LED书写台灯的设计制作

    (1)具有较高的照度，在桌面上有效的照明区域内不低于3001x;

    (2)输出的光线较为均匀、柔和，视觉效果较好：

    (3)使用安全、方便、产生的眩光较少。

    2.led台灯的制作

    为了使led台灯能与市售商品相媲美，借用了某品牌调光台灯(普通晶间管)的外壳，将原来的灯头、调光线路板等拆除，保留了外壳和电源开关(带电位器)。具体的制作说明如下：

    (1)led的排列角度

    白光led的光输出主要集中于法线方向。为了获得较大的照明有效区域、保证有均匀的照度，led间的安装就要呈放射状(法线的夹角一般为5度~15度)。夹角太小，光输出集中，有效照射面积小、照度高、均匀度好;夹角太大，光输出分散，照射面积增大、均匀度变差(形成一个个边界明显的光斑)。科学的做法是，借助计算机模拟确定夹角，以获得良好的设计指标和效果。考虑到白光led台灯对有效照明范围的要求不是太大，因此本文采用较小的夹角，以保证较高的亮度和均匀性。

    (2)led的安装和固定

    采用φ1omm炮弹型超高亮led(vf=3.3v，if=30ma(降额使用)，pf=0.1w)。

    安装基板材料取自φ300mm左右的乳白色旧pvc球形灯罩(厚度约2mm)，按照下图中的示意排列、划线、开孔，然后将led用无色玻璃胶粘牢在基片上，引脚的+、-极按照圆周方向均匀排列，以便于连接。待胶干透后(24小时后)，在基板背面将每只led的+、-引脚搭焊(引脚问套绝缘管绝缘)，并整体串联起来(由中心向外呈螺旋状)，再用红(+)、绿色(-)导线将led串的首尾引出待用。在基板的背面加一层绝缘涤纶薄膜，并用玻璃肢封边。

    (3)驱动电路的原理

    驱动电路的性能对于保证发挥led的效能、led台灯的正常使用及使用者的安全来说都是至关重要的。由于白光led的特殊性，要求采用恒流供电的驱动方式。考虑到采用市电电源供电，要尽量做到电路简单、使用可靠，因此选用电容降压型恒流驱动电路，以及交流电压过零接通方式，很好地解决了随机通断所产生的大冲击电流损坏led的问题。电路见下图。

    交流220v经过电源开关s1、双向晶间管q1、镇流电容c4//c5加到整流桥d3~d6后，输出脉动直流电流，经限流电阻r6加到led1~led50，令其发光;采用过零触发光电耦合器ic1来驱动q1，保证在市电电压过零时接通主电路，使得电流由零逐步增长，没有冲击电流产生，关断时亦为电流过零关断;保护电路由过压吸收元件rv1/2、保护熔丝f1、滤波元件c1/l1、限流元件r6等构成，用于滤除高次谐波的干扰、吸收来自市电及故障时的瞬时过压，以及起到在异常状态时限制流过led串的电流等作用。

    3.需要注意的问题

    (1)led的老化

    为了提高使用的稳定性，需要剔除质量较差的led。在安装前，需要对led进行的通电老化。led老化时的连接电路见下图。调节调压器的输出，使得流过led串的电流为40ma，通电72小时后，将不发光的led剔除。

    (2)防止静电损坏

    led的本质是一pn结，故在所能承受的电压较低，因此在安装制作过程中应该防止静电击穿pn结、损坏led(以短路为多)。用手拿led时，需要将手上的静电放掉(摸一下金属接地极)，焊接时要将电烙铁的外壳接地。

    4.led台灯效果

    组装好的白光经测试其主要的指标为：

    (1)交流输入电压：220v±10%;(2)led串消耗的电流、功率分别为30ma、5w(电压220v为参考值);

    (3)led串电流波动范围：25ma~35ma(在电压220v±10%范围);

    (4)桌面照度：>5001x(照明有效范围内);

    (5)有效照亮范围：椭圆的长短直径约为900cm×6oocm(斜照射，灯罩中心距离桌面约35cm)。

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