可控硅應用調光原理介紹

1. 典型的可控硅調光器原理（據說是市面 90%的調光器原理）：

其基本原理陳述如下：
當 220VAC 電壓加可控硅 U1 兩端時，由于 R2,R,C3，組成的 RC 充電電路有一個充電時間，電容上的電壓是從 0V 開始充電的，并且可控硅 U1 的驅動極串聯有一個 DIAC（雙向觸發二極管，一般是 30V 左右），因此可控硅可靠截止，此時 C3 上的電壓慢慢上升，上升到30V 時，DIAC 觸發導通，U1 驅動極導通，可控硅可靠導通，那么此時可控硅兩端的電壓瞬
間變為零，C3 通過 R,R2 迅速放電，當 C3 電壓跌落到 30V 以下時 DIAC 截止，那么可控硅如果通過的電流大于其保持電流，U1 繼續導通，這個是可控硅基本特性，如果低于保持電流將會截止，那么下一個周期重復上門的講述；
其中非常關鍵的參數有：
A.可控硅的保持電流，目前市面上的一般是 7MA 到 75MA（驅動電流則是 7MA 到 100MA）,導通后可控硅回路的電流必須要大于這個值才能導通，否則會關斷；
B.RC 充電回路，我們知道，C 這個值一般是定死的，那么相位是如何調節的呢，就是通過調R，R 越大充電時間越長，那么導通時間也越長，那么導通角度也會變得越大，反之導通角度越小。目前市面上的可控硅一般可以將相位角調節到 120 度，也就是說可以將 180 度的正
弦波切掉 120 度角，只剩下 60 度角波形通過；2.可控硅帶不同負載的情形：
當可控硅能正常運行的時候，負載不同回路會有什么不同表現呢？

FILTER/電容//電阻/RDAMPER串聯負載，回路電流受到RDAMPER 和 FILTER 電感阻尼，電流被大大降低，由于有電感的存在，電流先上升后才降落，這種電路就是 SSL2101 的實際使用電路模型，實測波形如右圖所示；

下面重點講述關鍵參數設計方法，主 PWM 部分為普通的單級 PFC 電氣結構，類似于 FAN7527,工作在 DCM 模式，能夠實現功率因數，與一般電源控制芯片很大的不同的地方，芯片集成了三個很重要的控制部分：可控硅電流回路保持電路設計；DAMPER 回路設計；線性調光系統設計；
1. 保持回路設計：
保持回路電路部分如下

主要由 RSBLEED,RWBLEED,WEAK BLEEDER CONTROL 電路組成，WEAK BLEEDER 回路的主要任務是檢測整個回路電流，如果電流少于一定值（也就是根據可控硅設定的保持電流大小而定），RWBLEED 導通，開始拉電流保持可控硅導通，具體工作時序可以參看如下圖：

四個階段分析：
T1 階段，由于可控硅沒有導通，也就是切相階段，STRONG BLEEDER ON TIME,開始拉電流；

T2 階段，由于可控硅導通，TRIAC ON TIME,這個階段只要回路里面的電流大于設定值，那么 STRONG BLEEDER&WEAK BLEEDER 是關斷的；T3 階段，可控硅仍然導通，但是如果回路里面的電流少于設定值，WEAK BLEEDER ON TIME,繼續保持可控硅導通；T4 階段，可控硅導通，但是一旦 STRONG BLEEDER 偵測到輸入電壓低于 54V，由于 WEAKBLEEDER 電阻太大（一般為 20K 以上），那么 STRONG BLEEDER（一般為 4K 以內）開始拉電流，繼續保證可控硅導通

2. DAMPER 回路設計
為什么要用 RDAMPER 電阻，RDAMPER 電阻不僅可以抗擊回路開通瞬間的沖擊電流，還可以防止回路中 CBUFFER 電容充電過快而可控硅意外截止，導致不斷重啟，但是 CBUFFER選取也有要求，必須折中，先參考如下波形圖：

A. CBUFFER 電容太小，會導致開通瞬間電容很快充電，然而后面的 PWM 還沒有建立，直接導致可控硅保持電流不夠，從而導致可控硅關斷，就出現上面的左邊波形，不斷關斷重啟現象；
B. CBUFFER 電容是不是越大越好呢，不，電容越大，導致電容上存儲的能量越多，就會導致下半個切相波形到來之前，CBUFFER 電容放電不及時，電容上存在一定電壓，從而導致可控硅不能正常切相；所以 CBUFFER 電容的大小是要根據實際情況而定，由經驗值定最佳；那么 RDAMPER 電阻是不是隨意選取呢？不
A. 大的 RDAMPER 會導致兩個不好的結果-低效率：大電阻導致消耗在電阻上的功率過大，整機效率偏低；
-閃爍：大電阻導致回路充電電流過小，保持電流不夠，從而產生閃爍；
B．小的 RDAMPER 會導致兩個不好的結果-大的沖擊電流；-環路的震蕩，不斷重啟，見上圖；所以 RDAMPER 的取值要考慮到功耗和環路的穩定性折中。

3. 線性調光系統設計
調光網絡見如下圖：





調光網絡外部電路部分 調光系統內部電路圖
其中幾個關鍵點為：
-C7 為充電電容，其值大小可以影響頻率的大小，內部恒流源對 C7 在 1US 時間左右充滿電之后就對 R8,R9 放電，R9 何時開啟是與 BRIGHTNESS 引腳電壓決定的，此引腳電壓越高 R9開通越早，放電越快，頻率就越高，反之，亦然；-R9：確定最高工作頻率，越小頻率越高，建議工作頻率在 150KHZ 以內；R8：確定最低工作頻率，越小，最低工作頻率越低，視客戶應用情況而定；
-R16 起補償作用，內部恒流源 24UA 作用在其上面，可以調節 R15,R17,C8 的信號變化范圍，R16 越大，信號變化范圍越窄；-那么 R15,R17 的比值取多少為好呢？可以計算，但不一定準確，可以用以下的方法確定，
第 6 腳的電壓范圍從 0.4V---2.6V 變化，輸出的電流變化是現對比較線性變化的，那么我們先將 R15 斷開，量 6 腳電壓是不是 0.4V，從而可以確定 R17 的取值，然后接上 R15 將調光器調在最亮的位置，量 6 腳電壓，是不是 2.6V，從而確定 R15 的取值，從而確定整個調光網路參數；