SSL2101设计参考[典型的可控硅调光器原理]

Ⅰ.调光原理介绍：1.典型的可控硅调光器原理（据说是市面90%的调光器原理）：其基本原理陈述如下：当220VAC电压加可控硅U1两端时，由于R2,R,C3，组成的RC充电电路有一个充电时间，电容上的电压是从0V开始充电的，并且可控硅U1的驱动极串联有一个DIAC（双向触发二极管，一般是30V左右），因此可控硅可靠截止，此时C3上的电压慢慢上升，上升到30V时，DIAC触发导通，U1驱动极导通，可控硅可靠导通，那么此时可控硅两端的电压瞬间变为零，C3通过R,R2迅速放电，当C3电压跌落到30V以下时DIAC截止，那么可控硅如果通过的电流大于其保持电流，U1继续导通，这个是可控硅基本特性，如果低于保持电流将会截止，那么下一个周期重复上门的讲述；其中非常关键的参数有：A.可控硅的保持电流，目前市面上的一般是7MA到75MA（驱动电流则是7MA到100MA）,导通后可控硅回路的电流必须要大于这个值才能导通，否则会关断；B.RC充电回路，我们知道，C这个值一般是定死的，那么相位是如何调节的呢，就是通过调R，R越大充电时间越长，那么导通时间也越长，那么导通角度也会变得越大，反之导通角度越小。目前市面上的可控硅一般可以将相位角调节到120度，也就是说可以将180度的正弦波切掉120度角，只剩下60度角波形通过；2.可控硅带不同负载的情形：当可控硅能正常运行的时候，负载不同回路会有什么不同表现呢？纯电阻负载，回路电流和电压是同相位的，白炽灯就是这种负载；CBUF电容//电阻负载，回路电流是瞬间很大的电流，实测都可能达到100A；Ⅱ.关键参数设计建议：CBUF电容//电阻/RAMPER电阻串联负载，回路电流受到RDAMPER阻尼，电流被大大降低，实测波形FILTER/电容//电阻/RDAMPER串联负载，回路电流受到RDAMPER和FILTER电感阻尼，电流被大大降低，由于有电感的存在，电流先上升后才降落，这种电路就是SSL2101的实际使用电路模型，实测波形如右图所示；下面重点讲述关键参数设计方法，主PWM部分为普通的单级PFC电气结构，类似于FAN7527,工作在DCM模式，能够实现功率因数，与一般电源控制芯片很大的不同的地方，芯片集成了三个很重要的控制部分：可控硅电流回路保持电路设计；DAMPER回路设计；线性调光系统设计；1.保持回路设计：保持回路电路部分如下主要由RSBLEED,RWBLEED,WEAKBLEEDERCONTROL电路组成，WEAKBLEEDER回路的主要任务是检测整个回路电流，如果电流少于一定值（也就是根据可控硅设定的保持电流大小而定），RWBLEED导通，开始拉电流保持可控硅导通，具体工作时序可以参看如下图：四个阶段分析：T1阶段，由于可控硅没有导通，也就是切相阶段，STRONGBLEEDERONTIME,开始拉电流；T2阶段，由于可控硅导通，TRIACONTIME,这个阶段只要回路里面的电流大于设定值，那么STRONGBLEEDER&WEAKBLEEDER是关断的；T3阶段，可控硅仍然导通，但是如果回路里面的电流少于设定值，WEAKBLEEDERONTIME,继续保持可控硅导通；T4阶段，可控硅导通，但是一旦STRONGBLEEDER侦测到输入电压低于54V，由于WEAKBLEEDER电阻太大（一般为20K以上），那么STRONGBLEEDER（一般为4K以内）开始拉电流，继续保证可控硅导通；2.DAMPER回路设计为什么要用RDAMPER电阻，RDAMPER电阻不仅可以抗击回路开通瞬间的冲击电流，还可以防止回路中CBUFFER电容充电过快而可控硅意外截止，导致不断重启，但是CBUFFER选取也有要求，必须折中，先参考如下波形图：A.CBUFFER电容太小，会导致开通瞬间电容很快充电，然而后面的PWM还没有建立，直接导致可控硅保持电流不够，从而导致可控硅关断，就出现上面的左边波形，不断关断重启现象；B.CBUFFER电容是不是越大越好呢，不，电容越大，导致电容上存储的能量越多，就会导致下半个切相波形到来之前，CBUFFER电容放电不及时，电容上存在一定电压，从而导致可控硅不能正常切相；所以CBUFFER电容的大小是要根据实际情况而定，由经验值定最佳；那么RDAMPER电阻是不是随意选取呢？不A.大的RDAMPER会导致两个不好的结果-低效率：大电阻导致消耗在电阻上的功率过大，整机效率偏低；-闪烁：大电阻导致回路充电电流过小，保持电流不够，从而产生闪烁；B．小的RDAMPER会导致两个不好的结果-大的冲击电流；-环路的震荡，不断重启，见上图；所以RDAMPER的取值要考虑到功耗和环路的稳定性折中。3.线性调光系统设计调光网络见如下图：调光网络外部电路部分调光系统内部电路图其中几个关键点为：-C7为充电电容，其值大小可以影响频率的大小，内部恒流源对C7在1US时间左右充满电之后就对R8,R9放电，R9何时开启是与BRIGHTNESS引脚电压决定的，此引脚电压越高R9开通越早，放电越快，频率就越高，反之，亦然；-R9：确定最高工作频率，越小频率越高，建议工作频率在150KHZ以内；R8：确定最低工作频率，越小，最低工作频率越低，视客户应用情况而定；-R16起补偿作用，内部恒流源24UA作用在其上面，可以调节R15,R17,C8的信号变化范围，R16越大，信号变化范围越窄；-那么R15,R17的比值取多少为好呢？可以计算，但不一定准确，可以用以下的方法确定，第6脚的电压范围从0.4V---2.6V变化，输出的电流变化是现对比较线性变化的，那么我们先将R15断开，量6脚电压，是不是0.4V，从而可以确定R17的取值，然后接上R15将调光器调在最亮的位置，量6脚电压，是不是2.6V，从而确定R15的取值，从而确定整个调光网路参数；