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微小功率的LED用的最多的就是阻容降壓,然后限流點(diǎn)亮串聯(lián)的LED。由于簡單的阻容降壓先天低效,只好串聯(lián)LED提升工作電壓來盡可能的提高效率,但由于LED的分散性,質(zhì)量不好的先壞,串聯(lián)起來的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單個(gè)LED的平均壽命。元器件簡單降低成本,壽命還不會(huì)太長,兩點(diǎn)都符合廠家經(jīng)營之道,因此,這種先天缺陷的設(shè)計(jì)就成了市場(chǎng)主流。

下圖是某個(gè)品牌3W LED燈泡的電路,該電路負(fù)載部分是一個(gè)560歐電阻和5個(gè)LED串聯(lián),供電部分是阻容降壓后橋式整流,電解電容濾波后得到大約18V的直流電, 220V側(cè)通過大約57毫安的工作電流。算下來功率220 * 57 / 1000 = 12.54VA,燈泡標(biāo)稱3W,好到計(jì)量插座測(cè)得只有1W,功率因數(shù)只有可憐的0.08,這種垃圾貨卻符合某大國一級(jí)能耗標(biāo)準(zhǔn)[習(xí)慣就好,磚家們訂立的腦殘標(biāo)準(zhǔn)多了去了]。

市面上幾乎所有的小功率LED燈泡全是按照這種阻容降壓整流再點(diǎn)亮LED的原理制作的,當(dāng)然,全是綠色節(jié)能的“典范”,符合某國一級(jí)能耗標(biāo)準(zhǔn)。市面上大部分小功率5V充電頭的功率因數(shù)接近0.5,遠(yuǎn)超普通的小功率LED節(jié)能燈,用來DIY小功率LED燈再好不過,借著一堆認(rèn)證的優(yōu)勢(shì),輕松把那些品牌小功率LED燈全部踩在腳下。

下面以做一個(gè)小夜燈為例,論述一下利用起來手頭閑置的5V充電頭。

小夜燈固然賣的(尤其網(wǎng)上)很多,而且便宜,高價(jià)的當(dāng)然也有,適合高品位時(shí)間不富裕的人士。DIY一個(gè)低耗電光線柔和的小夜燈難度很小,卻能解決漆黑夜晚上廁所看不清路[開燈太刺眼]的煩惱考慮到多數(shù)年青人手頭充電頭一堆,太多了根本用不上,扔了不僅可惜還危害環(huán)境 [外面的塑料或者樹脂殼子很難自然降解,里面還有各種電阻、電容、電感、IC等元器件。電阻和電感上的漆皮、電容的電解液等都嚴(yán)重危害環(huán)境,IC封裝的樹脂也很難自然降解],留著沒什么用還占地方。于是打算就用5V充電頭供電長明(商業(yè)上一般小夜燈的方案是220V阻容降壓點(diǎn)亮LED,耗電大效率低,高檔一點(diǎn)的還有紅外、聲音等感應(yīng)功能,耗電更大效率更低,因?yàn)楦袘?yīng)電路需要始終通電,這部分功率遠(yuǎn)超LED光源自身),光源來自一個(gè)5毫米白光LED(拆自壞玩具車車燈),串一個(gè)大約1KΩ 1/8W電阻防止電流過大燒毀LED [請(qǐng)注意拆件下來的電阻阻值,尤其色環(huán)電阻比較常見,在沒有表而且電阻上沒有標(biāo)注阻值的情況下,可以考慮人工算出色環(huán)電阻阻值,網(wǎng)上查查各種色環(huán)代表什么意思]。因?yàn)?/span>草帽頭白光LED導(dǎo)通電壓3V左右,工作電流一般不超過20毫安,5V電壓供電時(shí),限流電阻最好不要低于100歐姆,電阻過小容易燒壞LED

