波動AC輸入引起的LED閃爍解決方案

在LED照明系統(tǒng)中，添加電路以改善PFC響應(yīng)時(shí)間能夠幫助消除由快速變化的AC輸入電壓引起的閃爍。如果功率因素校正(PFC)塊響應(yīng)不夠快，波動AC輸入能夠推動輸出電壓超出其正常范圍并引起人眼能夠察覺的照明輸出變化。

添加一些簡單的電路至PFC塊能夠幫助改善響應(yīng)時(shí)間并消除閃爍問題。想法是增添過壓保護(hù)，防止啟動時(shí)發(fā)生閃爍，然后通過使用自動檢測以感應(yīng)AC輸入關(guān)閉的時(shí)間在正常操作中限制AC開/關(guān)問題的發(fā)生。

防止過壓條件

添加過壓消除(OVE)至PFC塊，幫助更輕松地對升高過快(尤其啟動過程中)的電壓作出反應(yīng)。沒有OVE塊的話，如果PFC沒有及時(shí)響應(yīng)，輸出電壓和反饋控制之間就會存在間隙。由于輸出電壓達(dá)到其目標(biāo)，反饋控制嘗試降低控制值，但是因?yàn)樗?，可能會產(chǎn)生過多的能量。添加OVE功能能夠解決這個(gè)問題。當(dāng)過多的升壓電壓超出目標(biāo)時(shí)，保護(hù)啟動并且PFC轉(zhuǎn)換器作出快速反應(yīng)。圖1顯示在有和沒有附加OVE電路的情況下PFC控制器的輸出響應(yīng)。配備OVE的控制器在啟動時(shí)有效消除過壓條件的應(yīng)力。

圖1:添加OVP功能在啟動時(shí)消除過壓應(yīng)力

自動檢測AC不存在

雖然添加OVE功能能夠消除啟動時(shí)的閃爍，但是仍然可能發(fā)生AC輸入電壓波動在正常操作時(shí)引起閃爍。

許多情況下，PFC控制器的電源電壓(Vcc)由獨(dú)立電源提供，例如備用電源設(shè)備，并且一個(gè)大型電容用于穩(wěn)定IC的操作。這個(gè)設(shè)置能夠引起PFC和IC操作的不匹配。例如，如果AC線路電壓意外斷開兩個(gè)或三個(gè)AC線路周期，IC的Vcc可能保持繼續(xù)可用但是PFC輸出電壓會降低，因?yàn)闆]有輸入電源。結(jié)果，控制環(huán)路嘗試補(bǔ)償輸出電壓降并且控制電壓達(dá)到其最大值。這個(gè)條件只要AC輸入缺失就會持續(xù)，它和啟動時(shí)沒有OVE功能發(fā)生的條件相同或更糟。輸出電壓在過壓水平和調(diào)節(jié)水平之間波動，引起顯著的閃爍。添加檢測是否存在輸入電壓的電路，然后連接該塊至消除過沖的電路可以幫助解決問題。

看起來檢查輸入電壓最簡單的方式是直接檢測AC電壓，但是識別AC線路電壓會有些復(fù)雜。輸入電容可能改變AC輸入波形，當(dāng)AC線路電壓從零改變至峰值，檢測時(shí)間可能會有延遲。另外，檢測AC線路電壓可能要求指定一個(gè)附加的檢測引腳，它可能對布局造成負(fù)擔(dān)。將這些因素考慮進(jìn)去，使用間接的檢測實(shí)際上是更好的方法。

當(dāng)使用一個(gè)在關(guān)鍵導(dǎo)通模式(CRM)中運(yùn)行的PFC轉(zhuǎn)換器時(shí)，有一個(gè)相對直接的方法設(shè)置AC線路電壓的間接檢測。零電流檢測(ZCD)計(jì)時(shí)信號，反映輔助和電感繞組的組合，能夠用于檢測電感電流何時(shí)為零。

當(dāng)AC線路電壓缺失，非ZCD信號引起開關(guān)頻率變得和低頻振蕩器相同，并且最大的導(dǎo)通時(shí)間持續(xù)重復(fù)。評估這些信號之間的關(guān)系使得了解AC線路電壓是否存在變得可能。

AC輸入電壓消失期間，使用內(nèi)部自動檢測電路對條件進(jìn)行計(jì)數(shù)并觸發(fā)過沖消除可以準(zhǔn)備電路等待AC輸入電壓何時(shí)返回。一旦AC輸入電壓恢復(fù)正常狀態(tài)，OVE電路能夠快速抵消輸出過壓條件。圖2顯示它的工作原理。

圖2:當(dāng)AC線路電壓打開和關(guān)閉時(shí)輸出響應(yīng)

粉色波形是PFC輸出電壓，藍(lán)色波形是AC輸入電壓。PFC輸出電壓通過AC輸入顯示現(xiàn)在的過沖，即使當(dāng)AC輸入打開和關(guān)閉時(shí)。

結(jié)論

啟動過程中，使用OVE功能能夠消除電壓波動，在正常操作時(shí)，檢測和管理的兩步法可以在AC電壓瞬時(shí)消失時(shí)預(yù)防閃爍。