詳解無閃爍LED驅(qū)動調(diào)光控制設(shè)計(jì)

　　特別需指出的是，LinkSwitch-PH可通過連接的編程電阻設(shè)置為調(diào)光光模式，也可放置非調(diào)光模式。在非調(diào)光模式下，電路可以接近1的功率因數(shù)在全AC輸入范圍內(nèi)提供恒流輸出。在調(diào)光模式下，整流輸入的過零點(diǎn)和相位角用于設(shè)置輸出電流水平，從而提供調(diào)光功能。LinkSwitch-PH可用來設(shè)計(jì)這樣的高性能LED驅(qū)動器：可在全輸入電壓范圍內(nèi)工作，并使低成本可控硅調(diào)光器的調(diào)光范圍達(dá)到1000:1，同時(shí)無任何閃爍現(xiàn)象。

　　*應(yīng)用LinkSwitch-PH控制器是由其獨(dú)特的特征所決定。那末究竟有什么應(yīng)用特征吶？應(yīng)該說它是單級功率因數(shù)校正（PFC）、初級側(cè)恒流輸出及可控硅調(diào)光的LED驅(qū)動器IC.

　　LinkSwitch-PH（如PH LNK403EG）可大幅簡化要求功率因數(shù)大于0.9、具備可控硅調(diào)光的高效率LED驅(qū)動器的設(shè)計(jì)。這款高度集成控制器的器件采用了全新的控制技術(shù)，不僅能提供非常高的功率因數(shù)和精確的恒流輸出控制，同時(shí)還可省去功率因數(shù)校正所需的無源電路以及光耦器和次級電流控制電路。每個(gè)器件都在一個(gè)單片IC上集成了一個(gè)725 V功率MOSFET、一個(gè)連續(xù)模式PWM控制器、一個(gè)自偏置的高壓開關(guān)電流源、頻率抖動、逐周期電流限制及遲滯熱關(guān)斷電路。而LinkSwitch-PH應(yīng)用特征具體如下：其一，它是一種大幅簡化離線式LED驅(qū)動器。具有單級功率因數(shù)校正（PFC）及精確恒流（CC）輸出與無閃爍的相位控制可控硅調(diào)光，可省去光耦器、所有次級電流控制電路、省去所有控制環(huán)路補(bǔ)償電路及 簡化初級側(cè)PWM調(diào)光接口；其二、精確穩(wěn)定的性能。能快速啟動時(shí)間，并補(bǔ)償變壓器電感容差與補(bǔ)償輸入電壓變化及頻率調(diào)制技術(shù)，從而極大縮減EMI濾波器的尺寸和成本；其三、先進(jìn)的保護(hù)及安全特性。它是一種開路故障檢測模式，可通過自動重啟動提供短路保護(hù)能，自動熱關(guān)斷或遲滯自動重啟動，無論在PCB板上還是在封裝上，都保證高壓漏極引腳與其他所有參考引腳之間滿足高壓爬電要求；其四、EcoSmart？ - 高效節(jié)能技術(shù)。低待機(jī)功率遠(yuǎn)程ON/OFF控制功能（230 VAC輸入時(shí)《 50 mW），無需電流檢測電阻，可提高效率。LinkSwitch-PH為綠色封裝，即無鹵素和符合RoHS要求的封裝。需要說明的應(yīng)用PI的PH LNK403EG控制器構(gòu)建出7W可調(diào)光LED驅(qū)動器是一種典例。

　　3 、新型可直接替換MR16鹵素?zé)舻腖ED構(gòu)建方案

　　概述 應(yīng)用高集成MOSFET LED驅(qū)動器可構(gòu)建出新型的離線式和MRl6 LED照明方案，它采用獨(dú)特技術(shù)，能夠配合調(diào)光器和電子變壓器實(shí)現(xiàn)無閃爍調(diào)光，其方案示意見圖3所示。

