用高亮度LED提高家庭的能效

有很多理由让家庭用户采用高亮度发光二极管（HBLED）。HBLED能节约大量能源，而且还因为不含汞，因而对环境更安全。HBLED的寿命是最长的，能够减少维护成本。HBLED还提高了安全性，因为它们不会立刻失效，而是逐步老化衰减。

高功率LED需要用350～1000mA级别的高驱动电流。采用最新技术，每个LED能产生40～80流明的光通量，功率一般为1～3W。根据美国能源部网站上的资料，主要的LED制造商是Cree、Philips和Osram。

进入21世纪后，LED技术一直在稳步发展。在两年前，LED的光输出(以流明/瓦为单位)就超过了所有其他光源。再加上能节约大量能源，LED正在引发家庭照明的一场革命。

下面将把HBLED与广泛使用的白纸灯和荧光做一番比较，我们还会给出一个家庭应用的电路实例。

比较光源

对HBLED的好处心知肚明的消费者会想办法尽可能多地使用HBLED。通过表1中的数据对比可以发现，显然HBLED是亮度最高的照明方案。

	HBLED	白炽灯	荧光灯	节能灯
能效	22%	0.7-2.6%	8-15%	9%
颜色色调与电流的关系	很小	会变化	无	无
光照角度	聚焦的	反光	反光	反光
寿命 (小时)	50k	1k-2k	30k	10k
振动/冲击	固态	易碎	易碎	易碎
尺寸	非常小	大	大	小
是否含汞	否	否	是	是
故障模式	衰减	烧坏	烧坏	烧坏
驱动电路	需要电源	直接接交流电	需要镇流器	需要镇流器

表1，不同光源的比较

让我们仔细地看看这张表。光源的能效类似于效率。与发热量相比，有多少输入到灯泡里的能量变成了光？用户希望这个数值更高一些，显然HBLED做到了这一点。如果驱动电流波动，白炽灯的颜色色调最可能发生变化。

与白炽灯相比，荧光灯和HBLED的主要优势是寿命。其中的一个主要原因是，在许多国家白炽灯泡正在被逐步淘汰。接下来，HBLED可能在普及率上要超过荧光灯，因为HBLED是固态的（由硅材料制造，不易碎），尺寸非常小，而且不含有害的化学成分（不需要采用特殊的环境处理）。

HBLED照明的设计目标

让消费者改用HBLED，要求HBLED必须具有高质量。消费者要求功率因数至少要达到90%，效率达到80%或更高。在直流应用中，最大输入电压不能超过40V。在交流应用中，可能采用120V或240V(最大270V)的输入电压。HBLED必须用工作频率超过120Hz的脉宽调制器驱动，以减小烦人的可见光频闪。有时候，这个频率还需要是可变的。除了这些设计约束，还要由工程师和应用来决定使用隔离还是非隔离的设计方案。如果有必要，最后还可能考虑使用复杂的调光电路。

正如您所看到的那样，没有一个万能的解决办法。设计中需要考虑的事项是环环相扣的。每种方案都需要根据LED的数量和流过LED的电流进行专门设计。设计者还需要根据不同的电磁器件，以及所选用的功率器件和输出电容器进行调整。

应用电路

HBLED的价格大约是1美元到2美元。由于在每个设计方案中，HBLED都是成串使用，因此在设计时，不用考虑转换器的成本约束问题。

首先介绍的控制器是ISL6721。ISL6721是单端脉宽调制电流模式控制器，其峰值电流模式控制能有效地解决瞬时功率问题，并且提供内置的过流保护。已经有一家大型合同制造商采用ISL6721，生产出能替换目前所使用的T8电路的产品（替换荧光灯启辉器中传统的镇流器电路）。ISL6721也可以设置成白炽灯的替换方案。非固态的回扫方案目前已经用在亚洲的一个购物中心。该方案使用了10个HBLED，输出达10W，效率为82%。

要在家用市场中真正具有竞争力，HBLED照明方案还必须提供调光功能。智能电路可以做到这一点。记住，LED是由脉宽调制控制器驱动的。也就是说，LED不总是处在“开”的状态。给LED供电的脉冲的数量是由控制器控制的，并且是可变的。碰巧，这项工作也是由“控制器”完成的。

图1，带有调光功能，可驱动6个LED的射灯电源适配器电路

图1显示了一个由6个LED的适配器和调光电路组成的射灯方案的完整电路图。设计的核心（当然要把HBLED刨除在外）是ISL6745A控制器。右上角的器件组成了一个SEPIC控制器，驱动串在一起的6个HBLED。四周的放大器进行电流调整，短路保护和过压保护。在左下角，您可以找到交流调光电路。调光器的放大器输出先进行滤波，然后用作电流调整器的参考点，反馈到控制环路中。

