应用电路与制作
注:用热敏电阻解决LED因温度变化而不能恒流的方案,使用本方案交流、直流电源均可,本方案不能解决供电电压变化引起的LED电流变化,仅对电源电压比较恒定的情况下有效,电压波动范围不能超过10%。如果电压波动超过10%应采取相应的稳压措施。比如220Vac(200Vac~240Vac),(交流电源只需要整流,不需要滤波)直流电电源4.5Vdc(4.0~5.0Vdc),超过这个电压波动范围,要采用稳压措施。
与一般LED恒流源相比,该标准单元有不怕负载开路的优点,也不怕负载短路,当短接5个LED后,回路电流急剧上升,引起WMZD温升,WMZD阻值迅速增大,可有效阻止电流继续上升。经过反复实验后发现,负载短路后,短路电流可由130
mA迅速下降到60
mA的稳定值,如在电源的允许范围内,不会损坏电源。
由多个5A20标准单元的串联组合,即可支持一定数量的LED,并获得相应的工作电压,比如用10个标准单元相串联的电路,可支持50个LED,灯,工作电压可接近200V。
Model
型号
|
恒流电流 |
单元工作电压 |
R25(Ω) |
单元电路 |
规格 |
WMZD-45A15 |
15mA |
11.3V+VFX45 |
755 |
引线或贴片 |
WMZD-5A20 |
20mA |
3V+VFX5 |
150 |
WMZD-45A20 |
20mA |
10V+VFX45 |
500 |
WMZD-5A30 |
30mA |
3V+VFX5 |
100 |
WMZD-5B100 |
100mA |
0.65V+VF |
6.5 |
引线或贴片 |
WMZD-B300 |
300mA |
0.5V+VF |
1.7 |
引线或贴片 |
也可以直接驱动一颗300mA大功率LED |
引线或贴片 |
WMZD-B350 |
350mA |
0.5V+VF |
1.4 |
两个WMZD-B350并联可以直接驱动一颗700mA的大功率LED |
引线或贴片 |
VF为LED20mA时的导通电压
100mA LED恒流源WMZD-B100的应用
1只WMZD-B100与5只并联的LED
(20mA)串联可以组成一个标准单元,它的LED恒流电流为100
mA,工作电压U=0.65V+3.4V=4.05V,0.65V是WMZD-B100的电阻压降,3.4V是LED后,短路电流可由600
mA迅速下降280
mA稳定值。
如果要增添LED的数量,可用多个标准单元并联组合,如下图2个B100并联可以驱动10个20mA的LED灯,如果要提高工作电压,可用多个标准单元的串联组合。如下图2个单元串联,供电电压为一个单元的2倍,依次类推。
WMZD-B100,WMZD-B300,WMZD-B350的扩展应用
典型的电路连接方法见下图,用2只B100电阻并联扩展成200mA
LED恒流源,用于200mA的大功率LED,工作电压U=0.65V+VF。3只B100并联可扩展成300mA恒流源,用于300mA的大功率LED,工作电压U=0.65V+VF,以此类推。用2只B300电阻并联扩展成600mA
LED恒流源,用于600mA的大功率LED,工作电压U=0.50V+VF。3只B300并联可扩展成900mA恒流源,用于900mA的大功率LED,工作电压U=0.50V+VF,以此类推。
WMZD的电流过补偿保护特性
热敏电阻WMZD还具有电流过补偿特性,即热敏电阻的正温变化率大于发光管的负温效应成为过补偿,图3所示是一条随温度上升而减少的下陡曲线。这一点与LED的另一典型特性是一致的,即允许电流在40℃后随温度上升相应减少,使LED的功耗控制在额定范围内,确保LED的最长寿命。WMZD电流过补偿保护特性,正好可以满足LED对电流的要求,这也是一般的LED恒流源不具备的。
过补偿保护应用在以下几处更显优势:1.全年或每天环境温差大,如室外照明的街灯、广告灯、车灯;2.低电压大电流LED灯(WMZD-B100具有低内阻、小压降);3.价高的大功率LED单个保护。
WMZD过补偿保护特性的典型应用电路接法见图4,与标准单元串联一个相同型号的WMZD热敏电阻,即可发挥过补偿作用,如果增加2个或3个WMZD热敏电阻会加深补偿作用,但如果实偿太深,常温下LED电流地低,会影响发光效率。我们可以通过实验,选出保护功能与发光效率兼顾的最佳方案。下图为,采用2R和3R的电流温度对照图。
该电流特性正好满足了LED在40℃以上电流相应的减少,使LED的功耗在而定的范围内,确保最长寿命。
应用问答
问1、用单元电路进行积木式组合时对电路的要求。
答:
由N个单元电路串联后的工作电压之和,确定直流电源的输出电压,由N路单元电路的电流之和,确定直流电源的输出电流,如采用输入电压有较大变化的220V
AC/DC转换的直流电源,请考虑稳压措施。
问2、WMZD单元电路中的LED数目能否增减,会影响恒流特性吗?
