用18W廢棄熒光臺燈改裝成一盞LED臺燈,用于篩選LED燈珠的壓降差異。該制作稍加改動,還可用作夜間照明的簡單調光,使之更加省電節能。
一、改裝方法
1、制作電壓差異篩選器
首先,找一塊250mm×60mm的硬紙板,按原熒光燈管的面積大小,在上面畫出間隔為10mm×10mm的80個燈位“記號”的分布點。然后將其墊在軟玻璃(即超市出入口擋風用的那種門簾)下面,把大號注射針頭在點燃的蠟燭上加熱后對準每個“記號”戳兩個通孔,就可以把80只超高亮05mm白色LED單帽燈臨時串聯措接焊好(注意:要便于拆下),等待篩選。
2、制作電源部分
打開原臺燈座后蓋,取出電路板,留下要用的零件,其余全部拆掉。然后安裝好新的恒流源電路板,接上LED燈的引線(不必裝在燈罩上),即可篩選壓降差異了,如下圖所示。
二、應用
1、篩選壓降差異
市場買回一批超高亮中5mm白色單帽燈,制作了數盞LED“日光燈”,經常擊穿燈珠。觀察表明,關燈后熒光有的立即消失,有的比較暗淡,有的很明亮。可見,相同電流通過同一批次LED燈珠,其熒光消失的快慢和光線強弱卻不相同。看來這是一批雜牌燈珠。根據測試,各LED壓降的差異可達0.5V以上。當然,LED燈珠上熒光粉的多少對熒光強弱也有直接影響。因此,使用這種LED時,一定要經過篩選,否則,壽命將大打折扣。
在業余條件下,沒有儀器時,用電容器維持LED熒光的繼續存在,不失為篩選壓降差異的直觀簡易方法。
篩選時,將“壓降差異篩選器”通電后關掉開關S(最好是在晚上),此時,電容器C迅速向LED燈放電,待到導通與截止的臨界點時,將“剩余”的電壓24小時“懸浮“在那里。就本電路而言,由負載時的240V管壓降跌到失電后的175V“管壓降”時就不再降低。據此,可以對LED在臨界點時的“懸浮”電壓之下所發熒光的有無或微光的強弱,在一張紙上按照排列分別編號,并做上記號,就可隨你多次反復地篩選。然后將挑選出來的LED進行同類合并,分批存放,留待制作。
經過這種粗選后(差異為±0.05V),用串聯方式工作是沒有問題了,但在并聯狀態下卻只能將就用。筆者用上述方法篩選出來的12只中5mm白色草帽燈(VF:3.0V~3.2V)和一只1W大功率LED燈珠(VF:3.4V—3.6V)并聯,用一只充電器作電源,制作了一盞LED燈。在衛生間使用至今已一年半,每天頻繁亮滅,仍完好如初。
2、照明調光節能
上圖是直接由220V交流電輸入,經過整流、濾波后,得到310V左右的直流電壓,供LED燈使用,總功率為:310V×0.0145A=4.48W。80只LED燈珠的管壓降只有240V,所以,提供給LED發光的實際功率為:240V×0.0145A=3.48W。顯然,有1W功率被5k0電阻R1白白消耗了,因此,該電路的效率只有77%左右。要提高效率,必須將圖1中Rl上的70V左右壓降適當減小。辦法之一,就是只留15V左右的電壓給1kΩ電阻適應電源電壓的正常波動。辦法之二,是把剩下的60V左右電壓讓1.22μF電容C1來降落,但電流仍為14.5mA。因為在交流電路中,電容器并不消耗能量,因而可以提高電路的工作效率。所以,在恒流源前加電容C1降壓限流是根據本電路使用燈珠數量較少的實際情況而采取的合理措施。這樣,1kΩ電阻R1上的功率損耗僅為15V×0.0145A=0.21W,故該電路的效率可達90%以上,如下圖所示。
用C1降壓限流電路的致命缺點,是在充放電的瞬間流過LED的電流很大。為此,本電路采用大容量電容器C作濾波,以儲存開燈瞬間的大電流沖擊(因為電容兩端的電壓不能突變),而動態內阻很大的恒流源電路則可以控制其輸出的電流變化很小,基本上可以認為是恒定的。
在該電路基礎上,增加一只一刀六擲波段開關(分線開關也行)和幾只電容,就可進行簡單調光,這比用電位器調光更加省電節能,電路如下圖所示。
斷開電源后,將“管壓降”至175V時,LED回路中仍有1μ電流通過。在漆黑的房間內,在燈罩下甚至可以閱讀《電子報>的文章題目。這是由于開關K(S)的兩觸點間存在著pF級“分布電容”的緣故,也是得以使該臺燈在175V“管壓降”下仍能24小時維持熒光存在的主要原因。
若晚上醒來想知道鐘點,可把此臺燈放在床頭柜上,根據需要調好亮度的擋位,就能既看清鐘點,又不刺眼了。如果找不到合適的波段開關,可以只用一只300pF的電容并聯在圖2開關S兩端。開燈時,電容器被短路,不起作用:關燈后,電容器被串聯在回路中,LED燈的電流僅為10μA、管壓降只有180V,該電路的耗電“微”不足道,長期使用也不會增加家庭開支。有興趣者不妨一試。
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