LED臺燈設(shè)計原理及實現(xiàn)方案

LED照明以其高節(jié)能、長壽命、利環(huán)保的特點成為大家廣為關(guān)注的焦點。LED光源作為第四代新型節(jié)能光源,作為光源的白熾燈其發(fā)光效率只有百分之五，而LED光源的發(fā)光效率幾乎接近百分之九十。臺燈是家家戶戶都在使用的普通燈具，這幾年高亮度的LED光源因其制造技術(shù)突飛猛進(jìn)，而其生產(chǎn)成本又節(jié)節(jié)下降，如今臺燈得以使用LED光源作為高亮度、高效率而又省電、無碳排放的照明光源。

LED臺燈工作原理

遵循安全第一的民用電器的設(shè)計理念，LED光源是一種低電壓直流恒流源的發(fā)光器件，不能用100～220V的交流高壓電直接點亮，因此，LED臺燈方案的設(shè)計思路是，首先要將高壓的交流電變換成低壓的直流恒流源，才能點亮LED光源。使用最經(jīng)濟(jì)有效的方法降壓和進(jìn)行交直流變換是設(shè)計的首要考慮，當(dāng)今便攜式電子產(chǎn)品使用交流電源的交直流降壓變換器――適配器(Adapter)就成了既經(jīng)濟(jì)實惠、又現(xiàn)成、又好用的首選。適配器的輸出電壓要求穩(wěn)定在DC12V，輸出電流要根據(jù)LED的光源的功率來選擇，一般要給予30%的余量，以3×1W的白光LED光源為例，1W的白光LED的標(biāo)準(zhǔn)工作電流應(yīng)為350mA，因而3個LED光源串聯(lián)其電路需要的電流也是350mA，考慮到延長LED壽命和降低光衰，可以設(shè)計為300mA～330mA，不會明顯的影響LED發(fā)光的亮度，所以適配器的輸出電流應(yīng)選750mA～1A的。

一種簡潔實用的LED臺燈方案如圖1所示。AC220V經(jīng)由適配器在燈具外的安全降壓變換，向LED臺燈提供穩(wěn)定的12V直流電源，在臺燈底座殼內(nèi)安置恒流源電源板，將直流電壓變換成穩(wěn)定的直流恒流源，以滿足LED光源發(fā)光的技術(shù)要求。在直流恒流源前可加一電源開關(guān)，以便在臺燈不用時可關(guān)斷直流電源，但不能關(guān)斷220V交流電源，因此不用時應(yīng)從墻上取下適配器的電源插頭，這也是這個實用方案的唯一“缺點”。如不想采用機(jī)械開關(guān)，并想要一個更有創(chuàng)意的賣點，可選用電子觸摸開關(guān)，如手指輕點可實現(xiàn)臺燈的開->全亮、半暗、關(guān)；由于電子技術(shù)的快速進(jìn)步，電子觸摸開關(guān)如今已是一個低成本的器件。

LED光源工作原理

LED光源工作的主要參數(shù)是VF、IF，其它相關(guān)的是顏色/色溫/波長/亮度/發(fā)光角度/效率/功耗等。LED是一個PN結(jié)二極管，只有施加足夠的正向電壓才能傳導(dǎo)電流，VF正向電壓是為LED發(fā)光建立一個正常的工作狀態(tài)，IF正向電流是促使LED發(fā)光，發(fā)光亮度與流過的電流成正比例。白光LED VF標(biāo)稱電壓：3.4V±0.2V。LED光源在大批量生產(chǎn)時，每一批LED的VF具有一定的離散性，為了客戶使用時需要的一致性，LED出廠時必需按不同的VF分檔出售；客戶訂購時同一批燈具需用的LED光源必需選用同一檔次VF的或相鄰檔次的，否則會導(dǎo)致同一批生產(chǎn)的LED燈具亮度有差異；LED IF工作電流按應(yīng)用需要選用，不同的電流檔次不能混用。

LED光源驅(qū)動電路

LED光源的驅(qū)動電路就是把12V直流電壓變換成穩(wěn)定的恒流源，電路的設(shè)計本著刪繁就簡、節(jié)省成本的原則，應(yīng)該從能完成這個電路設(shè)計要求的眾多LED驅(qū)動芯片中選擇集成度高、性能較好、應(yīng)用電路簡單、價格較平的性價比有優(yōu)勢的芯片。因此選擇驅(qū)動電路外圍器件少的驅(qū)動芯片是生產(chǎn)成本的首要考量。