兩款常見(jiàn)LED照明調光控制解決方案
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很多LED燈利用平均輸入電壓或者近似均方根輸入電壓來(lái)控制輸出電流。如果每個(gè)LED燈對輸入電壓的檢測和判斷有差別，就會(huì )造成輸出光照的不一致。如果輸入電壓降低，檢測的平均電壓會(huì )降低，LED燈輸出光照就會(huì )減小。而利用數字技術(shù)則可以實(shí)現對輸入信號相位的的檢測。由于相位是一個(gè)時(shí)間量，輸入電壓的變化對相位的影響有限。因此，如果結合輸入電壓和相位的檢測，可以實(shí)現穩定并且一致的輸出光照。數字算法還可以檢測用戶(hù)調光的速度來(lái)預測可能的調光的位置，使得輸出電流快速的跟隨用戶(hù)的指令來(lái)變化。這樣平衡了調光的動(dòng)態(tài)響應和準確性，防止了調光過(guò)慢或者光照的過(guò)調。使得用戶(hù)調光的體驗接近傳統的白熾燈。
調光安全性 當用戶(hù)購買(mǎi)LED燈以后，生產(chǎn)廠(chǎng)商無(wú)法完全了解其使用環(huán)境。交流輸入的頻率可以是50Hz或者60Hz；調關(guān)器可以是支持的或者是不支持的；電網(wǎng)電壓會(huì )產(chǎn)生波動(dòng)，也會(huì )產(chǎn)生畸變；等等。諸多因素會(huì )影響LED燈的亮度變化甚至安全性。驅動(dòng)電路的設計必須考慮這些可能發(fā)生的環(huán)境變化，具備相應的對策。當前的數字控制技術(shù)實(shí)現了
* 自動(dòng)調光模式識別?？刂破骺梢宰詣?dòng)識別前切相式調光器和后切相式調關(guān)器，甚至在運行過(guò)程中允許前后切調光器的轉換。
* 自動(dòng)檢測不支持的調光器。如果某一種調光器是所生產(chǎn)的LED 燈不能支持的，數字技術(shù)可以根據其輸出波形，迫使LED 燈進(jìn)入保護模式，保障了用戶(hù)的使用安全。
* 自動(dòng)防止多次快速啟動(dòng)。由于LED 燈要求啟動(dòng)快，當LED 燈發(fā)生故障，或者輸入電壓畸變嚴重時(shí)，驅動(dòng)電源有可能反復地重啟動(dòng)，造成驅動(dòng)電路的過(guò)熱。數字控制可以很方便的判斷路障的存在，防止頻繁的重復啟動(dòng)。
3 典型的數字LED控制系統
數字控制LED系統結構 圖5是iWatt的iW3610系列數字調光控制系統結構示意圖。iW3610控制器采用8個(gè)管腳的封裝，實(shí)現了如下功能：
* 調光器阻抗匹配
* 輸入功率因數控制
* Boost電壓的預測和控制
* 反激式變換器的一次側恒流控制
* 調光器的類(lèi)型檢測和調光控制
* 完整的輸入，輸出和內部保護
4 調光器識別和控制流程
圖6是iWatt的iW3610系列數字控制器的內部結構圖。VIN 采樣調光器的輸出電壓波形。調光器信號通過(guò)模擬到數字轉換進(jìn)入調光控制和相位檢測數字模塊。根據前切或者后切相位的百分比，恒流控制模塊計算出所需的輸出電流控制量?？刂屏客ㄟ^(guò)數字到模擬轉換提供給原邊電流控制比較器（Ipeak）。Isense檢測原邊電流信號，通過(guò)圖1所示的恒流控制原理，得到穩定的 LED輸出電流。Vsense提供變壓器反激的電壓信號。通過(guò)對反激信號的解析，控制器可以獲得輸出電壓，電流以及波谷的時(shí)間點(diǎn)來(lái)實(shí)現各種保護功能。
圖7給出了調光器的啟動(dòng)檢測。調光器打開(kāi)后，驅動(dòng)電路開(kāi)始充電。當VCC供電電壓達到啟動(dòng)電平，控制器開(kāi)始工作。Boost控制信號OUTPUT（TR）導通3-4個(gè)交流半周期，提供調光器一個(gè)低阻抗的回路來(lái)完成初始化。在這期間，控制器根據調光器輸出的特征波形，確定輸入的電壓范圍、頻率，和調光器的類(lèi)型、相位角。如果判斷是所支持的調光器，就啟動(dòng)驅動(dòng)電路，輸出所對應的LED電流。
iW3610系列產(chǎn)品應用方案 圖8（a）給出了iW3610系列控制器的一個(gè)具體應用方案。圖8（b）和（c）分別顯示了后切調光器和前切調光器的實(shí)測波形。
5 總結
數字控制技術(shù)在LED照明領(lǐng)域具有控制靈活，調光性能好和保護全面的優(yōu)勢。針對越來(lái)越多的控制和保護要求，iWatt的iW3610系列數字控制器正逐步成為L(cháng)ED通用照明的主流驅動(dòng)控制器。iW3610系列數字控制器適合燈具內置化驅動(dòng)的要求，采用數量不多的元件實(shí)現了高性能調光、較高功率因數、隔離驅動(dòng)以及無(wú)光耦的精確恒流輸出設計，優(yōu)化了整體LED燈的散熱性能。整個(gè)設計的體積可以小至內置于E27/E26燈頭的球泡或PAR 燈內。5W設計效率大于80%，10W設計效率大于85%，功率因數滿(mǎn)足Energy Star的要求，調光范圍達到1%-100%，同時(shí)支持歐美市場(chǎng)和亞洲市場(chǎng)上的主流調光器。
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