發(fā)光二極管（LED）正迅速成為最流行的照明選擇。由于美國政府強制要求節(jié)約能源，白熾燈已基本被淘汰，LED 因其壽命長（通常為 25,000 小時）且易于適應(yīng)多種不同的插座和形狀要求被廣泛選用，取代了白熾燈。然而，LED 照明控制存在一些白熾燈不會遇到的問題。例如，由于 LED 負載的電流要小得多，普通類型的三端雙向可控硅開關(guān)在閉鎖和保持電流特性方面可能會面臨挑戰(zhàn)。
圖1
三端雙向可控硅是交流電調(diào)光控制的核心。調(diào)光器中使用的三端雙向可控硅通常被設(shè)計用于白熾燈負載，這種負載在穩(wěn)定狀態(tài)和初始高浪涌電流下都具有高額定電流，并且在燈絲斷裂時會產(chǎn)生非常高的壽命終止浪涌電流。
圖2
由于 LED 是二極管，因此其穩(wěn)態(tài)電流比白熾燈低得多，而且它們在交流電壓的每個半周期里的初始開啟電流可能高得多且持續(xù)時間約幾微秒。因此，在每個交流電壓半周期的開始處都可以看到電流尖峰。圖 1 顯示了典型的電流尖峰。通常，交流二極管替換燈的電流尖峰為 6-8 A 峰值；穩(wěn)態(tài)電流小于 100 mA。
用于家庭照明的 LED 燈可能需要 7.5 W（A19 燈泡-450 流明）或更高的功率，一盞吊燈通常需要 4 到 10 個燈泡。相比之下，一串 50 盞裝飾性圣誕燈的總耗電量可能只有 4.8 瓦。用于取代典型燈絲裝置的嵌入式天花板燈具的 LED 泛光燈可產(chǎn)生 750 流明的亮度，其功耗僅為 13 W（BR30），而舊燈絲裝置的功耗通常為 65 W。
使用新型 Q6008LH1LED 或 Q6012LH1LED 系列三端雙向可控硅開關(guān)元件設(shè)計用于控制 LED 光輸出的交流電路非常簡單，因為只需要幾個元件。所需的只是一個點火/觸發(fā)電容器、一個電位器和一個電壓轉(zhuǎn)折觸發(fā)裝置。
通過使用兩個反向并聯(lián)敏感門控硅整流器 (SCR) S4X8ES1 作為電壓擊穿觸發(fā)裝置，控制電路可以產(chǎn)生寬范圍的光電平輸出。此外，通過使用兩個反向并聯(lián)敏感門控硅整流器作為觸發(fā)裝置，可以實現(xiàn)低滯后控制，因為兩個可控硅構(gòu)成了一個完整的回斷觸發(fā)器。圖 2 展示了這種控制裝置的電路圖，它可能是嵌入式泛光燈（例如 BR30 LED 燈）的理想選擇，這種燈可以調(diào)暗以產(chǎn)生低亮度輸出，也可以調(diào)高到接近 180° 的全亮度輸出。
該電路可使燈泡在每個交流半周期幾乎以 180° 的全角度開啟；此外，RC 定時開啟可延遲到每個半周期的一個小導(dǎo)通角度，以實現(xiàn)極低的光輸出。
Q60xxLH1LED 三端雙向可控硅系列具有低保持和閉鎖電流特性，可使三端雙向可控硅在極低的電流水平下保持導(dǎo)通。兩個反向并聯(lián)敏感門控硅整流器 (S4X8ES1) 的柵極連接在一起，可產(chǎn)生具有全擊穿電壓的極低電壓觸發(fā)裝置，從而產(chǎn)生極低的滯后。這樣就可以將電位器設(shè)置為低導(dǎo)通角度，在線路開關(guān)關(guān)閉和打開時立即導(dǎo)通。
圖3
圖 3 中的電路圖改進了磁滯效果不佳的老式相位控制/調(diào)光器電路。如圖 3 所示，如 Littelfuse 應(yīng)用說明 AN1003 所述，在 C1 點火電容器周圍添加轉(zhuǎn)向二極管后，可消除磁滯現(xiàn)象。
圖4
圖4注：電位器為 250 kΩ，內(nèi)置固定端電阻最小為 3 kΩ。Quadrac 器件為 QxxxxLTH1LED，具有更靈敏的三端雙向晶閘管芯片（低柵極和保持電流特性）。RL 是 10 W 的最小 LED 負載，VC 與內(nèi)置雙向可控硅芯片的觸發(fā)電壓相同。
如果寬控制范圍（全亮到極暗）和低滯后對應(yīng)用來說不重要，則可使用新型 Littelfuse Q6008LTH1LED 或 Q6012LTH1LED 系列 Quadrac 器件設(shè)計簡單的可變光控制。(Quadrac 器件是一種特殊類型的晶閘管，它將二端雙向晶閘管和三端雙向晶閘管組合在一個封裝中）。圖 4 所示電路將雙向晶閘管觸發(fā)器件和三端雙向晶閘管組合在一個 TO-220 隔離安裝片封裝中，進一步減少了元件數(shù)量。由于雙向晶閘管觸發(fā)器件的 VBO 較高，該控制電路允許略低的完全開啟電壓，提供在每個交流半周期的 175° 至﹤90° 范圍內(nèi)運行的調(diào)光功能。
圖5
交流電路的 LED 燈負載可能非常簡單，如圖 5 所示；也可能有用于直流改進的額外元件，如濾波電容器。附加元件的存在將決定 LED 燈負載是否可調(diào)光。LED 燈負載越簡單，就越有可能是可調(diào)光的，因為濾波電容器可能會將最小直流電流增加到晶閘管器件鎖定的水平，交流電流無法降低至小于晶閘管保持電流。 |
