详解无闪烁LED驱动调光控制设计

　　特别需指出的是，LinkSwitch-PH可通过连接的编程电阻设置为调光光模式，也可放置非调光模式。在非调光模式下，电路可以接近1的功率因数在全AC输入范围内提供恒流输出。在调光模式下，整流输入的过零点和相位角用于设置输出电流水平，从而提供调光功能。LinkSwitch-PH可用来设计这样的高性能LED驱动器：可在全输入电压范围内工作，并使低成本可控硅调光器的调光范围达到1000:1，同时无任何闪烁现象。

　　*应用LinkSwitch-PH控制器是由其独特的特征所决定。那末究竟有什么应用特征呐？应该说它是单级功率因数校正（PFC）、初级侧恒流输出及可控硅调光的LED驱动器IC.

　　LinkSwitch-PH（如PH LNK403EG）可大幅简化要求功率因数大于0.9、具备可控硅调光的高效率LED驱动器的设计。这款高度集成控制器的器件采用了全新的控制技术，不仅能提供非常高的功率因数和精确的恒流输出控制，同时还可省去功率因数校正所需的无源电路以及光耦器和次级电流控制电路。每个器件都在一个单片IC上集成了一个725 V功率MOSFET、一个连续模式PWM控制器、一个自偏置的高压开关电流源、频率抖动、逐周期电流限制及迟滞热关断电路。而LinkSwitch-PH应用特征具体如下：其一，它是一种大幅简化离线式LED驱动器。具有单级功率因数校正（PFC）及精确恒流（CC）输出与无闪烁的相位控制可控硅调光，可省去光耦器、所有次级电流控制电路、省去所有控制环路补偿电路及 简化初级侧PWM调光接口；其二、精确稳定的性能。能快速启动时间，并补偿变压器电感容差与补偿输入电压变化及频率调制技术，从而极大缩减EMI滤波器的尺寸和成本；其三、先进的保护及安全特性。它是一种开路故障检测模式，可通过自动重启动提供短路保护能，自动热关断或迟滞自动重启动，无论在PCB板上还是在封装上，都保证高压漏极引脚与其他所有参考引脚之间满足高压爬电要求；其四、EcoSmart？ - 高效节能技术。低待机功率远程ON/OFF控制功能（230 VAC输入时《 50 mW），无需电流检测电阻，可提高效率。LinkSwitch-PH为绿色封装，即无卤素和符合RoHS要求的封装。需要说明的应用PI的PH LNK403EG控制器构建出7W可调光LED驱动器是一种典例。

　3 、新型可直接替换MR16卤素灯的LED构建方案

　　概述 应用高集成MOSFET LED驱动器可构建出新型的离线式和MRl6LED照明方案，它采用独特技术，能够配合调光器和电子变压器实现无闪烁调光，其方案示意见图3所示。

　　该直接替换MR16卤素灯的 LED解决方案，能确保兼容于现有照明方案的电子基础架构，并帮助制造商从容应对大规模生产的屏障，故又称为离线式/MRl6灯的引脚兼容替代方案。它能有效延长使用寿命，利用所安装的切相调光器平稳调节亮度，并可低至0%;可配合绝大多数电子变压器工作，实现无闪烁调光（MRl6）；可在90-265VAC通用输入下使得同一设计能够支持全球范围的照明架构（离线式）；无需电解电容，故又有效延长灯管寿命。值此从应用角度对其方案实现作分析。

　　3.1独特的构建方案

　　*问题的提出

　　卤素灯是一个纯阻负载，不管加上交流电还是直流电都可以工作。通常驱动卤素灯的时候降低电压，卤素灯亮度降低，没其他变化。而驱动LED时会降低电压，LED在一定程度上会发生闪烁。为什么呢？卤素灯是纯电阻负载，一般的卤素灯都是采用电子变压器来把220V交流高压降低到12V的高频（50kHz）低压的，因此卤素灯电子变压器与其配合能很好的工作。而LED驱动器则是非线性的，不是纯阻性负载，属容性阻抗+感性阻抗的负载，卤素灯电子变压器接受LED灯负载时它输出的能力会大大下降，表现为输出电压由12V骤降至7V，如是8V启动的驱动IC即进入欠压保护状态，此时卤素灯电子变压器输出电压又升至12V，因此，采用现有电路架构时，会如此周而复始，使你见到LED灯在闪烁，不能调光，有些情况下甚至不能开启。为便于使用，LED换代灯必须与电子变压器和切角调光器兼容。而应用MAX16840型LED驱动器是有效的选择。

