230V LED驱动器

在这个项目中，我们设计了一个简单的 230V LED 驱动器电路，它可以直接从电源驱动 LED。

LED 是一种特殊的二极管，用作光电设备。与 PN 结二极管一样，它在正向偏压时导通。不过，这种器件的一个特点是能够在电磁波谱的可见光波段（即可见光）中发射能量。

驱动 LED 的主要问题是提供几乎恒定的电流输入。通常情况下，LED 是通过电池或微控制器等控制设备来驱动的。然而，这些设备都有各自的缺点，例如电池寿命短等。

一种可行的方法是使用交流直流电源驱动 LED。虽然使用变压器的交流直流电源相当流行和广泛，但对于驱动 LED 等负载的应用来说，其成本相当高，而且使用变压器无法产生低电流信号。

考虑到所有这些因素，我们在此设计了一个从 230 伏交流电驱动 LED 的简单电路。这是通过一个基于电容器的电源实现的。 这是一个低成本、高效率的电路，可以在家庭中使用。

230V LED 驱动器电路原理

230V LED 驱动器电路的基本原理是少变压器供电。主要元件是 X 级交流电容器，它能将供电电流减小到合适的程度。这些电容器线对线连接，专为高压交流电路而设计。

X 级电容器只降低电流，而交流电压则可在电路的后期部分进行整流和调节。高压低电流交流电通过桥式整流器整流为高压直流电。高压直流通过齐纳二极管进一步整流为低压直流。

最后，低电压和低电流直流被输送到 LED。

230 伏 LED 驱动器电路图

所需元件

2.2µF 聚酯薄膜电容器（225J - 400V）

390KΩ 电阻器（1/4 瓦）

10Ω 电阻器（1/4 瓦）

桥式整流器 (W10M)

22KΩ 电阻器（5 瓦）

4.7µF / 400V 极化电容器

10KΩ 电阻器（1/4 瓦）

4.7V 齐纳二极管 (1N4732A) (1/4 瓦)

47µF / 25V 极化电容器

5mm LED（红色 - 扩散型）

如何设计 230V LED 驱动器电路？

首先，在电源线上连接一个 2.2µF / 400V X 额定电容器。选择额定电压高于电源电压的电容器非常重要。在我们的案例中，电源电压为交流 230V。因此，我们使用额定电压为 400V 的电容器。

一个 390KΩ 电阻器与该电容器并联，以便在电源关闭时对其放电。电源和桥式整流器之间连接了一个 10Ω 电阻器，起保险丝的作用。

电路的下一部分是全波桥式整流器。我们使用的是单芯片整流器 W10M。它能够处理高达 1.5 安培的电流。桥式整流器的输出使用 4.7µF / 400V 电容器进行滤波。

为了调节桥式整流器的直流输出，我们使用了齐纳二极管。为此，我们使用了一个 4.7V 的齐纳二极管 (1N4732A)。在齐纳二极管之前，我们连接了一个 22KΩ （5W）的串联电阻，用于限制电流。

稳压后的直流电经 47µF / 25V 电容器滤波后输送给 LED。

230V LED 驱动器电路如何工作？

本项目构建了一个简单的无变压器 230V LED 驱动器电路。该项目的主要元件是 X 额定电容器、齐纳二极管和限制齐纳二极管电流的电阻器。让我们来看看这个项目的工作原理。

首先，2.2µF X 额定电容器（225J - 400V）将限制来自主电源的交流电流。为了计算该电流，必须使用 X 额定电容器的电容电抗。

电容电抗的计算公式如下。

电容电抗

因此，对于 2.2µF 电容器，XC 的计算公式如下。

2.2 微法拉的电容性电抗

因此，根据欧姆定律，电容器允许的电流为 I = V/R。

因此，通过电容器的电流为 = 230/1447.59 = 0.158 安培 = 158 毫安。

这就是进入桥式整流器的总电流。现在，使用电容器对桥式整流器的输出进行滤波。为电容器选择适当的额定电压非常重要。

桥式整流器的输入电压为 230 伏交流，即有效值电压。但桥式整流器输入端的最大电压为

VMAX = VRMS x √2 = 230 x 1.414 = 325.26 V。

因此，需要使用额定电压为 400V 的滤波电容器。整流直流电压约为 305V。必须将其降至可用范围内，以便点亮 LED。因此，项目中使用了齐纳二极管。

为此使用了一个 4.7V 的齐纳二极管。齐纳二极管用作稳压器有三个重要因素： 串联电阻器、电阻器的额定功率和齐纳二极管的额定功率。

首先是串联电阻器。该电阻将限制流经齐纳二极管的电流。在选择串联电阻时可使用以下公式。

齐纳二极管串联电阻

这里，VIN 是齐纳二极管的输入电压，为 305V。

VZ 是齐纳电压（与负载电压 VL 相同）= 4.7V。

IL 是负载电流，即通过 LED 的电流，为 5mA。

IZ 是通过齐纳二极管的电流，为 10mA。

因此，串联电阻器 RS 的值可计算如下。

串联电阻器的值

现在是该电阻器的额定功率。串联电阻器的额定功率非常重要，因为它决定了电阻器可以耗散的功率大小。要计算串联电阻器 RS 的额定功率，可以使用下面的公式。

齐纳电阻器的额定功率

最后是齐纳二极管的额定功率。您可以使用以下公式计算齐纳二极管的额定功率。

齐纳二极管的额定功率

根据上述计算，我们选择了额定功率为 5W 的 22KΩ 电阻串联电阻和额定功率为 1W 的 4.7V 齐纳二极管（实际上，四分之一瓦的齐纳二极管就足够了）。

经过整流和稳压的限流电压将提供给 LED。

优点

借助这个 230V LED 驱动器电路，我们可以直接从主电源驱动 LED。

本项目基于无变压器电源。因此，最终构建的电路体积不会很大。

230V LED 驱动器电路的应用

该电路可用于家庭照明系统。

它可用作指示灯电路。

人们可以将此电路与门铃固定在一起，以发出指示。

230V LED 驱动器电路的局限性

由于此处直接使用 230V 交流电源，因此该电路可能存在危险。

该电路最适合使用单相电源的家庭应用。 这是因为，在三相供电的情况下，如果任何一相不小心触碰到输入端子，都会造成相当大的危险。

电容器会在市电波动时产生尖峰。