【導讀】隨著美國能源政策推動白熾燈全麵退市，LED憑借25,000小時超長壽命（UL認證數據）及多樣化適配能力成為主流照明方案。然而，傳統三端雙向可控矽（TRIAC）調光器麵臨新的技術壁壘：LED負載電流僅為白熾燈的1/10，導致TRIAC閉鎖電流（典型值50mA）與維持電流（典型值10mA）難以穩定觸發，引發調光閃爍或啟動失效。四端雙向可控矽（Quadrac）通過集成緩衝電路與觸發二極管
，將有效工作電流下探至5mA（IEC 60669標準），在保留傳統調光架構的同時，實現LED燈具無級調光兼容性，推動智能照明係統平滑升級。

隨著美國能源政策推動白熾燈全麵退市，LED憑借25,000小時超長壽命（UL認證數據）及多樣化適配能力成為主流照明方案。然而，傳統三端雙向可控矽（TRIAC）調光器麵臨新的技術壁壘：LED負載電流僅為白熾燈的1/10，導致TRIAC閉鎖電流（典型值50mA）與維持電流（典型值10mA）難以穩定觸發，引發調光閃爍或啟動失效。四端雙向可控矽（Quadrac）通過集成緩衝電路與觸發二極管，將有效工作電流下探至5mA（IEC 60669標準），在保留傳統調光架構的同時
，實現LED燈具無級調光兼容性
，推動智能照明係統平滑升級。

圖1

三(san)端(duan)雙(shuang)向(xiang)可(ke)控(kong)矽(gui)是(shi)交(jiao)流(liu)電(dian)調(tiao)光(guang)控(kong)製(zhi)的(de)核(he)心(xin)。調(tiao)光(guang)器(qi)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)三(san)端(duan)雙(shuang)向(xiang)可(ke)控(kong)矽(gui)通(tong)常(chang)被(bei)設(she)計(ji)用(yong)於(yu)白(bai)熾(chi)燈(deng)負(fu)載(zai)，這(zhe)種(zhong)負(fu)載(zai)在(zai)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)和(he)初(chu)始(shi)高(gao)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)下(xia)都(dou)具(ju)有(you)高(gao)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)，並(bing)且(qie)在(zai)燈(deng)絲(si)斷(duan)裂(lie)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)壽(shou)命(ming)終(zhong)止(zhi)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)。

圖2

由於 LED 是(shi)二(er)極(ji)管(guan)
，因(yin)此(ci)其(qi)穩(wen)態(tai)電(dian)流(liu)比(bi)白(bai)熾(chi)燈(deng)低(di)得(de)多(duo)，而(er)且(qie)它(ta)們(men)在(zai)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)的(de)每(mei)個(ge)半(ban)周(zhou)期(qi)裏(li)的(de)初(chu)始(shi)開(kai)啟(qi)電(dian)流(liu)可(ke)能(neng)高(gao)得(de)多(duo)且(qie)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)約(yue)幾(ji)微(wei)秒(miao)。因(yin)此(ci)
，在(zai)每(mei)個(ge)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)半(ban)周(zhou)期(qi)的(de)開(kai)始(shi)處(chu)都(dou)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)電(dian)流(liu)尖(jian)峰(feng)。圖(tu) 1 顯示了典型的電流尖峰。通常，交流二極管替換燈的電流尖峰為 6-8 A 峰值；穩態電流小於 100 mA。

用於家庭照明的 LED 燈可能需要 7.5 W（A19 燈泡-450 流明）或更高的功率，一盞吊燈通常需要 4 到 10 個燈泡。相比之下，一串 50 盞裝飾性聖誕燈的總耗電量可能隻有 4.8 瓦。用於取代典型燈絲裝置的嵌入式天花板燈具的 LED 泛光燈可產生 750 流明的亮度，其功耗僅為 13 W（BR30），而舊燈絲裝置的功耗通常為 65 W。

使用新型 Q6008LH1LED 或 Q6012LH1LED 係列三端雙向可控矽開關元件設計用於控製 LED 光輸出的交流電路非常簡單，因為隻需要幾個元件。所需的隻是一個點火/觸發電容器

