LED节能灯电路图之一1

1、Led节能灯电路图一LED通用照明应用及开展前景LED除了广泛应用移动设备、中大尺寸液晶显示屏LCD背光 及LED标牌等领域外,如今也在越来越多地用于 LED汽车内部/外部 照明,如前照灯、雾灯、尾灯、停车灯、仪表盘背光、车顶灯、阅读 灯和气氛灯等,以及住宅照明和建筑物装饰照明等LED通用照明.LED通用照明应用覆盖范围广,低至 3WgU 15W勺LE皿宅照明, 中等功率有如15W至75W的商业及建筑物装饰性照明,高至 75W® 250W勺户外及根底设施照明,典型照明产品有如 MR16/GU1酊、 E27/A19灯泡、镇流器、筒灯、T8灯管、街灯等.住宅等朗 3W-15WMR1&am

2、p;GU1Q户外及根底设施照明 75W-250 W商业及建筑物袋饰照明15 W-75 W川 AR11tT8tTv新*T高球灯 探照灯图1典型LED通用照明应用LED通用照明应用极具开展前景.各种 LED通用照明灯具中,近 期来看,LED灯泡如A19 LED丁泡的开展势头惊人.据统计,2022 年全球LED灯泡出货量达7.35亿只,2022年增长到12.25亿只； 2022年迎来LED灯泡市场的引爆点,2022年LEW泡平均价格将会 降至10美元以下,出货量预计将进一步增长至 39亿只左右.高能效驱动器是LED通用照明的重点1 / 16要将LED照明的节能功能发挥至最高,就需要高能效的LED驱动

3、 器.我们以LED灯泡为例,典型的LED灯泡包含LED阵列、驱动电 路、散光罩、散热片和螺旋灯头等主要组件,见图 2的左半局部.就 驱动电路而言,高能效LED驱动器IC无疑是其中的重点.图2的右 半局部显示了典型的LED灯泡驱动电路,其中使用的是典型的独立式 LED驱动器.1-MW工模块化驱动电路小舆型LED灯泡韭动电迷右图;LEDphn固2： G典型LEC灯泡剧视图左图;要发挥LED通用照明的高能效优势,LED驱动器存在多重挑战. 首先就是能效至关重要.以LED灯泡为例,其形状固定,散热受限, 采用高能效LED驱动器那么可帮助将更多电能转化为光能,帮助散热. 其次,LED灯泡空间有限,需要更

4、大的散热片面积,较大功率的灯泡 尤为如此.此外,LED正在迅速变化,提供多种选择,这对 LED驱动 器的选择也构成了挑战.由于LED灯泡空间有限,故须减小驱动电子 电路的尺寸以使剩余空间增多,配合散热. LED通用照明涵盖不同功 率等级,故须优化LED驱动器选择,以配合不同照明及功率要求. 出2 / 16 于安规、LED选择等因素,设计人员还须考虑是采用隔离还是非隔离 拓扑结构,由此也影响到LED驱动器的选择.利用半导体配合LED通用照明的驱动器方案安森美半导体,是LED照明高能效的器件之一,适应于移动设 备、LCDt光、LED标牌、汽车及通用照明等方面.利用其宽广阵容 的模拟电源IC、分立器

5、件及先进微封装,提供高能效的LED模块驱动器方案.半导体能用于低功率LED1用照明应用的驱动器包括 NCL3000O NCL3000汲NCL3008螃列等.其中,NCL30000M单段式功率因数校 正PF.、支持TRIAC调光的LED驱动器,采用次级端限制器,支 持反激/降压/降压-升压等拓扑结构.NCL3000池是单段式功率因数 校正LED驱动器,支持降压拓扑结构,提供±3%勺电流容限.NCL3008X 系歹U 目前包括 NCL30080 NCL30081 NCL3008洲 NCL30083等器件, 是新推出的高能效准谐振限制器,用于低功率 LED照明应用.NCL3008原列采用初

6、级端稳流Primary Side Regulation 技 术也称初级端限制或原边限制这种新奇的限制方法,省去次级端 限制电路及光耦,能够精确地从初级端对LED电流进行恒流稳流,帮 助简化PCBK线、节省电路板空间、提升能效,并简化平安分析见 图3左.此外,它还具有高稳流精度、支持宽正向压降Vf范围、 低电磁干扰EMD及集成强固保护特性等众多优势.这系列器件提 供0.8至0.9的功率因数,符合美国“能源之星对功率大于5W的LED灯泡在功率因数方面的要求PF» 0.7.3 / 16紧密粤AW灯步为*计图3：NGL30.取新奇的初娴端限制技术左基于NGL30Q8K的AI*?灯泡参考设计右

