詳解:低功耗、長壽命的LED驅動電路設計
發布時間:2014-01-30 責任編輯:sherryyu
220V交流電經電容C1、R1降壓限流後在A、B兩點的交流電壓約為15V,由VD1~VD4.進行整流,在C2上得到約14V的直流電壓作為高亮度發光二極管VD5~VD8的工作電壓,發光二極管的工作電流約為14mA。由於電容C1不消耗有功功率,泄放電阻消耗的功率可忽略不計,因此整個電路的功耗約為15×0.014≈0-2(W)。
這款用高亮度發光二極管製作的樓道燈,它白天關閉,天黑後自動點亮。一年的耗電量不超過2度,使用壽命可達10年。
電路工作原理
LED樓道燈的電路如下圖所示。電路由電容降壓電路、整流電路、LED發光電路和光電控製電路等部分組成。

220V交流電經電容C1、R1降壓限流後在A、B兩點的交流電壓約為15V,由VD1~VD4.進行整流,在C2上得到約14V的直流電壓作為高亮度發光二極管VD5~VD8的工作電壓,發光二極管的工作電流約為14mA。由於電容C1不消耗有功功率,泄放電阻消耗的功率可忽略不計,因此整個電路的功耗約為15×0.014≈0-2(W)。
為了進一步節省電能和延長高亮度發光二極管的使用壽命,電路中加入了由光敏電阻R2、電阻R3和三極管VT1等組成的光電控製電路,在夜晚光敏電阻R2的阻值可達100K以上,這時C2兩端的電壓經R2、R3分壓後提供給VT1基極的直流偏置電壓很小,VT1截止,對發光二極管的工作沒有任何影響;白天時,由於光電效應的作用,R2的阻值可減小到1OK以下,這時VT1導通並接近飽和,由於通過C1的電流最大隻能達到15mA,由於VTl的分流,C2上的電壓可下降到4V以下。
因為每個發光二極管的工作電壓要達到3V以上才能開始工作,四個串聯就要達到12V以上,所以這時發光二極管不能正常發光。
那麼,在VT1分流“短路”hou,weishenmedianludegonghaofanerbianxiaone?zheshiyinweidianrongjiangyadedianluzaishuchudianyabutaigaodeqingkuangxiajibenshangkekanzuoyigehengliuyuan,qigonghaoyufuzaidianzuchengzhengbi,zaiVT1分流使C2上的電壓下降後,相當於負載電阻減小,所以功耗就下降了。以A、B兩端的交流電壓下降到5V為例,假設C2上通過的交流電流達到15mA,這時電路的功耗約為5×0.015≈0.08(W)。因此以每天夜裏平均點亮12小時為例,一年的用電量為:(0.2×12+0.08×12)×365≈1.2(kWh),即1.2度電。
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元器件選擇和安裝
上圖中C1使用0.22μ 250VAC的金屬化聚酯薄膜電容器。R2使用CDS光敏電阻,型號為GL4516,其亮電阻(10Lux)為5~1OKΩ,暗電阻為0.6MΩ,也可以使用其它型號的CDS光敏電阻,當參數有差異時隻要適當調整R3的阻值即可。VD5~VD8用額定工作電流為20mA的高亮度白光發光二極管。其它元器件參數見下圖中所示。
樓(lou)道(dao)燈(deng)可(ke)使(shi)用(yong)舊(jiu)的(de)節(jie)能(neng)燈(deng)改(gai)製(zhi)裝(zhuang)配(pei)。把(ba)原(yuan)來(lai)的(de)燈(deng)管(guan)去(qu)掉(diao),留(liu)下(xia)的(de)孔(kong)正(zheng)好(hao)作(zuo)為(wei)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)的(de)出(chu)孔(kong),由(you)於(yu)出(chu)孔(kong)比(bi)較(jiao)大(da),可(ke)用(yong)硬(ying)紙(zhi)板(ban)在(zai)對(dui)應(ying)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)的(de)位(wei)置(zhi)開(kai)四(si)個(ge)小(xiao)孔(kong)作(zuo)襯(chen)底(di)。裝(zhuang)配(pei)時(shi)不(bu)用(yong)重(zhong)新(xin)製(zhi)作(zuo)電(dian)路(lu)板(ban),可(ke)用(yong)原(yuan)來(lai)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)進(jin)行(xing)裝(zhuang)配(pei),留(liu)下(xia)4隻整流二極管,把原來400V的電解電容拆下換成100 μ 25Vdedianjiedianrong,chaichudianlubanshangdeduoyuyuanqijian,baloudaodengshangdeqitayuanqijianliyongyuanlaidehandianjinxingdahan。zaiyuanxingwaikedeshangbukaiyigekongzuoweiguangmindianzudetouguangkong,bianyuwaijiedeguangxianzhaoshezaiguangmindianzushang。
安(an)裝(zhuang)好(hao)後(hou)接(jie)通(tong)電(dian)源(yuan),在(zai)室(shi)內(nei)正(zheng)常(chang)光(guang)線(xian)下(xia),若(ruo)擋(dang)住(zhu)光(guang)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)透(tou)光(guang)孔(kong)燈(deng)即(ji)點(dian)亮(liang),拿(na)開(kai)後(hou)燈(deng)即(ji)熄(xi)滅(mie),說(shuo)明(ming)燈(deng)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)是(shi)正(zheng)常(chang)的(de)。最(zui)後(hou)把(ba)燈(deng)安(an)裝(zhuang)在(zai)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)樓(lou)道(dao)內(nei),如(ru)果(guo)出(chu)現(xian)了(le)白(bai)天(tian)光(guang)線(xian)稍(shao)暗(an)時(shi)燈(deng)即(ji)點(dian)亮(liang)了(le),可(ke)適(shi)當(dang)增(zeng)加(jia)R3的阻值;反之,如果到了晚上光線較暗時燈還不能點亮,可適當減小、R3的阻值。正常情況下是不需要進行調試的。點亮後的樓道燈。
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