　　該直接替換MR16鹵素?zé)舻?LED解決方案，能確保兼容于現(xiàn)有照明方案的電子基礎(chǔ)架構(gòu)，并幫助制造商從容應(yīng)對大規(guī)模生產(chǎn)的屏障，故又稱為離線式/MRl6燈的引腳兼容替代方案。它能有效延長使用壽命，利用所安裝的切相調(diào)光器平穩(wěn)調(diào)節(jié)亮度，并可低至0%;可配合絕大多數(shù)電子變壓器工作，實(shí)現(xiàn)無閃爍調(diào)光（MRl6）；可在90-265VAC通用輸入下使得同一設(shè)計(jì)能夠支持全球范圍的照明架構(gòu)（離線式）；無需電解電容，故又有效延長燈管壽命。值此從應(yīng)用角度對其方案實(shí)現(xiàn)作分析。

　　3.1獨(dú)特的構(gòu)建方案

　　*問題的提出

　　鹵素?zé)羰且粋€(gè)純阻負(fù)載，不管加上交流電還是直流電都可以工作。通常驅(qū)動鹵素?zé)舻臅r(shí)候降低電壓，鹵素?zé)袅炼冉档停瑳]其他變化。而驅(qū)動LED時(shí)會降低電壓，LED在一定程度上會發(fā)生閃爍。為什么呢？鹵素?zé)羰羌冸娮柝?fù)載，一般的鹵素?zé)舳际遣捎秒娮幼儔浩鱽戆?20V交流高壓降低到12V的高頻（50kHz）低壓的，因此鹵素?zé)綦娮幼儔浩髋c其配合能很好的工作。而LED驅(qū)動器則是非線性的，不是純阻性負(fù)載，屬容性阻抗+感性阻抗的負(fù)載，鹵素?zé)綦娮幼儔浩鹘邮躄ED燈負(fù)載時(shí)它輸出的能力會大大下降，表現(xiàn)為輸出電壓由12V驟降至7V，如是8V啟動的驅(qū)動IC即進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)，此時(shí)鹵素?zé)綦娮幼儔浩鬏敵鲭妷河稚?2V，因此，采用現(xiàn)有電路架構(gòu)時(shí)，會如此周而復(fù)始，使你見到LED燈在閃爍，不能調(diào)光，有些情況下甚至不能開啟。為便于使用，LED換代燈必須與電子變壓器和切角調(diào)光器兼容。而應(yīng)用MAX16840型LED驅(qū)動器是有效的選擇。

　　*構(gòu)建方案 它應(yīng)用了新型MAX16840型LED驅(qū)動器，該芯片的架構(gòu)，使用了電子變壓器和切角調(diào)光器以實(shí)現(xiàn)無閃爍調(diào)光，形成了獨(dú)特的LED驅(qū)動器方案，從而可實(shí)現(xiàn)兼容大多數(shù)電子變壓器和切角調(diào)光器MR16的LED燈設(shè)計(jì)。它在技術(shù)上確保無需對現(xiàn)有電路架構(gòu)做任何修改就可用LED換代燈直接替換MR16鹵素?zé)?。該方案為市場?yīng)用掃除了一大障礙，使終端用戶能夠以極低的配置成本獲得LED照明的全部優(yōu)勢，即：是一種確保無閃爍并可調(diào)光操作，又能兼容于絕大多數(shù)電子變壓器和切角調(diào)光器，可直接替代MR16的LED換代方案；更無需更改現(xiàn)有的電氣架構(gòu)，又縮小板尺寸并降低BOM成本。那末LED換代燈構(gòu)建設(shè)計(jì)是如何實(shí)現(xiàn)吶？