7、基于NCL30082勺紧7型A19LED灯泡的参考设计见图2右侧. 这参考设计优化用于隔离反激或非隔离降压-升压拓扑结构,优化用 于10WLED照明应用.它采用谷底填充 PFC来满足“能源之星功率 因数高于0.7的要求.PCB及元件的尺寸目标是22x60mne体.测 试显示,此参考设计提供高能效、高功率因数及高稳流精度.而在中等功率及大功率LED照明方面,既包含单段式及组合限制 器,也包含传统的两段式PFC1S+DC-D假限制器,覆盖从15所 400W的宽广功率范围,如图4所示.从图4中可以看出,在中等功率LED通用照明应用中,可以采用 NCL3000吸NCL30001这样的单段式功率因数校正

8、LED限制器；而在 功率更大的应用中,可以采用 NCL3005侪口 NCP191解样的高能效组 合限制器.以NCL3005伪例,这是一款功率因数校正PFC及谐振 半桥组合限制器,优化用于离线LED照明应用,能够为降压DC-DG专 换器/LED驱动器提供恒定电压.这器件集成了一个临界导电模式CrM PFC限制器及一个半桥谐振限制器,并内置 600V驱动器,4 / 16针对离线电源应用进行了优化,具备了所有实现高能效、小外形因数设计所需的特性.400W200W50W图安森美半导体应用于中大功率LE 口通用照明的驱动器单段及蛆合限制器除了上述单段式方案,还可以根据应用需求选择传统的两段式PFCg+D

9、C-DC专换段方案.具体而言,PFC段可选用的限制器包括 NCP1653NCP1631 NCP1611/NCP1612 NCP160繇.其中,NCP1611 /2是增强型高能效PFC®制器,基于创新的电流限制频率反走CCFF架构,在PFC电感电流超过设定值时,电路通常工作在临界导电模式CM ,而当电流低于预设值时,将开关频率线性降低至约20kHz,此时电流为零.CCF磔构同时将额定负载工作能效和轻载能效提升 至最高,特别是将待机损耗降至最低等典型应用包括可用于平板电5 / 16视、一体式计算机和大功率电源适配器,以及LED照明电源及驱动器、 可调光荧光灯镇流器等.在DC-DCia,可

10、以选用的器件包括 NCP1398 NCP1380 NCP1288和 NCL301055=?O智能LED照明的优势及开展预测正在兴起的LED智能照明是LED通用照明市场的另一个重点,也 是重要开展方向.所谓“智能照明,往往结合了智能可调光LED驱 动器、无线接收器、红外接收器、环境光传感器及无源红外占用情况 传感器等.LED智能照明将使LED更易于限制及调光.LED智能照明电子电 路中将增强多种新功能,如结合占用情况传感器或环境光传感器来配 合调光限制及省电等.例如,内置占用情况传感器可用于检测及确定 照明区域是否有人,一般用于房间入口或出口,能够进行平安地照明6 / 16限制及省电.这类传感器

11、大多数使用的是无源红外Ir传感器,其 它的传感器选择包括超声涉及运动传感器等.图5:智能LED照明集成了多种新功能LED马区动系AR环境光 传感器无源红外 占用情况 传感器无线 接收器红外.R 接收器"智能 可调光此外,电子电路中采用硅光电传感器,可用于不同应用,如测量环境光以采集日光,以及用于感测灯具光输出来进行LED照明限制等.典型的环境光传感器有带线性输出的NOA12112及带双输出的NOA1305等.环境光传感器配合户外黄昏/黎明及室内日光采7 / 16 集调光,因而节能.透过闭环限制 LED光源,可以调节不同温度及 时间条件下的特定光输出.此外,带LED输出光反应的恒定光输

12、出调 节能节省及延长驱动器使用寿命.NOA1211J2.帮拨伴输出NOA1305,带双输出图6：安森美半导体可口限211,2及丽41305环宽光传感器能够配合LED智能照明应用智能照明也将更灵活,可以使用低能耗的无线接口,如 IrDA红 外、Zigbee及低能耗蓝牙Bluetooth LE ,无需改变开关或线缆. 但这要求无线限制标准就位,如 Zigbee Light Link 等.LED驱动器IC要配合LED “智能照明,其设计必须能够轻易地 配合模拟及数字即PWM调光.例如,NCL30082 LED限制器配合 智能调光接口,能以单个限制引脚进行模拟调光、数字调光,或是同 时进行模拟与数字调

13、光,提供 0至100%勺宽调光范围.这器件易于 连接模拟传感器或微限制器MCU通用输入/输出端口GPIQ ,增 强了设计灵活性.在这些技术的配合下,智能LEW泡及LED模块即将出现.通过 结合标准化的无线限制技术、以太网及因特网,人们有望使用智能手 机远程限制LED灯泡.新的方案还能解决热治理、光学及模块化 /替 代问题.8 / 16内圈灯 m 43个总验a冷尖同双冷r验 H单片机限制LED循环灯电路图单片机限制电路 由ATMEL公司的ATmega8型单片机、滤波电容 和A/D转换电路构成,用于采集加速度传感器信号,将采集到的信 号与预先设置的阈值相比拟,限制发光二极管的闪烁,如上图所示. A

