LED 因为其高亮度、节能和长寿命成为第四代照明光源。节能型LED 调光是现在运用和研讨的热门之一。现在，LED 照明首要的调光办法有：模仿调光、脉宽调制(PWM)调光、可控硅(TRIAC)调光。而可控硅调光因为不需改动原有线路，是现在遍及选用的一种调光办法。
适于TRIAC 调光的非阻隔LED 驱动器，是在电路中参加电容器网络添加保持电流以确保TRIAC作业在线性周期，然后防止闪耀问题。可是，这种办法仅适用于半桥结构，需求外加电路来检测TRIAC 的调光角。针对带阻隔输出的TRIAC 调光的LED 驱动运用提出的适于反激PFC 转化器的前馈操控计划，输出电流经过输入功率操控，但输出电流精度受到限制。因为TRIAC 与LED 兼容大部分职业的处理办法功率都低( 触发角检测和TRIAC 保持电流需求虚拟负载)，杂乱的阻隔反应结构或两级转化的高本钱，因而，关于简略高性能且适用于TRIAC 调光的LED 驱动器仍有必要。
本文规划原边操控的单级反激改换器，适于TRIAC 调光且与LED 驱动器兼容的驱动计划。输出电流由原边检测的信号精确地核算操控，在DCM 形式下操作转化器，输入电流将跟从输入电压得到高功率因数，使LED 驱动器与TRIAC 调光器很好地兼容。此外，运用原边操控，使得输出电流信号和TRIAC 调光信号在原边取得，简化电路功用。输出电流经过TRIAC 导通角的改动改动，得到近乎线性的调光曲线。
1 作业原理
因为TRIAC 调光很遍及，本钱较低，因而，能够与LED 驱动电源兼容的TRIAC 调光器很遍及。在实践运用中，虽然因为输入电流高度歪曲使得功率因数无关紧要，但在带PFC 操控的调光中，使输入电流跟从输入电压仍具有含义。本文的操控计划使输入电流跟从电压改动，得到较高的功率因数。
TRIAC 调光功用能够很简略完成，关键是怎么检测调光角和改动根据调光角的输出电流。
1. 1 TRIAC 调光器
图1 给出了TRIAC 调光器经整流后的波形图。由图可看出，TRIAC 在琢角时触发导通，当电压过0 时关断。此刻触发相位角的输出电压Vout由式(1)核算。
其间，Vout和Vin 分别是调光器输出电压和线电压的有用值。VF 是LED 的阈值电压。
此刻功率因数可由式(2)表明。
在调光情况下，输出电压波形显着发生畸变，且发生谐波。由式(2)可知，当调光角由α逐步挨近π时，功率因数也跟着减小。因而，需求规划功率因数校对电路以进步功率因数。
图1 TRIAC 调光器整流后波形
1. 2 单级反激PFC 改换
为得到较高的功率因数，反激改换器一般用于DCM 或CRM 形式。原边操控的反激改换操控原理图如图2 所示。每个开关周期的输出电流都由Io 核算模块核算，然后累积输出电流Io-est 与输出参阅电流Io-REF 比较，差错信号Vea 反应给乘法器。差错放大器的频带宽度远低于传统PFC 操控器的线性频率。乘法器的其他输入是电流波形参阅信号Vac(t)，与整流器总线电压Vd 有相同的波形。乘法器IREF输出用来操控流经原边开关的峰值电流。
图2 原边操控的反激PFC 电路
当原边开关Q1导通，变压器磁化电流(isw)呈线性添加。当isw到达参阅电流IREF,开关Q1关断，磁化电流传输到副边。副边二极管D1导通，磁化电流线性添加。一旦电流到达0，开关管Q1从头导通。
在DCM 形式下的稳态波形如图3 所示。
图3 DCM 形式下原边信号的稳态波形
2 电路规划及完成
