电子产品世界

3. 有源阻尼设计

在调光器触发时，有必要采用与输入滤波电容串联的阻性阻尼。在调光器触发时，引起较大的电流尖峰，通过电源线路，为电容CIN快速充电。如果没有阻性阻尼， 该电流尖峰将引起电源电流振荡，大电流将引起调光器误触发，破坏TRIAC调光器。采用阻尼电阻可以抑制尖峰电流，阻尼电阻的功耗也会较高。阻尼电阻不仅能够阻尼尖峰电流，而且也能够处理来自反激变换器的输入电流。

鉴于此，飞兆半导体提出了一种有源阻尼电路的专利线路，可以降低功耗，而且所需外围器件最少。在图14 中，RAD 为有源阻尼电阻，QAD为有源MOSFET，用以降低RAD的功耗。RD 和 CD 为延时电路元件。DD 为复位二极管，用于泄放CD。

图15给出了有源阻尼的工作波形。按照顺序，给出不同模式分析如下：

M1：调光器关断时间；QAD 关断.

M2：调光器触发，出现尖峰电流.

在延时电路(RD 和 CD)作用下，VGATE逐渐增加.

M3: 在充电VGATE 作用下，QAD开通. VAD 被调节为QAD的阈值电压VTH

M4: 在DD 作用下，CD 放电。VGATE 得到复位，为下一个电源周期做好准备。放电电流的路径为DD - RAD - CD.

在M3阶段，QAD 将VAD 电压调节成为其阈值电压(VTH)，由此显著地降低RAD的功耗。表3 给出了无源和有源阻尼电路的功耗比较。有源阻尼电路的功耗远远低于无源阻尼电路的电阻功耗。在低电源电压(110VAC) 时，输入电流较高，阻尼电阻需要处理较大的电流。因此，在低电源电压(110VAC)时，强烈推荐采用有源阻尼电路。

3.1 有源阻尼电阻(RAD)的选择

应该首先校验电压与电流尖峰。超过额定电压时，电压尖峰能够破坏MOSFET和滤波电容。在调光器触发时， 电流尖峰引起电流振荡。如图16所示，在触发时，如果RAD较小，出现IIN 振荡。该振荡电流使IIN下降，进而下降的IIN导致出现误触发和可见闪烁。另外，采用较小RAD时，过大的峰值电流尖峰，将会破坏TRIAC的调光器，尤其当调光LED灯泡并联时更为如此。因此，在选取RAD时，应该注意几个要点：。

• 电压尖峰（应该低于器件的击穿电压）
• 电流尖峰（应该低于TRIAC调光器的额定电流。如果考虑LED灯泡并联，电流尖峰的降低应与LED灯泡数量成反比）
• 电流振荡（校验触发时IIN的降低程度，判定是否足够高于TRIAC的维持电流）

完成上述事项的校验后，为了获得最大效率，选择最小的RAD值。

3.2 有源阻尼MOSFET (QAD)的选择

最大VAD 应该低于QAD的击穿电压。选择RAD之后，可以在90º调光角下校验最大VAD 。然后，选择击穿电压裕量合适的QAD。对于8W LED灯泡，选择1~2A的额定电流，电流裕量充足。如表3所示，具有较低阈值电压的逻辑电平MOSFET能够额外地降低损耗，原因是VAD已经被调节成QAD 的阈值电压。

3.3 有源阻尼二极管(DD)的选择

有源阻尼二极管对CD放电，用来复位VGATE。额定正向电流1A的二极管足够用来对CD放电。对QAD 的选择同样如此，在选择DD反向电压时，应该首先在90°调光角和最高输入电源电压时检验最大VAD。

3.4 有源阻尼延时电路(RD, CD)的选择

在QAD 开通之前，延时电路(RD, CD)应该产生一个足够长的延时时间，用于RAD 阻尼电流尖峰。对于尖峰电流，最坏的情况是调光角为90°。应该首先在调光角为90°时，对尖峰电流振荡进行校验，以便确定阻尼尖峰电流需要多长时间。然后，调节RD和 CD，保证足够的阻尼时间。推荐的RD和 CD值为几百nF和几十kΩ。如果CD过大和RD 非常小，在M4阶段，DD 不能完全对CD放电，如图15所示。

设计范例

图17给出了一个8W LED灯泡系统有源阻尼的设计范例。如图18和图19所示，80kΩ RD 与 100nF CD产生的延时大约为1ms。在延时期间，220Ω RAD 阻尼电压和电流尖峰时，没有出现电流振荡或调光器误触发。

推荐阅读：

1.FL7730单级初级端调节控制器概述

摘 要：LED 照明已经发展成为最有前景的解决方案，能够替代如荧光灯和白炽灯等普通光源。然而，设计人员在最高20W的住宅和商业LED照明(包括灯泡、下射灯 (GU10/E17, E26/27, PAR30/38)以及管/棒灯)应用方面面临着一些障碍。由于调光器兼容性的原因，在普通TRIAC调光器结构中实现LED调光能力会有相当的困难。此 外，小空间尺寸仍然是一项考虑因素。

2.FL7730单级初级端调节控制器应用指南（独家）

摘要：Fairchild 公司的FL7730是高度集成的PWM控制器,为单级反激转换器提供增强的性能,其有所有权的TRUECURRENT™拓扑简化了LED照明的电路设计. 应用电压80VAC ~ 308VAC,起动电流20uA,工作电流5mA,采用跳频有更好的EMI性能,主要用在LED照明系统.本文介绍了FL7730主要特性,方框图,典型 应用电路以及采用FL7730的TRIAC调光180V-265VAC和90-140VAC 的LED驱动器参考设计电路图。

关键词： FL7730 TRIAC调光 无源泄放电路 飞兆半导体