为了提高可靠性、发光均匀性,提出了交叉阵列连接方式,图1 为LED 交叉阵列连接方式图。
从图中可以看出当其中个别LED 短路或断路,也不会引起整个灯组熄灭。这种交叉阵列连接方式具有线路简单,亮度稳定,可靠性高,对驱动要求较低等特点。
2 小功率LED 驱动电路设计
2.1 电容降压电路
LED 采用交流市电供电时,必须经过AC/DC以及DC/DC 转换将高电压的交流电转换为低压直流电,目前降压电路主要有工频变压器线性降压电路,高频开关电路,基于IC 的降压电路,电容降压电路等几类。考虑到驱动电源的体积与成本,本文采用电容式降压电路。图2 为电容降压电路:
图2 中无极性降压电容C1 的充放电电流为IC=2πfCU0 (U0 为交流电压,f 为交流频率),降压电容C1 向负载提供的电流I0 实际上就是流过C1的充放电电流IC。当负载电流小于的充放电电流时 ,多余的电流就会流过滤波电容C2。若U0=220 V,f=50 Hz 则IC=69C(IC 的单位为mA,C 的单位为μF)。为了能够保证降压电容安全可靠工作,其耐压值应大于2 倍市电电压,因此降压电容宜选用耐压值630 V 的独石电容。R1 为1 MΩ 放电电阻,当电路断电C1 通过R1 快速放电,D1—D4 为IN4007组成的全波整流桥。为了获得较好的滤波效果,选择的滤波电容的容量应满足RLC=(3~5)T/2(RL 为负载电阻,T 为0.02 s),耐压值应大于1.1 2 U0(U0为电容降压电路输出电压)。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大,一般其体积也随之增大,在考虑电路板面积的情况下,应尽量选择大容量的滤波电容。
2.2 市电供电的小功率LED 驱动电路
基于恒流二极管的市电供电小功率LED 驱动电路如图3 所示:
图中D5,D6 为恒流二极管,本设计采用的恒流二极管为贵州博越公司的2DHL 系列。2DHL 系列恒电流二极管是一种硅材料制造的基础电子器件。
从图可以看出电路在100 ms 时进入稳定状态 ,稳定后其输出电压为25V 输出电流恒定为60 mA。基本验证了基于恒流二极管的小功率LED 驱动电路的可行性。