適切な調光可能な LED ドライバーの選択

Jul 27, 2023

LED ドライバーの設計は、高い力率と効率を実現しながら、ちらつきのない高速起動調光性能を実現できると、Rich Miron 氏は書いています。

従来の TRIAC ベースの調光器における LED ランプの調光性能は、LED 照明設計者にとって最大の課題の 1 つです。 多くの場合、これにより、白熱電球と比較してちらつきや調光範囲の減少が発生します。

問題は、トライアックベースの調光器が抵抗負荷を持つ白熱灯で使用するように設計されていることです。 LED が調光器で使用され始めたとき、低電流要件とデバイスの非抵抗特性により、トライアックが断続的にオン/オフになり、ちらつき効果が発生しました。

LED と LED ドライバーには非抵抗負荷があり、必要な電流は調光器のトライアックの保持電流よりも低いためです。 トライアックが点火するときに十分な保持電流が得られないため、ちらつきや調光範囲の制限が発生します。

「これらの TRIAC 壁ベース調光器は、より高い電力レベルで動作するように定格されており、抵抗が大きい白熱電球で動作するように設計されています」と Intersil のアプリケーション エンジニア、Rakesh Anumula 氏は述べています。 「白熱電球からCFLまたはLED照明に移行すると、負荷は抵抗性ではなくなり、誘導性または容量性になるため、調光器は白熱電球の場合と同じように動作しません。」

「調光器が LED ドライバーの入力と相互作用すると、結果がちらつきます」と Anumula 氏は付け加えました。 「それらはある種の共振を引き起こし、それによってトライアックが断続的にオン/オフになり、出力で光のちらつきが発生し、ちらつきとして見えるのです。」

また、負荷が異なるため、調光特性も少し異なり、同じ光の強度や光出力はありません、とアヌムラ氏は言いました。

問題は、トライアックが一定量のラッチ電流と保持電流を必要とすることですが、LED 電球ではこれらの電流を満たせないため、トライアックが断続的にオンとオフを繰り返すことになります。

ラッチ電流と保持電流を提供するために、LED ドライバ IC メーカーは現在、ブリード回路とダンピング回路を設計に追加しています。 ブリード回路 (通常は入力コンデンサを備えた小さな抵抗) がラッチ電流と保持電流を提供し、トライアックの誤点火を排除します。 パッシブまたはアクティブ ブリーダーとして実装できます。

アヌムラ氏によると、パッシブブリーダは非常に低電力のLED電球に使用できるという。 このソリューションの欠点は、抵抗が常にオンになっていて電力が流出するため、設計の効率が低下することです。

1 つの設計手法では抵抗とコンデンサを使用しますが、抵抗は必要な場合にのみオンになります。 トレードオフとして、このソリューションでは抵抗器のオン/オフを切り替えるアクティブ スイッチが必要ですが、パッシブ ブリーダー設計よりも高い効率が得られます。

トライアックが失火しないようにするには、ダンピング回路も必要です。 ラインと直列に小さな抵抗を使用し、入力電流波形を減衰させるので、非常に高い入力電流スパイクが発生することはありません。

また、ダンピング回路により、複数の LED ランプに接続した場合でも調光器が故障しないことが保証されます。 アヌムラ氏は、複数のLEDが接続されている調光器で大きな入力電流スパイクが発生すると、トライアックの定格を超え、早期に故障する可能性があると述べた。

「ブリッジ整流器の後にダンピング回路を使用すると、MOSFETを使用して抵抗器のオンまたはオフを制御できます」とアヌムラ氏は述べています。 「ブリッジ整流器の前の入力側で使用する場合、抵抗が回路内にあるか、回路外にあるかを確認するためにシリコン コントローラー整流器が必要になります。」

Intersil の ISL1903 (図 1 を参照) および ISL1904 LED ドライバー コントローラーには、調光保持回路 (DHC) が組み込まれています。 アクティブブリード回路とダンピング回路を組み合わせたものです。 アクティブ ブリーダ回路は、MOSFET、ダイオード、抵抗、コンデンサを使用して、一定量の保持電流とラッチ電流を提供します。

ISL1903は、絶縁フォワードコンバータおよび非絶縁ソースリターンバックコンバータを含む降圧コンバータトポロジをサポートし、ISL1904は昇圧コンバータトポロジおよび絶縁フライバックコンバータをサポートします。