LED节能灯电路设计与元器件选择

2023/10/26 | 作者：BOB体育地址

　　摘 要：跟着社会的发展与科技力量的进步，人们在照明方面的资源损耗数量也慢慢变得大，照明所产生的能源消耗与环境污染问题也日渐引起了人们的重视。现如今，LED节能灯所采用的白色发光二极管则以其高校、节能、环保等绿色理念进入了人们的生活，半导体照明产业商机巨大，在市场上拥有着广阔的发展前途，特别是LED节能灯的出现与发展，将会逐渐取代传统日光灯、白炽灯来为人们的生活提供服务。本文以LED节能灯的发展历史作为切入点，简要分析LED节能灯的优势与设计原理。

　　节能减排是我国当前首要关注问题，在全球生态环境日渐恶劣，能源危机逐渐加大的情况下，如何合理规划利用有效资源问题值得人类深思，就我国目前能源利用形势而言，要想大大降低国家电能消耗，就要大力推广使用绿色光源，LED节能灯正以其绿色环保的设计逐步进入了人们的视野，赢得了人们的喜爱，为社会持续健康发展起到了巨大的推动作用。LED节能灯与传统的白炽灯不同，LED节能灯的发光二极管主要有三种光线混合产生，二极管通常由半导体、电极引线与管壳构成，具有单项导电性，在照明产业中起着重要的作用。目前我国关于LED节能灯标准方案的出台将逐步推动我国半导体照明体系的建立。

　　LED节能灯采用的发光二极管是由GaP、GaAs等半导体组合而成，其核心构造为pn结，发光二极管不仅仅具备一般pn结构的特性，可以有效的进行正、反向导通，还可以在一定条件下产生光照。在正向电压下，电子从N区进入P区，空穴由P区进入N区，进入对方区域的少子与多子复合发光，产生光照，如图1所示。

　　如图1所示，LED照明电路结构主要由30-40个LED灯进行串联，灯的数量可以随需求增加。

　　LED节能灯通常使用220V交流电，让其经过降压电容降压后进行全桥整流，再通过滤波器经限流电阻R3给LED灯提供恒流电源。经降LED灯额定电流为18mA±，因此，LED节能灯的安装也一般会用杯矩形式进行，为其提供更好的散热。

　　LED节能灯采用全部串联方式，如图3所示，将多只LED正负极连接成串，串入限流电阻R，并且通过每只LED灯的工作电流相同。LED灯的串联要求驱动器能够输出较高的电压，若LED的一致性相差较大，分配在其两端的电压也会有所差异，通过LED的电流相同，则LED灯亮度一致。通常有一颗LED灯因为质量问题造成短路时，电路由于采用了稳压方式来进行驱动，驱动器的输出电压不变，在分配时剩余的LED灯两端的电压则会加大，会造成损坏。但采用恒流串联方式驱动LED灯电流，就可以有很大成效避免剩下的LED灯被升高电压损坏。

　　（1）LED节能灯一般都会采用高亮度白光二极管，电压保持在3.0-3.6之间。图1以40颗LED节能灯为了，每盏灯的电压数为3V，总电压数为120V。

　　（2）R1为电源进线W的串联电阻，可以有实际效果的减少电路短路故障，避免故障扩大化，还可以便于测量电压计算电路消耗功率。

　　（3）C1为整个LED灯运作带去电容降压，利用电容在交流信号的一定频率下产生的容抗来限制LED等的最大工作电流，如在50Hz的工频下，11uF电容产生的容抗大约为3180Ω，当220V的电压在电容器两端进行流通，其最大电流可产生至70mA，尽管有电流通过，但在电容器上不会进行消耗，电容达到理想度，其流动电流为虚部电流，所做功则为无功功率。

　　（4）R3为限流电阻，一般在5K左右，防止电路电压和温度上升，限制LED电流。C2为滤波电容，能够对从C1通过的充电电流产生缓冲作用，减少电流对LED电路的损耗，要采用耐压250V以上的电容。C2是滤波电容，开灯的瞬间因为C1的存在会有一个很大的充电电流，该电流将会对LED产生损伤，有了C2的介入，开灯的充电电流完全被C2吸收起到了开灯防冲击保护，滤波电容要用耐压250v以上。

　　综上所述，LED节能灯能够有效节约能源、高效照明，其损耗小、常规使用的寿命长、绿色环保、安装便捷等特点也逐渐得到了人们的亲睐，慢慢的变多的人开始使用LED照明灯，为照明产业带来了新的商机。而LED作为一种新型的节能环保的照明产品，其设计必定会成为未来照明产业主流发展的必经之路。

　　[1]赵玲，朱安庆.智能LED节能照明系统的设计[J].半导体技术，2008，33（2）：137-140.

　　[4]苏建龙，张晓雷，陆文娟.LED路灯节能控制管理系统的设计与应用[J].电气技术，2009（10）.