FL7730應用：TRIAC調光LED驅動器設計指南(獨家收錄）

3. 有源阻尼設計

在調光器觸發(fā)時，有必要采用與輸入濾波電容串聯(lián)的阻性阻尼。在調光器觸發(fā)時，引起較大的電流尖峰，通過電源線路，為電容CIN快速充電。如果沒有阻性阻尼， 該電流尖峰將引起電源電流振蕩，大電流將引起調光器誤觸發(fā)，破壞TRIAC調光器。采用阻尼電阻可以抑制尖峰電流，阻尼電阻的功耗也會較高。阻尼電阻不僅能夠阻尼尖峰電流，而且也能夠處理來自反激變換器的輸入電流。

鑒于此，飛兆半導體提出了一種有源阻尼電路的專利線路，可以降低功耗，而且所需外圍器件最少。在圖14 中，RAD 為有源阻尼電阻，QAD為有源MOSFET，用以降低RAD的功耗。RD 和 CD 為延時電路元件。DD 為復位二極管，用于泄放CD。

圖15給出了有源阻尼的工作波形。按照順序，給出不同模式分析如下：

M1：調光器關斷時間；QAD 關斷.

M2：調光器觸發(fā)，出現(xiàn)尖峰電流.

在延時電路(RD 和 CD)作用下，VGATE逐漸增加.

M3: 在充電VGATE 作用下，QAD開通. VAD 被調節(jié)為QAD的閾值電壓VTH

M4: 在DD 作用下，CD 放電。VGATE 得到復位，為下一個電源周期做好準備。放電電流的路徑為DD - RAD - CD.

在M3階段，QAD 將VAD 電壓調節(jié)成為其閾值電壓(VTH)，由此顯著地降低RAD的功耗。表3 給出了無源和有源阻尼電路的功耗比較。有源阻尼電路的功耗遠遠低于無源阻尼電路的電阻功耗。在低電源電壓(110VAC) 時，輸入電流較高，阻尼電阻需要處理較大的電流。因此，在低電源電壓(110VAC)時，強烈推薦采用有源阻尼電路。

3.1 有源阻尼電阻(RAD)的選擇

應該首先校驗電壓與電流尖峰。超過額定電壓時，電壓尖峰能夠破壞MOSFET和濾波電容。在調光器觸發(fā)時， 電流尖峰引起電流振蕩。如圖16所示，在觸發(fā)時，如果RAD較小，出現(xiàn)IIN 振蕩。該振蕩電流使IIN下降，進而下降的IIN導致出現(xiàn)誤觸發(fā)和可見閃爍。另外，采用較小RAD時，過大的峰值電流尖峰，將會破壞TRIAC的調光器，尤其當調光LED燈泡并聯(lián)時更為如此。因此，在選取RAD時，應該注意幾個要點：。

• 電壓尖峰（應該低于器件的擊穿電壓）
• 電流尖峰（應該低于TRIAC調光器的額定電流。如果考慮LED燈泡并聯(lián)，電流尖峰的降低應與LED燈泡數(shù)量成反比）
• 電流振蕩（校驗觸發(fā)時IIN的降低程度，判定是否足夠高于TRIAC的維持電流）

完成上述事項的校驗后，為了獲得最大效率，選擇最小的RAD值。

3.2 有源阻尼MOSFET (QAD)的選擇

最大VAD 應該低于QAD的擊穿電壓。選擇RAD之后，可以在90º調光角下校驗最大VAD 。然后，選擇擊穿電壓裕量合適的QAD。對于8W LED燈泡，選擇1~2A的額定電流，電流裕量充足。如表3所示，具有較低閾值電壓的邏輯電平MOSFET能夠額外地降低損耗，原因是VAD已經被調節(jié)成QAD 的閾值電壓。

3.3 有源阻尼二極管(DD)的選擇

有源阻尼二極管對CD放電，用來復位VGATE。額定正向電流1A的二極管足夠用來對CD放電。對QAD 的選擇同樣如此，在選擇DD反向電壓時，應該首先在90°調光角和最高輸入電源電壓時檢驗最大VAD。

3.4 有源阻尼延時電路(RD, CD)的選擇

在QAD 開通之前，延時電路(RD, CD)應該產生一個足夠長的延時時間，用于RAD 阻尼電流尖峰。對于尖峰電流，最壞的情況是調光角為90°。應該首先在調光角為90°時，對尖峰電流振蕩進行校驗，以便確定阻尼尖峰電流需要多長時間。然后，調節(jié)RD和 CD，保證足夠的阻尼時間。推薦的RD和 CD值為幾百nF和幾十kΩ。如果CD過大和RD 非常小，在M4階段，DD 不能完全對CD放電，如圖15所示。

設計范例

圖17給出了一個8W LED燈泡系統(tǒng)有源阻尼的設計范例。如圖18和圖19所示，80kΩ RD 與 100nF CD產生的延時大約為1ms。在延時期間，220Ω RAD 阻尼電壓和電流尖峰時，沒有出現(xiàn)電流振蕩或調光器誤觸發(fā)。

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