答: 型号WMZD-A20
WMZD指驱动型正温热敏点电阻,A指串联,20指20mA,这是最佳组合,如串联3只或4只LED恒流曲线是一条下陡的曲线(过补偿曲线)完全可以应用;如串联6只或7只LED恒流曲线是一条上翘的曲线(欠补偿曲线),组合后进行检测,如在高温80℃时,回路电流不超过25mA
LED的最大值仍然可以用,新组合单元的工作电压U=3V+VFXN工作电流20mA。
型号WMZD-B100
WMZD指驱动型正温热敏点电阻,B指并联,100指100mA,这是最佳组合,如并联3只或4只LED恒流曲线是一条下陡的曲线(过补偿曲线)完全可以应用;如并联6只或7只LED恒流曲线是一条上翘的曲线(欠补偿曲线),组合后进行试验检测,回路电流在高温80℃时还在额定值内
仍然可用,新组合单元的工作电压这样确定,用可调式直流电源接入新组成的单元电路,将回路的电流调到最佳值(N个LED电流值之和),对应的电压即工作电压U。
问3、采用标准直流电源24V、12V、9V、4.5V时如何组和应用
答:原则上先考虑单元电路的串联个数,后选择LED的VF电压。
例1
12V电源:应采用3个WMZD-B100单元电路串联,单元电路典压为12V/3=4V,4V-0.65V(B100的压降)=3.35V,应选用3.3V或者3.4V的LED(该方也法适用于24V电源)。
例2
4.5V电源:应采用1个WMZD-B100单元电路串联,单元电路典压为4.5V-0.65V(B100的压降)=3.85V,应选用3.8V或者3.9V的LED(该方法适也用于9V电源)。
问4、
4.5V电源和VF=3.4V的LED有没有选择的余地?如何组合?
答:应采用1个WMZD-B100单元电路,它的工作电压为3.4+0.65V(B100的压降)=4.05V,在串联上一个单独的WMZD-B100电阻,总电压为4.05+0.65V(B100的压降)=4.7V,完全可以接入4.5V标准电源,它的恒流曲线是一条下陡的曲线(过补偿曲线)完全可以应用。(参见图3过补偿曲线)
问5、组合后的LED灯如何测试它的效果?
答:采用热敏电阻补偿法的LED恒流源,具有电路简洁,组合方便,适用于各种需求。应用中的检测方法也很简单,只用一支电流表串在回路中,在常温20℃∽30℃时调好最佳工作电流(20mA或者30mA),并做好记录,在低温-40℃记下电流值,在高温80℃寄下电流值,三点温度对比一般电流误差值在10%以内,即为合格。利用温度表、冰箱、暖风机或者电吹风就可以把制作好的LED灯性能进行检验,该应用组合变化无穷,可自我鉴定,相信你会把它应用的更好
问6、如何在市电220V中直接使用WMZD热敏电阻对LED进行恒流控制?