ISL6745A的偏置电压VDD的范围是6.5V～20V，低边FET驱动器的输出为12V、1A，可以驱动一个低边FET(如此设计中的Q1)、高压驱动IC的栅极或是栅极驱动变压器。

在Intersil的产品当中，ISL6745A是最受欢迎的HBLED驱动器。除了图1所示的使用方法，还可以对ISL6745A的开关频率、软启动、过温保护进行调整，“死区时间”也可以精确调整。ISL6745A采用节省空间的MSOP-10封装。ISL6745A的灵活性也是其一大特定，既可以工作在隔离方式也可以工作在非隔离方式，调光功能也是可选的。

结论

HBLED是消费类照明的最绿色的替代产品，而且技术进步已经足以使其成为可行的方案。市场上已经出现了可以替代白炽灯和荧光灯的方案。节约能源，延长使用寿命，提高安全性和增加可靠性，请使用HBLED。

用节能灯外壳和高亮LED制作LED照明灯

利用节能灯外壳和4只直径1mm的高亮度白色发光二极管制作的低功耗室内照明灯，如附图所示。工作原理如下。

220V交流电经C1限流降压后，再经D1～D4整流供给后级电路工作，C1是泄放电阻；C2滤波提供平稳的电源，电流经LM317恒流给4只LED供电，R2起限流作用。 　本电路对元件无特殊要求，元件参数已标在电路中。另外，制作该类电路的高亮度发光二极管降压要求相近，以免影响正常发光工作。电路板可根据所选材料自制（注：因与市电直通，制作使用时注意安全）。

 

 

一款节能的2.5W_LED应急照明灯

这里介绍一种实用的LED自动应急照明灯电路，它用24只发光二极管串并联后待命，它能在市电停电或家中交流电路故障或保险丝熔断后，自动点亮24只LED灯。该电路元件很少，价格便宜，功耗为2.5W，具有用电省、发光稳定和使用寿命长的优点，适合消防通道以及家庭备用。

电路工作原理：如附图所示，合上电源开关S1，市电正常供电时有220V的电压，再由电容器C1、C2降压后，经过VD1-VD4全波整流，稳压管VD5和电容C3稳压滤波后，产生稳定的11.5V直流电压和75mA的电流，为9节1.2V充电电池充电，同时继电器线圈K得电工作，其常闭触点K1断开，LED灯无电不亮；另一方面常开触点K2闭合，同时拨通开关S1向充电电池形成脉冲电流对11.5V电池E浮充电。R3是限流电阻，电池不会发热，电池平时处于电压保持状态，充电电流微小，也就是人们所说的浮充电，电池使用寿命为1-2年左右。LED1～LED24是白色发光管，把每3只串成一组，这样24只就可以构成8组，并把8组并联后按图接到电路中。由于每只发光管的工作电压为3.5V。3只串联为10.5V已基本满足要求。且每只发光管的工作电流在25-30mA之间，这样使得每只发光管都能正常工作。

一旦市电电网电路故障停电或家用保险丝熔断．继电器线圈K失电。K2触点断开，这时K1常闭触点闭合，接通充电电池的电源，点亮LED的24只发光管，给人们提供应急照明；

元器件的选择：图中的C1、C2选用1μF／400V的优质涤纶电容。K选用工作电压为10～12V，电流在45mA左右的灵敏继电器，如JPX—12F等，LED1-LED24是白色发光管用φ5mm的。E选用9节7号1.2V充电电池串联而成，也可用一块12V免维护畜电池。其他均按图中标注进行选取，对号入座，无特殊要求。

整机电路放置在一个绝缘较好的PVC防火塑料盒内，引出导线接好市电，根据需要把LED1-LED24放置在多处不同的地方即告完成。

 

家里经常使用夜灯作夜间照明，夜间照明由于时间长，要求十分省电。所谓“零瓦”灯泡在正常情况下约耗电5W，但这里介绍的夜灯电路仅耗电30mW。照明电源由220V交流电源直接供电，采用电容器限流。白色LED1旁边的D1～D5二极管支路用来保护开，关期间产生的浪涌电压；D6则阻挡C1放电时产生的反向电压；R2是C1的泄放电阻；R1是在万一C1发生短路的情况下，通过将自己烧毁以阻止产生过大的电流。

 

大功率LED简单驱动

 

那个C4电容是473的独石电容！！ D3指的是两支1N5819并联！！！
高功率LED简易驱动，就是那个高功率白灯上用的，只不过我用的是3W的led！电路输入1.2V （高容量NI-MH电池）电流大约1.4至1.8A效率不是很高，大约70%，如果把那只150欧的电阻换成200欧的，输入电流降为1.0至1.3A
那只D882上需要加装一片面积大约为3平方厘米的小铜片用来散热，我是把D882的头部用斜口钳钳掉（减小体积），然后直接焊在铜片上了（类似SMD）