LED晶闸管双向调光电路

双向晶闸管（TRIAC）调光器内部包含有双向晶闸管和双向触发二极管。双向晶闸管是由两只晶闸管反向并联而成，使用一个触发电路去触发它的工作状态，是较为理想的交流开关器件。

1.LM3445型双向晶闸管调光LED驱动的工作原理

LM3445具有可变开关频率和固定关断时间的降压式恒流控制功能，能对1A以上的输出电流进行调节，驱动几十只LED构成的灯串，电源效率达到90%。当交流输入电压过低时，TRIAC能提供维持电流，维护TRIAC处在导通状态，还有过电压和过电流保护功能，利用线路检测，实现过电压保护。LM3445内置有泄放电路，如图1-45所示，泄放电路的功能就是低电压保护。利用片内的检测器和译码器，对波段信号首先进行译码以获得对LED的调光信号，其调光比为100∶1，占空比在0.25～0.75范围内，双向晶闸管的导通角范围是45°～135°可变。当整流桥的输出电压V_B低于峰值电压V_D时，由电路电容为降压式变换器供电，因此，在整个供电交流周期内，可直接从变换器输出线路取得电流，这样，大幅增加了整流管的导通角，提高了功率因数。LM3445的BLDR脚是片内泄放电路输入端，将线电压信号输入到检测电路。COFF脚是芯片关断时间设定端，通过外部电容C₁₀改变关断时间。FLTR2脚是将调光信号变为电压控制信号，来控制LED的工作电流。ASNS脚是调光译码器输出端，控制占空比与PWM脉冲信号的比例，对双向晶闸管导通角控制进行调光。D1M脚为IN/OUT端，PWM调光信号从该脚输入，实现LM3445芯片同步调光。GATE脚为功率开关管的栅极驱动端。U_CC脚为电源端。I_SEN脚为LED电流检测端，进行过电流保护。

LM3445内部包括延时电路、泄放电路、调光译码器、控制器、锯齿波发生器、内部稳压器、PWM比较器、斜波发生器、电流极限比较器、欠电压保护电路、过热保护电路、门电路、锁存器、MOSFET驱动器及前沿消隐电路等，如图1-46所示。

2.TRIAC调光式LM3445驱动LED设计应用

由LM3445构成的TRIAC调光式LED驱动电路，适用于美国电力供电标准，即V_i为AC90～130V，输出电压V_o为25.2V，能驱动LED为正向压降3.6V的7只HB-LED灯串，原理图如图1-45所示。图中C₁～C₄、L₁为抑制EMI抗共模、差模平波电路，VD_Z1为浪涌电抑制器，设计时，采用两只瞬态电压抑制器反相串联，这样反向击穿电压V_R为160V，能排除由电源线引入的浪涌干扰电压。整流桥UR采用KBP310作样板，为降低谐波含量的基础。C₅、C6、VD2～VD₄及R₁组成无源PFC电路，可将功率因数提高到0.92以上。大容量的滤

图1-45 TRIAC调光式驱动LED原理图(www.xing528.com)

图1-46 LM3445内部结构框图

波电容为输出降低纹波起到一定的作用。

LM3445内部的比较器信号与该脚所检测的电压，决定双向晶闸管的导通角。比较器的输出信号经延迟后控制泄放电路。图1-45中的R₄、C₁₁对输出触发脉冲进行滤波。当检测信号电压小于7.2V时，泄放电路的MOS管VT₁导通，这时，它的漏极电阻串联到调光器上，所提供的工作电流保持双向晶闸管的导通。相反，当检测信号电压大于7.2V，内部泄放电路不工作，起着过电压保护的作用。

R₄、VS、VT₁组成输入电压检测电路，它将电压V_B转换为一个合适的电压信号送到LM3445的BLDR脚。图中R₃的作用是为BLDR脚上所有的分布电容提供放电电路，R₃不宜过大，否则由于放电时间太长影响对LED的触发电流。另外为调光器提供恒定的电流供给。VD₆、C₉构成稳压网络，当BLDR脚电压降低时，使U_CC脚电压保持不变，确保LM3445工作正常。TRIAC调光电路是电路的主体。从芯片ASNS脚输出的电压，通过R₄进入FLTR1脚再进入片内的斜波比较器的反相输入端，与锯齿波产生的调制信号进行比较，这时斜波比较器直接从DIM脚输出一路调光信号。另外从MOS管VT₂和电阻R₂接到FL-TR2脚，原理图中的C₁₂为滤波电容。最后一路，由片内的VT₂经电阻R₂送到PWM比较器，如图1-45所示。双向晶闸管的调光占空比变化范围为0.25～0.75，片内调光直流输出电压为0～750mV，双向晶闸管的导通角从45°～135°变化，能够获得0%～100%的调光功能。

LM3445的转换电路由VT₂、L₂、R₅、R₈、C₁₀和VT₃组成。当开关管VT₂导通时，工作电流经电感L₂和LED灯串呈线性上升，R₅为输出电流的检测电阻，调节此电阻可改变灯的亮度，同时也可改变送到PWM比较器的转换电压，从而改变FLTR2脚上的比较电压；当两者相等时，芯片内的VT₂关断。R₈、C₁₀和晶体管VT₃用来设定开关控制器的关断时间，改变输出电流的线性斜率，即改变LED亮度。

LM3445工作于可变工作频率、固定开关时间，非隔离恒流控制电源通过外部功率开关管来驱动LED灯，是一种TRIAC调光方式，适用于路灯、景观灯、工业照明等领域。但各领域对LED照明的发光强度要求是不一样的，因此电路有些参量需经改动。