高亮度白光LED燈制作

高亮度白光LED燈(以下簡稱白光燈)具有光色好(與日光接近)，節能(電光轉換效率遠高于白熾燈，也高于熒光燈，是一種冷光源)，壽命長(壽命是熒光燈的幾倍(白熾燈的幾十倍),環保無污染的特點 成為白熾燈和熒光燈的有力挑戰者。但其不足之處是目前價格較高。據介紹，在深圳1瓦白光燈的價格要十幾元，3瓦、5瓦燈的價格更高迭數十元之多，因而難以推廣使用。目前，白光燈已發展到第二代； 第一代白光燈的價格已大幅下降，Φ5白光燈的價格已降到0.25/只，拆機Φ5白光燈的價格為0.2／只，此價格已經可以接受。筆者不久前以每只0.16元的價格郵購了幾十只拆機件Φ5白光燈，用它制作了幾只照明燈，效果不錯，現向愛好者作一介紹。

市電220V 1.2W白光LED照明燈用一只易拉罐的球形罐底，用剪刀修圓，在上面鉆出20個小孔，小孔的分布呈圓形，盡量制作得美觀些，孔的大小以剛好能嵌入白光燈為度，如圖1所示。每只白光燈的工作電壓為3.0V～3.6V，4只白光燈串聯組成一組，工作電壓為12.0V～14.4V，5組白光燈再并聯起來，在12.6V電壓時的電流約等于100mA，消耗的功率1.26W。

要在220V市電工作，需要一個降壓整流濾波電路，比較省錢的辦法是使用廢舊的節能燈控制電路。節能燈可以說是家家都有，因價值低，損壞后維修店不愿意修理，一般均作廢棄處理，因此可以不花錢或只花上少量錢在廢品站等地方得到。其實大多數損壞的節能燈只是燈管壞了，其電路往往完好可用，既使損壞了也容易修復。5W～13W節能燈基本上均采用同一種電路和元件，圖2是一種節能燈的電路圖。

市電經整流和C1、C2濾波后得到約300V直流電加在Q1、Q2組成的逆變電路，產生數十千赫的高頻振蕩，經L、C5、T對燈管放電，使節能燈發光。L和C5組成串聯諧振電路，諧振在逆變電路產生的高頻振蕩頻率上。燈管啟動時，燈管未導通放電，諧振回路中只有燈管的燈絲電阻，阻值比較小，回路中的電流比較大，此電流在L和C5上產生數百伏的電壓，C5上的電壓使燈管擊穿放電發光。燈管放電后內阻很小，它并聯在C5上使諧振回路的Q值大大下降，C5和L上的電壓降低到幾十伏以維持燈管繼續放電，由此說明節能燈工作時的電壓變化比較大。要把節能燈改造為白光燈的電源，可把C5直接聯接到L和T的初級，再把L改作變壓器，并增加低壓整流濾波電路即可(參見圖3)。

為了使低壓輸出的直流電比較穩定，L和C5不能作為諧振電路使用，其諧振頻率應遠低于逆變電路的振蕩頻率，可增加C5的容量，由原來的332改為473(即0.047 uF)或更大，甚至不用C5。L改造為變壓器的方法是在L線圈外面加繞低壓繞組。L一般采用0.15～0.17的漆包線，300～320匝。實測線圈的電壓為80～100V，由此可得每伏的匝數約等于3。

電源整流的方式可采用橋式全波整流或雙半波整流電路。為了節省兩個二極管和減小損耗，筆者采用雙半波整流電路，要求變壓器次級線圈的匝數加倍，并有中心抽頭。供給白光燈的直流電壓選取為12.6V，故次級繞組的電壓應為12.6/12=10.5V(電容濾波輸出的直流電壓大約等于交流輸入電壓的1.2倍)，次級線圈的匝數等于10.5×3=31.5，可取為32匝，由此得到次級線圈的匝數等于64，在32匝抽出中心頭。白光燈的電流為100mA，按銅線每平方毫米允許通過3安培計算，可選用0.25線徑的漆包線，其截面積等于0.049平方毫米，容許通過的電流是147mA，大于需要的100mA，符合要求。

