一种常见LED驱动电路的分析

采用电容降压电路是一种常见的小电流电源电路o由于其具有体积小p成本低p电流相对恒定等优点o也常应用于LED的驱动电路中。
图一 为一个实际的采用电容降压的LED驱动电路s请注意o大部分应用电路中没有连接压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管o建议连接上o因压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管能在电压突变瞬间( 如雷电p大用电设备起动等 )有效地将突变电流泄放o从而保护二级关和其它晶体管o它们的响应时间一般在微毫秒级 。

电路工作原理s
电容C1的作用为降压和限流s大家都知道o电容的特性是通交流p隔直流o当电容连接于交流电路中时o其容抗计算公式为s
XC = 1/2πf C
式中oXC 表示电容的容抗pf 表示输入交流电源的频率pC 表示降压电容的容量。
流过电容降压电路的电流计算公式为s
I = U/XC
式中 I 表示流过电容的电流pU 表示电源电压pXC 表示电容的容抗
在220Vp50Hz的交流电路中o当负载电压远远小于220V时o电流与电容的关系式为s
I = 69C 其中电容的单位为uFo电流的单位为mA
下表为在220Vp50Hz的交流电路中o理论电流与实际测量电流的比较

电阻R1为泄放电阻o其作用为s当正弦波在最大峰值时刻被切断时o电容C1上的残存电荷无法释放o会长久存在o在维修时如果人体接触到C1的金属部分o有强烈的触电可能o而电阻R1的存在o能将残存的电荷泄放掉o从而保证人p机安全。泄放电阻的阻值与电容的大小有关o一般电容的容量越大o残存的电荷就越多o泄放电阻就阻值就要选小些。经验数据如下表o供设计时参考s

D1 ~ D4的作用是整流o其作用是将交流电整流为脉动直流电压。
C2pC3的作用为滤波o其作用是将整流后的脉动直流电压滤波成平稳直流电压
压敏电阻( 或瞬变电压抑制晶体管 )的作用是将输入电源中瞬间的脉冲高压电压对地泄放掉o从而保护LED不被瞬间高压击穿。
LED串联的数量视其正向导通电压( Vf )而定o在220V AC电路中o最多可以达到80个左右。
组件选择s电容的耐压一般要求大于输入电源电压的峰值o在220V,50Hz的交流电路中时o可以选择耐压为400伏以上的涤纶电容或纸介质电容。
D1 ~D4 可以选择IN4007。
滤波电容C2pC3的耐压根据负载电压而定o一般为负载电压的1.2倍。其电容容量视负载电流的大小而定。
下列电路图为其它形式的电容降压驱动电路o供设计时参考s


在图 二 电路中o可控硅SCR及R3组成保护电路o当流过LED的电流大于设定值时oSCR导通一定的角度o从而对电路电流进行分流o使LED工作于恒流状态o从而避免LED因瞬间高压而损坏。


在图三电路中oC1pR1p压敏电阻pL1pR2组成电源初级滤波电路o能将输入瞬间高压滤除oC2pR2组成降压电路oC3pC4pL2p及压敏电阻组成整流后的滤波电路。此电路采用双重滤波电路o能有效地保护LED不被瞬间高压击穿损坏。


图四 是一个最简单的电容降压应用电路o电路中利用两只反并联的LED对降压后的交流电压进行整流o可以广泛应用于夜光灯p按钮指示灯o要求不高的位置指示灯等场合。