解析三端與四端雙向可控硅:實(shí)現(xiàn) LED 照明高效控制的秘訣
出處:網(wǎng)絡(luò)整理 發(fā)布于:2025-06-24 16:32:04 | 798 次閱讀

三端雙向可控硅是交流電調(diào)光控制的核心。調(diào)光器中使用的三端雙向可控硅通常是為白熾燈負(fù)載設(shè)計(jì)的。白熾燈負(fù)載在穩(wěn)定狀態(tài)和初始高浪涌電流下都具有較高的額定電流,并且在燈絲斷裂時(shí)會產(chǎn)生非常高的壽命終止浪涌電流。

由于 LED 本質(zhì)上是二極管,其穩(wěn)態(tài)電流比白熾燈低得多。而且,它們在交流電壓的每個(gè)半周期里,初始開啟電流可能會高得多,持續(xù)時(shí)間約為幾微秒。因此,在每個(gè)交流電壓半周期的開始處都能看到明顯的電流尖峰。通常,交流二極管替換燈的電流尖峰可達(dá) 6 - 8A 峰值,而穩(wěn)態(tài)電流小于 100mA。
用于家庭照明的 LED 燈,功率需求可能為 7.5W(如 A19 燈泡 - 450 流明)甚至更高,一盞吊燈通常需要 4 到 10 個(gè)燈泡。相比之下,一串 50 盞裝飾性圣誕燈的總耗電量可能僅為 4.8 瓦。用于取代典型燈絲裝置的嵌入式天花板燈具的 LED 泛光燈,可產(chǎn)生 750 流明的亮度,其功耗僅為 13W(BR30),而舊燈絲裝置的功耗通常高達(dá) 65W。
使用新型 Q6008LH1LED 或 Q6012LH1LED 系列三端雙向可控硅開關(guān)元件來設(shè)計(jì)控制 LED 光輸出的交流電路非常簡便,只需要幾個(gè)元件,如一個(gè)點(diǎn)火 / 觸發(fā)電容器、一個(gè)電位器和一個(gè)電壓轉(zhuǎn)折觸發(fā)裝置。通過使用兩個(gè)反向并聯(lián)敏感門控硅整流器(SCR)S4X8ES1 作為電壓擊穿觸發(fā)裝置,控制電路可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的光電平輸出。同時(shí),由于兩個(gè)可控硅構(gòu)成了一個(gè)完整的回?cái)嘤|發(fā)器,使用這種觸發(fā)裝置還能實(shí)現(xiàn)低滯后控制。這種控制裝置的電路圖可能是嵌入式泛光燈(如 BR30 LED 燈)的理想選擇,該燈既可以調(diào)暗以產(chǎn)生低亮度輸出,也可以調(diào)高到接近 180° 的全亮度輸出。

圖 3 中的電路圖改進(jìn)了磁滯效果不佳的老式相位控制 / 調(diào)光器電路。在 C1 點(diǎn)火電容器周圍添加轉(zhuǎn)向二極管后,可有效消除磁滯現(xiàn)象。

如果寬控制范圍(全亮到極暗)和低滯后對應(yīng)用來說并非關(guān)鍵因素,那么可以使用新型 Littelfuse Q6008LTH1LED 或 Q6012LTH1LED 系列 Quadrac 器件來設(shè)計(jì)簡單的可變光控制。Quadrac 器件是一種特殊類型的晶閘管,它將二端雙向晶閘管和三端雙向晶閘管組合在一個(gè)封裝中。圖 4 所示電路將雙向晶閘管觸發(fā)器件和三端雙向晶閘管組合在一個(gè) TO - 220 隔離安裝片封裝中,進(jìn)一步減少了元件數(shù)量。由于雙向晶閘管觸發(fā)器件的 VBO 較高,該控制電路允許略低的完全開啟電壓,能提供在每個(gè)交流半周期的 175° 至 < 90° 范圍內(nèi)運(yùn)行的調(diào)光功能。

交流電路的 LED 燈負(fù)載情況多樣,可能非常簡單,也可能包含用于直流改進(jìn)的額外元件,如濾波電容器。附加元件的存在將決定 LED 燈負(fù)載是否可調(diào)光。一般來說,LED 燈負(fù)載越簡單,就越有可能是可調(diào)光的,因?yàn)闉V波電容器可能會將最小直流電流增加到晶閘管器件鎖定的水平,導(dǎo)致交流電流無法降低至小于晶閘管保持電流。
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