Выбор подходящего светодиодного драйвера с регулируемой яркостью

Jul 27, 2023

Конструкция светодиодных драйверов может обеспечить отсутствие мерцания и быстрое регулирование яркости при запуске, сохраняя при этом высокий коэффициент мощности и эффективность, пишет Рич Мирон.

Регулирование яркости светодиодных ламп в устаревших диммерах на основе триаков является одной из самых больших проблем для дизайнеров светодиодного освещения. Во многих случаях это вызывает мерцание и уменьшение диапазона регулировки яркости по сравнению с лампами накаливания.

Проблема в том, что диммеры на основе триака были разработаны для использования с лампами накаливания, имеющими резистивную нагрузку. Когда в диммерах начали использовать светодиоды, требования к слабому току, а также нерезистивная природа устройств привели к тому, что симисторы периодически включались и выключались, что создавало эффект мерцания.

Так как светодиоды и светодиодные драйверы имеют нерезистивную нагрузку, и требуемый ток ниже, чем ток удержания симистора в диммере. Недостаточный ток удержания при срабатывании симистора, что приводит к мерцанию и ограничению диапазона затемнения.

«Эти настенные диммеры TRIAC были разработаны для работы с лампами накаливания, которые рассчитаны на работу при более высоких уровнях мощности и являются резистивными», — сказал Ракеш Анумула, инженер по применению в Intersil. «При переходе от ламп накаливания к КЛЛ или светодиодному освещению нагрузка больше не является резистивной, а индуктивной или емкостной, поэтому диммер не ведет себя так же, как при использовании лампы накаливания».

«Результат — мерцание, когда диммер взаимодействует с входом светодиодных драйверов», — добавил Анумула. «Они вызывают своего рода резонанс, который заставляет симистор периодически включаться/выключаться, что вызывает мерцание света на выходе, которое воспринимается как мерцание».

«Кроме того, поскольку нагрузка теперь другая, характеристики затемнения немного отличаются, поэтому интенсивность света или светоотдача не одинакова», — сказал Анумула.

Проблема заключается в том, что триаку необходим определенный ток фиксации и ток удержания, которые не удовлетворяются светодиодной лампочкой, что, в свою очередь, означает, что триак будет периодически включаться и выключаться.

Чтобы обеспечить ток фиксации и удержания, производители интегральных схем драйверов светодиодов теперь добавляют в свои конструкции схемы стравливания и демпфирования. Цепь сброса напряжения (обычно небольшой резистор с входным конденсатором) обеспечивает ток фиксации и удержания, а также исключает пропуски зажигания симистора. Он может быть реализован как пассивный или активный прокачиватель.

По словам Анумула, пассивный воздухоотводчик можно использовать для светодиодных ламп очень малой мощности. Недостаток этого решения заключается в том, что эффективность конструкции снизится, поскольку резистор всегда включен и теряет мощность.

В одном из методов проектирования используются резистор и конденсатор, но резистор включается только при необходимости. Недостатком этого решения является то, что для включения и выключения резистора требуется активный переключатель, но оно обеспечивает большую эффективность, чем конструкция с пассивным сливом.

Также необходим демпфирующий контур, чтобы гарантировать, что симистор не даст пропусков зажигания. Он использует небольшой резистор, включенный последовательно с линией, который демпфирует форму сигнала входного тока и не вызывает очень высоких всплесков входного тока.

Схема демпфирования также гарантирует, что диммер не выйдет из строя при подключении к нескольким светодиодным лампам. Анумула сказал, что большой скачок входного тока в диммере с несколькими подключенными светодиодами может превысить номинал симистора и привести к его преждевременному выходу из строя.

«Если вы используете схему демпфирования после мостового выпрямителя, вы можете использовать полевой МОП-транзистор для управления включением или выключением резистора», — сказал Анумула. «Если вы используете его на входной стороне, перед мостовым выпрямителем, вам понадобится выпрямитель кремниевого контроллера, чтобы убедиться, что резистор находится в цепи или отключен от нее».

Контроллеры драйверов светодиодов Intersil ISL1903 (см. рис. 1) и ISL1904 содержат схему удержания диммера (DHC). Это комбинация схемы активного стравливания и демпфирования. В схеме активного отвода используется МОП-транзистор, диод, резистор и конденсатор для обеспечения определенного тока удержания и фиксации.

ISL1903 поддерживает топологии понижающих преобразователей, включая изолированные прямые преобразователи и неизолированные понижающие преобразователи с возвратом от источника, тогда как ISL1904 поддерживает топологии повышающих преобразователей и изолированные обратноходовые преобразователи.