led景观照明驱动设计

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1、LED景观照明灯驱动电路设计方案摘要：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。制作了实物电路，用作1.4WLED地埋灯驱动电源。经试验验证，该电路稳定可靠、成本低，可通过改变降压电容值和选择适当的高压稳压管对多种小功率LED产品驱动。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

2、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1C.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驱动方案比较种类性能功耗及成本主要应用电荷泵输入

3、输出隔离，安全稳定，无电磁干扰，输出功耗适中，需控制适合于数量较少的大隔离驱动开关电源电流较大，但电压相对较低IC,成本较高功率LED应用电感式开关电源输入输出隔离，安全稳定,体积小，效率高，多路输出，控制性能好，可进行调光，可恒功耗较大，且成本高压、恒流，但存在电磁干扰大功率或电流在几百毫安的应用非隔离驱动电容降压式输入输岀不隔离，有安全隐患，效率低，无电磁干扰，恒流驱动,LED亮度一致，但不适合功耗低，成本低廉负载变化场合适合于功率或电流较小的应用恒压IC输入输出不隔离，有安全隐患，效率相对电容降压式髙,可恒压、恒流，无电磁干扰功耗小，成本适中所连接LED数目较少,小功率LED应用

4、受限2LED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，Cl、C5为并联的两个相同的电容，起降压及限流作用；由4个1N4007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

5、极管VT1、VT2、VT3用于控制LED支路的电流变化。&4Z3-RES2DIFU1033/2WIN4007X4VDlhJ-MF220VAC684/630V°D2Oa4.7kQ&5」V/0.5W丄VDbZf20D5250V/1W2匕护兌脸a羽屮02GLEDRLED、VD12200kDV>VD12Z0VD1、会VD2C3-33kHZ、VD1VT2PNPI04F152637483I81C33SR】33g—JI1=1VT3NPZQVD1立QVD2BLED2图1LED景观照明灯电路2.1降压电容值的选择通过降压电容Cl、C5（后文中用C表示）向负载提供的电流10,实际上就是流过充放电电流

6、lc.当负载电流，10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。f—AC频率。对于负载所消耗的60mA的电流10至少需要降压电容值为0.87uF,因图1中增加高压稳压二极管降压，而二极管工作时也需要消耗较人的电流，另外为保证电容C可靠工作，其耐压选择应大于2倍的电源电压，因此应选择两个684/630V电容并联工作。2.2整流及滤波电路根据文献[7],整流桥上单个二极管所承受的电压最大值URM二V2Ui（Ui为输入电压的有效值）二318.4V,因此选用常用的整流二极管1N4007（URM二1000V,IF=1A）o为使输出端得到平滑的负载

7、电压，一般取RLC2（3〜5）T/2,其中RL为负载阻抗，T为输入信号周期（0.02s）,可得C$24.38uF.原则上，电容值取的越大，输出电压越平滑，其纹波值越小。但是随着电容容量的增人，一般其体积也随之增人，考虑到该电路板面积，实取47uF/160V的电解电容。2.3系统电源电路设计因电路中需要两组电压，一组用于驱动三串LED,一组为集成IC提供工作电源（5V）。VD5的稳压值直接与所驱动单串LED的个数有关，前文中要求驱动单串12只LE