关于led的各层次知识原理介绍

电容降压工作原理简介0
电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W 的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因<BR>此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角。<BR>采用电容降压时应注意以下几点:<BR>1根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。<BR>2限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。<BR>3电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。<BR>4电容降压不适合动
态负载条件。<BR>5同样,电容降压不适合容性和感性负载。<BR>6当需要直流工作时,尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流。而且要满足恒定负载的条件。<BR><BR>以上是电容降压工作原理的简单介绍。前些日子我曾再次提出一个问题,就是只用电阻和电容可以组成什么电路,进一步讲只用一个电阻和一个电容可以组成什么电路。此篇可以是一个回答,有兴趣的可以再想一想还能组成什么电路。其实电阻、电容和电感作为电子电路的基本元件,熟知它们的特性并灵活地应用它们是非常重要的。
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电容降压式电源
智能鞋柜将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波,当受体积和成本等因素的限制时,最简单实用的方法就是采用电容降压式电源。
一、电路原理
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电容降压式简易电源的基本电路如图1,C1为降压电容器,D2为半波整流二极管,D1在市电的负半周时给C1提供放电回路,D3是稳压二极管,R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。当需要向负载提供较大的电流时,可采用图3所示的桥式整流电路。
整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏,并且会随负载电流的变化发生很大的波动,这是因为此类电源内阻很大的缘故所致,故不适合大电流供电的应用场合。
二、器件选择
1.电路设计时,应先测定负载电流的准确值,然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io,实际上是流过C1的充放电电流Ic。C1容量越大,容抗Xc越小,则流经C1的充、放电电流越大。当负载电流Io小于C1的充放电电流时,多余的电流就会流过稳压管,若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁.
2.为保证C1可靠工作,其耐压选择应大于两倍的电源电压。
3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。
三、设计举例
图2中,已知C1为0.33μF,交流输入为220V/50Hz,求电路能供给负载的最大电流。C1在电路中的容抗Xc为:
Xc=1/(2πf C)=1/(2*3.14*50*0.33*10-6)=9.65K
流过电容器C1的充电电流(Ic)为:
Ic=U/Xc=220/9.65=22mA。
通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为:C=14.5I,其中C的容量单位是μF,Io的单位是A。
电容降压式电源是一种非隔离电源,在应用上要特别注意隔离,防止触电。
电容降压的工作原理
电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz 的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被
烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为
5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角。
这一类的电路通常用于低成本取得非隔离的小电流电源。它的输出电压通常可在几伏到三几十伏,取决于所使用的齐纳稳压管。所能提供的电流大小正比于限流电容容量。采用半波整流时,每微法电容可得到电流(平均值)为:(国际标准单位)
I(AV)=0.44*V/Zc=0.44*220*2*Pi*f*C
=0.44*220*2*3.14*50*C=30000C
=30000*0.000001=0.03A=30mA
如果采用全波整流可得到双倍的电流(平均值)为:
I(AV)=0.89*V/Zc=0.89*220*2*Pi*f*C
=0.89*220*2*3.14*50*C=60000C
=60000*0.000001=0.06A=60mA
苜蓿根一般地,此类电路全波整流虽电流稍大,但是因为浮地,稳定性和安全性要比半波整流型更差,所以用的更少。
路轨两用消防车采用电容降压时应注意以下几点:
1、未和220V交流高压隔离,请注意安全,严防触电!
2、限流电容须接于火线,耐压要足够大(大于400V),并加串防浪涌冲击兼保险电阻和并放电电阻。
3、注意齐纳管功耗,严禁齐纳管断开运行。
4、根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。
5、限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。
6、电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。
7、电容降压不适合动态负载条件。
8、同样,电容降压不适合容性和感性负载。
9、当需要直流工作时,尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流。而且要满足恒定负载的条件。
从九个方面选择LED(相关资料请查阅)光源
随着一哄而上的市场,作为消费者,选用LED(相关资料请查阅)依然要冷静,科学地分析,选用性价比最好的光源和灯具,下面介绍几种LED(相关资料请查阅)的基本性能:
