基于C8051F3xx的全數字PFC可控硅調光驅動高亮LED解決方案

　　可控硅的原理及特性：標準的雙向可控硅既可被柵極的正向電流觸發，也能被柵極的反向電流觸發，它可以在四個象限內導通。當柵極電壓達到門限值ＶＧＴ且柵電流達到門限值ＩＧＴ時，可控硅被觸發導通。當觸發電流的脈寬較窄時，則應提高觸發電平。當負載電流超過可控硅的閂電流ＩＬ時，即使此時的柵電流減為零，可控硅仍能維持導通狀態。在負載電流為零時，最好用反相的直流或單極性脈沖的（柵極）電流觸發。

　　可控硅相控斬波原理如圖3所示：在正弦波交流過零后的某一相位，在可控硅的柵極上加一正觸發脈沖，使可控硅觸發導能，根據可控硅的開關特性，這一導通將維持到正弦波的正半周結束。所以在正弦波的正半周中，范圍內可控硅不導通，這一范圍叫做可控硅的控制角；而在的相位區間可控硅導通，這一范圍為可控硅的導通角，常用表示。同樣，在正弦交流電的負半周，對處于反向聯接的另一只可控硅，在相位角 時施加觸發脈沖，使其導通。如此周而復始，對正弦波的每一半周期控制其導通，獲得相同的導通角。如果改變觸發脈沖的觸發相位，即改變可控硅導通角（或控制角）的大小。

4.3 可控硅調光的難點以及我們的應對策略

　　目前可控硅調光的難點有：例如導通角檢測不準、調光不夠快速以及穩定、低壓無法啟動、功率因數低、功率因數不穩定等問題。

　　我們的應對策略是：采用軟硬件給合的方法進行導通角的檢測，可以精確的檢測導通角，導通角的誤差可以達到0.5%以內；利用快速的PWM更新速度和精度，可以使輸入與輸出很好地對應，達到調光快速性以及精確性即穩定性；穩定可靠的輔助電源設計可以使系統在導通角為最小的時候直接起動；功率因數穩定問題通過優化設計軟件來達到，且功率因數高。

5、 方案實現

5.1 硬件描述

圖4 原理框圖

　　本方案的原理框圖如圖4所示：首先利用可控硅對220V交流輸入進行斬波，再經過EMI濾波器、整流橋后，輸入電壓經分壓后輸入到MCU。通過控制MOSFET的占空比來控制變壓器的輸出，即輸出電壓的大小和LED電流的大小。利用光耦對LED的電壓和電流進行隔離采樣，MCU通過檢測到導通角、輸入電壓、輸入電流和LED電壓、電流的采樣反饋信號共同進行調整MOSFET的占空比，從而達到LED燈的無級調光。電路結構拓撲框圖如圖5所示。

圖5 電路結構