照明設(shè)計(jì)師可以通過選擇合適的LED驅(qū)動(dòng)器和LED來實(shí)現(xiàn)低成本，高效率，可調(diào)光的PAR38定向聚光燈。 LED應(yīng)該提供高流明輸出，出色的光學(xué)控制和色彩一致性，而LED驅(qū)動(dòng)器提供緊湊的尺寸，低散熱要求和出色的調(diào)光性。

照明設(shè)計(jì)師的一個(gè)關(guān)鍵是選擇合適的設(shè)計(jì)權(quán)衡，然后能夠?qū)⑺须娮赢a(chǎn)品打包到一個(gè)狹小的空間。在許多情況下，設(shè)計(jì)人員發(fā)現(xiàn)參考設(shè)計(jì)可以使他們更容易解決其中的一些挑戰(zhàn)。參考設(shè)計(jì)還可以幫助工程師滿足其上市時(shí)間要求;有人說，參考設(shè)計(jì)的作用是提供近75％完成的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵的好處是你不必從頭開始設(shè)計(jì)它。在本文中，我們將研究一個(gè)Power Integrations的參考設(shè)計(jì)1（圖1）使用該公司的LYTSwitch-4（LYT4317E）LED驅(qū)動(dòng)器和Cree的MT-G2 Easy White LED。 LYT4317E是一款隔離式高功率因數(shù)（PF）TRIAC可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器，設(shè)計(jì)用于在輸入電壓范圍為90至132 VAC時(shí)典型驅(qū)動(dòng)標(biāo)稱LED串電壓為36 V（典型值為550 mA）。與之前的MT-G相比，Cree XLamp MT-G2 LED可提供25％更亮的LED，從而實(shí)現(xiàn)更廣泛的高流明應(yīng)用，使其非常適合高輸出，定向照明應(yīng)用。

圖1：可調(diào)光PAR38聚光燈的參考設(shè)計(jì)使用Power Integrations的LYT4317E單級(jí)驅(qū)動(dòng)器和Cree的MT-G2 EasyWhite LED（Power Integrations提供）。這種設(shè)計(jì)平衡了效率和廣泛調(diào)光器兼容性范圍，集成功率因數(shù)校正（PFC）和過壓，過流和過溫保護(hù)，以及自動(dòng)恢復(fù)熱關(guān)斷和無“彈出”和無閃爍調(diào)光等功能。可以采取一些措施來優(yōu)化這種驅(qū)動(dòng)器的效率（圖2），但最大的影響集中在泄放電路和阻尼電路的運(yùn)行上，根據(jù)LED照明產(chǎn)品營銷經(jīng)理Andrew Smith的說法。

圖2：LED驅(qū)動(dòng)器在120 VAC時(shí)提供85％或更高的效率。

設(shè)計(jì)輸入級(jí)的有源阻尼電路和無源泄放電路均為與TRIAC調(diào)光相關(guān)聯(lián)。雖然它們?cè)赥RIAC調(diào)光器中具有不同的特定功能，但它們與使TRIAC正常啟動(dòng)并保持相關(guān)聯(lián)有關(guān)。泄放電路基本上確保在任何時(shí)候都有足夠的電流（鎖存電流）流過TRIAC以保持調(diào)光器工作，而阻尼電路用于減少由施加到輸入濾波器的階躍電壓引起的振蕩量，這可能會(huì)導(dǎo)致閃爍或閃爍有源阻尼電路（連接到R6，如圖3所示）的優(yōu)點(diǎn)在于，它僅在開啟時(shí)需要時(shí)將電阻元件添加到操作中，并在循環(huán)的剩余時(shí)間內(nèi)關(guān)閉。不利的是，這種設(shè)計(jì)需要額外的電路（Q1，VR5，C3，Q3，R29，R6，D10和R28，如圖3所示），以實(shí)現(xiàn)這種額外的效率提升，史密斯說。他補(bǔ)充說，可以使用無源阻尼器，但它可能需要增加電阻器的功率。

圖3：20 W PAR38可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器的原理圖使用LYT4317E（由Power Integrations提供）。

如果設(shè)計(jì)人員想要一個(gè)非常低成本的設(shè)計(jì)并且可以放松一點(diǎn)效率目標(biāo)，那么可以去除額外的電路。

有可能使用被動(dòng)阻尼器但它可能需要增加電阻器的功率。電路會(huì)更小，這意味著它可能適合更小的外殼，材料清單（BOM）成本會(huì)下降，雖然電阻會(huì)導(dǎo)致溫度上升，效率會(huì)下降兩到三個(gè)點(diǎn)，具體取決于根據(jù)Power Integrations的Smith的說法，該設(shè)備的額定功率。使用有源阻尼電路是提高效率的一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)有效的方法，因此大多數(shù)設(shè)計(jì)人員會(huì)選擇走這條路，除非是非常低功率的燈史密斯說，他們通常使用無源阻尼器，因?yàn)樗鼈儧]有有源阻尼電路的空間或預(yù)算。