14、Tmega8肉个端口引脚都有 3个存放器位：DDxn、PORTxrf口 PINxn. DDxn位于 DDRx存放器,PORTxnfi于 PORTX®存器,PINxn位于 PINx 存放器.DDxn用于选择引脚方向,DDxn为“1时,Pxn设置为输出, 否那么设置为输入.当引脚置为输入时,PORTxn “1：上拉电阻使能. 如果需要关闭该上拉电阻,可将 PORTxn青零,或者将该引脚置为输 出.复位时各引脚为高阻态,即使此时并没有时钟在运行.当引脚配 置为输出时,假设PORTxn “1；引脚输出高电平,否那么输出低电平. ATmega8/iJ断和处理力口速度传感器 MMA1260D测得

15、的信息,假设能满9 / 16足条件那么通过PDQ PD1、PD2弓|脚产生3路信号施加到3个继电器依次对内、中、外三圈的LED灯进行点亮与熄灭限制.假设不满足条件, 贝U ATmega8LF输出信号.0Ml就行R小R三路并裁.不防徵只I期卑年1诵甘典型醉交流用神阵乐恒而电筋果咫1 广m 的要个也；上相同一作赛整酒led的极性！焊接n"用雅明灌班fF巾摞宰女 切前所W：母近,可以消除hT用就北层.瑞保江援用事I舞整炉的时间不睡过长9.个灯珠,分二组.每个灯珠需要3.2V电压.15“通电流,CL 1UF阻抗约为3K.220/3=73(mA)三路IS(mA)慈和为45(inA)故 C1 可

16、以取 ft-68UK 63flV_CH容Cl的放电电阻)R1取IV (或17DK)为均街三路电流,可以在每一路再串联一个51欧的电阻口简易60灯珠LED电路10 / 16LED变色灯电路色 节红绿G蓝 B合成 色红一绿-7Z淡白四/紫五淡青六蓝七,黄市电22DV交流电经R1和R2降压再经DI04全波整流和C2滤波获得约17V左右、再经R3和.源压为I道脚、脚提供+ 12U电源,加电后如果第脚开路没有时钟信号的情况 下.12只发光二极管全部点高.第脚串接4只红色发光二极管,第脚串接4只掾色发光 二极管.第脚串接4只蓝色发光二极管,当市电SOHZ交流信骂通过R4进入笫脚触发内 部程序限制器时,R、

17、G、B三路输出将按一定顺序逐个发光,出现红绿或三色交替变换的 彩色光源,平均每万少一拍,由七个节院成一个循环周期见表1.常见故障的判别方法：不亮灯时可做如下简单检测：用12V直流电源比方12V蓄电池负极 接第脚正横接第脚或第脚,如果全部发光说明整流电路有问题口如果某一路不发光 就检查LUP管,如果全部都不发光有可能IC损坏.简易38珠灯环电路下面是一款LED灯杯的简单实用电路图,该灯使用220V电源供 电,220V交流电经C1降压电容降压后经全桥整流再通过 C2滤波后 经限流电阻R3给串联的38颗LEDI供恒流电源.LED的额定电流 为20mA,但是我们在制作节能灯的时候要考虑很多方面的因素对

18、LED11 / 16的影响,包括光衰和发热的问题,我们在做这种灯的时候由于LED的 安装密度比拟高,热量不容易散出,LED的温度对光衰和寿命影响很 大,如果散热不好很容易产生光衰,由于LED的特性是温度升高电流就会增大,所以一般在做大功率照明时散热的问题是最重要的,将影响到LED的稳定性,小功率一般都采取自散热方式,所以在电路设 计时电流不宜过大.图中R1是保护电阻,R2是电容C1的卸放电阻,R3是限流电阻预防电压升高和温度升高 LED的电流增大,C2是滤波 电容,实际在LED电路中可以不用滤波电路,C2是用来预防开灯时 的冲击电流对LED的损害,开灯的瞬间由于 C1的存在会有一个很大 的充电

19、电流该电流流过LED将会对LED产生损伤,有了 C2的介入, 开灯的充电电流完全被 C吸收起到了开灯防冲击保护.该电路是小功率灯杯最实用的电路,占用体积小可以方便的装在空间较小的灯杯里,现在被灯杯产品广泛的采用.优点：恒流源,电源功耗小,体积小,经济实用.但是在设计时降压电容要采用耐压在400V以上的涤纶电容或CBB电容,滤波电容要用耐压 250V以上.此电路适合驱动12 / 16DCD11EL I - II w - I . XEU>TFt§ n-iC2 IffiK .L:E；Tb(b-'PlR2. .5.ck. .-TF ：T .流水灯电路燎理图:14：12、CLK EUJ QI 02 Qt Q；5 QI tFQ»io1. LE&GFaN- - IDS："-.LEO GLUE.- 0 ,' ' , r LED-Rffi .,印晶.P LEQHBD .I tetr?.上LED灯驱动电强13 / 16CG酬直鞋施评N1-1E ttfic潴阵地曲貌桂：潴诲胤:、产;蜕就耳：把博龙11为山5里也电国全都趣:'A其佗电子元件严随电路图上标赛值 只要接线不错就三