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LED景观照明灯驱动电路设计方案

导读: 讨论了小功翠LED的驱动方案,设计了实用的电容降压式LED景观照明灯驱动电路,着重分析了关键元件参数的计算和选取。

  0 引言

  在国内外倡导绿色环保及节能的背景下,伴随着近年来LED光效、寿命及光色上的明显进步,半导体发光二极管(LED)因具有节能、寿命长、驱动简单、灯色种类多等优点已广泛应用于景观照明、数字化交通信息显示、疏导标识、室外全彩显示屏及照度要求不高的室内外照明等领域。

  针对LED在城市亮化中的应用现状,笔者利用电力电子整流与恒流技术设计制作了一款LED景观照明灯,它具有成本低、工作可靠、寿命长、控制简单等特点,并可根据实际需求进行功能扩展。

  1 小功率LED驱动方案

  目前小功率LED产品广泛采用两种驱动电路形式,即恒流驱动和稳压驱动。前者电路输出的电流是恒定的,输出电压随负载的变化而变化;后者输出电压是固定的,输出电流随负载(LED数目)的增减而变化。根据电源输入与输出电路形式也可分为隔离驱动和非隔离驱动,前者以开关电源为代表,而后者主要包括电容降压式和恒流/恒压IC.其相关性能、功耗、成本以及主要应用如表1所示。

表1小功率LED驱动方案比较

 

  2 LED景观照明灯电路设计

  LED景观照明灯就是实现RGBLED的交替点亮以及渐变控制,电路设计如图1所示。该电路采用3181集成芯片作为控制器,其相关功能及引脚参看文献[4],共控制36只小功率LED,采用RGB三基色LED各12只,驱动方案采用电容降压式。

  其中,C1、C5为并联的两个相同的电容,起降压及限流作用;由4个lN4007组成的整流桥对输入交流电压进行整流;滤波电容C4用于滤除整流输出电压中的交流成分,使电压更为平滑;肖特基二极管VD5稳定a点的电压;VD6为控制IC提供稳定的电压;R3、R4为限流电阻;R2、C2为控制IC提供交流输入频率,为集成IC提供交流采样频率;三极管VT1、VT2、VT3用于控制LED支路的电流变化。

 

图1 LED景观照明灯电路

  2.1 降压电容值的选择

  通过降压电容C1、C5(后文中用C表示)向负载提供的电流I0,实际上就是流过充放电电流lc.当负载电流,I0小于c的充放电电流时,多的电流就会流过滤波电容C4及其他支路。

  式中Ui--输入交流电压有效值。

 

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