摘要：
调光LED照明替代传统白炽灯的应用已越来越多，而为其提供稳定和高效的电气特性来让LED单元发光的电源驱动器也变得越来越重要，高效率和高可靠的调光器兼容性已成为调光驱动器必备的性能。本文将讨论LED驱动器配合不同调光器设计时需要注意的重点，并用实例设计了一个8W/120Vac 应用的调光驱动器方案。
随着LED技术在各种领域上的突飞猛进发展，譬如城市照明，酒店，商场照明及家居照明市场，LED照明产品已成为用户的首选，可以想象，LED照明必将会改变每个人的生活，成为照明设计的一次变革。当然，提到LED照明，不得不说可控硅调光LED技术，许多工程师会疑惑，这种应用价格高，设计也不简单，为什么LED灯要兼容可控硅(TRIAC)调光呢？其实，最初的原因还是由调光白炽灯的需求引起的，早前人们喜欢灯光亮度能根据环境的变化和个人的喜好能自由地调节，同时还能节省用电消耗。像美国和欧洲国家的家庭里大多都已配置有调光器，所以，当LED灯要替代传统调光白炽灯市场时，就必须兼顾原已安装有调光器的家庭用户，让用户感觉使用LED灯也像用白炽灯一样，LED灯的亮度能被随意地调节，而且调光过程不会出现任何异常。本文将讨论设计可控硅调光LED驱动器设计时，要注意的环节并实例设计了一款高功率因数，高调光兼容性的LED驱动器。
调光器的原理
调光器在各个国家市面上销售的种类繁多，价格也相差几倍到好几十倍不等，如果把调光器从调节形式上来分，可分为传统直推和旋钮式调光器，数字式控制调光器和触摸式调光器。绝大多数调光器的工作原理主要分为两种：前沿斩波式和后沿斩波式调节控制，也简称前切式（leading edge）和后切式(Trailing edge)调光器。图1是美国Lutron公司生产的一种前切式调光器的内部原理图，U2是双向可控硅(TRIAC)，C2，R2，R3，R5，R4组成分压回路，通过滑动电阻器R5来调整可控硅U2触发极的开启角度。当可变电阻R5从3欧姆到80K欧姆变化时，通过可控硅的电压导通角也相应地由130度到90度之间变化，图1有其仿真波形图。调光器内主要关键元件就是可控硅U2，不同的型号，对应的输出功率和工作特性也会不一样。所以，在实际调光LED驱动器设计时，困难之处就是怎样提高驱动器对各种调光器的兼容能力，以满足其不同可控硅的工作特性要求。
图1 前切式调光器原理图及输出波形仿真图
双向可控硅是在普通可控硅的基础上发展而成的，它不仅结合了两只反极性并联的可控硅，而且仅需一个触发电路，是比较理想的交流开关器件，其英文名称TRIAC即三端双向交流半导体开关。下面再来说一说可控硅的特性，图2是恩智浦公司的一款双向可控硅BTA216的几项主要静态参数，IGT是指门极触发电流参数，IL是挚住电流，是晶闸管从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。IH是维持电流，是维持可控硅通态所必需的最小电流，它与接温有关系，结温越高，IH则越小。白炽灯是一个纯阻性负载，一般功率范围在25W到100W，很容易就能满足可控硅IL和IH的工作条件，所以不会遇到挚住电流或维持电流不够的问题，而LED驱动器功率一般都小于20W，另外驱动器里有电容和电感储能元件，驱动器整个周期内没有一直消耗输入能量，这也是LED驱动器高效率的特点，但是又很容易造成挚住电流或维持电流不够，而造成闪烁，所以实际调试时，要仔细判别是哪项参数配置不合理而造成调光器的不正常动作。
图2可控硅部分规格参数表
后切调光器顾名思义，就是调光器输出电压的角度调整是在后沿进行控制的，相比前切调光器，它没有开启冲击电流和触发电流IL 的问题，配合后切调光器做LED驱动器设计时，要特别地注意最小维持电流IH，一般来说，驱动器提供的维持电流越大，调光器兼容性会好，但相应地会降低效率，所以实际设计时要根据实际需要来平衡好兼容性和效率之间的关系。
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