自制高亮度白光LED灯

    高亮度白光LED灯(以下简称白光灯)具有光色好(与日光接近)，节能(电光转换效率远高于白炽灯，也高于荧光灯，是一种冷光源)，寿命长(寿命是荧光灯的几倍(白炽灯的几十倍),环保无污染的特点 成为白炽灯和荧光灯的有力挑战者。但其不足之处是目前价格较高。目前，白光灯已发展到第二代； 第一代白光灯的价格已大幅下降，Φ5白光灯的价格已降到0.25/只，拆机Φ5白光灯的价格为0.2／只，此价格已经可以接受。笔者不久前以每只0.16元的价格邮购了几十只拆机件Φ5白光灯，用它制作了几只照明灯，效果不错，现向爱好者作一介绍。

市电220V 1.2W白光LED照明灯
    用一只易拉罐的球形罐底，用剪刀修圆，在上面钻出20个小孔，小孔的分布呈圆形，尽量制作得美观些，孔的大小以刚好能嵌入白光灯为度。每只白光灯的工作电压为3.0V～3.6V，4只白光灯串联组成一组，工作电压为12.0V～14.4V，5组白光灯再并联起来，在12.6V电压时的电流约等于100mA，消耗的功率1.26W。    要在220V市电工作，需要一个降压整流滤波电路，比较省钱的办法是使用废旧的节能灯控制电路。节能灯可以说是家家都有，因价值低，损坏后维修店不愿意修理，一般均作废弃处理，因此可以不花钱或只花上少量钱在废品站等地方得到。其实大多数损坏的节能灯只是灯管坏了，其电路往往完好可用，既使损坏了也容易修复。5W～13W节能灯基本上均采用同一种电路和元件。     市电经整流和C1、C2滤波后得到约300V直流电加在Q1、Q2组成的逆变电路，产生数十千赫的高频振荡，经L、C5、T对灯管放电，使节能灯发光。L和C5组成串联谐振电路，谐振在逆变电路产生的高频振荡频率上。灯管启动时，灯管未导通放电，谐振回路中只有灯管的灯丝电阻，阻值比较小，回路中的电流比较大，此电流在L和C5上产生数百伏的电压，C5上的电压使灯管击穿放电发光。灯管放电后内阻很小，它并联在C5上使谐振回路的Q值大大下降，C5和L上的电压降低到几十伏以维持灯管继续放电，由此说明节能灯工作时的电压变化比较大。要把节能灯改造为白光灯的电源，可把C5直接联接到L和T的初级，再把L改作变压器，并增加低压整流滤波电路即可。    为了使低压输出的直流电比较稳定，L和C5不能作为谐振电路使用，其谐振频率应远低于逆变电路的振荡频率，可增加C5的容量，由原来的332改为473(即0.047 uF)或更大，甚至不用C5。L改造为变压器的方法是在L线圈外面加绕低压绕组。L一般采用0.15～0.17的漆包线，300～320匝。实测线圈的电压为80～100V，由此可得每伏的匝数约等于3。
    电源整流的方式可采用桥式全波整流或双半波整流电路。为了节省两个二极管和减小损耗，笔者采用双半波整流电路，要求变压器次级线圈的匝数加倍，并有中心抽头。供给白光灯的直流电压选取为12.6V，故次级绕组的电压应为12.6/12=10.5V(电容滤波输出的直流电压大约等于交流输入电压的1.2倍)，次级线圈的匝数等于10.5×3=31.5，可取为32匝，由此得到次级线圈的匝数等于64，在32匝抽出中心头。白光灯的电流为100mA，按铜线每平方毫米允许通过3安培计算，可选用0.25线径的漆包线，其截面积等于0.049平方毫米，容许通过的电流是147mA，大于需要的100mA，符合要求。
    节能灯L线圈一般采用乱绕的方式，绕制比较松，占据的空间较大，要在原线圈外加绕64匝线圈难度较大，解决的办法可采用自耦变压器的方式。因电路安装在节能灯原来的灯头内，人体不会接触到控斜电路，安全方面没有问题。自耦方式的效率比较高，用料较省，而且能够在原有的线圈骨架上绕下。具体方法是，把L线圈的匝数拆下64匝，然后用0.25左右的漆包线顺着原线圈绕制的方向绕64匝，在32匝抽出中心头。绕线圈不用加垫绝缘材料，不用绕线机用手绕就可以。若是找不到0.25的漆包线。可从另一个节能灯上拆下L线圈，用线圈上的0.15漆包线3股并起来绕制。线圈装上磁芯时要注意在磁芯对接处留一个间隙。也就是在接缝处垫上一层不干胶纸，目的是避免磁芯饱和。
    整流二极管不能用4007(频率低)或肖特基管(耐压低)，应使用FR107、RU2等快速恢复二极管。然后把电路板上的铜箔条略作改动，新增加的几个元件都可以安装在原来的电路板上。
    找来的节能灯先要试一试电路是否完好能用。电路中最容易损坏的元件是两个13001三极管，其次是C1、C2、C5和4只整流用的1N4007二极管，其他元件损坏的可能性比较小。用万用表检查若元件完好。就可通电试验。先在电源进线中串联一个300Ω2W～5W的电阻，一来保护电路(若万一电路中有未查出的短路故障，有了电阻可避免故障扩大)，二来可测量电阻上的电压以算出电路消耗的电流和功率。首先测试电路的空载运行情况。即变压器T2次级不接负载。通入220V交流电后，300Ω 上的电压在0.9～1.2V就说明电路工作正常。若电压低于0.8V，表示线圈的感抗比较大，逆变电路不容易起振，电路不能输出直流电，可用增加T2磁芯间隙的办法来解决。也就是在磁芯的接缝处再垫上一层纸。若是300Ω上的电压超过1.4V，说明磁芯的间隙可能比较大。可试一试在磁芯接缝处改垫薄一些的纸。若是电压仍然比较大，很可能变压器内部有短路故障，或者是电路上的其他地方有故障。空载试验正常后，下一步接上整流滤波电路和假负载电阻。根据白光灯的电压和电流，可算出白光灯的电阻等于12.6/0.1=126Ω， 可用一只120Ω2W～5W的电阻代替白光灯接到直流电源上。通电试验，120Ω 电阻上的电压在12.4～13.5V就表明电路工作正常。若是电压偏低，可增加T2次级线圈匝数或是减小C5的电容量来解决。若电压偏高，可减少T2次级线圈的匝数或是增大C5的电容量甚至不用C5。测试完成后，取下假负载电阻，把白光灯联接到电路板上，最后把电路板装入灯头内，再把灯头和半球形的白光灯用胶粘贴在一起，整个白光灯的制作就告完成。
    白光灯正常工作时在300Ω 上的电压为2.8V～3.2V，消耗的功率2.1～2.35W，对比5W 的节能灯，(试测了几只5W节能灯，其功率均在5.2W左右)，白光灯的功率不到5W节能灯功率的一半，而实际的照明效果(在灯的正面)与5W 节能灯相当。
    若当地市电电压不稳定，可增加一个由7812组成的稳压电路，如图5。为了使7812能正常工作，整流滤波后的直流电压应在14V～16V，因此应适当增加T2次级线圈的匝数。图中使用D6的目的是为了使输出的电压等于12.6V。