财神灯设计方案探析

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：接下来我们以应用于神龛、佛堂和寺庙等处的财神灯为例，讲述其灯杯的设计与组装过程。图4-51 财神灯电路原理图注：图中电阻功率都为1/4W。图4-56 黏合E12灯头图4-57 连接电源线至PCB拧紧灯壳在财神灯灯壳接口处内侧打上189胶，并拧紧固定。

本节中我们主要讲到的是小功率LED灯杯的设计与组装，前面我们已经了解了MR16、E27和GU10的接口，除此之外还有JDRE27和JDRE14等，LED的数量有12、15、18、21和38 PCS等，可以设计出白光、红光、蓝色、绿光、黄光等不同颜色，所以小功率LED灯杯被广泛应用于商店展示、橱窗、博物馆、办公室、阅览室或酒吧等不同场合。

接下来我们以应用于神龛、佛堂和寺庙等处的财神灯为例，讲述其灯杯的设计与组装过程。

1.财神灯的技术参数

1）灯头：E12。

2）工作电压：AC 220V。

3）功率：0.5W。

4）发光颜色：红。

5）材质：塑胶泡壳+铜壳。

6）LED数量：5颗。

7）光通量：大于25lm。

2.财神灯的电路设计

财神灯的电路原理如图4-51a所示，财神灯电源采用电容降压。电容降压的工作原理是，利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。

图4-51 财神灯电路原理图

注：图中电阻功率都为1/4W。

例如，在50Hz的工频条件下，一个1μF的电容所产生的容抗约为3180Ω。若220V的交流电压加在电容器的两端，则流过电容的最大电流约为70mA。但在电容器上并不产生功耗，因为如果电容是一个理想电容，则流过电容的电流为虚部电流，所做的功为无功功率。根据该特点，如果在一个1μF的电容器上再串联一个阻性元件，则阻性元件两端的电压和产生的功耗完全取决于该阻性元件的特性。例如，将一个110V/8W的灯泡与一个1μF的电容串联，接到220V/50Hz的交流电压上，灯泡被点亮，发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需电流为8W/110V＝72mA，它与1μF电容产生的限流特性相吻合。同理，也可以将5W/65V的灯泡与1μF的电容串联接到220V/50Hz的交流电上，灯泡同样会被点亮，而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此，电容降压实际上是利用容抗限流，而电容器起到一个限制电流和动态分配电容器、负载两端电压的作用。

将交流电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波，若受体积和成本等因素的限制，则最简单实用的方法是采用电容降压式电源。

注意：

1.根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容，而不是根据负载的电压和功率。

2.限流电容必须采用无极限电容，绝不能采用电解电容，而且电容的耐压必须大于400V以上（最小为400V），最理想的电容为铁壳油浸式电容。

3.电容降压不能用于大功率条件，不适合动态负载，也不适合突发和感性负载。

4.直流工作时尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流，而且要满足恒定负载的条件。

电路设计时，应先测定负载电流的准确值，见表4-9。然后选择降压电容器的容量，如表4-10所示。电容降压应用电路图如图4-51b所示。

表4-9 测定负载电流的准确值

表4-10 C₁、R₁的取值

因为通过降压电容C₁向负载提供的电流I₀实际上是流过C₁的充放电电流I_C。C₁容量越大，容抗X_C越小，则流经C₁的充放电电流越大。当负载电流I₀小于C₁的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管。若稳压管的最大允许电流I_dmax小于（I_C-I₀），则易造成稳压管烧毁。为保证C₁可靠，其耐压选择应大于两倍的电源电压。泄放电阻R₁的选择必须保证在要求的时间内泄掉C₁上的电荷。