基于LM3445可控硅調(diào)光器的離線式LED驅(qū)動(dòng)器

在圖1中，TRIAC調(diào)光器被串接在AC線路輸入端，通過(guò)LM3445的調(diào)光譯碼器電路，可以控制LED串的電流，實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)控。

(2)TRIAC調(diào)光譯碼電路

TRIAC調(diào)光譯碼電路由整流線路電壓感測(cè)電路、TRIAC導(dǎo)通角檢測(cè)電路和調(diào)光譯碼器電路三部分組成(見(jiàn)圖1)。

①線路電壓感測(cè)

位于橋式整流器之后的R1、15V的齊納二極管VD1和VT1組成一個(gè)串聯(lián)通路整流器，將整流的線路電壓轉(zhuǎn)換為一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娖奖?IC(LM3445)的引腳BLDR感測(cè)。由于VT1源極未連接電容器，當(dāng)線路電壓降至15V以下時(shí)，允許IC引腳BLDR上的電壓隨整流電壓升高和降低。R5的作用有兩個(gè)：一是用作泄放IC引腳BLDR節(jié)點(diǎn)寄生電容的電荷；二是在小電流輸出上操作時(shí)，為調(diào)光器提供所需要的保持電流。

二極管(肖特基型)VD2和電容C5的作用是，當(dāng)IC引腳BLDR上的電壓變低時(shí)，維持IC引腳VCC上的電壓，使IC能夠正常操作。

②角度檢測(cè)和調(diào)光譯碼器

TRIAC導(dǎo)通角檢測(cè)電路利用一個(gè)門(mén)限為7.2V的比較器監(jiān)視IC引腳BLDR來(lái)確定TRIAC是導(dǎo)通或者關(guān)斷。比較器輸出經(jīng)4μs的延遲線控制一個(gè)泄放電路并驅(qū)動(dòng)一個(gè)緩沖器。緩沖器輸出(引腳ASNS)擺幅被限制在0～4V，經(jīng)R1和C3組成的低通濾波器濾波，通過(guò)IC引腳FLTRl輸入到斜坡比較器(反相端)，與斜坡產(chǎn)生器產(chǎn)生的5.88kHz、l～3V的鋸齒波相比較，斜坡比較器輸出驅(qū)動(dòng)引腳DIM和一個(gè)N溝道MOSFET。MOSFET漏極上的信號(hào)經(jīng)內(nèi)部370kΩ和IC引腳FLTR2上的電容C4組成的(第二個(gè))低通濾波器濾波，輸至內(nèi)部PWM比較器。調(diào)光譯碼器輸出一個(gè)幅度從 0～750mV變化的DC電壓，相應(yīng)的調(diào)光器占空比是從25%到75%變化，TRIAC導(dǎo)通角范圍從45℃到135℃，從而直接控制LED的峰值電流，獲得幾乎從0%到100%的調(diào)光范圍。

(3)無(wú)源PFC電路

電容C7和C9以及二極管VD4、VD8、VD9組成部分濾波填谷式無(wú)源(即被動(dòng)式)PFC電路。用其替代一個(gè)傳統(tǒng)大容量濾波電容器，可以改善線路功率因數(shù)。電容C10(10nF)在C7和C9充電時(shí)，可以衰減電壓紋波。無(wú)源PFC電路輸出電壓Ubuck，作為降壓變換器的DC總線電壓。

在沒(méi)有TRIAC調(diào)光器接入的情況下，當(dāng)AC線路電壓高于其峰值的1/2時(shí)，VD3和VD8導(dǎo)通，VD4和VD9截止，電容C7和C9以串聯(lián)方式被充電，并且電流會(huì)流入負(fù)載。當(dāng)AC線路電壓低于其峰值的l/2時(shí)，VD3和VD8反向偏置，而VD4和VD9正向偏置，C7和C9以并聯(lián)方式放電，電流流入負(fù)載。圖3所示為不帶TRIAC調(diào)光器時(shí)AC線路電壓UAC、整流電壓UBR1和PFC電路輸出電壓Ubuck波形。由圖3可知，雖然Ubuck波形很不平滑，但在AC線路半周期內(nèi)的電流導(dǎo)通角達(dá)120°(即從30°到150°)，線路功率因數(shù)達(dá)0.9以上。而只用單個(gè)大容量電容濾波雖然能獲得比較平滑的DC電壓，但電流流動(dòng)角僅約60°(即從60°到120°)，線路功率因數(shù)不超過(guò)0.6。

加入TRIAC調(diào)光器時(shí)的相關(guān)電壓波形如圖4所示，其中θ為T(mén)RIAC的導(dǎo)通角。

(4)DC—DC降壓變換器

控制器LM3445、功率MOSFET(VT2)、電感器L2、二極管VD10、電阻R3和電容C12等，組成開(kāi)關(guān)型DC—DC降壓變換器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)LED串。

當(dāng)LM3445引腳GATE上的PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)VT2導(dǎo)通時(shí)，通過(guò)L2和LED串的電流線性增加，并被R3感測(cè)。當(dāng)R3上的電壓等于在IC引腳 FLTR2上的參考電壓時(shí)，VT2則關(guān)斷，L2釋放儲(chǔ)能，VD10導(dǎo)通，電流通過(guò)LED串和L2，并從其峰值線性減小。C12用作消除大部分電感L2的紋波電流，R4、C11和VT3為設(shè)置固定關(guān)斷時(shí)間提供一個(gè)線性電流斜坡信號(hào)。主要參數(shù)與元件值的計(jì)算

LM3445可以在80～270VAC的通用AC線路上工作，現(xiàn)設(shè)輸入電壓范圍是90～135VAC，開(kāi)關(guān)頻率fsw=250kHz，變換器效率 η≥80%，LED正向壓降UF=3.6V，通過(guò)LED串的平均電流ILED=400mA，串聯(lián)LED的數(shù)量n=7，LED串的總電壓降則為 ULED=nUF=7×3.6V=25.2V。因篇幅所限，在此我們僅重點(diǎn)介紹無(wú)源PFC電路和降壓變換器中主要元件的選擇。