给家里电源插线板做几个驱动大幅降低指示灯功耗

qrut

家里带灯插座得有个10个8个的，指示灯采用电阻限流驱动led，这样功耗不低，每个大概0.3w左右，10个总和3w。一年耗电3x24x365=26280wh 约26度电，也不少了，虽然也没多少钱，但感觉这样白白消耗掉也是挺可惜的，本着节能减排的想法（就这么一说，我没那么高觉悟）做几个驱动代替原来电阻限流。
方案就是电容降压，理论上功耗可以降低几十上百倍。

一个普通带灯插板 指示灯功耗0.28w



另一个 0.3w ，大概都是0.3w左右。



拆一个 普通电阻限流，led本身功耗只有几个mw ，绝大多数功耗都消耗在限流电阻上了。



一个贴片桥堆，俩电容 一颗电阻，组成的电容降压驱动。
焊好后



反面



红圈降压电容用的高耐压陶瓷贴片，表面用铅笔涂几下，滤波电容确保比降压电容大10倍以上。此例1uf



热缩管包好



原电阻驱动拆除



新驱动焊好后



顺利点亮，功耗降到这个功率计测不出，亮起时也不再有明显频闪，成本老高了，最少得2毛。
实际功耗由三部分组成，输入限流电阻（1k） 降压电容泄放电阻（大几十兆忽略） led功耗（led红 2v@1.5ma） ，22nf降压电容 220v 50hz 大概可以提供1.5ma电流（计算过程略去），全桥整流电路，小容量滤波，因此led端电流大概也1.5ma ，1000*1.5ma^2+2*1.5ma 约5mw总功耗，相比原来300mw降低大约60倍，实际还可以优化取值（led当前很亮，比原来电阻要亮），降低100倍功耗很容易做到。


由于帖子里很多人对电容降压原理和注意事项还不是特别清晰，提出很多争议，这里集中说一下。下面是一些不完善或不实用的电容降压的网络摘选电路（图片及图片上文字注解均来自网络），分别说明存在的问题，这个电路最简单也是最不好最危险的，首先如果器件都是理想状态，led反向耐压足够高时，这个电路根本没法工作的，原因是降压电容负半周没有放电回路，因此不能工作。如果电容降压半波整流时还需要在输出反并一颗二极管提供放电回路。而实际上这个电路现实中是有可能工作的（注意 这个工作并非是长期稳定可靠的工作）led反向击穿电压都不太高，在电源负半周时有些led可能已经处在反向软击穿状态，因此此时歪打正着为降压电容提供了负半周放电回路，因此电路得以勉强工作，但显然这种状态对led不利，最要命的是输入没有限流电阻，上电瞬间电容两端电压不能突变，相当于瞬间短路，因此led上电时被大电流冲击，非常容易导致led烧毁。输入串联电阻可以缓解上电冲击电流，但阻值必须很大，导致电路整体有功功耗增加，电容无功耗下降，高效率就无法做到，并且此电路频闪严重。


下面的图 利用两颗反并led串联电容，解决了电容负半周放电回路的问题，但是同样存在冲击电流的问题，输入串电阻要达到有效的保护目的也需要大阻值，同样导致效率降低，和单电阻限流区别就不会很大，而且led反并还不能滤波，同样存在频闪问题，因此这个电路直接应用上电存在烧毁的问题，减低容量可以缓解，但真正能达到可用亮度时的容量都存在上电击穿和冲击的问题，如果电容取值非常小虽能基本避免烧毁但微弱亮度已经无实用价值。

失败案例http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2424193


本例采用的方案是常用的非常成熟可靠的电容降压全桥整流方案，
一个电容降压电路如果整流后没有输出滤波或者稳压管限制浪涌电流，上电瞬间降压电容两端电压不能突变，瞬间相当于短路，这时如果桥后没有滤波或稳压管限制，则瞬态巨大的电流会冲击负载，led的娇嫩我想大家都知道，由于持续时间很短虽不一定100%击穿led，也会对led造成冲击，频繁冲击的下场我想不用多说了。所以桥后要加滤波，滤波的容量还必须远大于降压电容容量，这样上电瞬间降压电容容量远小于滤波电容容量，容抗较大，则根据欧姆定律，绝大多数电压会优先落在降压电容上（电压上升较快），后级滤波电压上升较慢，从而保护后级负载。而输入必须还加入一颗小阻值电阻，正常工作时很少消耗功率，在上电瞬间时降压电容和滤波电容都近乎短路状态，这时如果没这颗电阻有烧整流管的危险，所以上电瞬间俩电容电压还未快速上升时的限流由此电阻提供，设计值要保证峰值电流不大于整流桥最大能耐受的峰值电流。由于只承受瞬间大电流，因此阻值和功率可以选择的较小，这样就保证了安全的前提下提供最高的效率。

有人觉得降压电容泄放电阻取值太大了，这个不能太小，由于此例总功耗才几个mw，这个泄放取值太小会影响效率，电容nf级别 大几十兆就可以了100兆觉得太大可适当缩小即可。


回头多做几个把家里的都改了，思路分享希望对有用的人起到借鉴作用，此帖结束，谢谢观赏~

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相关阅读：拆解公牛和正泰排插，分析LED和氖泡指示灯频繁自爆的原因
https://www.mydigit.cn/thread-413481-1-1.html





补充内容 (2024-1-30 17:20):
更新一下，此方案以大规模应用到某机构至今已经2年多，节能效果优越，目前损坏率为0%   

补充内容 (2024-1-30 17:26):
看到很多坛友对此方案有仿制热情，和为了应对目前高亮led做了一些参数调整，输入1k更换成10k更加降低上电浪涌对led的冷态冲击

补充内容 (2024-1-30 17:28):
对于高亮款led降压电容可从22nf降到10nf，更加的节能