帶TRIAC調光的LED驅動電源電路設計

　　本文設計原邊控制的單級反激變換器，適于TRIAC 調光且與LED 驅動器兼容的驅動方案。輸出電流由原邊檢測的信號精確地計算控制，在DCM 模式下操作轉換器，輸入電流將跟隨輸入電壓得到高功率因數(shù)，使LED 驅動器與TRIAC 調光器很好地兼容。此外，使用原邊控制，使得輸出電流信號和TRIAC 調光信號在原邊獲得，簡化電路功能。輸出電流通過TRIAC 導通角的變化改變，得到近乎線性的調光曲線。

　　由于TRIAC 調光很普遍，成本較低，因此，能夠與LED 驅動電源兼容的TRIAC 調光器很普遍。在實際應用中，盡管由于輸入電流高度扭曲使得功率因數(shù)無關緊要，但在帶PFC 控制的調光中，使輸入電流跟隨輸入電壓仍具有意義。本文的控制方案使輸入電流跟隨電壓變化，得到較高的功率因數(shù)。TRIAC 調光功能可以很容易實現(xiàn)，關鍵是如何檢測調光角和改變基于調光角的輸出電流。

　　單級反激PFC 變換

　　為得到較高的功率因數(shù)，反激變換器通常用于DCM 或CRM 模式。原邊控制的反激變換控制原理圖如圖2 所示。每個開關周期的輸出電流都由Io 計算模塊計算，然后累積輸出電流Io-est 與輸出參考電流Io-REF 比較，誤差信號Vea 反饋給乘法器。誤差放大器的頻帶寬度遠低于傳統(tǒng)PFC 控制器的線性頻率。乘法器的其他輸入是電流波形參考信號Vac（t），與整流器總線電壓Vd 有相同的波形。乘法器IREF輸出用來控制流經(jīng)原邊開關的峰值電流。

　　圖2 原邊控制的反激PFC 電路

　　電路設計及實現(xiàn)

　　針對TRIAC 調光中出現(xiàn)的尖峰電流及LED 燈閃爍問題，在電路中設計無源泄放電路和有源阻尼電路，主功率拓撲采用單級反激變換電路，工作于電流斷續(xù)模式。電路圖如圖4 所示。其中，輸入電壓范圍為90 Vac ~265 Vac，輸出功率：8 W;輸出直流電壓：22 V;輸出電流：350 mA;調光范圍：1% ~100%;調光過程穩(wěn)定無閃爍。

　　圖4 基于FL7730 的TRIAC 調光驅動器原理圖

　　電路主要包括：無源泄放電路，有源阻尼電路，控制電路，單級反激變換電路。其中控制電路選用飛兆半導體的控制芯片F(xiàn)L7730。FL7730 是一款適合于單級反激拓撲的有源功率因數(shù)校正控制器，采用模擬檢測方式，可兼容傳統(tǒng)的TRIAC 調光，實現(xiàn)調光控制。本設計采用原邊控制簡化電路，降低成本，同時效率達到0. 8 以上。調光過程平穩(wěn)且LED 燈無閃爍，較好地實現(xiàn)線性頻率控制。

　　本文分析了TRIAC 調光器及單級PFC 反激變換器的工作原理， 基于控制芯片F(xiàn)L7730，設計一款支持TRIAC 調光的原邊恒流控制的小功率LED 驅動電源。設計的有源阻尼電路及線性頻率控制電路，有效抑制尖峰電壓，解決閃爍等問題。該原邊控制的設計使LED 驅動電路結構簡單，與現(xiàn)有照明系統(tǒng)兼容性好，效率高，成本低。很好地滿足室內LED 驅動器的實際應用要求。