FL7730應(yīng)用：TRIAC調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)指南(獨(dú)家收錄）

3. 有源阻尼設(shè)計(jì)

在調(diào)光器觸發(fā)時(shí)，有必要采用與輸入濾波電容串聯(lián)的阻性阻尼。在調(diào)光器觸發(fā)時(shí)，引起較大的電流尖峰，通過(guò)電源線路，為電容CIN快速充電。如果沒(méi)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(diào)光器誤觸發(fā)，破壞TRIAC調(diào)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(huì)較高。阻尼電阻不僅能夠阻尼尖峰電流，而且也能夠處理來(lái)自反激變換器的輸入電流。

鑒于此，飛兆半導(dǎo)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(shí)電路元件。DD 為復(fù)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(diào)光器關(guān)斷時(shí)間；QAD 關(guān)斷.

M2：調(diào)光器觸發(fā)，出現(xiàn)尖峰電流.

在延時(shí)電路(RD 和 CD)作用下，VGATE逐漸增加.

M3: 在充電VGATE 作用下，QAD開(kāi)通. VAD 被調(diào)節(jié)為QAD的閾值電壓VTH

M4: 在DD 作用下，CD 放電。VGATE 得到復(fù)位，為下一個(gè)電源周期做好準(zhǔn)備。放電電流的路徑為DD - RAD - CD.

在M3階段，QAD 將VAD 電壓調(diào)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(wú)源和有源阻尼電路的功耗比較。有源阻尼電路的功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于無(wú)源阻尼電路的電阻功耗。在低電源電壓(110VAC) 時(shí)，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(shí)，強(qiáng)烈推薦采用有源阻尼電路。

3.1 有源阻尼電阻(RAD)的選擇

應(yīng)該首先校驗(yàn)電壓與電流尖峰。超過(guò)額定電壓時(shí)，電壓尖峰能夠破壞MOSFET和濾波電容。在調(diào)光器觸發(fā)時(shí)， 電流尖峰引起電流振蕩。如圖16所示，在觸發(fā)時(shí)，如果RAD較小，出現(xiàn)IIN 振蕩。該振蕩電流使IIN下降，進(jìn)而下降的IIN導(dǎo)致出現(xiàn)誤觸發(fā)和可見(jiàn)閃爍。另外，采用較小RAD時(shí)，過(guò)大的峰值電流尖峰，將會(huì)破壞TRIAC的調(diào)光器，尤其當(dāng)調(diào)光LED燈泡并聯(lián)時(shí)更為如此。因此，在選取RAD時(shí)，應(yīng)該注意幾個(gè)要點(diǎn)：。

• 電壓尖峰（應(yīng)該低于器件的擊穿電壓）
• 電流尖峰（應(yīng)該低于TRIAC調(diào)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(yīng)與LED燈泡數(shù)量成反比）
• 電流振蕩（校驗(yàn)觸發(fā)時(shí)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(xiàng)的校驗(yàn)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(yīng)該低于QAD的擊穿電壓。選擇RAD之后，可以在90º調(diào)光角下校驗(yàn)最大VAD 。然后，選擇擊穿電壓裕量合適的QAD。對(duì)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(jīng)被調(diào)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(duì)CD放電，用來(lái)復(fù)位VGATE。額定正向電流1A的二極管足夠用來(lái)對(duì)CD放電。對(duì)QAD 的選擇同樣如此，在選擇DD反向電壓時(shí)，應(yīng)該首先在90°調(diào)光角和最高輸入電源電壓時(shí)檢驗(yàn)最大VAD。

3.4 有源阻尼延時(shí)電路(RD, CD)的選擇

在QAD 開(kāi)通之前，延時(shí)電路(RD, CD)應(yīng)該產(chǎn)生一個(gè)足夠長(zhǎng)的延時(shí)時(shí)間，用于RAD 阻尼電流尖峰。對(duì)于尖峰電流，最壞的情況是調(diào)光角為90°。應(yīng)該首先在調(diào)光角為90°時(shí)，對(duì)尖峰電流振蕩進(jìn)行校驗(yàn)，以便確定阻尼尖峰電流需要多長(zhǎng)時(shí)間。然后，調(diào)節(jié)RD和 CD，保證足夠的阻尼時(shí)間。推薦的RD和 CD值為幾百nF和幾十kΩ。如果CD過(guò)大和RD 非常小，在M4階段，DD 不能完全對(duì)CD放電，如圖15所示。

設(shè)計(jì)范例

圖17給出了一個(gè)8W LED燈泡系統(tǒng)有源阻尼的設(shè)計(jì)范例。如圖18和圖19所示，80kΩ RD 與 100nF CD產(chǎn)生的延時(shí)大約為1ms。在延時(shí)期間，220Ω RAD 阻尼電壓和電流尖峰時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)電流振蕩或調(diào)光器誤觸發(fā)。

推薦閱讀：

1.FL7730單級(jí)初級(jí)端調(diào)節(jié)控制器概述

摘 要：LED 照明已經(jīng)發(fā)展成為最有前景的解決方案，能夠替代如熒光燈和白熾燈等普通光源。然而，設(shè)計(jì)人員在最高20W的住宅和商業(yè)LED照明(包括燈泡、下射燈 (GU10/E17, E26/27, PAR30/38)以及管/棒燈)應(yīng)用方面面臨著一些障礙。由于調(diào)光器兼容性的原因，在普通TRIAC調(diào)光器結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)LED調(diào)光能力會(huì)有相當(dāng)?shù)睦щy。此 外，小空間尺寸仍然是一項(xiàng)考慮因素。

2.FL7730單級(jí)初級(jí)端調(diào)節(jié)控制器應(yīng)用指南（獨(dú)家）

摘要：Fairchild 公司的FL7730是高度集成的PWM控制器,為單級(jí)反激轉(zhuǎn)換器提供增強(qiáng)的性能,其有所有權(quán)的TRUECURRENT™拓?fù)浜?jiǎn)化了LED照明的電路設(shè)計(jì). 應(yīng)用電壓80VAC ~ 308VAC,起動(dòng)電流20uA,工作電流5mA,采用跳頻有更好的EMI性能,主要用在LED照明系統(tǒng).本文介紹了FL7730主要特性,方框圖,典型 應(yīng)用電路以及采用FL7730的TRIAC調(diào)光180V-265VAC和90-140VAC 的LED驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)電路圖。