答:如果电网电压波动不超过7%,即可不使用稳压电路,超过7%就要进行稳压处理,成本将大大增加。
1.按照下图接好电路,用万用表mA档串入电流校测点中,接通220V市电,串联回路电流应在18-22MA时即合格,如偏差较大如15MA和25MA,是因所选用的LED电压差异,可在最后一组单元里增、减LED数量,达到20MA左右的额定值。
2.用调压器将220V升至235V(220VX1.07倍),串联回路电流不应大于25mA,如大于25mA,应增加LED题数,直至将电流降到25mA以下。
3.LED可以脉动电流驱动发光,不会产生频闪现象,不需用电容滤波,不用电容可防止因电容击穿造成短路故障。
4.制成产品后,可用电热吹风,温度计升温到80℃观察电流变化,不大于25MA即合格.
点击下载WMZD热敏电阻在LED恒流源中的应用资料
正温度热敏电阻WMZD-45A20和WMZD-45A15,是南京华巨电子有限公司新近专为LED应用研制,它采用交流110V,
220V电源,支持45颗LED以上的设计,组合.功率因数接近1,效率达到90%以上(电阻消耗功率仅占10%以下).广泛应用于LED球灯,顶灯,灯串,庭院灯,日光灯.
110V交流供电
C : 4.7μF/400V
R: 45A 20 LED: 20mA/3.0V
交流110V电源经桥式整流,滤波,直流输出145V.
热敏电阻R选
45A
20, LED选20mA/3.0V
,45只串联.
计算串联后的工作电压=热敏电阻
45A
20压降+LED/VF×45=10V+3.0V×45=145V.
工作电压与电源直流输出电压相同.当环境温度在-40-℃-+70℃变化时,LED电流始终恒流在19--21mA之间.如VF值的离散性而引起电流偏离较大,可增减LED个数.达到设计值.
如LED选20mA/3.3V,宜用41只串联,计算工作电压=10V+3.3V×41=145.5V,与电源直流输出电压基本相同,当环境温度在-40-℃-+ 70℃
变化时LED电流始终恒流在19--21mA之间.
重要提示,本电路因供电电压的波动,会引LED的电流变化,如电压波动在10%
以内时,无需考虑稳压措施.
220V交流供电
C : 4.7μF/400V
R: 45A 20 LED: 20mA/3.0V
交流220V电源经桥式整流,滤波,直流输出290V.
热敏电阻R选
45A
20,2只串联,
LED选20mA/3.0V
,90只串联.
计算串联后的工作电压=热敏电阻
45A
20压降×2+LED/VF×90=10V×2+3.0V×90=290V.
工作电压与电源直流输出电压相同.当环境温度在-40-℃-+ 70℃
变化时,LED电流始终恒流在19--21mA之间.
如VF值的离散性而引起电流偏离较大,可增减LED个数.达到设计值.
如LED选20mA/3.3V,宜用80只串联,计算工作电压=10V×2+3.3V×82=290.6V,与电源直流输出电压基本相同,当环境温度在-40-℃-+ 70℃
变化时,LED电流始终恒流在19--21mA之间.
重要提示,本电路因供电电压的波动,会引LED的电流变化,如电压波动在10%
以内时,无需考虑稳压措施.
国家电力标准对供电电网的电压波动有以下规定:A级≤±5%.B级≤±7%.,电压最大瞬变应小于或等于额定电压的8%~10%,并在100~200ms内稳定。如本地区电网能达到该标准,就不会对LED造成损坏.
220V多路LED灯的应用电路
C : 10μF/400V
R: 45A 20 LED: 20mA/3.0V
C的电容值大小取决于LED并联路数的多少,可选10—20μF
制作样品图片
1、台灯照
2、路灯照
3、头灯照
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