　　3.2 LED換代燈構(gòu)建技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

　　MAX16840具有的應(yīng)用特征是LED換代燈構(gòu)建技術(shù)的保證。MAX16840 集成MOSFET LED驅(qū)動器，可用于MR16及其它12V交流輸入燈。它采用獨(dú)特的技術(shù)控制燈管的輸入電流，對輸入電流進(jìn)行整形，可使用大多數(shù)電子變壓器和調(diào)光器支持無閃爍工作，很好地解決了上述“問題的提出”之困擾。

　　該類MAX16840集成MOSFET LED驅(qū)動器IC，包含了12V AC和24V AC輸入（例如MR16） LED燈驅(qū)動器所需的全部功能，只需極少的外部元件。它采用的專有的輸入電流控制機(jī)制使所構(gòu)建的LED燈可兼容于電子變壓器設(shè)計(jì)，并支持后沿調(diào)光（帶有電子變壓器）；它可用于構(gòu)建buck、boost和buck-boost拓?fù)?，?nèi)置0.2Ω （最大值）、48V開關(guān)MOSFET;并采用固定頻率與平均電流控制模式。內(nèi)置開關(guān)MOSFET能夠進(jìn)一步節(jié)省空間、減少元件數(shù)量、降低方案成本。

　　而MAX16840芯片有3個(gè)重要引腳功能：FB引腳電壓可檢測輸入電流，并調(diào)節(jié)其平均值；而輸入引腳（REFI）用于設(shè)置輸入電流值，引腳電壓低于特定門限時(shí)，輸入電流與該電壓成正比，電壓超過特定門限時(shí)，輸入電流將置于固定的預(yù)置水平。據(jù)此利用REFI的非線性特性，連接一個(gè)NTC電阻，即可得到熱折返保護(hù)；IN引腳具有內(nèi)部過壓保護(hù)，避免內(nèi)部開關(guān)MOSFET在LED串開路或LED串電壓過高時(shí)損壞；它帶有一個(gè)獨(dú)立的EXT引腳，確保低輸入電壓開啟時(shí)提供一個(gè)觸發(fā)啟動電流，以配合電子變壓器正常工作。EXT驅(qū)動外部npn晶體管，一旦IN跌落到5.5V UVLO門限以下，將EXT拉至地電平，外部npn晶體管關(guān)斷。其IC采用3mm x 3mm、10引腳、TDFN封裝，-40°C至+125°C工作溫度范圍。圖4為MAX16840典型應(yīng)用示意圖。它被廣泛應(yīng)用于MR16及其它12V交流或直流輸入LED照明之中。

　　由于MAX16840的應(yīng)用，從而延長燈管使用壽命，滿足MR16燈的尺寸要求。此外，MAX16840可以采用無電解電容設(shè)計(jì)，從而也有效的延長了LED燈的使用壽命，這是由于電解電容通常是驅(qū)動電路中最先失效的元件。無電解電容設(shè)計(jì)還可降低驅(qū)動器的成本和尺寸，亦滿足MR16燈的小尺寸要求。值得指出的是，它的使用使LED燈設(shè)計(jì)人員可以直接替換MR16鹵素?zé)?，省去了同類競爭方案所需的昂貴的電路升級成本。由此更明確獨(dú)特的MR16 LED照明方案優(yōu)勢的所在，即LED換代燈（或稱改造燈）構(gòu)建與白熾燈、鹵素?zé)艉蜔晒鉄粝啾龋瑩Q代燈配合LED燈源能夠提供超高效率和更長的使用壽命，特別是能兼容眾多電子變壓器調(diào)光，支持無閃爍調(diào)光設(shè)計(jì)。但是，需要提醒的是為了獲得更有價(jià)值的替代方案，LED換代燈必須兼容于現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)，其中包括切角調(diào)光和電子變壓器調(diào)光。在應(yīng)用上，對于室內(nèi)照明換代方案，高能效和較長的工作壽命使得LED成為替代傳統(tǒng)照明的經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的解決方案。值此例舉1種應(yīng)用實(shí)例，見圖5為低壓LED球泡燈示意圖。