　*构建方案它应用了新型MAX16840型LED驱动器，该芯片的架构，使用了电子变压器和切角调光器以实现无闪烁调光，形成了独特的LED驱动器方案，从而可实现兼容大多数电子变压器和切角调光器MR16的LED灯设计。它在技术上确保无需对现有电路架构做任何修改就可用LED换代灯直接替换MR16卤素灯。该方案为市场应用扫除了一大障碍，使终端用户能够以极低的配置成本获得LED照明的全部优势，即：是一种确保无闪烁并可调光操作，又能兼容于绝大多数电子变压器和切角调光器，可直接替代MR16的LED换代方案；更无需更改现有的电气架构，又缩小板尺寸并降低BOM成本。那末LED换代灯构建设计是如何实现呐？

　3.2 LED换代灯构建技术的实现

　　MAX16840具有的应用特征是LED换代灯构建技术的保证。MAX16840 集成MOSFET LED驱动器，可用于MR16及其它12V交流输入灯。它采用独特的技术控制灯管的输入电流，对输入电流进行整形，可使用大多数电子变压器和调光器支持无闪烁工作，很好地解决了上述“问题的提出”之困扰。

　　该类MAX16840集成MOSFET LED驱动器IC，包含了12V AC和24V AC输入（例如MR16） LED灯驱动器所需的全部功能，只需极少的外部元件。它采用的专有的输入电流控制机制使所构建的LED灯可兼容于电子变压器设计，并支持后沿调光（带有电子变压器）；它可用于构建buck、boost和buck-boost拓扑，内置0.2Ω （最大值）、48V开关MOSFET;并采用固定频率与平均电流控制模式。内置开关MOSFET能够进一步节省空间、减少元件数量、降低方案成本。

　　而MAX16840芯片有3个重要引脚功能：FB引脚电压可检测输入电流，并调节其平均值；而输入引脚（REFI）用于设置输入电流值，引脚电压低于特定门限时，输入电流与该电压成正比，电压超过特定门限时，输入电流将置于固定的预置水平。据此利用REFI的非线性特性，连接一个NTC电阻，即可得到热折返保护；IN引脚具有内部过压保护，避免内部开关MOSFET在LED串开路或LED串电压过高时损坏；它带有一个独立的EXT引脚，确保低输入电压开启时提供一个触发启动电流，以配合电子变压器正常工作。EXT驱动外部npn晶体管，一旦IN跌落到5.5V UVLO门限以下，将EXT拉至地电平，外部npn晶体管关断。其IC采用3mm x 3mm、10引脚、TDFN封装，-40°C至+125°C工作温度范围。图4为MAX16840典型应用示意图。它被广泛应用于MR16及其它12V交流或直流输入LED照明之中。

　　由于MAX16840的应用，从而延长灯管使用寿命，满足MR16灯的尺寸要求。此外，MAX16840可以采用无电解电容设计，从而也有效的延长了LED灯的使用寿命，这是由于电解电容通常是驱动电路中最先失效的元件。无电解电容设计还可降低驱动器的成本和尺寸，亦满足MR16灯的小尺寸要求。值得指出的是，它的使用使LED灯设计人员可以直接替换MR16卤素灯，省去了同类竞争方案所需的昂贵的电路升级成本。由此更明确独特的MR16 LED照明方案优势的所在，即LED换代灯（或称改造灯）构建与白炽灯、卤素灯和荧光灯相比，换代灯配合LED灯源能够提供超高效率和更长的使用寿命，特别是能兼容众多电子变压器调光，支持无闪烁调光设计。但是，需要提醒的是为了获得更有价值的替代方案，LED换代灯必须兼容于现有的基础架构，其中包括切角调光和电子变压器调光。在应用上，对于室内照明换代方案，高能效和较长的工作寿命使得LED成为替代传统照明的经济、实用的解决方案。值此例举1种应用实例，见图5为低压LED球泡灯示意图。