适于家居照明低成本LED驱动电源方案

本文介绍一种低成本的1w大功率led驱动电源方案,适用于家居照明。
大功率led比日光灯具有更高的发光效率和使用寿命。人们应根据实际使用方式另外加装散热器。目前,国产3w发白光的led零售价为15元,但由于3w大功率led质量还不够可靠,暂不宜使用。5w大功率led只有进口货,每只售价高达60元,仅适用于特殊要求的灯光工程之中,最适合人们家里作照明用的就是国产1w发光二极管。
鉴于大功率发光二极管工作电压仅为3v,通过全桥整流将220v交流电变成直流电,在全桥上的电压降约为1.8v,只驱动 一只发光二极管工作的电能 利用效率仅为60%.必须把3只以上发光二极管串联起来工作,才能使总的电能利用效率超过80%.
根据3基色合成白光原理,将红、绿、蓝3只1w大功率发光二极管串联起来工作,就可以获得相当于3w发白光的led所达到的亮度 。同时还可以组合出6种彩色光线,满足人们对变换彩光的喜好。为了避免电能浪费,使用市电做led驱动电源 应采用电容器做降压限流元件 。
用洗衣机电机所配的常规4.7μ/ac400v电容器做降压限流元件可提供325ma工作电流,正好与1w大功率led额定工作电流相同。购买红、绿、蓝3只1w大功率led共需20元,比购买1只3w 发白光的led贵5元。但3w大功率led的工作电流是1w大功率lde的3倍,需要使用容量为14μ的电容器做降压限流元件,而购买1只 14μ/ac400v电容器比购买1只4.7μ/400v电容器又要高出5元,综合成本并不合算。
1w大功率led的实用驱动电源见附图,其中:c3电容的主要作用是在刚接通220v市电时防止可能产出的瞬间大电流通过led使其受到损坏,vs1可控硅则是防止负载开路时在c3两端产生高压使其严重发热爆炸。vds1触发二极管的转折电压为30v~40v,正常状况下c3两端电压不超过10v,vds1一直截止,vs1也截止。只有在负载电路断掉或led内部开路情况下,c3两端电压刚升到30v~40v时vs1才即刻导通并维持导通状态。排除故障重新接通电源,vs1即自动恢复截止状态。
如果只要求3只大功率led一起发光,电源驱动电路中的vt1~vt9和r3~r9可全部不用。该部分电路专门为控制红、绿、蓝3只lde的发光状态而设计,a、b、c三端悬空或接到直流负端相对中点上,vt1、vt4、vt7~vt9截止,vt2、 vt3、vt5、vt6导通,led2和led3分别被vt2和vt3短路,只有led1工作发光。
单独将b端接到直流正端,将使vt8导通,vt5和vt2随之截止,led2工作发光。单独将c端接到直流正端,将使vt9导通,vt6和vt3随之截止,led3工作发光。与此同时,b端或c端接到直流正端,都可使vt4导通、vt1随之导通,led1被vt1短路不工作。但将a端接到直流正端,将使vt7导通,强制让bg4截止,vt1随之截止,led1工作发光。这样,无论a、b、c三端处于何种状态,总有至少一只发光管工作。而通过对加在a、b、c三端上的电平控制,就可以使3只发光按照需要的组合进行发光。
a、b、c三端上的电平可以采用普通开关 进行控制,也可以使用3只d触发器和一只按键来实现循环变换。当然还可以把6只led串联起来工作,用专门的彩灯控制ic来实现动态变化。

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