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(多图) 以三端及四端双向可控硅开关元件控制LED照明

Richard Norris?? Littelfuse公司半导体闸流管产品技术服务经理?? 2013年08月28日 ?? 收藏0
发光二极管(LED)正迅速成为最流行的照明选择。业界预测,由于工商业照明领域未来极大的增长,预计从2011年~2016年,该市场将继续以每年20%的速度扩大。鉴于白炽灯已经过时,而LED使用寿命长(通常为25,000小时),并适用于许多不同的插座和形状的要求,所以白炽灯经常被替换成LED,以此响应美国政府关于节省能源的指令。

然而,LED照明控制会出现一些白炽灯所没有遇到过的问题。例如,由于LED负载的电流相比少得多,正常类型的三端双向可控硅开关元件在闭锁电流和保持电流特性方面将面临挑战。三端双向可控硅元件是AC调光控制器的心脏。三端双向可控硅调光器通常是根据符合白炽灯负载特性特别研制的,它在稳态条件下和启动时都具有较高的额定电流和耐冲击浪涌电流,并且当灯丝断裂时会有非常高的临终耐冲击电流。

因为它们是二极管,LED相比白炽灯有着低很多的稳态电流,并且它们的初始导通电流在几微秒的时间内比每半周期的AC线路电压要高得多。因此,在每个交流半周期的开始可以看到一个电流尖峰。图1是典型的电流尖峰。通常情况下,需要替代的交流灯泡电流尖峰为6A~8A,尖峰稳态后的后续电流低于100mA。

家居照明灯具用LED灯的功率可以达到7.5W(A19灯泡450流明)或许更高,因为一个吊灯通常有四至十个射灯。相比之下,50个圣诞装饰灯的灯串总功率只有4.8W。一种为嵌入式吸顶灯设计的LED散光灯,可以取代一个产生750流明的功率仅为13W(BR30)典型的长丝装置,而老的长丝照明装置通常需要消耗65W的功率。

当使用新的Q6008LH1LED或Q6012LH1LED系列的三端双向可控硅元件时,设计控制LED光输出的AC电路很简单,因为只需要少数器件,所需要的只是一个点火/触发电容器、一个电位器和一个电压导通的触发装置。

通过使用两个反向并联敏感门极可控硅整流器(SCR)S4X8ES1作为电压导通的触发装置,控制电路可以产生各种不同的光级输出。

另外,通过使用两个反向并联敏感门极可控硅整流器SCR作为触发装置可以实现低滞后控制,因为两个SCR形成一个完整的反击穿触发。图2显示了适用于以上情况的一个控制电路,可能很适合LED散光灯(例如BR30LED灯),可以调暗它以产生一个低级光输出或转向到近180°的全光输出。

该电路允许灯在每个AC半周期打开近180°,此外,RC定时开启可能会推迟到每半周期上的有着非常低的光输出的小导通角上。Q60xxLH1LED三端双向可控硅系列产品以低的保持电流和闭锁电流特性让三端双向可控硅开关元件保持在非常低的电流水平。

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