解析三端与四端双向可控硅:实现 LED 照明高效控制的秘诀
出处:网络整理 发布于:2025-06-24 16:32:04 | 127 次阅读

三端双向可控硅是交流电调光控制的核心。调光器中使用的三端双向可控硅通常是为白炽灯负载设计的。白炽灯负载在稳定状态和初始高浪涌电流下都具有较高的额定电流,并且在灯丝断裂时会产生非常高的寿命终止浪涌电流。

由于 LED 本质上是,其稳态电流比白炽灯低得多。而且,它们在交流电压的每个半周期里,初始开启电流可能会高得多,持续时间约为几微秒。因此,在每个交流电压半周期的开始处都能看到明显的电流尖峰。通常,交流二极管替换灯的电流尖峰可达 6 - 8A 峰值,而稳态电流小于 100mA。
用于家庭照明的 LED 灯,功率需求可能为 7.5W(如 A19 灯泡 - 450 流明)甚至更高,一盏吊灯通常需要 4 到 10 个灯泡。相比之下,一串 50 盏装饰性圣诞灯的总耗电量可能仅为 4.8 瓦。用于取代典型灯丝装置的嵌入式天花板灯具的 LED 泛光灯,可产生 750 流明的亮度,其功耗仅为 13W(BR30),而旧灯丝装置的功耗通常高达 65W。
使用新型 Q6008LH1LED 或 Q6012LH1LED 系列三端双向可控硅来设计控制 LED 光输出的交流电路非常简便,只需要几个元件,如一个点火 / 触发电容器、一个和一个电压转折触发装置。通过使用两个反向并联敏感门控硅整流器(SCR)S4X8ES1 作为电压击穿触发装置,控制电路可以实现宽范围的光电平输出。同时,由于两个可控硅构成了一个完整的回断触发器,使用这种触发装置还能实现低滞后控制。这种控制装置的电路图可能是嵌入式泛光灯(如 BR30 LED 灯)的理想选择,该灯既可以调暗以产生低亮度输出,也可以调高到接近 180° 的全亮度输出。

图 3 中的电路图改进了磁滞效果不佳的老式相位控制 / 调光器电路。在 C1 点火电容器周围添加转向二极管后,可有效消除磁滞现象。

如果宽控制范围(全亮到极暗)和低滞后对应用来说并非关键因素,那么可以使用新型 Littelfuse Q6008LTH1LED 或 Q6012LTH1LED 系列 Quadrac 器件来设计简单的可变光控制。Quadrac 器件是一种特殊类型的,它将二端双向晶闸管和三端双向晶闸管组合在一个封装中。图 4 所示电路将双向晶闸管触发器件和三端双向晶闸管组合在一个 TO - 220 隔离安装片封装中,进一步减少了元件数量。由于双向晶闸管触发器件的 VBO 较高,该控制电路允许略低的完全开启电压,能提供在每个交流半周期的 175° 至 < 90° 范围内运行的调光功能。

交流电路的 LED 灯负载情况多样,可能非常简单,也可能包含用于直流改进的额外元件,如滤波电容器。附加元件的存在将决定 LED 灯负载是否可调光。一般来说,LED 灯负载越简单,就越有可能是可调光的,因为滤波电容器可能会将最小直流电流增加到晶闸管器件锁定的水平,导致交流电流无法降低至小于晶闸管保持电流。
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