三端及四端双向可控硅在 LED 照明控制中的应用
出处:网络 发布于:2025-05-12 15:00:36
三端双向可控硅是交流电调光控制的组件。在调光器中使用的三端双向可控硅,通常是为白炽灯负载量身设计的。白炽灯负载在稳定状态和初始高浪涌电流下都具有较高的额定电流,并且在灯丝断裂时会产生非常高的寿命终止浪涌电流。
由于 LED 本质上是,其稳态电流比白炽灯低得多。而且,它们在交流电压的每个半周期里,初始开启电流可能会高得多,并且持续时间约为几微秒。因此,在每个交流电压半周期的开始处,都可以观察到电流尖峰。图 1 展示了典型的电流尖峰情况。通常,交流二极管替换灯的电流尖峰为 6 - 8 A 峰值,而稳态电流小于 100 mA。
使用新型 Q6008LH1LED 或 Q6012LH1LED 系列三端双向可控硅来设计控制 LED 光输出的交流电路非常简便,只需要几个基本元件,包括一个点火 / 触发电容器、一个和一个电压转折触发装置。通过使用两个反向并联敏感门控硅整流器 (SCR) S4X8ES1 作为电压击穿触发装置,控制电路能够产生宽范围的光电平输出。此外,这种设计还可以实现低滞后控制,因为两个可控硅构成了一个完整的回断触发器。图 2 展示了这种控制装置的电路图,它非常适合嵌入式泛光灯(如 BR30 LED 灯),这种灯既可以调暗以产生低亮度输出,也可以调高到接近 180° 的全亮度输出。该电路可使灯泡在每个交流半周期几乎以 180° 的全角度开启,同时,RC 定时开启还可延迟到每个半周期的一个小导通角度,以实现极低的光输出。
Q60xxLH1LED 三端双向可控硅系列具有低保持和闭锁电流特性,这使得三端双向可控硅能够在极低的电流水平下保持导通。两个反向并联敏感门控硅整流器 (S4X8ES1) 的栅极连接在一起,可产生具有全击穿电压的极低电压触发装置,从而产生极低的滞后。这样一来,就可以将电位器设置为低导通角度,在线路开关关闭和打开时立即导通。图 3 中的电路图对磁滞效果不佳的老式相位控制 / 调光器电路进行了改进。如 Littelfuse 应用说明 AN1003 所述,在 C1 点火电容器周围添加转向二极管后,可有效消除磁滞现象。
如果宽控制范围(全亮到极暗)和低滞后对应用来说并非关键因素,那么可以使用新型 Littelfuse Q6008LTH1LED 或 Q6012LTH1LED 系列 Quadrac 器件来设计简单的可变光控制。Quadrac 器件是一种特殊类型的,它将二端双向晶闸管和三端双向晶闸管组合在一个封装中。图 4 所示的电路将双向晶闸管触发器件和三端双向晶闸管组合在一个 TO - 220 隔离安装片封装中,进一步减少了元件数量。由于双向晶闸管触发器件的 VBO 较高,该控制电路允许略低的完全开启电压,能够提供在每个交流半周期的 175° 至﹤90° 范围内运行的调光功能。
交流电路中的 LED 灯负载情况较为多样,可能非常简单,如图 5 所示;也可能包含用于直流改进的额外元件,如滤波电容器。这些附加元件的存在将决定 LED 灯负载是否可调光。一般来说,LED 灯负载越简单,就越有可能实现调光功能。因为滤波电容器可能会将直流电流增加到晶闸管器件锁定的水平,导致交流电流无法降低至小于晶闸管保持电流。
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