中心議題：
- 采用電容降壓的LED驅(qū)動(dòng)電路分析
采用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路，由于其具有體積小、成本低、電流相對(duì)恒定等優(yōu)點(diǎn)，也常應(yīng)用于LED的驅(qū)動(dòng)電路中。本文介紹了四種采用電容降壓的LED驅(qū)動(dòng)電路。
圖一為一個(gè)實(shí)際的采用電容降壓的LED驅(qū)動(dòng)電路。請注意，大部分應(yīng)用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管，建議連接上，因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管能在電壓突變瞬間(如雷電、大用電設(shè)備起動(dòng)等)有效地將突變電流泄放，從而保護(hù)二級(jí)關(guān)和其它晶體管，它們的響應(yīng)時(shí)間一般在微毫秒級(jí)。
電路工作原理：
電容C1的作用為降壓和限流：大家都知道，電容的特性是通交流、隔直流，當(dāng)電容連接于交流電路中時(shí)，其容抗計(jì)算公式為：XC = 1/2πfC，式中，XC 表示電容的容抗，f 表示輸入交流電源的頻率，C 表示降壓電容的容量。
流過電容降壓電路的電流計(jì)算公式為：I = U/XC，式中，I 表示流過電容的電流，U 表示電源電壓，XC 表示電容的容抗。
在220V﹑50Hz的交流電路中﹐當(dāng)負(fù)載電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于220V時(shí)﹐電流與電容的關(guān)系式為：I = 69C ，其中電容的單位為uF﹐電流的單位為mA。
下表為在220V﹑50Hz的交流電路中﹐理論電流與實(shí)際測量電流的比較
| 電容(uF) | 0.047 | 0.2 | 0.22 | 0.47 | 1 | 2.2 | 4.7 |
| 電流理論值(mA) | 3.2 | 6.9 | 13.2 | 32.4 | 69 | 152 | 324 |
| 電流實(shí)測值(mA) | 3.3 | 7 | 13 | 32 | 70 | 152 | 325 |
電阻R1為泄放電阻，其作用為：當(dāng)正弦波在最大峰值時(shí)刻被切斷時(shí)，電容C1上的殘存電荷無法釋放，會(huì)長久存在，在維修時(shí)如果人體接觸到C1的金屬部分，有強(qiáng)烈的觸電可能，而電阻R1的存在，能將殘存的電荷泄放掉，從而保證人機(jī)安全。泄放電阻的阻值與電容的大小有關(guān)，一般電容的容量越大，殘存的電荷就越多，泄放電阻就阻值就要選小些。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，供設(shè)計(jì)時(shí)參考：
| C1取值(uF) | 0.47 | 0.68 | 1 | 1.5 | 2 |
| R1取值 | 1M | 750K | 510K | 360K | 200 - 300K |
D1 ~ D4的作用是整流﹐其作用是將交流電整流為脈動(dòng)直流電壓。
C2﹑C3的作用為濾波﹐其作用是將整流后的脈動(dòng)直流電壓濾波成平穩(wěn)直流電壓。
壓敏電阻( 或瞬變電壓抑制晶體管 )的作用是將輸入電源中瞬間的脈沖高壓電壓對(duì)地泄放掉﹐從而保護(hù)LED不被瞬間高壓擊穿。
LED串聯(lián)的數(shù)量視其正向?qū)妷? Vf )而定﹐在220V AC電路中﹐最多可以達(dá)到80個(gè)左右。
組件選擇﹕電容的耐壓一般要求大于輸入電源電壓的峰值﹐在220V,50Hz的交流電路中時(shí)﹐可以選擇耐壓為400伏以上的滌綸電容或紙介質(zhì)電容。
D1 ~D4 可以選擇IN4007。
濾波電容C2﹑C3的耐壓根據(jù)負(fù)載電壓而定﹐一般為負(fù)載電壓的1.2倍。其電容容量視負(fù)載電流的大小而定。
下列電路圖為其它形式的電容降壓驅(qū)動(dòng)電路﹐供設(shè)計(jì)時(shí)參考﹕
在圖二電路中﹐可控硅SCR及R3組成保護(hù)電路﹐當(dāng)流過LED的電流大于設(shè)定值時(shí)﹐SCR導(dǎo)通一定的角度﹐從而對(duì)電路電流進(jìn)行分流﹐使LED工作于恒流狀態(tài)﹐從而避免LED因瞬間高壓而損壞。
在圖三電路中﹐C1﹑R1﹑壓敏電阻﹑L1﹑R2組成電源初級(jí)濾波電路﹐能將輸入瞬間高壓濾除﹐C2﹑R2組成降壓電路﹐C3﹑C4﹑L2﹑及壓敏電阻組成整流后的濾波電路。此電路采用雙重濾波電路﹐能有效地保護(hù)LED不被瞬間高壓擊穿損壞。
圖四是一個(gè)最簡單的電容降壓應(yīng)用電路﹐電路中利用兩只反并聯(lián)的LED對(duì)降壓后的交流電壓進(jìn)行整流﹐可以廣泛應(yīng)用于夜光燈﹑按鈕指示燈﹐要求不高的位置指示燈等場合。