针对TRIAC 调光中呈现的尖峰电流及LED 灯闪耀问题，在电路中规划无源泄放电路和有源阻尼电路，主功率拓扑选用单级反激改换电路，作业于电流断续形式。电路图如图4 所示。其间，输入电压规模为90 Vac ~265 Vac，输出功率：8 W;输出直流电压：22 V;输出电流：350 mA;调光规模：1% ~100%;调光进程安稳无闪耀。
图4 根据FL7730 的TRIAC 调光驱动器原理图
电路首要包含：无源泄放电路，有源阻尼电路，操控电路，单级反激改换电路。其间操控电路选用飞兆半导体的操控芯片FL7730.FL7730 是一款适合于单级反激拓扑的有源功率因数校对操控器，选用模仿检测办法，可兼容传统的TRIAC 调光，完成调光操控。本规划选用原边操控简化电路，降低本钱，一起功率到达0. 8 以上。调光进程平稳且LED 灯无闪耀，较好地完成线性频率操控，实物图如图5 所示。
图5 调光操控实物图
图4 中，MOS 管电流有用值和耐压值分别由式(5)、式(6)核算：
其间，IPKP是初级电流峰值，VPKmax是最大输入沟通电压峰值，VR 是反射电压，ΔV 是漏感电压。
副边输出电流ILED由式(7)核算。
其间，TDIS 为开关关断时刻，T 是开关周期，VCS 是原边电流检测电压。
2. 1 无源泄放电路的规划
无源泄放电路为TRIAC 供给保持电流和擎住电流，防止LED 的闪耀和误触发。在图4 中由电阻R1和电容C1组成。电感L4为输入滤波电感。其间，C1 的巨细决议TRIAC 导通的泄放电流的巨细。在调光中，泄放电流大，调光安稳性越高。电阻R1在电路中起阻尼效果，按捺调光器触发时电容C1快速充电引起的尖峰电流。
2. 2 有源阻尼电路规划
图4 中左上部分为有源阻尼电路，电阻R2、R3,电容C3,二极管和MOS 管Q1 组成，用来按捺尖峰电压。其电路作业波形图如图6 所示。在调光器触发时，简略引起较大的电流尖峰，经过电源线路，为%&&&&&%CIN快速充电。假如没有阻性阻尼，该电流尖峰将引起电源电流振动，大电流将引起调光器误触发，损坏TRIAC 调光器。选用阻尼电阻能够按捺尖峰电流，阻尼电阻的功耗也会较高。
图6 阻尼电路作业波形
3 仿真成果及数据剖析
图7 给出了在不同导通角时整流桥输出电压的波形图。因为调光器内部RC 电路的延时效果，使得最大最小调光角受到限制。由图中可看出，跟着操控角的增大，可调电压的规模逐步变小。一起因为电路中参加有源阻尼，有用地按捺了尖峰电压。
图8摇调光曲线图(调光角相对LED 电流的联系)图8 所示是调光角与LED 输出电流之间的联系，表1 给出了试验数据。由图8 能够看出，跟着调光比的减小，LED 电流滑润地下降，完成平稳调光。这是因为调光角越小，可调电压规模越小，输入电压有用值也减小，因而输出电流也减小。由表1 可知，电路的功率因数到达0. 9，功率在0. 8 以上。
图7 不同操控角时输入电压的波形
图8 调光曲线图(调光角相对LED 电流的联系)
表1 试验数据
4 定论
本文剖析了TRIAC 调光器及单级PFC 反激改换器的作业原理， 根据飞兆半导体操控芯片FL7730,规划一款支撑TRIAC 调光的原边恒流操控的小功率LED 驱动电源。规划的有源阻尼电路及线性频率操控电路，有用按捺尖峰电压，处理闪耀等问题。该原边操控的规划使LED 驱动电路结构简略，与现有照明系统兼容性好，功率高，本钱低。很好地满意室内LED 驱动器的实践运用要求。
