超完整LED调光电路设计

传统白热灯泡的调光电路，大多使用简易的双向交流触发三极体(Triac)位相控制方式。白热灯泡利用钨丝高温发光，使用双向交流触发三极体的位相控制方式，因此无电压时段也不会产生闪现象烁，反过来说光源变成LED方式时，相同的双向交流触发三极体位相控制电路，频率是一般商用频率2倍，受到无电压时段影响，容易出现闪烁现象。 LED调光电路设计是现代照明系统中的一个重要环节，特别是随着LED技术的发展，其在家居、商业及工业领域的广泛应用，使得高效、稳定的调光方案成为必须。传统的调光方式，如双向交流触发三极体（Triac）位相控制，适用于白炽灯泡，因为白炽灯泡的工作原理是通过加热钨丝发光，而这种调光方式在无电压时段不会产生闪烁。然而，当光源转变为LED时，问题就出现了。LED灯具依赖于直流电流，而Triac调光电路产生的交流电压中存在无电压时段，这会导致LED闪烁，尤其是在高频工作环境下。 为解决这个问题，美国国家半导体公司开发了LM3445这样的专用LED驱动IC，它可以直接连接到双向交流触发三极体调光器，几乎消除了闪烁现象。LM3445的评价和评估板结合了简单的Triac调光电路，通过高频开关电源为LED提供电流。该驱动器内置了一个控制LED电流峰值的机制，确保调光效果与传统白炽灯泡类似。 在电路设计中，一个关键部分是"Anode fire"方式，它使用Triac的两端电压作为驱动电压，通过可变电阻VR控制电容器C1的充电，一旦电容器电压达到一定阈值，触发二极管导通，使得电流流向负载。二极管D1～D4和15kΩ电阻的作用是保持电容器C1的初始充电电压恒定，不受电源极性影响，同时保持相同点弧相位，以减小电源波动对调光的影响。 为了避免Triac在关闭状态下的小电阻造成影响，电路中加入了1kΩ的假电阻。电路的电压波形和调光LED的电流控制是通过填谷电路实现的，该电路在电压峰值时充电，以维持转换器输入电压的稳定，从而避免闪烁。填谷电路包括D4、D8、D9、C7和C9，它们协同工作，使得输入电压在无电压时段也能平滑过渡。 LED的电流调整电路设计并不简单，它需要维持OFF时段的稳定性，以应对输入电压和负载的变化。尽管转换器的工作频率会随输入电压和负载变化，但这种设计成功地解决了LED的闪烁问题，且易于设定频率范围。 以8个LED为例，介绍了降压转换器的相关电路，包括切换用FET Tr2、电感L2、续流二极管D10等，这些组件共同作用，确保电流的稳定流动，同时具备过流保护等功能。LM3445内部的启动电路、电流检测和控制机制都是为了实现高效、可靠的LED调光。 总结而言，LED调光电路设计涉及多方面技术，包括Triac调光原理的理解、LED驱动IC的应用、填谷电路的设计、电流控制策略以及保护机制等。这些技术和电路设计的优化，对于提供无闪烁、高效且稳定的LED照明至关重要。