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电容降压式LED驱动器
用一个电压源通过串接一个电阻与LED相连，是让LED工作的最简单的方式。只要工作电压(VB)保持恒定，LED就可以发出恒定强度的光(尽管随着环境温度的升高光强会减小〉。通过改变串联电阻的阻值能够将光强调节至所需要的强度。
设计LED驱动电源时，要知道LED的电流、电压特性。由于LED的生产厂家及LED的规格不同，其电流、电压特性均有差异。现以LED典型规格为例，按照LED的电流、电压变化规律，一般正向电压为3.0r--..-3.6Y，典型电压值为3.3Y，电流值为20mA，当加在LED两端的正向电压超过 3.6Y后，正向电压很小的增加都会导致LED的正向电流成倍增长，使LED发光体的温度上升过快，从而加速LED光衰减，使LED的寿命缩短，严重时甚至烧坏LED。
现在很多厂家生产的LED灯类产品(比如护栏灯、灯杯、投射灯)都采用阻容降压方式，然后加上一个稳压二极管稳压，向LED供电。这种驱动LED的方式存在极大的缺陷，首先效率低，在降压电阻上消耗大量的电能，甚至有可能超过LED所消耗的电能，且无法提供大电流驱动，因为电流越大，消耗在降压电阻上的电能就越多，所以很多产品中的LED不采用并联方式，而采用串联方式以减小电流。其次，稳定电压的能力极差，无法保证通过LED的电流不超过其正常工作要求。设计时可通过降低LED两端的电压来供电驱动，但这样是以降低LED的亮度为代价的。采用阻容降压方式驱动LED时，LED的亮度不能稳定，当供电电源电压较低时，LED的亮度变暗:供电电源电压较高时， LED的亮度变亮。以阻容降压方式驱动LED的最大优势是成本低。
电容降压电路属于一种常见的小电流电源电路，由于其具有体积小、成本低、电流相对恒定等优点，常应用于LED的驱动电路中。
1.最简单的电容降压电路
如图3-12所示，电路中利用两只反向并联的LED对降压后的交流电进行整流。该电路广泛应用在夜光灯、按钮指示灯及一些要求不高的位置指示灯等场合。
图3-12最简单LED的电容降压电路
2.采用压敏电阻的电容降压LED驱动电路
图3-13所示为一个实用的采用电容降压的LED驱动电路，该电路与目前大部分应用电路的不同之处在于连接有压敏电阻(也可以是瞬变电压抑制二极管)，压敏电阻(或瞬变电压抑制二极管)能在电压突变的瞬间(如雷电、大用电设备启动等)有效地将突变电流泄放，从而保护LED和其他晶体管。瞬变电压抑制器的响应时间一般为纳秒级。
图3-13电容降压的LED电路
在图3-13中，电容C1的作用是降压和限流;VDlr--..-VD4的作用是整流，用于将交流电整流为脉动直流电压，VDlr--..-VD4可选择 1N4007系列的整流二极管。C2、C3的作用为滤波，用于将整流后的脉动直流电压滤波成平稳的直流电压。C2、C3的耐压应根据负载电压而定，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。压敏电阻Rv(或瞬变电压抑制二极管)的作用是将输入电源中瞬间的脉冲高压对地泄放掉，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(吟)而定，在220V交流电路中最多可以达到80个左右。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，可以选择耐压为400V以上的涤纶电容或纸介质电容。
3.采用可控硅的电容降压LED驱动电路
图3-14所示为采用可控硅的电容降压驱动电路。在该电路中，可控硅SCR和民组成保护电路，当流过LED的电流大于设定值时，SCR导通一定的角度，从而对电路中的电流进行分流，使LED工作于恒流状态，从而避免LED因瞬间高压而损坏。
图3-14采用可控硅的电容降压LED驱动电路
4.具有滤波单元的电容驱动电路
在图3-15所示电路中，C1、RJ、RVI、LJ和R2组成第一级电源滤波电路，用于将输入的瞬间高压滤除;C2、民组成降压电路; C3、C4、L2及RV2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3-15具有滤波单元的电容驱动电路
市场上出现一种廉价的LED手电筒，这种手电前端为5～8个高亮度发光管，使用1～2节电池。由于使用超高亮度发光管的原因，发光效率很高，工作电流比较小，实测使用一节五号电池5头电筒， 电流只有100 mA左右。非常省电。如果使用大容量充电电池，可以连续使用十几个小时，笔者就买了一个。从前端拆开后，根据实物绘制了电路图，如图1所示。
图1 LED手电驱动电路原理图
工作原理：
接通电源后，VT1因R1接负极，而c1两端电压不能突变。VT1(b)极电位低于e极，VT1导通，VT2(b)极有电流流入，VT2也导通，电流从电源正极经L、VT2(c)极到e极，流回电源负极，电源对L充电，L储存能量，L上的自感电动势为左正右负。经c1的反馈作用，VT1基极电位比发射极电位更低，VT1进入深度饱和状态，同时VT2也进入深度饱和状态，即Ib>Ic/β(β为放大倍数)。随着电源对c1的充电，C1两端电压逐渐升高，即VTI(b)极电位逐渐上升，Ib1逐渐减小， 当Ib1<=Ic1/β时，VT1退出饱和区，VT2也退出饱和区，对L的充电电流减小。此时．L上的自感电动势变为左负右正，经c1反馈作用。VT1基极电位进一步上升，VT1迅速截止，VT2也截止，L上储存的能量释放，发光管上的电源电压加到L上产生了自感电动势，达到升压的目的。此电压足以使LED发光。
一般的小手电筒通常存在的问题是电池寿命太短。据统计，普通的手电筒耗电量大约在为2瓦。如图所示的LED手电筒所消耗的电量仅仅只有24mW，4节5号碱性电池可提供超过80次的服务（这意味着，可持续使用1个月）尽管这个手电筒的亮度很有限， 但用于普通行路时照明用是足够的了。 LED手电筒的核心是一个7555时基集成电路（不能使用普通的555）。一个白色的发光二极管（如果你找不到，只能用别的颜色代替）工作时发出的亮度大约为400mcd，这样当聚焦时，可照亮30米远的物体。 聚焦的办法是在LED的前面安装一个短焦距的聚焦透镜。 如果希望使用其他的电压值，电阻R3的值必须修改：9V - 470欧 12V - 560欧  |
