基于AP1694A的可调光LED驱动电源设计

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  1 引言
  随着全球对绿色环保、节能减排和发展低碳经济取得共识,LED以其光效高、寿命长(连续工作时间10000小时以上)、耗能少、适用性强、稳定性高和对环境无污染的优势迎来了快速发展机遇。
  照明装置是为了在夜晚或自然光不足的场合提供足够的照度,灯光消耗能源,在不需要的时候需关掉节约能源,但是许多共用建筑或场所,需要使用到调光器,白炽灯作为传统的主要照明设备,很适合应用TRIAC对其进行调光,起到了很好的调光效果,使得TRIAC调光器得到了广泛的应用。为了满足调光功能,LED照明也需兼容TRIAC调光。
  在尽量降低成本和具有较高的TRIAC调光器兼容性的前提下,本文基于BCD,上海新进芯微电子有限公司,研发的调光芯片AP1694A,设计了一款可用于TRIAC调光的LED驱动电源。
  2 LED TRIAC调光
  LED具有PN结的一般特性,即正向低阻,反向高阻的特点,LED灯负载导通存在一个电压阈值。LED两端正向电压到达阈值后,LED导通,此时较小的电压变化,对应的电流变化很大,因此,LED电源多采用恒流驱动方式。LED灯两端电压随着负载阻值的大小不同在一定的范围内变化,在设计电源的过程中,根据输出电压要求选择合适的LED灯珠串并联即可[1]。
  TRIAC调光器最初是应用于纯电阻性负载白炽灯调光。如果设计的LED驱动电源不能和TRIAC调光器兼容,会出现闪烁。
  根据TRIAC调光器的工作原理,设计的驱动电源兼容TRIAC调光器需要两个条件:①擎住电流;②维持电流。调光器需要在TRIAC触发后能够擎住电流,且在触发后的导通期间能够维持电流。如果这两种电流不能同时满足,TRIAC调光器会出现误触发,从而导致LED闪烁[2]。
  市场上的TRIAC调光器种类很多,工作所需的擎住电流和维持电流存在差异,为了满足需要较大维持电流的调光器,会增大最小负载电流,以保证TRIAC触发后能维持导通,造成功率损耗,效率降低。此时,需要综合考虑调光器的兼容性以及驱动电源的效率,选择合适的工作条件。
  3 AP1694A芯片介绍
  作者简介:王彪(1990-),男,湖北随州,研究生,电力电子与电力传动。
  AP1694A是由上海新进芯微电子有限公司(BCD)研发生产的一款高性能的AC/DC可调光的LED驱动芯片[3]。芯片采用脉冲频率调制(PFM)技术对输出电流进行调节,同时满足高PF和低THD的性能。由于工作在BCM模式,容易通过相关EMI测试要求。采用恒流控制方式,不需要光耦及次级控制回路,省去了补偿回路而能够使系统工作稳定。芯片需要较低的启动电流和工作电流,为获得更高的效率采
  用动态基准驱动技术和波谷导通技术。为避免由于输入或输出的突变造成对系统及LED灯负载的损坏,芯片能够提供输出过压保护、输出短路保护、过温保护功能。
  3.1 芯片引脚分布
  芯片采用SOIC-8封装,引脚分布如图1所示。
  6 结束语
  基于AP1694A设计了一款可应用于TRIAC调光的LED驱动电源,采用BUCK拓扑结构和原边控制方式,电路简单,外围器件数量少,成本低。驱动电源工作稳定,满足设计规格,同时实现了高PF,高效率,具有较好的TRIAC调光兼容性。
  参考文献
  [1] 杨恒. LED照明驱动器设计步骤详解[M]. 北京: 中国电力出版社, 2010.
  [2] 采用FL7730的TRIAC调光LED驱动器设计指南, Fairchild Semiconductor Corporation, www.fairchidsemi.com
  [3] Design Guideline and Application Notes of AP1694A system Solution, DIODES BCD, www.diodes.com
  [4] 张占松,蔡宣三. 开关电源的原理与设计[M]. 北京:电子工业出版社,1998.
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