【参赛】DIY节能灯镇流器驱动的LED照明灯

yuying

    LED寿命长，但用它做成的LED照明灯寿命却不长，十有八九是驱动电源烧了，LED却是好的。
    而节能灯则相反：灯管坏了，镇流器往往还是好的。
    两者拼起来，DIY一个新的灯，物尽其用，又学到了照明电源知识，很有意义。
    我手头有一个9W3U节能灯镇流器，有3个1WLED，串联安装在一个散热灯杯中。
    DIY过程如下：
    1.在LED引出端反向并联一个整流二极管保护LED的反向。这一步不是必须的，但我认为对于DIY是必要的，
除非你自信永远不会接错LED极性。

    2.节能灯镇流器半桥两个三极管ce间各反向并联阻尼二极管1N4007。目的是在三极管由导通转截止时继续
为电感中电流提供通路，避免另一三极管反向导通过热损坏。

    3.节能灯镇流器磁环变压器两个次级的圈数由3圈改为1圈。目的是提高频率，增大电感的感抗，减小电流
，抵消因短路灯管引起的阻抗降低电流增大。

    4.卸下节能灯镇流电感，用0.27漆包线穿绕30圈作为次级，镇流电感就改成了变压器，装回原位置。
    5.节能灯镇流电感和隔直电容原接灯管端直接短接，拆掉启动电容，腾出位置安装次级整流二极管和滤波
电容。
    6.节能灯镇流器滤波电容端与LED引出端按极性连接，再将两者外壳连成一体。


    实测数据：
    输入：
    电流11.9mA
    由于输入交流电流是尖脉冲，脉冲持续时间的平均输入电压值近似等于桥式整流后的直流电压303V
    功率303*0.0119=3.6W
    输出：
    LED串电压10.5V
    LED电流260mA
    功率10.5*0.26=2.7W
    效率2.7/3.6=75%

dianzig

想法不错, 镇流电感改成了变压器, 两者外壳连成一体, 巧妙, 两者结合, 发挥优势

SXWE

学习班

yuying

xiaoduan 发表于 2012-11-23 20:38
做得不错，赞一个！我也一直有这种想法，把废弃节能灯电路板改成LED驱动，不过我的想法是做成350mA的大功率 ...

“1、若需要提高振荡频率，变压器线圈匝数不用变动：因为原接灯管的位置被短路后，变压器初级线圈两端的电压增高，电感电流上升斜率增大，但是饱和磁通不变，所以晶体管退出饱和的时间点提前，半桥两个晶体管交替开关的频率增高。”
这个说法正确，但频率提高不多。

“2、若确实需要提高振荡频率，从理论上讲，与变压器次级两个线圈匝数关系不大，应该减少初级匝数。”
这个说法有问题，请看我的计算：http://bbs.dianyuan.com/topic/712092
用示波器观测，次级1圈时频率约60KHz，3圈时约30KHz

“3、振荡频率（晶体管开关频率）增高后，由于晶体管开关损耗增大，易损坏，所以最好将晶体管的工作状态调整到和接灯管时差不多，方法是降低高压滤波电容两端的电压，办法是将220V全桥整流改成半波整流，且在整流回路串联电阻。”
据我的实验，由于磁环变压器能保证足够的死区时间，高频晶体管开关损耗主要与电流有关，在100KHz以下与频率关系不大。所以频率高了，电流减小，晶体管开关损耗反而小了。
空载时实测：
60KHz时输入电流3mA，输入功率即损耗功率=303*0.003=0.9W，与主帖数据3.6-2.7=0.9W相符
30KHz时输入电流8mA，输入功率即损耗功率=303*0.008=2.4W
频率降到1/2，输入电流超过2倍很多，印证了频率越低电流越大越接近磁饱和导致电流更大，反之频率越高电流越小越远离磁饱和导致电流更小。所以成倍提高频率是必须的。
整流回路串联电阻会降低效率，不可取。

“4、原输出电感改成变压器后，次级应该用4个二极管的全桥整流或者2个二极管的次级带抽头的全波整流电路，这样才能磁平衡。”
输出变压器初级回路有隔直电容，没有直流成分，两个晶体管电流是平衡的，这就够了，镇流电感改成的变压器由于有气隙能够应付次级电流的不平衡。
穿绕次级带抽头空间不够。
由于次级电压低电流大，二极管的损耗对效率有较大影响，用4个二极管损耗大约是1个二极管的2倍。

“5、这样改成电子变压器后，特性是“硬”的，所以次级负载白光LED回路最好串联电阻，否则假若市电电压升高，次级输出电压也升高，哼哼……”
这样改成电子变压器后，由于镇流电感有气隙，漏感很大，特性不是“硬”的，而且频率愈高，漏感抗愈大，这也是要大幅度提高频率的原因。
空载时实测输出电压15V，漏感电压降=(15*15-10.5*10.5)0.5=10.7V>LED串电压

顺便提一下，1WLED额定电流350mA这个数值是有问题的。因为其电压是3.5V，3.5*0.35=1.225W超过1W太多，我以
1/3.5=0.29A为基准，再考虑10%的裕量，定为260mA较为合适，有利于减轻光衰。

迁安一员

yuying 发表于 2012-11-24 21:34
“1、若需要提高振荡频率，变压器线圈匝数不用变动：因为原接灯管的位置被短路后，变压器初级线圈两端的 ...

高手！看了你的文章学了很多知识。

mirage888

学了很多知识。

不老神鸡

好思路,学习了.

nzkp

不知有没有成熟的改动电路

3741399

yuying 发表于 2012-11-24 21:34
“1、若需要提高振荡频率，变压器线圈匝数不用变动：因为原接灯管的位置被短路后，变压器初级线圈两端的 ...

请问如何搞定恒流问题呢？

yuying

3741399 发表于 2012-12-5 17:07
请问如何搞定恒流问题呢？

恒流只是芯片制造商的噱头。
LED本身并不存在什么特定的恒流值：电流大，亮度高，寿命短；电流小，亮度低，寿命长。根据实际需要取折衷值。
所以，LED与节能灯一样，只要求电源内阻足够大，电流不超过额定值即可。
继续5楼的计算：
LED电源内阻抗=漏感感抗=10.7/0.26=41欧
如果交流电源电压由220V升至260V，
漏感电压降(15*260/220*15*260/220-10.5*10.5)0.5=14.283
输出电流14.283/41=0.348A<额定值0.35A
这样的设计就是合用的。
LED和任何电器一样，有一个适合长期工作的电流，也有一个更大的能够短时间承受的电流。
只有这两个电流差距很小时，也就是略一过载就会烧坏的电器，恒流才是必需的。
LED这两个电流差距很大，厂商之所以搞什么恒流精度小于5%，只是因为
1.LED电源技术含量不高，一个芯片即可搞定，而芯片恒流精度做到5%或50%成本没有差别;
2.恒流精度高了，可以增大长期工作电流，提高亮度或减少灯珠而不至于烧坏，由此引起的光衰反正销售时看不出来。

LYL11407

高水平的讨论！学习了！

清风高节

学习学习。谢谢楼上各位。。

3741399

yuying 发表于 2012-12-5 21:52
恒流只是芯片制造商的噱头。
LED本身并不存在什么特定的恒流值：电流大，亮度高，寿命短；电流小，亮度 ...

我倒不觉得它是噱头，没有恒流的话，器件发热的时候，工作电流就会逐渐变大。