通用开关控制调光电源方案
采用台湾数能科技NU102搭配9910非隔离日光灯实现调光
1.设计理念
鉴于目前绝大多数的灯具控制方式都是通过简单的机械式开关完成, 在LED灯具大量替换传统灯具过程中,如何设计出更简单使用、更轻松替换,更绿色使用的LED灯具,成为广大设计者的挑战性问题。NU102专门为解决LED灯具与现有的开关实现调光的问题而设计,通过普通的墙面开关在规定的时间内的开关动作,实现LED灯的亮度调节。
2.特点:
无需更改现有的开关布线结构,
线路简单,超低成本,
高效率,更节能,
使用方便,符合人性化操作
应用广泛,适合做日光灯,球泡灯,射灯等等。
3.调光方法
在连接好此电路的开关,在4秒钟内反复操作开关一次,得到一次调光,根据亮度需求,重复操作选择得到(75%、100%、25%、50%)相对应的亮度
4.规格参数
5.原理图
图1 原理图
6.工作原理表述
此电路原理是通过NU102向CXL9910的PWM脚输出固定PWM信号(100%、75%、50%、25%),从而得到LED的亮度。(请参阅CXL9910 相关资料,这里不再描术)
6.1.获取调光信号
电流经过R1,R2降压后,R3二端经过D2稳压管、C1滤波之后得到稳定的DC5V,再经过R4得到信号源。这样前面的电源每切断一次,就相当于给NU102发出一个调光信号。这里说明一下元件D9,在此应用为防止恒流部分的滤波电容的能量在关断电时倒流,从而无法准确的获取信号源。
6.2.准确获取用户的调光需求
开关间隔时间为4秒内,NU102将认为此时需要改变灯光亮度,亮度被切换到下一个固定的占空比。如果开关间隔时间超过4秒,NU102默认为用户返回首亮模式。
6.3.返回首亮模式时间设定
NU102内部本身有一个4秒钟的设定值,如果设计者需要调整更短的时间,也可以通过给NU102的供电的时间来设定,即调整C7的容量。这个C7是用来给NU102在关电4秒钟内维持供电的保证,如果此电容设定到3秒就把电量用完,则此时的返回首亮的时间为3秒。以此推算。
6.4.解决NU102供电
因NU102是低压5V工作的集成电路,为了能让NU102工作更可靠稳定,这里用了一个高压LDO(450V耐压)来实现,电流经过R5(2W/3W电阻,阻值根据输入电压决定)为LDO分压(防LDO降压过多,散热不够,以免烧坏LDO),LDO为NU102提供了5V(Iout max 10mA)电源,R9、R10是为计算出Vout,
6.5.LDO电压计算公式
LDO芯片中, Vout(3脚)与GND(2脚)的电压为1.2V。GND输出电流为10uA.
Vout=1.2(1+1.2R2/R1)+10uR2
7.注意事项
7.1 C4的高频电容必不可少且需设计在PFC电路之后,因LDO取电在PFC之前,如果设计在一起则有可能影响LDO的稳定。
7.2 为了更好的兼容性,NU102内部有软启动设计,实验发现,一般开关电源在上电瞬间,其各项数值不是很理想的,为了更有效的保护LED,NU102在电源上电一秒钟后,再输出PWM。