、一個電位器和一個電壓轉折觸發裝置。

通過使用兩個反向並聯敏感門控矽整流器 (SCR) S4X8ES1 作(zuo)為(wei)電(dian)壓(ya)擊(ji)穿(chuan)觸(chu)發(fa)裝(zhuang)置(zhi)，控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)產(chan)生(sheng)寬(kuan)範(fan)圍(wei)的(de)光(guang)電(dian)平(ping)輸(shu)出(chu)。此(ci)外(wai)，通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)兩(liang)個(ge)反(fan)向(xiang)並(bing)聯(lian)敏(min)感(gan)門(men)控(kong)矽(gui)整(zheng)流(liu)器(qi)作(zuo)為(wei)觸(chu)發(fa)裝(zhuang)置(zhi)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)低(di)滯(zhi)後(hou)控(kong)製(zhi)，因(yin)為(wei)兩(liang)個(ge)可(ke)控(kong)矽(gui)構(gou)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)的(de)回(hui)斷(duan)觸(chu)發(fa)器(qi)。圖(tu) 2 展示了這種控製裝置的電路圖，它可能是嵌入式泛光燈（例如 BR30 LED 燈）的理想選擇，這種燈可以調暗以產生低亮度輸出

，也可以調高到接近 180° 的全亮度輸出。

該電路可使燈泡在每個交流半周期幾乎以 180° 的全角度開啟；此外，RC 定時開啟可延遲到每個半周期的一個小導通角度，以實現極低的光輸出。

Q60xxLH1LED 三端雙向可控矽係列具有低保持和閉鎖電流特性，可使三端雙向可控矽在極低的電流水平下保持導通。兩個反向並聯敏感門控矽整流器 (S4X8ES1) dezhajilianjiezaiyiqi
，kechanshengjuyouquanjichuandianyadejididianyachufazhuangzhi，congerchanshengjididezhihou。zheyangjiukeyijiangdianweiqishezhiweididaotongjiaodu
，zaixianlukaiguanguanbihedakaishilijidaotong。

圖3

圖 3 中的電路圖改進了磁滯效果不佳的老式相位控製/調光器電路。如圖 3 所示，如 Littelfuse 應用說明 AN1003 所述
，在 C1 點火電容器周圍添加轉向二極管後，可消除磁滯現象。

圖4

圖4注：電位器為 250 kΩ，內置固定端電阻最小為 3 kΩ。Quadrac 器件為 QxxxxLTH1LED
，具有更靈敏的三端雙向晶閘管芯片（低柵極和保持電流特性）。RL 是 10 W 的最小 LED 負載，VC 與內置雙向可控矽芯片的觸發電壓相同。

如果寬控製範圍（全亮到極暗）和低滯後對應用來說不重要
，則可使用新型 Littelfuse Q6008LTH1LED 或 Q6012LTH1LED 係列 Quadrac 器件設計簡單的可變光控製。(Quadrac 器件是一種特殊類型的晶閘管
，它將二端雙向晶閘管和三端雙向晶閘管組合在一個封裝中）。圖 4 所示電路將雙向晶閘管觸發器件和三端雙向晶閘管組合在一個 TO-220 隔離安裝片封裝中，進一步減少了元件數量。由於雙向晶閘管觸發器件的 VBO 較高，該控製電路允許略低的完全開啟電壓
，提供在每個交流半周期的 175° 至﹤90° 範圍內運行的調光功能。

圖5

交流電路的 LED 燈負載可能非常簡單，如圖 5 所示；也可能有用於直流改進的額外元件
，如濾波電容器。附加元件的存在將決定 LED 燈負載是否可調光。LED 燈(deng)負(fu)載(zai)越(yue)簡(jian)單(dan)
，就(jiu)越(yue)有(you)可(ke)能(neng)是(shi)可(ke)調(tiao)光(guang)的(de)，因(yin)為(wei)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)器(qi)可(ke)能(neng)會(hui)將(jiang)最(zui)小(xiao)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)增(zeng)加(jia)到(dao)晶(jing)閘(zha)管(guan)器(qi)件(jian)鎖(suo)定(ding)的(de)水(shui)平(ping)，交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)無(wu)法(fa)降(jiang)低(di)至(zhi)小(xiao)於(yu)晶(jing)閘(zha)管(guan)保(bao)持(chi)電(dian)流(liu)。

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