除了 LED 調(diào)光器,TRIAC也可以做到PID算法恒功率的實現(xiàn)
通常除了 LED 調(diào)光器,TRIAC 還可以用于電機速度控制、壓力控制、液位調(diào)節(jié)系統(tǒng),在交流的大功率應(yīng)用中,尤其是工業(yè)、消費類電子領(lǐng)域,其恒功率控制非常重要,非節(jié)能照明調(diào)光主要是利用 TRIAC 調(diào)光器(三端雙向可控硅)進行調(diào)光,TRIAC 調(diào)光器也是目前應(yīng)用最為廣泛的調(diào)光器。TRIAC 調(diào)光器的工作原理如圖 1 所示,將 R1、R2 及 C1 連接一起的 RC 電路可以令 TRIAC 調(diào)光器延遲啟動,直至 C1 的電壓上升至觸及交流二極管(Diac)的觸發(fā)點電壓;電位計的電阻越高(滑動指針越向下滑移),啟動延遲時間便越長。這樣可縮短 TRIAC 調(diào)光器的“導通時間”或縮小其“導通角”(Θ)。因此,負載獲得的平均供電便可減少。TRIAC 調(diào)光器必須不斷提供保持電流(IH),以確保電路經(jīng)常處于“導通”狀態(tài)。
美國國家半導體公司(NS)亞太區(qū)資深市場經(jīng)理吳志民表示,按照目前業(yè)界的設(shè)計標準,入墻式 TRIAC 調(diào)光器通常連接白熾燈或鹵素燈這類電阻負載。但 LED 燈泡并不屬于入墻式 TRIAC 調(diào)光器可以接入的電阻負載,因此如果利用傳統(tǒng)的入墻式 TRIAC 調(diào)光器調(diào)控 LED 燈泡的亮度,調(diào)控效果將無法達到最佳狀態(tài)。目前市場上的 LED 驅(qū)動器會產(chǎn)生頻率為 120Hz 的閃爍,或者無法達到 100:1 的調(diào)光比。但是,如果完全替換 TRIAC 調(diào)光器而采用新的調(diào)光器來支持 LED 調(diào)光,成本將是一個問題。
因此,NS 在不久前推出一款 LM3445 LED 驅(qū)動器(圖 2),它可以支持傳統(tǒng)入墻式 TRIAC 調(diào)光器,可以穩(wěn)定調(diào)控高亮度 LED 的光暗,確保不會出現(xiàn)光線閃爍問題。LM3445 不但可以支持高達 100:1 的調(diào)光比,而且還可輸出 1A 以上的恒流來驅(qū)動多串 LED,這使之可以適用于住宅、建筑物、商業(yè)及工業(yè)專用照明領(lǐng)等多個領(lǐng)域。
吳志民介紹,由于采用恒流浮動降壓穩(wěn)壓的控制架構(gòu),LM3445 可以確保輸入 LED 的紋波電流恒定不變,無論輸入電壓如何波動,也無論 LED 電壓(VLED) 因溫度變化而出現(xiàn)任何偏移,這一專利技術(shù)都可確保流入 LED 的電流恒定不變,保證 LED 燈在調(diào)光過程中亮度均勻穩(wěn)定,這有助于延長 LED 的壽命。
LM3445 支持 80V~270V (交流電)的工作電壓范圍,其導通角檢測器 / 譯碼器可實現(xiàn) 100:1 調(diào)光范圍,該器件內(nèi)置 300Ω泄流電阻,每當線路電壓下跌至較低水平時,泄流器會容許電流繼續(xù)流通,以便 TRIAC 調(diào)光器可以繼續(xù)正常運行。LM3445 可將輸出電流調(diào)節(jié)至 1A 甚至更高,可采用主 / 從系統(tǒng)的控制方式,確保多通道照明系統(tǒng)的亮度均勻。此外,該芯片內(nèi)置 230W 的分壓電路以及被動式功率因數(shù)校正電路,可以在周期內(nèi)的大部分時間直接從線路截取電流,為降壓穩(wěn)壓器提供恒定的正電壓,并確保最低的耗電量。
恒功率控制,一般我們采用一種算法實現(xiàn),最經(jīng)典、最常用的算法就是 PID 算法。一般針對 TRIAC,我們會結(jié)合 PID 算法,傳感器,相應(yīng)控制電路,通過實時調(diào)節(jié) TRIAC 導通角實現(xiàn)恒功率的控制。