图解LED中的电容降压运行过程

在驱动电路当中，电容降压电路是一种非常常见的设计，这主要是由于其体积小、成本低，所以才能受到设计者们的欢迎。本文将对采用电容降压的LED驱动电源电路进行详尽的分析，通过图文并茂的方式来帮助大家理解其中的原理。
图1为实际的采用电容降压的LED驱动电路。大部分应用电路中没有连接压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管，建议连接上，因压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管能在电压突变瞬间（如雷电，大用电设备起动等）有效地将突变电流泄放，从而保护二级关和其它晶体管，它们的响应时间一般在微毫秒级 电路工作原理 电容C1的作用为降压和限流：电容的特性是通交流﹑隔直流，当电容连接于交流电路中时，其容抗计算公式为： XC=1/2πfC 式中XC表示电容的容抗。f表示输入交流电源的频率。C表示降压电容的容量。 流过电容降压电路的电流计算公式为： I=U/XC 式中I表示流过电容的电流。U表示电源电压。XC表示电容的容抗。 在220V﹑50Hz的交流电路中，当负载电压远远小于220V时，电流与电容的关系式为： I=69C 其中电容的单位为uF，电流的单位为mA。 在220V﹑50Hz的交流电路中，理论电流与实际测量电流的比较。 电阻R1为泄放电阻，其作用为：当正弦波在最大峰值时刻被切断时，电容C1上的残存电荷无法释放，会长久存在，在维修时如果人体接触到C1的金属部分，有强烈的触电可能，而电阻R1的存在，能将残存的电荷泄放掉，从而保证人机安全。泄放电阻的阻值与电容的大小有关，一般电容的容量越大，残存的电荷就越多，泄放电阻就阻值就要选小些。经验数据如下表，供设计时参考： D1 ~ D4的作用是整流；其作用是将交流电整流为脉动直流电压。C2﹑C3的作用为滤波；其作用是将整流后的脉动直流电压滤波成平稳直流电压，压敏电阻（或瞬变电压抑制晶体管）的作用是将输入电源中瞬间的脉冲高压电压对地泄放掉；从而保护LED不被瞬间高压击穿。 LED串联的数量视其正向导通电压( Vf )而定，在220V AC电路中最多可以达到80个左右。组件选择：电容的耐压一般要求大于输入电源电压的峰值，在220V，50Hz的交流电路中时，可以选择耐压为400伏以上的涤纶电容或纸介质电容。 D1 ~D4 可以选择IN4007。 滤波电容C2﹑C3的耐压根据负载电压而定，一般为负载电压的1.2倍。其电容容量视负载电流的大小而定。 图2为其它形式的电容降压驱动电路，供设计时参考：
在图2电路中，可控硅SCR及R3组成保护电路，当流过LED的电流大于设定值时，SCR导通一定的角度，从而对电路电流进行分流，使LED工作于恒流状态﹐从而避免LED因瞬间高压而损坏。
在图3电路中，C1、R1、压敏电阻。L1、R2组成电源初级滤波电路，能将输入瞬间高压滤除，C、R2组成降压电路，C3、C4、L2、及压敏电阻组成整流后的滤波电路。此电路采用双重滤波电路，能有效地保护LED不被瞬间高压击穿损坏。
图4是一个最简单的电容降压应用电路，电路中利用两只反并联的LED对降压后的交流电压进行整流，可以广泛应用于夜光灯按钮指示灯，要求不高的位置指示灯等场合。 以上就是在电路当中，使用电容降压电路的原理。通过公式与电路的结合，详细的对电容降压电路的运行与原理从头到尾进行了梳理与讲解。对于LED驱动电源中电容降压的原理尚不了解或存在疑问的朋友可以通过本文来对其进行全面的讲解。