輸入泄放電路（R1和C1如圖3所示）用于確保TRIAC在調(diào)光器中，在AC周期開始時(shí)鎖定，并在每個(gè)周期結(jié)束時(shí)AC電壓下降時(shí)保持導(dǎo)通狀態(tài)。史密斯表示，電阻器和電容器元件的尺寸可以提供適用于各種調(diào)光器的燈泡。 “R和C消耗的功率越多，你進(jìn)入電路的放電電流就越大。更多放氣電流的優(yōu)點(diǎn)是阻尼器適用于更多的TRIAC調(diào)光器?！?/p>

市場上有成百上千的TRIAC調(diào)光器史密斯解釋說，世界上沒有任何一個(gè)燈泡制造商可以與他們合作。他補(bǔ)充道，TRIAC調(diào)光器的設(shè)計(jì)工作功率高于LED負(fù)載，因此每個(gè)LED燈的電流水平都要低得多。

設(shè)計(jì)師可以選擇：制造功率非常高的吸收式放大器該電路可與大量調(diào)光器配合使用，或制作較小的放氣電路，可使用較少的調(diào)光器。 Power Integrations通常選擇范圍廣泛的最差調(diào)光器，那些難以使用的調(diào)光器，并設(shè)計(jì)其電路以與那些不會(huì)降低效率的電路配合使用。 Smith指出：“我們通過R1和C1以及阻尼電路接受一些效率損失，以確保我們使用這些調(diào)光器?！?/p>

“調(diào)光器功能設(shè)計(jì)是我們參考設(shè)計(jì)帶來的關(guān)鍵。我們已經(jīng)完成了這項(xiàng)艱苦的工作，對(duì)于那些經(jīng)常花費(fèi)大量時(shí)間來優(yōu)化這一特性的工程師來說，這是一個(gè)真正的節(jié)省時(shí)間，“他補(bǔ)充道?！眳⒖荚O(shè)計(jì)還考慮了變壓器的類型，環(huán)境溫度，PFC和總諧波失真（THD）。這些都可以保證單獨(dú)討論。簡而言之，該設(shè)計(jì)使用RM8變壓器，其中RM8內(nèi)核包含設(shè)備內(nèi)的磁通量。為什么這很重要？在大多數(shù)情況下，燈泡包含在金屬外殼中或者至少部分地被金屬包圍，并且金屬將改變變壓器的磁通路徑。這意味著當(dāng)燈泡插入時(shí)，它可能會(huì)獲得與工作臺(tái)設(shè)計(jì)不同的輸出電流。

RM8內(nèi)核消除了這個(gè)問題，這意味著它可以自動(dòng)使用不同類型的外殼，形狀和尺寸。這種平臺(tái)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于它可以用于不同的應(yīng)用。

“使用RM8內(nèi)核，如果您測試外殼內(nèi)部或外殼外的電源，并改變材料或形狀，則無關(guān)緊要在這種情況下，設(shè)備將始終表現(xiàn)相同，“史密斯說。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是RM8核心尺寸相對(duì)較小，節(jié)省了成本和空間。另外，LYTSwitch-4具有內(nèi)置過壓保護(hù)（OVP）電路，這意味著它可以監(jiān)控開關(guān)晶體管的內(nèi)部溫度，通常是電路中最熱的部分，所以如果它變得太熱，燈會(huì)關(guān)閉直到它冷卻下來。史密斯解釋說：“它可以保護(hù)電路，使客戶無法在安全操作范圍之外移動(dòng)它們?！盠YTSwitch-4還通過將PFC集成到電路中來考慮PFC要求，但是由于采用單級(jí)設(shè)計(jì)，無需額外費(fèi)用。該電路提供.9 PF，這意味著它可以毫無問題地在美國使用。它還提供低THD，這是包括歐洲在內(nèi)的全球市場的需求。這意味著如果燈泡在全球范圍內(nèi)銷售，燈具設(shè)計(jì)師就不必改變電路設(shè)計(jì)。

其他關(guān)鍵特性包括大量EMI濾波器，可確保電路元件不會(huì)產(chǎn)生可聽噪聲，從而在某些LED中產(chǎn)生嗡嗡聲燈，以及啟動(dòng)期間LYTSwitch-4的自供電。 IC使用漏極連接從初級(jí)側(cè)自動(dòng)向上供電，直至其正常工作，一旦進(jìn)入正常工作狀態(tài)，它就會(huì)使用偏置繞組（如圖3所示的10和11）。史密斯指出：“對(duì)于不必?fù)?dān)心如何打開IC的設(shè)計(jì)師而言，這是一種簡化?！笨傊?，照明設(shè)計(jì)師可以通過使用提供的參考設(shè)計(jì)來優(yōu)化他們的PAR38 LED聚光燈設(shè)計(jì)。在諸如效率，PF，THD和電路保護(hù)等特性的權(quán)衡中取得良好的平衡。在許多情況下，這些設(shè)計(jì)可以幫助工程師加快設(shè)計(jì)周期，同時(shí)提供可以跨地理區(qū)域和各種調(diào)光器使用的最佳設(shè)計(jì)。