基于LM3445可控硅調光器的離線式LED驅動器

在圖1中，TRIAC調光器被串接在AC線路輸入端，通過LM3445的調光譯碼器電路，可以控制LED串的電流，實現(xiàn)亮度調控。

(2)TRIAC調光譯碼電路

TRIAC調光譯碼電路由整流線路電壓感測電路、TRIAC導通角檢測電路和調光譯碼器電路三部分組成(見圖1)。

①線路電壓感測

位于橋式整流器之后的R1、15V的齊納二極管VD1和VT1組成一個串聯(lián)通路整流器，將整流的線路電壓轉換為一個適當?shù)碾娖奖?IC(LM3445)的引腳BLDR感測。由于VT1源極未連接電容器，當線路電壓降至15V以下時，允許IC引腳BLDR上的電壓隨整流電壓升高和降低。R5的作用有兩個：一是用作泄放IC引腳BLDR節(jié)點寄生電容的電荷；二是在小電流輸出上操作時，為調光器提供所需要的保持電流。

二極管(肖特基型)VD2和電容C5的作用是，當IC引腳BLDR上的電壓變低時，維持IC引腳VCC上的電壓，使IC能夠正常操作。

②角度檢測和調光譯碼器

TRIAC導通角檢測電路利用一個門限為7.2V的比較器監(jiān)視IC引腳BLDR來確定TRIAC是導通或者關斷。比較器輸出經4μs的延遲線控制一個泄放電路并驅動一個緩沖器。緩沖器輸出(引腳ASNS)擺幅被限制在0～4V，經R1和C3組成的低通濾波器濾波，通過IC引腳FLTRl輸入到斜坡比較器(反相端)，與斜坡產生器產生的5.88kHz、l～3V的鋸齒波相比較，斜坡比較器輸出驅動引腳DIM和一個N溝道MOSFET。MOSFET漏極上的信號經內部370kΩ和IC引腳FLTR2上的電容C4組成的(第二個)低通濾波器濾波，輸至內部PWM比較器。調光譯碼器輸出一個幅度從 0～750mV變化的DC電壓，相應的調光器占空比是從25%到75%變化，TRIAC導通角范圍從45℃到135℃，從而直接控制LED的峰值電流，獲得幾乎從0%到100%的調光范圍。

(3)無源PFC電路

電容C7和C9以及二極管VD4、VD8、VD9組成部分濾波填谷式無源(即被動式)PFC電路。用其替代一個傳統(tǒng)大容量濾波電容器，可以改善線路功率因數(shù)。電容C10(10nF)在C7和C9充電時，可以衰減電壓紋波。無源PFC電路輸出電壓Ubuck，作為降壓變換器的DC總線電壓。

在沒有TRIAC調光器接入的情況下，當AC線路電壓高于其峰值的1/2時，VD3和VD8導通，VD4和VD9截止，電容C7和C9以串聯(lián)方式被充電，并且電流會流入負載。當AC線路電壓低于其峰值的l/2時，VD3和VD8反向偏置，而VD4和VD9正向偏置，C7和C9以并聯(lián)方式放電，電流流入負載。圖3所示為不帶TRIAC調光器時AC線路電壓UAC、整流電壓UBR1和PFC電路輸出電壓Ubuck波形。由圖3可知，雖然Ubuck波形很不平滑，但在AC線路半周期內的電流導通角達120°(即從30°到150°)，線路功率因數(shù)達0.9以上。而只用單個大容量電容濾波雖然能獲得比較平滑的DC電壓，但電流流動角僅約60°(即從60°到120°)，線路功率因數(shù)不超過0.6。

加入TRIAC調光器時的相關電壓波形如圖4所示，其中θ為TRIAC的導通角。

(4)DC—DC降壓變換器

控制器LM3445、功率MOSFET(VT2)、電感器L2、二極管VD10、電阻R3和電容C12等，組成開關型DC—DC降壓變換器，用來驅動LED串。

當LM3445引腳GATE上的PWM信號驅動VT2導通時，通過L2和LED串的電流線性增加，并被R3感測。當R3上的電壓等于在IC引腳 FLTR2上的參考電壓時，VT2則關斷，L2釋放儲能，VD10導通，電流通過LED串和L2，并從其峰值線性減小。C12用作消除大部分電感L2的紋波電流，R4、C11和VT3為設置固定關斷時間提供一個線性電流斜坡信號。主要參數(shù)與元件值的計算

LM3445可以在80～270VAC的通用AC線路上工作，現(xiàn)設輸入電壓范圍是90～135VAC，開關頻率fsw=250kHz，變換器效率 η≥80%，LED正向壓降UF=3.6V，通過LED串的平均電流ILED=400mA，串聯(lián)LED的數(shù)量n=7，LED串的總電壓降則為 ULED=nUF=7×3.6V=25.2V。因篇幅所限，在此我們僅重點介紹無源PFC電路和降壓變換器中主要元件的選擇。