带TRIAC调光的LED驱动电源电路设计

　　本文设计原边控制的单级反激变换器，适于TRIAC 调光且与LED 驱动器兼容的驱动方案。输出电流由原边检测的信号精确地计算控制，在DCM 模式下操作转换器，输入电流将跟随输入电压得到高功率因数，使LED 驱动器与TRIAC 调光器很好地兼容。此外，使用原边控制，使得输出电流信号和TRIAC 调光信号在原边获得，简化电路功能。输出电流通过TRIAC 导通角的变化改变，得到近乎线性的调光曲线。

　　由于TRIAC 调光很普遍，成本较低，因此，能够与LED 驱动电源兼容的TRIAC 调光器很普遍。在实际应用中，尽管由于输入电流高度扭曲使得功率因数无关紧要，但在带PFC 控制的调光中，使输入电流跟随输入电压仍具有意义。本文的控制方案使输入电流跟随电压变化，得到较高的功率因数。TRIAC 调光功能可以很容易实现，关键是如何检测调光角和改变基于调光角的输出电流。

　　单级反激PFC 变换

　　为得到较高的功率因数，反激变换器通常用于DCM 或CRM 模式。原边控制的反激变换控制原理图如图2 所示。每个开关周期的输出电流都由Io 计算模块计算，然后累积输出电流Io-est 与输出参考电流Io-REF 比较，误差信号Vea 反馈给乘法器。误差放大器的频带宽度远低于传统PFC 控制器的线性频率。乘法器的其他输入是电流波形参考信号Vac（t），与整流器总线电压Vd 有相同的波形。乘法器IREF输出用来控制流经原边开关的峰值电流。

　　

　　图2 原边控制的反激PFC 电路

　　电路设计及实现

　　针对TRIAC 调光中出现的尖峰电流及LED 灯闪烁问题，在电路中设计无源泄放电路和有源阻尼电路，主功率拓扑采用单级反激变换电路，工作于电流断续模式。电路图如图4 所示。其中，输入电压范围为90 Vac ~265 Vac，输出功率：8 W;输出直流电压：22 V;输出电流：350 mA;调光范围：1% ~100%;调光过程稳定无闪烁。

　　

　　图4 基于FL7730 的TRIAC 调光驱动器原理图

　　电路主要包括：无源泄放电路，有源阻尼电路，控制电路，单级反激变换电路。其中控制电路选用飞兆半导体的控制芯片FL7730。FL7730 是一款适合于单级反激拓扑的有源功率因数校正控制器，采用模拟检测方式，可兼容传统的TRIAC 调光，实现调光控制。本设计采用原边控制简化电路，降低成本，同时效率达到0. 8 以上。调光过程平稳且LED 灯无闪烁，较好地实现线性频率控制。

　　本文分析了TRIAC 调光器及单级PFC 反激变换器的工作原理， 基于控制芯片FL7730，设计一款支持TRIAC 调光的原边恒流控制的小功率LED 驱动电源。设计的有源阻尼电路及线性频率控制电路，有效抑制尖峰电压，解决闪烁等问题。该原边控制的设计使LED 驱动电路结构简单，与现有照明系统兼容性好，效率高，成本低。很好地满足室内LED 驱动器的实际应用要求。