5.2.2 电路方案与分析
基于LM3445带TRIAC调光器的LED驱动电路如图5-10所示。

图5-10 基于LM3445带TRIAC调光器的LED驱动电路
图5-10电路是由整流器BRI、整流线路电压感测电路无源功率因数校正(PFC)电路及DC/DC开关型降压(BUCK)变换器等部分组成,核心是控制器LM3445。
1.TRIAC调光器电路分析
电路中采用了标准的TRIAC调光器,其电路见图5-10所示,主要由R1、R2、C2和双向触发二极管(DIAC)及TRIAC组成。R1、R2和C2值决定调光器的延迟。调节电位器R1,使滑动片向下移动,则将增加导通延时,而使导通角θ减小,LED亮度则变暗,其调光波形如图5-11所示。TRIAC调光器的负载则是桥式整流器BR1及其后LED驱动电路系统。

图5-11 调光波形
2.整流线路电压检测电路
在电路中的R2、齐纳二极管D1和Q1组成通路调整器,将整流后的线路电压转换为一个合适的电平被LM3445引脚BLDR感测D1的稳压电压是15V。由于Q1源极上未连接电容,当线路电压降至15V以下时,允许IC引脚BLDR上的电压随整流过的线路电压升高和降低。
当1C引脚BLDR上的电压变低时,肖特基二极管D2和电容C5用做维持IC引脚VCC上的电压,以保证LM3445能正常操作。R5用做泄放IC引脚BLDR节点上寄生电容的电荷,同时在输出小电流时为调光器提供所需要的保持电流。(https://www.daowen.com)
3.TRIAC调光译码器分析
TRIAC调光译码器导通角角度检测电路利用一个门限电压是7.2V的比较器来监视IC引脚BLDR上的输入,以确定TRIAC是否导通或关断。
比较器输出经4μs的延迟线滤除噪声控制泄流电路并驱动一个缓冲器在IC引脚ASNS上的输出信号被限制在0~4V,经R1和C3滤波产生一个相应于调光器占空比的DC电平输入到一个斜坡信号比较器的反相输入端,并与同相输入端上由斜坡发生器产生的5.85kHz、摆幅为1~3V的锯齿波相比较。当IC引脚FLTR1上的电压VFLTR1<1V时,斜坡比较器输出将会持续开通;当VFLTR1>3V时,斜坡比较器输出将被阻断。
这样,就允许译码范围从45°到135°,从而提供一个0~100%的调光范围斜坡比较器输出驱动引脚DIM和一个N沟道MOSFET。MOSFET漏极上的信号通过内部一个370kΩ电阻和引脚FLTR2外部电容C4滤波,作为调光译码器的DC输出。随调光器占空比从25%到75%变化,调光译码器的DC输出电压幅度从接近于变化到750mV,所对应的导通角为45°~135°,直接来控制LED电流。
4.无源PFC电路
在图中位于D3和C10之间的C7、C9和D4、D8、D9组成无源PFC电路。这种由两个电容和三个二极管组成的无源PFC电路通常称为部分滤波或填谷式电路,其输出经C10滤除高频噪声作为后级降压变换器的DC总线电压VBUCK。
在不加入调光器时利用一个大容量电解电容滤波,在AC线路半周期内,输入电流导通角仅约60°,功率因数不超过0.6,采用填谷式滤波电路替代单个电容,电流流动角将增加到120°(即从30°到150°),功率因数达0.9~0.95。
在加入TRIAC调光器并采用无源PFC电路后,输入电流波形同样会得到修整,功率因数和THD得到改善。
5.降压式DC/DC变换电路
控制器LM3445、Q2、L2、D10和R3等组成DC/DC降压式(BUCK)开关型LED驱动器。当LM3445驱动Q2导通后,通过L2的电流线性增加,并被R3感测,一旦R3上的电压达到1.27V的门限,Q2则关断,L2将放电,电流经D10流入LED串。C2的作用是用来消除电感电流的大部分纹波。R4、Q3和C11提供一个线性斜坡,用做设置固定关断时间。