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1、LED手电筒驱动电路原理市场上出现一种廉价的LED手电筒，这种手电前端为58个高亮度发光管，使用12节电池。由于使用超高亮度发光管的原因，发光效率很高，工作电流比较小，实测使用一节五号电池5头电筒， 电流只有100 mA左右。非常省电。如果使用大容量充电电池，可以连续使用十几个小时，笔者就买了一个。从前端拆开后，根据实物绘制了电路图，如图1所示。图1 LED手电驱动电路原理图工作原理：接通电源后，VT1因R1接负极，而c1两端电压不能突变。VT1(b)极电位低于e极，VT1导通，VT2(b)极有电流流入，VT2也导通，电流从电源正极经L、VT2(c)极到e极，流回电源负极，电源对L充电，L储存
2、能量，L上的自感电动势为左正右负。经c1的反馈作用，VT1基极电位比发射极电位更低，VT1进入深度饱和状态，同时VT2也进入深度饱和状态，即IbIc/(为放大倍数)。随着电源对c1的充电，C1两端电压逐渐升高，即VTI(b)极电位逐渐上升，Ib1逐渐减小， 当Ib1=Ic1/时，VT1退出饱和区，VT2也退出饱和区，对L的充电电流减小。此时L上的自感电动势变为左负右正，经c1反馈作用。VT1基极电位进一步上升，VT1迅速截止，VT2也截止，L上储存的能量释放，发光管上的电源电压加到L上产生了自感电动势，达到升压的目的。此电压足以使LED发光。高亮度白光LED灯(以下简称白光灯)具有光色好(与日
3、光接近)，节能(电光转换效率远高于白炽灯，也高于荧光灯，是一种冷光源)，寿命长(寿命是荧光灯的几倍(白炽灯的几十倍),环保无污染的特点 成为白炽灯和荧光灯的有力挑战者。但其不足之处是目前价格较高。目前，白光灯已发展到第二代； 第一代白光灯的价格已大幅下降，5白光灯的价格已降到0.25/只，拆机5白光灯的价格为0.2只，此价格已经可以接受。笔者不久前以每只0.16元的价格邮购了几十只拆机件5白光灯，用它制作了几只照明灯，效果不错，现向爱好者作一介绍。市电220V 1.2W白光LED照明灯 用一只易拉罐的球形罐底，用剪刀修圆，在上面钻出20个小孔，小孔的分布呈圆形，尽量制作得美观些，孔的大小以刚好
4、能嵌入白光灯为度。每只白光灯的工作电压为3.0V3.6V，4只白光灯串联组成一组，工作电压为12.0V14.4V，5组白光灯再并联起来，在12.6V电压时的电流约等于100mA，消耗的功率1.26W。要在220V市电工作，需要一个降压整流滤波电路，比较省钱的办法是使用废旧的节能灯控制电路。节能灯可以说是家家都有，因价值低，损坏后维修店不愿意修理，一般均作废弃处理，因此可以不花钱或只花上少量钱在废品站等地方得到。其实大多数损坏的节能灯只是灯管坏了，其电路往往完好可用，既使损坏了也容易修复。5W13W节能灯基本上均采用同一种电路和元件。 市电经整流和C1、C2滤波后得到约300V直流电加在Q1、Q
5、2组成的逆变电路，产生数十千赫的高频振荡，经L、C5、T对灯管放电，使节能灯发光。L和C5组成串联谐振电路，谐振在逆变电路产生的高频振荡频率上。灯管启动时，灯管未导通放电，谐振回路中只有灯管的灯丝电阻，阻值比较小，回路中的电流比较大，此电流在L和C5上产生数百伏的电压，C5上的电压使灯管击穿放电发光。灯管放电后内阻很小，它并联在C5上使谐振回路的Q值大大下降，C5和L上的电压降低到几十伏以维持灯管继续放电，由此说明节能灯工作时的电压变化比较大。要把节能灯改造为白光灯的电源，可把C5直接联接到L和T的初级，再把L改作变压器，并增加低压整流滤波电路即可。 为了使低压输出的直流电比较稳定，L和C5不