節能燈L線圈一般采用亂繞的方式，繞制比較松，占據的空間較大，要在原線圈外加繞64匝線圈難度較大，解決的辦法可采用自耦變壓器的方式。因電路安裝在節能燈原來的燈頭內，人體不會接觸到控斜電路，安全方面沒有問題。自耦方式的效率比較高，用料較省，而且能夠在原有的線圈骨架上繞下。具體方法是，把L線圈的匝數拆下64匝，然后用0.25左右的漆包線順著原線圈繞制的方向繞64匝，在32匝抽出中心頭。繞線圈不用加墊絕緣材料，不用繞線機用手繞就可以。若是找不到0.25的漆包線?？蓮牧硪粋€節能燈上拆下L線圈，用線圈上的0.15漆包線3股并起來繞制。線圈裝上磁芯時要注意在磁芯對接處留一個間隙。也就是在接縫處墊上一層不干膠紙，目的是避免磁芯飽和。

整流二極管不能用4007(頻率低)或肖特基管(耐壓低)，應使用FR107、RU2等快速恢復二極管。然后把電路板上的銅箔條略作改動，新增加的幾個元件都可以安裝在原來的電路板上。

找來的節能燈先要試一試電路是否完好能用。電路中最容易損壞的元件是兩個13001三極管，其次是C1、C2、C5和4只整流用的1N4007二極管，其他元件損壞的可能性比較小。用萬用表檢查若元件完好。就可通電試驗。先在電源進線中串聯一個300Ω2W～5W的電阻，一來保護電路(若萬一電路中有未查出的短路故障，有了電阻可避免故障擴大)，二來可測量電阻上的電壓以算出電路消耗的電流和功率。首先測試電路的空載運行情況。即變壓器T2次級不接負載。通入220V交流電后，300Ω 上的電壓在0.9～1.2V就說明電路工作正常。若電壓低于0.8V，表示線圈的感抗比較大，逆變電路不容易起振，電路不能輸出直流電，可用增加T2磁芯間隙的辦法來解決。也就是在磁芯的接縫處再墊上一層紙。若是300Ω上的電壓超過1.4V，說明磁芯的間隙可能比較大?？稍囈辉囋诖判窘涌p處改墊薄一些的紙。若是電壓仍然比較大，很可能變壓器內部有短路故障，或者是電路上的其他地方有故障?？蛰d試驗正常后，下一步接上整流濾波電路和假負載電阻。根據白光燈的電壓和電流，可算出白光燈的電阻等于12.6/0.1=126Ω， 可用一只120Ω2W～5W的電阻代替白光燈接到直流電源上。通電試驗，120Ω 電阻上的電壓在12.4～13.5V就表明電路工作正常。若是電壓偏低，可增加T2次級線圈匝數或是減小C5的電容量來解決。若電壓偏高，可減少T2次級線圈的匝數或是增大C5的電容量甚至不用C5。測試完成后，取下假負載電阻，把白光燈聯接到電路板上，最后把電路板裝入燈頭內，再把燈頭和半球形的白光燈用膠粘貼在一起，整個白光燈的制作就告完成，如圖4。

白光燈正常工作時在300Ω 上的電壓為2.8V～3.2V，消耗的功率2.1～2.35W，對比5W 的節能燈，(試測了幾只5W節能燈，其功率均在5.2W左右)，白光燈的功率不到5W節能燈功率的一半，而實際的照明效果(在燈的正面)與5W 節能燈相當。

若當地市電電壓不穩定，可增加一個由7812組成的穩壓電路，如圖5。為了使7812能正常工作，整流濾波后的直流電壓應在14V～16V，因此應適當增加T2次級線圈的匝數。圖中使用D6的目的是為了使輸出的電壓等于12.6V。

圖6是另一種節能燈的電路圖，它只用了一只濾波電容，改造的方法基本相同，但C4電容不能省去不用，否則會造成短路。