低功耗的LED楼道灯

这款用高亮度发光二极管制作的楼道灯，它白天关闭，天黑后自动点亮。一年的耗电量不超过2度，使用寿命可达10年。

电路工作原理

楼道灯的电路如下图所示。电路由电容降压电路、整流电路、LED发光电路和光电控制电路等部分组成。

220V交流电经电容C1、R1降压限流后在A、B两点的交流电压约为15V，由VD1～VD4.进行整流，在C2上得到约14V的直流电压作为高亮度发光二极管VD5～VD8的工作电压，发光二极管的工作电流约为14mA。由于电容C1不消耗有功功率，泄放电阻消耗的功率可忽略不计，因此整个电路的功耗约为15×0.014≈0-2(W)。
为了进一步节省电能和延长高亮度发光二极管的使用寿命，电路中加入了由光敏电阻R2、电阻R3和三极管VT1等组成的光电控制电路，在夜晚光敏电阻R2的阻值可达100K以上，这时C2两端的电压经R2、R3分压后提供给VT1基极的直流偏置电压很小，VT1截止，对发光二极管的工作没有任何影响；白天时，由于光电效应的作用，R2的阻值可减小到1OK以下，这时VT1导通并接近饱和，由于通过C1的电流最大只能达到15mA，由于VTl的分流，C2上的电压可下降到4V以下。
因为每个发光二极管的工作电压要达到3V以上才能开始工作，四个串联就要达到12V以上，所以这时发光二极管不能正常发光。
那么，在VT1分流“短路”后，为什么电路的功耗反而变小呢?这是因为电容降压的电路在输出电压不太高的情况下基本上可看作一个恒流源，其功耗与负载电阻成正比，在VT1分流使C2上的电压下降后，相当于负载电阻减小，所以功耗就下降了。以A、B两端的交流电压下降到5V为例，假设C2上通过的交流电流达到15mA，这时电路的功耗约为5×0.015≈0.08(W)。因此以每天夜里平均点亮12小时为例，一年的用电量为：(0.2×12+0.08×12)×365≈1.2(kWh)，即1.2度电。

元器件选择和安装

下图中C1使用0.22μ 250VAC的金属化聚酯薄膜电容器。R2使用CDS光敏电阻，型号为GL4516，其亮电阻(10Lux)为5～1OKΩ，暗电阻为0.6MΩ，也可以使用其它型号的CDS光敏电阻，当参数有差异时只要适当调整R3的阻值即可。VD5～VD8用额定工作电流为20mA的高亮度白光发光二极管。其它元器件参数见下图中所示。
楼道灯可使用旧的节能灯改制装配。把原来的灯管去掉，留下的孔正好作为发光二极管的出孔，由于出孔比较大，可用硬纸板在对应发光二极管的位置开四个小孔作衬底。装配时不用重新制作电路板，可用原来的电路板进行装配，留下4只整流二极管，把原来400V的电解电容拆下换成100 μ 25V的电解电容，拆除电路板上的多余元器件，把楼道灯上的其它元器件利用原来的焊点进行搭焊。在圆型外壳的上部开一个孔作为光敏电阻的透光孔，便于外界的光线照射在光敏电阻上。
安装好后接通电源，在室内正常光线下，若挡住光敏电阻的透光孔灯即点亮，拿开后灯即熄灭，说明灯的工作状态是正常的。最后把灯安装在所使用的楼道内，如果出现了白天光线稍暗时灯即点亮了，可适当增加R3的阻值；反之，如果到了晚上光线较暗时灯还不能点亮，可适当减小、R3的阻值。正常情况下是不需要进行调试的。点亮后的楼道灯。
注：由于整个电路是直接接在220V交流电源上的，因此制作和调试时要注意安全。