三端双向交流开关调光LED亮度及LED路灯设计

利用TRIAC调光调控LED亮度的潜在问题， 当前TRIAC调光是一种颇受市场欢迎的调光方式。TRIAC调光器最初是为白炽灯设计的，适合在LED照明中提供TRIAC调光。但这种方式也有其局限所在，如增加电路复杂性、影响功率因子、调光级别相对有限等问题。这器件使用临界导电模式(CrM)反激架构，以单段式拓扑结构提供高于的功率因子，故又省却直流-直流(DC-DC)转换段，简化了电路。这器件即使在低电平时也提供极高能效，符合各种规范要求及整体系统光效要求。另外，这器件兼容于前沿TRIAC调光器及尾沿晶体管调光器，视乎所用的调光器，LED光输出可调至低于2%，提供优异的调光性能。

在LED 路灯进行电源设计时，需充分考虑到此应用的特点与要求：单灯最大功率不超过100W。为提高路灯的可用性，灯具中LED 分为若干组，每组中LED 串联驱动，组间分别驱动，单组损坏不影响其它组LED。为提高安全性，输入与输出之间需要电气隔离。电源需具有较高的功率因数。为满足要求采取ACPDC 恒压电源与多路DCPDC 恒流驱动级联的方式驱动多路LED。ACPDC 部分采用反激式拓扑，输出52V ，100W。DCPDC 部分采用国半的LED 恒流驱动芯片。

反激式电源工作在不连续导电模式（DCM）， 通过前端EMI 滤波器自动实现高的功率因数。减小初级Mos 管损耗，减少导通损耗，并采用准谐振技术，实现对Mos 管的零电压开通，可以最大限度地减小开关损耗。

软开关在得到了充分发展的同时，准谐振技术也有了成熟的应用。其具有零电压开通检测管脚，可以较为方便地实现当Mos 管漏极电压降到谷底时将其开通。如图T1 为变压器的一次侧绕组，T2 为辅助绕组。1）t0 ～ t1 时段，Mos 管M1 开通，整流输出电压Uc 流经变压器T1 绕组，电流I1 上升。2）t1 时刻，Mos 管关断，Mos 管电压U2上升，变压器初级绕组电流I1 换流到次级绕组电流I2。3）t1 ～ t2 时段，变压器开始向副边输送能量，副边的充电电流I2 随时间线性减小。4）t2 时刻，I2降为0 ， 储存于变压器中的能量释放完毕。5）t2 ～t3 时段，变压器T1 绕组电感L1 ，漏感L2 与Mos 管漏极对地电容C1 开始谐振，谐振频率。T2 作为辅助绕组之一，其一端电压U1随U2 降低，当低于ZCD 的阈值下限116V ，即位于A 点时再次开通M1。

此电路实现了在Mos 漏极电压达到谷底时开通，尽可能地减小了Mos 管漏极对地电容在高电压情况下放电造成的损耗。同步整流驱动设计，在一般的反激式开关电源中，二次侧的整流二极管损耗也是电源效率的重要影响因素之一，可以通过选用低导通压降的肖特基二极管来缓解这个问题。比较好的方法就是采用同步整流技术，用导通电阻低的Mos 管替代传统的整流二极管。同步整流按照工作方式可以分为外驱型和自驱型，按工作原理分为电压型驱动、电流型驱动和谐振型驱动等。同步整流方式各具特点，但也各有不足。