6、能作为谐振电路使用，其谐振频率应远低于逆变电路的振荡频率，可增加C5的容量，由原来的332改为473(即0.047 uF)或更大，甚至不用C5。L改造为变压器的方法是在L线圈外面加绕低压绕组。L一般采用0.150.17的漆包线，300320匝。实测线圈的电压为80100V，由此可得每伏的匝数约等于3。电源整流的方式可采用桥式全波整流或双半波整流电路。为了节省两个二极管和减小损耗，笔者采用双半波整流电路，要求变压器次级线圈的匝数加倍，并有中心抽头。供给白光灯的直流电压选取为12.6V，故次级绕组的电压应为12.6/12=10.5V(电容滤波输出的直流电压大约等于交流输入电压的1.2倍)，次级线圈
7、的匝数等于10.53=31.5，可取为32匝，由此得到次级线圈的匝数等于64，在32匝抽出中心头。白光灯的电流为100mA，按铜线每平方毫米允许通过3安培计算，可选用0.25线径的漆包线，其截面积等于0.049平方毫米，容许通过的电流是147mA，大于需要的100mA，符合要求。节能灯L线圈一般采用乱绕的方式，绕制比较松，占据的空间较大，要在原线圈外加绕64匝线圈难度较大，解决的办法可采用自耦变压器的方式。因电路安装在节能灯原来的灯头内，人体不会接触到控斜电路，安全方面没有问题。自耦方式的效率比较高，用料较省，而且能够在原有的线圈骨架上绕下。具体方法是，把L线圈的匝数拆下64匝，然后用0.25
8、左右的漆包线顺着原线圈绕制的方向绕64匝，在32匝抽出中心头。绕线圈不用加垫绝缘材料，不用绕线机用手绕就可以。若是找不到0.25的漆包线。可从另一个节能灯上拆下L线圈，用线圈上的0.15漆包线3股并起来绕制。线圈装上磁芯时要注意在磁芯对接处留一个间隙。也就是在接缝处垫上一层不干胶纸，目的是避免磁芯饱和。整流二极管不能用4007(频率低)或肖特基管(耐压低)，应使用FR107、RU2等快速恢复二极管。然后把电路板上的铜箔条略作改动，新增加的几个元件都可以安装在原来的电路板上。找来的节能灯先要试一试电路是否完好能用。电路中最容易损坏的元件是两个13001三极管，其次是C1、C2、C5和4只整流用的
9、1N4007二极管，其他元件损坏的可能性比较小。用万用表检查若元件完好。就可通电试验。先在电源进线中串联一个3002W5W的电阻，一来保护电路(若万一电路中有未查出的短路故障，有了电阻可避免故障扩大)，二来可测量电阻上的电压以算出电路消耗的电流和功率。首先测试电路的空载运行情况。即变压器T2次级不接负载。通入220V交流电后，300 上的电压在0.91.2V就说明电路工作正常。若电压低于0.8V，表示线圈的感抗比较大，逆变电路不容易起振，电路不能输出直流电，可用增加T2磁芯间隙的办法来解决。也就是在磁芯的接缝处再垫上一层纸。若是300上的电压超过1.4V，说明磁芯的间隙可能比较大。可试一试在磁
10、芯接缝处改垫薄一些的纸。若是电压仍然比较大，很可能变压器内部有短路故障，或者是电路上的其他地方有故障。空载试验正常后，下一步接上整流滤波电路和假负载电阻。根据白光灯的电压和电流，可算出白光灯的电阻等于12.6/0.1=126， 可用一只1202W5W的电阻代替白光灯接到直流电源上。通电试验，120 电阻上的电压在12.413.5V就表明电路工作正常。若是电压偏低，可增加T2次级线圈匝数或是减小C5的电容量来解决。若电压偏高，可减少T2次级线圈的匝数或是增大C5的电容量甚至不用C5。测试完成后，取下假负载电阻，把白光灯联接到电路板上，最后把电路板装入灯头内，再把灯头和半球形的白光灯用胶粘贴在一起
