待AC輸入電壓何時(shí)返回。一旦AC輸入電壓恢復(fù)正常狀態(tài)，OVE電路能夠快速抵消輸出過(guò)壓條件。圖2顯示它的工作原理。

　　圖2：當(dāng)AC線(xiàn)路電壓打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)輸出響應(yīng)

　　粉色波形是PFC輸出電壓，藍(lán)色波形是AC輸入電壓。PFC輸出電壓通過(guò)AC輸入顯示現(xiàn)在的過(guò)沖，即使當(dāng)AC輸入打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)。

　　結(jié)論

　　啟動(dòng)過(guò)程中，使用OVE功能能夠消除電壓波動(dòng)，在正常操作時(shí)，檢測(cè)和管理的兩步法可以在AC電壓瞬時(shí)消失時(shí)預(yù)防閃爍。