實用的電容降壓LED驅動電路講解分析-KIA MOS管

采用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路，由于其具有體積小﹑成本低﹑電流相對恒定等優點，也常應用于LED的驅動電路中。

圖一為一個實際的采用電容降壓的LED驅動電路﹕

請注意，大部分應用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管，建議連接上，因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管能在電壓突變瞬間(如雷電﹑大用電設備起動等 )有效地將突變電流泄放，從而保護二級關和其它晶體管，它們的響應時間一般在微毫秒級 。

電路工作原理

電容C1的作用為降壓和限流﹕大家都知道，電容的特性是通交流﹑隔直流，當電容連接于交流電路中時，其容抗計算公式為﹕

XC = 1/2πf C

式中，XC 表示電容的容抗﹑f 表示輸入交流電源的頻率﹑C 表示降壓電容的容量。

流過電容降壓電路的電流計算公式為﹕

I = U/XC

式中 I 表示流過電容的電流﹑U 表示電源電壓﹑XC 表示電容的容抗在220V﹑50Hz的交流電路中，當負載電壓遠遠小于220V時，電流與電容的關系式為﹕

I = 69C  

其中電容的單位為uF，電流的單位為mA

下表為在220V﹑50Hz的交流電路中，理論電流與實際測量電流的比較

電阻R1為泄放電阻，其作用為﹕當正弦波在最大峰值時刻被切斷時，電容C1上的殘存電荷無法釋放，會長久存在，在維修時如果人體接觸到C1的金屬部分，有強烈的觸電可能，而電阻R1的存在，能將殘存的電荷泄放掉，從而保證人﹑機安全。

泄放電阻的阻值與電容的大小有關，一般電容的容量越大，殘存的電荷就越多，泄放電阻就阻值就要選小些。經驗數據如下表，供設計時參考﹕

D1 ~ D4的作用是整流，其作用是將交流電整流為脈動直流電壓。

C2﹑C3的作用為濾波，其作用是將整流后的脈動直流電壓濾波成平穩直流電壓

壓敏電阻( 或瞬變電壓抑制晶體管 )的作用是將輸入電源中瞬間的脈沖高壓電壓對地泄放掉，從而保護LED不被瞬間高壓擊穿。

LED串聯的數量視其正向導通電壓( Vf )而定，在220V AC電路中，最多可以達到80個左右。

組件選擇﹕電容的耐壓一般要求大于輸入電源電壓的峰值，在220V,50Hz的交流電路中時，可以選擇耐壓為400伏以上的滌綸電容或紙介質電容。

D1~D4 可以選擇IN4007。濾波電容C2﹑C3的耐壓根據負載電壓而定，一般為負載電壓的1.2倍。

其電容容量視負載電流的大小而定。

下列電路圖為其它形式的電容降壓驅動電路，供設計時參考﹕

圖二

在圖二電路中，可控硅SCR及R3組成保護電路，當流過LED的電流大于設定值時，SCR導通一定的角度，從而對電路電流進行分流，使LED工作于恒流狀態，從而避免LED因瞬間高壓而損壞。

圖三

在圖三電路中，C1﹑R1﹑壓敏電阻﹑L1﹑R2組成電源初級濾波電路，能將輸入瞬間高壓濾除，C2﹑R2組成降壓電路，C3﹑C4﹑L2﹑及壓敏電阻組成整流后的濾波電路。此電路采用雙重濾波電路，能有效地保護LED不被瞬間高壓擊穿損壞。

圖四是一個最簡單的電容降壓應用電路，電路中利用兩只反并聯的LED對降壓后的交流電壓進行整流，可以廣泛應用于夜光燈﹑按鈕指示燈，要求不高的位置指示燈等場合。

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