這款用高亮度發(fā)光二極管制作的樓道燈,它白天關(guān)閉,,天黑后自動(dòng)點(diǎn)亮,。一年的耗電量不超過(guò)2度,使用壽命可達(dá)10年,。
電路工作原理
樓道燈的電路如下圖所示,。電路由電容降壓電路、整流電路,、LED發(fā)光電路和光電控制電路等部分組成,。
220V交流電經(jīng)電容C1、R1降壓限流后在A,、B兩點(diǎn)的交流電壓約為15V,由VD1~VD4.進(jìn)行整流,,在C2上得到約14V的直流電壓作為高亮度發(fā)光二極管VD5~VD8的工作電壓,,發(fā)光二極管的工作電流約為14mA。由于電容C1不消耗有功功率,泄放電阻消耗的功率可忽略不計(jì),,因此整個(gè)電路的功耗約為15×0.014≈0-2(W),。
為了進(jìn)一步節(jié)省電能和延長(zhǎng)高亮度發(fā)光二極管的使用壽命,電路中加入了由光敏電阻R2,、電阻R3和三極管VT1等組成的光電控制電路,,在夜晚光敏電阻R2的阻值可達(dá)100K以上,這時(shí)C2兩端的電壓經(jīng)R2,、R3分壓后提供給VT1基極的直流偏置電壓很小,,VT1截止,對(duì)發(fā)光二極管的工作沒(méi)有任何影響,;白天時(shí),,由于光電效應(yīng)的作用,R2的阻值可減小到1OK以下,,這時(shí)VT1導(dǎo)通并接近飽和,,由于通過(guò)C1的電流最大只能達(dá)到15mA,由于VTl的分流,,C2上的電壓可下降到4V以下,。
因?yàn)槊總€(gè)發(fā)光二極管的工作電壓要達(dá)到3V以上才能開(kāi)始工作,四個(gè)串聯(lián)就要達(dá)到12V以上,,所以這時(shí)發(fā)光二極管不能正常發(fā)光,。
那么,在VT1分流“短路”后,,為什么電路的功耗反而變小呢?這是因?yàn)殡娙萁祲旱碾娐吩谳敵鲭妷翰惶叩那闆r下基本上可看作一個(gè)恒流源,,其功耗與負(fù)載電阻成正比,在VT1分流使C2上的電壓下降后,,相當(dāng)于負(fù)載電阻減小,,所以功耗就下降了。以A,、B兩端的交流電壓下降到5V為例,,假設(shè)C2上通過(guò)的交流電流達(dá)到15mA,這時(shí)電路的功耗約為5×0.015≈0.08(W),。因此以每天夜里平均點(diǎn)亮12小時(shí)為例,,一年的用電量為:(0.2×12+0.08×12)×365≈1.2(kWh),即1.2度電,。
元器件選擇和安裝
下圖中C1使用0.22μ 250VAC的金屬化聚酯薄膜電容器,。R2使用CDS光敏電阻,型號(hào)為GL4516,,其亮電阻(10Lux)為5~1OKΩ,,暗電阻為0.6MΩ,,也可以使用其它型號(hào)的CDS光敏電阻,當(dāng)參數(shù)有差異時(shí)只要適當(dāng)調(diào)整R3的阻值即可,。VD5~VD8用額定工作電流為20mA的高亮度白光發(fā)光二極管,。其它元器件參數(shù)見(jiàn)下圖中所示。
樓道燈可使用舊的節(jié)能燈改制裝配,。把原來(lái)的燈管去掉,,留下的孔正好作為發(fā)光二極管的出孔,由于出孔比較大,,可用硬紙板在對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管的位置開(kāi)四個(gè)小孔作襯底,。裝配時(shí)不用重新制作電路板,可用原來(lái)的電路板進(jìn)行裝配,,留下4只整流二極管,,把原來(lái)400V的電解電容拆下?lián)Q成100 μ 25V的電解電容,拆除電路板上的多余元器件,,把樓道燈上的其它元器件利用原來(lái)的焊點(diǎn)進(jìn)行搭焊,。在圓型外殼的上部開(kāi)一個(gè)孔作為光敏電阻的透光孔,便于外界的光線照射在光敏電阻上,。
安裝好后接通電源,,在室內(nèi)正常光線下,若擋住光敏電阻的透光孔燈即點(diǎn)亮,,拿開(kāi)后燈即熄滅,,說(shuō)明燈的工作狀態(tài)是正常的。最后把燈安裝在所使用的樓道內(nèi),,如果出現(xiàn)了白天光線稍暗時(shí)燈即點(diǎn)亮了,,可適當(dāng)增加R3的阻值;反之,,如果到了晚上光線較暗時(shí)燈還不能點(diǎn)亮,,可適當(dāng)減小、R3的阻值,。正常情況下是不需要進(jìn)行調(diào)試的,。點(diǎn)亮后的樓道燈。
注:由于整個(gè)電路是直接接在220V交流電源上的,,因此制作和調(diào)試時(shí)要注意安全,。