11、，整个白光灯的制作就告完成。 白光灯正常工作时在300 上的电压为2.8V3.2V，消耗的功率2.12.35W，对比5W 的节能灯，(试测了几只5W节能灯，其功率均在5.2W左右)，白光灯的功率不到5W节能灯功率的一半，而实际的照明效果(在灯的正面)与5W 节能灯相当。若当地市电电压不稳定，可增加一个由7812组成的稳压电路，如图5。为了使7812能正常工作，整流滤波后的直流电压应在14V16V，因此应适当增加T2次级线圈的匝数。图中使用D6的目的是为了使输出的电压等于12.6V。电路主要由捡音器（驻极体电容器话筒），晶体管放大器和发光二极管等构成。电路原理：静态时，VT1处于临界饱和状态，使
12、VT2截止，LED1和LED2皆不发光，R1给电容话筒MIC提供偏置电流，话筒捡取室内环境中的声波信号后即转为相应的电信号，经电容C1送到VT1的基极进行放大，VT1、VT2组成两级直接耦合放大电路，只要选取合适的R2、R3使无声波信号。VT1处于临界饱和状态，而以使VT处于截止状态，两只LED中无电流流过而不发光，当MIC捡取声波信号后，就有音频信号注入VT1的基极，其信号的负半周使VT1退出饱和状态，VT1的集电极电压上升。VT2导通，LED1和LED2点亮发光，当输入音频信号较弱时，不足以使VT1退出饱和状态，LED1和LED2仍保持熄灭状态，只有较强信号输入时，以光二极管才点亮发光，所
13、以，LED1和LED2能随着环境声音（如音乐、说话）信号的强弱起伏而闪烁发光。元件清单VT1、 VT2 9014（BT200） 话筒 R1 4.7K R2 1MR3 10K C1 1uF/16VC2 100uF/10V LED1、LED2 发光二极管组装与调试：1、按原理图画出装配图，然后按装配图进行装配。2、注意三极管的极性不能接错，元件排列整齐、美观。3、通电后先测VT的集电极电压，使其在0.20.4之间，如果该电压太低则施加声音信号后，VT1不能退出饱和状态，VT2则不能导通，如果该电压超过VT2的死区电压，则静态时VT2就导通，使LED1和LED2点亮发光，所以。对于灵敏度不同的电容话
14、筒，以及值不同的三极管，VT1的集电极电阻R3的大小要通过调试来确定。4、离话筒约0.5米距离，用普通声音（音量适中）讲话时，LED1、LED2应随声音闪烁。如需大声说话时，发光管才闪烁发光，可适当减小R3的阻值，也可更换值更大的三极管。4-NE555和74LS00等制作LED跑马灯 本电路采用NE555、74LS00、74LS154、74LS193和LED制作的跑马灯，制作简单。当电源打开后，解码器74LS154的输出端Q0为低电位时，74LS193为正数计数器，LED从D1D16依次单个点灯，74LS154的输出端Q15为低电位时，74LS193为侄数计数器，LED从D16D1依次单个点灯
15、，LED灯从D1依次亮至D16，然后从D16返回D1，如此循环不止。LED路灯电源设计的方案直接AC输入，对6串 LED分别做恒流控制在本文介绍的几种方案之中，这一种方案应该是目前效率最高、电路成本最低的方案(图1)。直接用光电耦合器对初级侧电路进行回溯控制，调节输出电压。相对于其它传统方案，该方案的开关损耗少。将CS的电压固定在0.25V，对6串LED分别做恒流控制。IC会侦测FB的位置，将电压最低那串LED固定在 0.5V。此时由于各串LED的Vf值的总和不同，产生的压降会落在MOS管上，导致一些损耗。如果是一般对Vf分BIN筛选过后的LED，损耗应该可以控制在2%以内，少于一般的开关损耗。该方案的优点是效率高、成本低，缺点是AC输入、需要较多的研发成本。该方案适用于可以用AC直接输入的路灯。