考慮到長期通電,設(shè)計(jì)上需要盡可能降低損耗,測(cè)試過幾個(gè)閑置的5V電源的損耗作為候選。這些電源每個(gè)上面都有一堆幾乎相同的認(rèn)證標(biāo)識(shí),但實(shí)測(cè)結(jié)果嘛就是另外一回事了... 值得一提的是這里計(jì)算損耗用伏安VA,而非業(yè)界流行的瓦W。其實(shí)小功率開關(guān)電源即使?jié)M負(fù)荷,功率因數(shù)也極少超過0.5,空載更是慘不忍住,很多國貨不足0.1(甚至低到0.01),不用瓦W計(jì)算怎么去遮丑低效的電路呢?商人都懂質(zhì)量好未必收益好,無底線的虛假廣告+軟文宣傳是賺錢的法寶,其實(shí)何止LED光源,這是時(shí)代的商業(yè)文化,起碼這片土上如此。

適配器實(shí)拍[旁邊是一個(gè)5毫米草帽LED焊了一個(gè)1K歐電阻和USB口連線]


 

5V適配器損耗實(shí)測(cè),容易看出基本分兩檔,有些電源可真不敢恭維,功率低[沒準(zhǔn)還虛標(biāo)]損耗還大。

理論上能耗等級(jí)越高越好,個(gè)別廠家亂標(biāo)的當(dāng)然也有,這里就不說是誰家了,沒有標(biāo)注等級(jí)的一般低于III級(jí)。

候選電源

220V側(cè)電流(mA)

能耗等級(jí)

備注

蘋果手機(jī)充電頭5V 1.0A

0.173

V

帶載LED

微軟手機(jī)充電頭5V 900mA

0.254

V

帶載LED

Mophie 無線充電源5V 3.0A

0.234

VI

帶載LED

老飛利浦手機(jī)充電頭5V 650mA

0.356

無標(biāo)注

帶載LED

TPLink路由器電源5V 600mA

1.221

無標(biāo)注

空載

水星路由器電源5V 600mA

1.220

無標(biāo)注

空載

雜牌臺(tái)燈電源 海爾5V 550mA

0.977

無標(biāo)注

嘯叫













最終選用了淘汰的微軟手機(jī)充電頭
5V供電[實(shí)際大于3V就行],實(shí)測(cè)總輸入功率0.056VA,即使功率因數(shù)1.0[實(shí)際遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到],算下來1年消耗不足0.5度電。LED發(fā)光亮度跟月光接近,對(duì)我而言剛剛好。如果覺得光線還不夠柔和,LED可以用保鮮膜包一下(或半透明熱縮管封一下等措施)5V電源負(fù)載率很低,LED耗電占總功率的15%左右,電源自身損耗占了大約85%。如果覺得光線太暗,可以適當(dāng)減小電阻增加電流從而增加亮度,例如1K歐姆電阻改為680或470330220歐姆等。

原理就這么簡單,如下圖。


夜間實(shí)拍


容易看出,以上方案需要的部件不多[供電頭,線,電阻,LED],操作簡單[接上就行,如不亮換下LED方向再接上就亮],廢物利用[用不上的充電頭和線、廢玩具車車燈和電阻],成本低廉[元器件不花錢],耗電極低[上面的是0.056VA],光線柔和[月光相當(dāng)],更重要的是安全高效[手機(jī)充電頭各種國際認(rèn)證可有一堆,業(yè)界那些廉價(jià)低效的小功率LED燈電路能過什么級(jí)別的認(rèn)證],供電和發(fā)光部件可以USB插接分離,燈壞了換燈,電源壞了換電源,LED也可選喜歡的顏色,電源當(dāng)然也可以非5V,常見的9V12V等均可,甚至可以用古董鐵芯電源,就算交流輸出也行,無非并聯(lián)2個(gè)LED極性相反都亮(封裝在一起的雙向LED也有出售)。

如果用較大功率的燈盤替換簡單的
 LED+限流電阻方案,長明燈搖身一變就成為照明燈,用更大功率的充電頭供電以及更大功率的燈盤,照明燈功率也會(huì)更大。如果用成串的彩色LED代替上述普通白光LED+限流電阻,加個(gè)時(shí)序通斷電路就能起到裝飾作用。

如果用兩節(jié)1.5V的5號(hào)電池供電能讓上述發(fā)光器件(一個(gè)白光LED和一個(gè)1K電阻)連續(xù)亮一個(gè)月不止,即使一枚3V的紐扣電池也能連續(xù)亮一個(gè)星期以上,如果用電池夾或者熱縮管固定好再加個(gè)開關(guān),就成為一個(gè)簡易的手電筒。