1、亮度LED(相关资料请查阅)的亮度不同,价格不同。用于LED(相关资料请查阅)灯具的LED(相关资料请查阅)应符合雷射
等级Ⅰ类标准。午睡宝
2、抗静电能力抗静电能力强的LED(相关资料请查阅),寿命长,因而价格高。通
常抗静电大于700V的LED(相关资料请查阅)才能用于LED(相关资料请查阅)灯饰。
3、波长波长一致的LED(相关资料请查阅),颜一致,如要求颜一致,则价格高。没有LED(相关资料请查阅)分光分仪的生产商很难生产彩纯正的产品。
4、漏电电流LED(相关资料请查阅)是单向导电的发光体,如果有反向电流,则称为漏电,漏电电流大的LED(相关资料请查阅),寿命短,价格低。
5、发光角度用途不同的LED(相关资料请查阅)其发光角度不一样。特殊的发光角度,价格较高。如全漫射角,价格较高。
6、寿命不同品质的关键是寿命,寿命由光衰决定。光衰小、寿命长,寿命长,价格高。
7、晶片LED(相关资料请查阅)的发光体为晶片,不同的晶片,价格差异很大。日本、美国的晶片较贵,一般台湾及国产的晶片价格低于日、美。
8、晶片大小晶片的大小以边长表示,大晶片LED(相关资料请查阅)的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。
9、胶体普通的LED(相关资料请查阅)的胶体一般为环氧树脂,加有抗紫外线及防火剂的LED(相关资料请查阅)价格较贵,高品质的户外LED(相关资料请查阅)灯饰应抗紫外线及防火。每一种产品都会有不同的设计,不同的设计适用于不同的用途,LED(相关资料请查阅)灯饰的可靠性设计方面包含:电气安全、防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。从电气安全角度看,应符合相关的国际、国家标准。
由于LED(相关资料请查阅)是新产品,中国国家标准滞后,但国家提供产品合格测试。具有国际安全认证(如GS、CE、UL等)及国家产品质量合格证的LED(相关资料请查阅)灯饰价格要高,因为这些产品在安全设计上是可靠的。消费者注意的是要认真鉴别证书的真伪,现在有国际安全认证及国家产品合格证的厂家并不多。从健康方面,采用无毒材料设计的产品价格要高,特别是室内LED(相关资料请查阅)灯饰,千万别贪便宜选用有异味的LED(相关资料请查阅)灯饰,目前仅少数几家LED(相关资料请查阅)厂家是用无毒材料生产,辨别的方法可以直接用鼻子分别,有臭味的产品比无臭味的价格更低很多。类似铅、汞、镉等毒素需专业人员分析。从适用环境安全看,有可靠的防尘防潮设计,材料防火、防紫外线、防低温开裂的LED(相关资料请查阅)产品的价格高。
LCD(相关资料请查阅LED(相关资料请查阅).)背光用白光LED(相关
资料请查阅)驱动解决方案
LCD(相关资料请查阅LED(相关资料请查阅).)目前较常采用CCFL作为背光光源,但因CCFL背光驱动线路复杂,要求驱动电压高及演性能力等因素,再加上背光的光源是系统中耗电量最大的部分,所以在功率限制日趋严苛的情况下,目前已逐渐被产业讨论将使用LED(相关资料请查阅)作为代替。
为满足节能及环保的需求,针对不同应用与不同的功耗范围,全球许多政府及能源机构的各种新的能耗标准也纷纷出炉。同时,更加严格的规范也在制定中。降低能耗成为一项无法回避的重要议题,所以对电源管理也提出了更高的要求。
LED(相关资料请查阅)控制正向电流方案
LED(相关资料请查阅)是由电流驱动的器件,其亮度与正向电流呈比例关系。有两种方法可以控制正向电流。第一种方法是采用LED(相关资料请查阅)V-I曲线,一般利用一个电压电源和一个整流电阻器,来确定产生预期正向电流所需要向LED(相关资料请查阅)提供的电压。但这种方法有一些缺点,如LED(相关资料请查阅)正向电压的任何变化都会导致LED(相关资料请查阅)电流的变化。
假设固定电压为3.6V、电流为20mA,当电压变为4.0V时,温度或制造变化会引起的特定压变,那么电流将可能降低到14mA。所以正向电压出现较大变化时,会导致更大的正向电流变化,另外,压降和功耗也都会浪费功率和降低电池使用寿命。第二种方法是利用固定电流来驱动LED(相关资料请查阅)。固定电流可消除正向电压变化所导致的电流变化,因此,可产生固定的LED(相关资料请查阅)亮度。利用固定电流只需要调整通过电流检测电阻器的电压,而不用调整电源的输出电压。
电源电压和电流检测电阻值决定了LED(相关资料请查阅)电流,在驱动多个LED(相关资料请查阅)时,只需串联就可以在每个LED(相关资料请查阅)中达到固定电流。而在驱动并联LED(相关资料请查阅)时,必须在每个LED(相关资料请查阅)串中放置一个整流电阻,但这样将会导致效率降低和电流失配。
由于便携式应用中,电池的使用寿命是整体应用关键。所以LED(相关资料请查阅)驱动器必须达到高效性。不过,LED(相关资料请查阅)驱动器的效率测量与典型电源的效率测量是有些不同。典型电源效率测量的定义,是输出功率除以输入功率。而对于LED(相关资料请查阅)驱动器来说,输出功率并非是相关参数,反而预期LED(相关资料请查阅)亮度所需要的输入功率值才是重点。在这点可以利用LED(相关资料请查阅le
)功率除以输入功率来得到答案。
过压保护
在固定电流模式中,LED(相关资料请查阅)驱动组件必须提供过压保护功能。无论负载是多少,都可产生固定电流。但如果负载电阻增大,相对的电源的输出电压也必须随之增加。当电源检测到过大的负载电阻,或负载断开的话,那么输出电压可能会超出IC,或其它组件的最大使用电压范围。因此,在驱动器里就必须提供过压保护。例如:可以利用将Zener二极管与LED(相关资料请查阅)并联,这样的方式可将输出电压限制在Zener二极管击穿电压和电源内。当出现过压时,输出电压会提高到Zener二极管击穿点,并通过Zener二极管,然后再到接地的电流检测电阻器,所以在Zener 二极管与LED(相关资料请查阅)并联下,可以稳当地提供输出电流。
另外,也可以利用监控输出电压,在达到过压前关闭电源。当过压的情况出现时,LED(相关资料请查阅)驱动器可以降低功耗,并延长电池使用寿命。
电子票据系统PWM调光
许多便携式LCD(相关资料请查阅LED(相关资料请查阅).)背光应用
都需要有限度地调节亮度。在这一部份可以采用两种调光方式,就是模拟或PWM的方法。采用模拟调光,就像大家所熟悉的,在LED(相关资料请查阅)上增加50%的电流,这样就可以提高50%的亮度。但这种方法是有缺点的,那就是会出现LED(相关资料请查阅)颜偏移,并需要采用

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