230V LED驅動器

在這個項目中，我們設計了一個簡單的 230V LED 驅動器電路，它可以直接從電源驅動 LED。

LED 是一種特殊的二極管，用作光電設備。與 PN 結二極管一樣，它在正向偏壓時導通。不過，這種器件的一個特點是能夠在電磁波譜的可見光波段（即可見光）中發射能量。

驅動 LED 的主要問題是提供幾乎恒定的電流輸入。通常情況下，LED 是通過電池或微控制器等控制設備來驅動的。然而，這些設備都有各自的缺點，例如電池壽命短等。

一種可行的方法是使用交流直流電源驅動 LED。雖然使用變壓器的交流直流電源相當流行和廣泛，但對于驅動 LED 等負載的應用來說，其成本相當高，而且使用變壓器無法產生低電流信號。

考慮到所有這些因素，我們在此設計了一個從 230 伏交流電驅動 LED 的簡單電路。這是通過一個基于電容器的電源實現的。 這是一個低成本、高效率的電路，可以在家庭中使用。

230V LED 驅動器電路原理

230V LED 驅動器電路的基本原理是少變壓器供電。主要元件是 X 級交流電容器，它能將供電電流減小到合適的程度。這些電容器線對線連接，專為高壓交流電路而設計。

X 級電容器只降低電流，而交流電壓則可在電路的后期部分進行整流和調節。高壓低電流交流電通過橋式整流器整流為高壓直流電。高壓直流通過齊納二極管進一步整流為低壓直流。

最后，低電壓和低電流直流被輸送到 LED。

230 伏 LED 驅動器電路圖

所需元件

2.2μF 聚酯薄膜電容器（225J - 400V）

390KΩ 電阻器（1/4 瓦）

10Ω 電阻器（1/4 瓦）

橋式整流器 (W10M)

22KΩ 電阻器（5 瓦）

4.7μF / 400V 極化電容器

10KΩ 電阻器（1/4 瓦）

4.7V 齊納二極管 (1N4732A) (1/4 瓦)

47μF / 25V 極化電容器

5mm LED（紅色 - 擴散型）

如何設計 230V LED 驅動器電路？

首先，在電源線上連接一個 2.2μF / 400V X 額定電容器。選擇額定電壓高于電源電壓的電容器非常重要。在我們的案例中，電源電壓為交流 230V。因此，我們使用額定電壓為 400V 的電容器。

一個 390KΩ 電阻器與該電容器并聯，以便在電源關閉時對其放電。電源和橋式整流器之間連接了一個 10Ω 電阻器，起保險絲的作用。

電路的下一部分是全波橋式整流器。我們使用的是單芯片整流器 W10M。它能夠處理高達 1.5 安培的電流。橋式整流器的輸出使用 4.7μF / 400V 電容器進行濾波。

為了調節橋式整流器的直流輸出，我們使用了齊納二極管。為此，我們使用了一個 4.7V 的齊納二極管 (1N4732A)。在齊納二極管之前，我們連接了一個 22KΩ （5W）的串聯電阻，用于限制電流。

穩壓后的直流電經 47μF / 25V 電容器濾波后輸送給 LED。

230V LED 驅動器電路如何工作？

本項目構建了一個簡單的無變壓器 230V LED 驅動器電路。該項目的主要元件是 X 額定電容器、齊納二極管和限制齊納二極管電流的電阻器。讓我們來看看這個項目的工作原理。

首先，2.2μF X 額定電容器（225J - 400V）將限制來自主電源的交流電流。為了計算該電流，必須使用 X 額定電容器的電容電抗。

電容電抗的計算公式如下。

電容電抗

因此，對于 2.2μF 電容器，XC 的計算公式如下。

2.2 微法拉的電容性電抗

因此，根據歐姆定律，電容器允許的電流為 I = V/R。

因此，通過電容器的電流為 = 230/1447.59 = 0.158 安培 = 158 毫安。

這就是進入橋式整流器的總電流。現在，使用電容器對橋式整流器的輸出進行濾波。為電容器選擇適當的額定電壓非常重要。

橋式整流器的輸入電壓為 230 伏交流，即有效值電壓。但橋式整流器輸入端的最大電壓為

VMAX = VRMS x √2 = 230 x 1.414 = 325.26 V。

因此，需要使用額定電壓為 400V 的濾波電容器。整流直流電壓約為 305V。必須將其降至可用范圍內，以便點亮 LED。因此，項目中使用了齊納二極管。

為此使用了一個 4.7V 的齊納二極管。齊納二極管用作穩壓器有三個重要因素： 串聯電阻器、電阻器的額定功率和齊納二極管的額定功率。

首先是串聯電阻器。該電阻將限制流經齊納二極管的電流。在選擇串聯電阻時可使用以下公式。

齊納二極管串聯電阻

這里，VIN 是齊納二極管的輸入電壓，為 305V。

VZ 是齊納電壓（與負載電壓 VL 相同）= 4.7V。

IL 是負載電流，即通過 LED 的電流，為 5mA。

IZ 是通過齊納二極管的電流，為 10mA。

因此，串聯電阻器 RS 的值可計算如下。

串聯電阻器的值

現在是該電阻器的額定功率。串聯電阻器的額定功率非常重要，因為它決定了電阻器可以耗散的功率大小。要計算串聯電阻器 RS 的額定功率，可以使用下面的公式。

齊納電阻器的額定功率

最后是齊納二極管的額定功率。您可以使用以下公式計算齊納二極管的額定功率。

齊納二極管的額定功率

根據上述計算，我們選擇了額定功率為 5W 的 22KΩ 電阻串聯電阻和額定功率為 1W 的 4.7V 齊納二極管（實際上，四分之一瓦的齊納二極管就足夠了）。

經過整流和穩壓的限流電壓將提供給 LED。

優點

借助這個 230V LED 驅動器電路，我們可以直接從主電源驅動 LED。

本項目基于無變壓器電源。因此，最終構建的電路體積不會很大。

230V LED 驅動器電路的應用

該電路可用于家庭照明系統。

它可用作指示燈電路。

人們可以將此電路與門鈴固定在一起，以發出指示。

230V LED 驅動器電路的局限性

由于此處直接使用 230V 交流電源，因此該電路可能存在危險。

該電路最適合使用單相電源的家庭應用。 這是因為，在三相供電的情況下，如果任何一相不小心觸碰到輸入端子，都會造成相當大的危險。

電容器會在市電波動時產生尖峰。