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技术解析:如何使LED灯泡可调光

时间:2023-01-01 04:17编辑:admin来源:华体会体育当前位置:主页 > 华体会体育多肉植物 > 其他科属 >
本文摘要:多年来,制造商大大向市场发售LED灯,其最终目标是要用来代替白炽灯和紧凑型荧光灯(CFL)。这些灯泡设计的演进经历了从非常简单的不能调光方案,到高级但便宜的固定式光方案,再行到性价比更高的固定式光方案。 许多LED灯都声称固定式光,但实质上,很多LED灯的性能并不十分理想,且由于所用于的调光器和电路阻抗有所不同而性能各异。有时,将LED灯加装在另设调光器的室内后,LED灯会经常出现闪光且无法平衡调整光亮度的情况。

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多年来,制造商大大向市场发售LED灯,其最终目标是要用来代替白炽灯和紧凑型荧光灯(CFL)。这些灯泡设计的演进经历了从非常简单的不能调光方案,到高级但便宜的固定式光方案,再行到性价比更高的固定式光方案。  许多LED灯都声称固定式光,但实质上,很多LED灯的性能并不十分理想,且由于所用于的调光器和电路阻抗有所不同而性能各异。有时,将LED灯加装在另设调光器的室内后,LED灯会经常出现闪光且无法平衡调整光亮度的情况。

  这些缺失是由于现阶段美国用于的大部分调光器都是基于双向晶闸管(TRIAC)二线前沿切相电路的,这些电路研发于20世纪60年代,限于于电阻式白炽灯。TRIAC是一种双向半导体电源开关,由星型定点电路分解的脉冲启动时,并在传导电流低于维持电流时保持导通。

调光器电路的种类有很多,用于了有所不同特性的器件以及有所不同的控制电路和滤波元件。  LED灯的驱动器电路将交流输出电源切换为高压直流电源,并保持一个平稳电流,驱动高亮度LED阻抗取得恒定光输入。

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要想要通过基于双向晶闸管的调光器来调节基本的LED驱动器电路,就必需额外加到一些元器件来构建平稳的调光器运营,并根据调光器相位角来调节输入电流。  由于调光器差异较小,所相连的LED调光电路性能也有所不同。

由于现在还并未实施具体标准来区分具有调光器的LED灯泡的性能,使这一问题显得更为简单。最少不会有一些灯泡制造商获取调光器列表,列明他们指出可与其产品相容的调光器。  在美国能源部(DoE)的反对下,美国电气制造商协会(NEMA)于是以著手制订限于于由切互为调光器驱动的LED灯的调光标准,还包括要求否超过可接受性能的测试程序及指标。期望这一标准最后需要协助清扫掉市场上那些声明固定式光,但性能预想超过终端用户所期望的圆润、平稳如白炽调光预期的产品。

  大部分LED灯泡用于的驱动电路都包括升压、乘载力或反激式转换器。在各种情况下,都可通过改动基本电路来构建可拒绝接受的调光性能,同时会减少器件的成本和复杂性。这样就可以提高固定式光驱动器的性能,进而符合消费灯光市场的成本节约拒绝。  兼容性的问题在于TRIAC调光器电路如何与LED驱动器输出电路展开交互。

  单级LED驱动器示例电路(图2)代替了图1中代表白炽灯的电阻性阻抗。尽管这一电路由于在平稳运营时的高功率因数仿真了电阻性阻抗,但其前端也还包括了EMI滤波所必须的电容器。此外,LED灯泡所消耗的功率比同等白炽灯的25%还要较少。结果就是,在TRIAC启动时前,调光器在交流线路半周期中主要忍受电容性阻抗。

  图1:典型的调光器原理图  图2:基本的LED驱动器电路框图  图1右图的双向启动时电路若想按照设计目标运营,还必须一条电阻性路径至中性点。如果改回电容性阻抗,这一电路将无法长时间运营,并造成周期切换时经常出现不平稳启动时的情况,具体表现为输入的光不时闪光。调光器和LED驱动器中的EMI滤波器,还不会由TRIAC启动时的高dv/dt引发振铃波动。

  波动幅度超过一定程度时,不会造成电流降到维持电流以下,从而使TRIAC重开,而无法在下一次线路过零之前保持TRIAC导通。这一情况一般来说不会由于启动时电路轻启动时TRIAC,造成其在单个线路半周期中多次开和关。除了给元器件导致形变并很有可能毁坏调光器或LED驱动器之外,这将造成经常出现相当严重的闪光以及令人恼怒的噪声情况。

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  假设用于LED灯所限于的调光器来替代该调光器并不是理想的解决方案,那么可以通过改动LED驱动来解决问题上述问题,从而构建LED驱动与标准调光器的配上用于。  图3:固定式光LED驱动示意图。

  示例电路(图3)为单级LED反激式转换器,某种程度的技术也可用作乘载力或适应性升压转换器。首先,必需在设计输出滤波器时将输出电容维持在最小值,这样也有助构建最佳的功率因数。


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