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导读：本京电港论坛文章将探究变光LED驱动器在低光量时会出现光输出稳定性问题的根源，并提出一个办理方案。本文不讨论双向晶闸管的变光技能，因为低光量不稳定性是因为差别的机制造成的，使用通信技术设定LED电流的变光方法包罗DALI、0-10V、Zigbee和电力线载波控制。 LED驱动器端收到一个信号，并用其设置参考电流，同时控制环路调解LED电流，使其符合参考电流。只有控制精度很高，才气确保相邻灯具的亮度相同。低光量时出现的闪烁和弱光现象令设计人员狐疑不解。 单级功率因数校正 如果使用两级功率转换器，就再出现低光量不稳定现象。第一级(升压或PFC-反激式)创建较稳定的电压，第二级(通常是降压逆变)细密调治LED内的电流。因为需要使用更多的元器件，双级解决方案的能效不如单级转换器好。出资本思量，LED厂商通常选用单级PFC-反激式转换器。
问题 变光应至少在20区间内，提供这个光量范围，白炽灯没有任何问题，在低光功率时，白炽灯的能效大幅低沉，20光量区间所需的功率范围比力窄。如果提供40%的电压或电流，光输出将会降到约莫1%。市场期望LED解决这个难题。 LED的线性响应比白炽灯好许多，在低电流时，能效反而更高。人眼可辨别相邻光源之间5%的差异度，只对以百分比表现的差异度反应，而绝对光量不会引起人眼反应。这需要严密控制电流，在低光量时，控制精度要求更高。如果需要调节到全输出的1%，则不能使用一次侧控制。 与白炽灯不同，LED没有自过滤机制。白炽灯灯丝的热容量是一个很好的交换滤波器，而LED则需要外置滤波电路。常用解决方案是直接在LED上毗连一个大型电解电容，而且滤波效果良好。 电解电容的容量根据光纹波的要求来确定。如果纹波电流小于10%rms(大约28%p-p)，人眼感觉光线质量与纯直流一样。(别的，如果纹波电流高于10%，能源之星标志要求在灯上做作声明。) LED有一个动态电阻(斜率电阻)，其巨细为视在V/I电阻的1/10左右。图2{京电港论坛}所示是范例LED的V-I曲线。
因此，如果纹波电流小于10%RMS，电容必须将LED上的电压控制在1%以内。所需的数值是：
不幸的是，电容照旧控制环路的一部门。电容和LED动态电阻将控制环路极点设为大约30Hz。因此，在这个频率上，电容增加45度相位滞后，使环路增益降低6dB。昨们稍后讨论这个问题。下图详细形貌了仅因为LED控制环极性点而起的增益和相移。
 注意，LED的动态阻抗随着电流降低而升高。不幸地是，这使得控制环极点移至左侧。在10%电流时，转折频率大约3Hz。在1%电流时，转折频率约为0.3Hz。注意，对于PFC级，典型控制环路有一个3Hz到20Hz的交织频率。 设计一个极点在这个范围内可移动的控制环路是不公道的。唯一可行的解决方案是交叉频率在0.03~0.1Hz的设计，但是控制环路将会变得非常迟缓。 解决方案 我们另有别的一个解决方案。该解决方案需要更多元器件，但是效率只略受影响，成本还是低于双级驱动器。进入电容器和LED灯串的电流，即转换器输出电流，是可以丈量的。 不外，因为PFC反激式转换器的输出电流是三角形脉冲，我们要使用有直流偏移的120Hz正波弦调制脉冲。我们要测量的是直流偏移。高频和120Hz频率必须过滤掉。脉冲电流还将大幅提高电流采样电阻器的功耗。  高频电流的波形和包络线如图5{京电港论坛}所示。  锯齿成份中的RMS电流很大。在低压线路上，对于宽压转换器(90Vac到305Vac)，最大峰值电流是平均输出直流的8倍多，而RMS则是平均输出直流的2倍多。感应电阻器的功耗将是其置于电解电容反面时的4倍。 为解决这个问题，可以在转换器输出端放置一个小型薄膜电容或陶瓷电容。不需要太大的电容，但是电容的ESR必须低，RMS电流能力必须适当。大概需要并联多个电容。给电流采样电阻串联一个小电感也可能派上用场。薄膜电容对双线频率成份的影响非常小，因此，双线频率成份也必须滤除。  在电流采样电阻器内，正弦成份的加热效应较小，因为它在总电流的占比很小。直流与120Hz成份之间的关系是不会厘革的，峰对峰交流是直流的2倍，因此，其RMS值是直流(LED电流)的0.707。RMS电流以正常的平方和的平方根方式增加：  电流采样电阻的功耗还是远远高于LED直流测量方法的功耗，电流增加到I2倍。  不过，这比开关频率成份的功耗好很多。 对于控制环路，用小SMT组件构成的简朴的阻容滤波器可以滤除120Hz成份。这个解决方案将拥有稳定的增益和相移特点，这些特性只随频率变化，不受负载电流的影响。6db断点设置与全LED直流测量相同，大概频率可以略低一点。 图7{京电港论坛}是最终的输出电路示意图。  |
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