Choisir le bon driver LED dimmable

Jul 27, 2023

Les conceptions de pilotes de LED peuvent offrir des performances de gradation au démarrage rapide et sans scintillement tout en offrant un facteur de puissance et une efficacité élevés, écrit Rich Miron

Les performances de gradation des lampes LED dans les anciens gradateurs basés sur TRIAC constituent l'un des plus grands défis pour les concepteurs d'éclairage LED. Dans de nombreux cas, cela provoque un scintillement et une plage de gradation réduite par rapport aux ampoules à incandescence.

Le problème est que les gradateurs basés sur TRIAC ont été conçus pour être utilisés avec des lampes à incandescence, qui ont des charges résistives. Lorsque les LED ont commencé à être utilisées avec les gradateurs, les exigences de faible courant, ainsi que la nature non résistive des appareils, ont provoqué l'allumage et l'extinction intermittents des TRIAC, ce qui crée un effet de scintillement.

Étant donné que les LED et les pilotes de LED ont des charges non résistives et que le courant requis est inférieur au courant de maintien du TRIAC dans le gradateur. Pas assez de courant de maintien lorsque le TRIAC se déclenche, ce qui provoque un scintillement et une plage de gradation limitée.

"Ces gradateurs muraux TRIAC ont été conçus pour fonctionner avec des ampoules à incandescence, conçues pour fonctionner à des niveaux de puissance plus élevés et résistives", a déclaré Rakesh Anumula, ingénieur d'applications chez Intersil. "Lors de la migration des ampoules à incandescence vers les CFL ou l'éclairage LED, la charge n'est plus résistive, elle est inductive ou capacitive, donc le variateur ne se comporte pas de la même manière qu'avec une ampoule à incandescence."

"Le résultat est un scintillement lorsque le gradateur interagit avec l'entrée des pilotes LED", a ajouté Anumula. "Ils provoquent une sorte de résonance, qui allume/éteint le TRIAC par intermittence, ce qui provoque un scintillement de la lumière à la sortie qui est considéré comme un scintillement."

De plus, comme la charge est désormais différente, la caractéristique de gradation est un peu différente, de sorte qu'il n'y a pas la même intensité lumineuse ou le même rendement lumineux, a déclaré Anumula.

Le problème est que le TRIAC a besoin d'une certaine quantité de courant de verrouillage et de courant de maintien, qui ne sont pas satisfaits par une ampoule LED, ce qui signifie que le TRIAC s'allumera et s'éteindra par intermittence.

Pour fournir le courant de verrouillage et de maintien, les fabricants de circuits intégrés de pilotes de LED ajoutent désormais des circuits de purge et d'amortissement à leurs conceptions. Un circuit de purge (généralement une petite résistance avec un condensateur d'entrée) fournit le courant de verrouillage et de maintien et élimine les ratés d'allumage du TRIAC. Il peut être mis en œuvre comme purgeur passif ou actif.

Un purgeur passif peut être utilisé pour les ampoules LED à très faible consommation, a déclaré Anumula. L'inconvénient de cette solution est que la conception en souffrira en termes d'efficacité car la résistance est toujours allumée et perd de l'énergie.

Une technique de conception utilise une résistance et un condensateur, mais la résistance n'est activée qu'en cas de besoin. Le compromis est que cette solution nécessite un interrupteur actif pour allumer et éteindre la résistance, mais elle offre une plus grande efficacité que la conception à purge passive.

Un circuit d'amortissement est également nécessaire pour garantir que le TRIAC n'a pas de ratés d'allumage. Il utilise une petite résistance en série avec la ligne, qui amortit la forme d'onde du courant d'entrée afin de ne pas provoquer de pic de courant d'entrée très élevé.

Le circuit d'amortissement garantit également que le variateur ne tombe pas en panne lorsqu'il est connecté à plusieurs lampes LED. Anumula a déclaré qu'un pic de courant d'entrée important dans le gradateur avec plusieurs LED connectées pourrait dépasser la valeur nominale du TRIAC et provoquer une panne prématurée.

"Si vous utilisez le circuit d'amortissement après le pont redresseur, vous pouvez utiliser un MOSFET pour contrôler quand la résistance est allumée ou éteinte", a expliqué Anumula. "Si vous l'utilisez du côté entrée, avant le pont redresseur, vous aurez besoin d'un contrôleur redresseur au silicium pour vous assurer que la résistance est dans le circuit ou hors du circuit."

Les contrôleurs de pilote de LED ISL1903 (voir Figure 1) et ISL1904 d'Intersil intègrent un circuit de maintien de gradateur (DHC). C'est une combinaison d'un circuit de purge actif et d'amortissement. Le circuit de purge actif utilise un mosfet, une diode, une résistance et un condensateur pour fournir une certaine quantité de courant de maintien et de verrouillage.

L'ISL1903 prend en charge les topologies de convertisseurs abaisseurs, notamment les convertisseurs directs isolés et les convertisseurs abaisseurs de retour de source non isolés, tandis que l'ISL1904 prend en charge les topologies de convertisseurs élévateurs et les convertisseurs flyback isolés.