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浅析:LED照明电源中几个核心设计难题

上传人:郑宗前(高级应用工程经理)

上传时间: 2011-03-11

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  LED灯闪烁的常见原因与处理办法

  通常人眼能够感知到频率达70 Hz的光闪烁,高于这个频率则不会感知。故在LED照明应用中,如果脉冲信号出现频率低于70 Hz的低频分量,人眼就会感受到闪烁。当然,在具体应用中,有多种因素可能导致LED灯闪烁。例如,在离线式低功率LED照明应用中,一种常见的电源拓扑结构是隔离型反激拓扑结构。以安森美半导体符合“能源之星”固态照明标准的8 W离线型LED驱动器GreenPoint®参考设计为例,由于反激稳压器的正弦方波功率转换并未给初级偏置提供恒定能量,动态自供电(DSS)电路可能会激活并引发光闪烁。为了避免这个问题,必须使初级偏置能够在每个半周期部分放电,相应地,需要恰当选择构成这偏置电路的电容和电阻的量值。

  另外,即使是在使用提供极佳功率因数校正、支持TRIAC调光的LED驱动应用中,也要求电磁干扰(EMI)滤波器。由TRIAC阶跃(step)引起的瞬态电流会激发EMI滤波器中电感和电容的自然谐振。如果这谐振特性导致输入电流降至TRIAC维持电流之下,TRIAC将会关闭。短暂延时后,TRIAC通常又会导通,激发同样的谐振。在输入电源波形的一个半周期内,这系列事件可能会重复多次,从而形成可见的LED闪烁。为了应对这个问题,TRIAC调光的一项关键要求就是EMI滤波器的输入电容极低,且这电容要能够通过TRIAC及绕线阻抗解耦。根据 公式,调光模块中电容减小的话,就能够增大谐振电路的电阻,原理上就抑制振荡,恢复想要的电路工作。

  PWM 调光对LED的寿命有何影响

  LED本身的寿命很长,PWM调光并不会损及LED的预期寿命;甚至由于PWM调光帮助减小LED发热量,实际上还能帮助延长LED预期寿命。当然,在系统设计中,需要有效地检测及控制LED温度,保证LED可靠工作,体现其长寿命和低维护成本的优势。

  利用TRIAC调光调控LED亮度的潜在问题

  当前TRIAC调光是一种颇受市场欢迎的调光方式。TRIAC调光器最初是为白炽灯设计的,但诸如安森美半导体这样的领先供应商也推出了支持TRIAC调光的LED驱动器,非常适合在LED照明中提供TRIAC调光。但这种方式也有其局限所在,如增加电路复杂性、影响功率因数、调光级别相对有限等问题。安森美半导体身为应用于绿色电子产品的首要高性能、高能效硅方案供应商,最新推出了用于住宅及商业LED照明应用的LED驱动器NCL30000。这器件使用临界导电模式(CrM)反激架构,以单段式拓扑结构提供高于0.95的功率因数,故又省却直流-直流(DC-DC)转换段,简化了电路。这器件即使在低电平时也提供极高能效,符合各种规范要求及整体系统光效要求。另外,这器件兼容于前沿TRIAC调光器及尾沿晶体管调光器,视乎所用的调光器,LED光输出可调至低于2%,提供优异的调光性能。

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