Câteva scheme simple de alimentare cu LED-uri

În ciuda opțiunii largi din magazinele de lanterne LED de diferite modele, hams-urile își dezvoltă propriile opțiuni pentru alimentarea LED-urilor albe super-luminoase. Practic, sarcina se reduce la cum să alimentați LED-ul dintr-o singură baterie sau acumulator, pentru a efectua cercetări practice.

După obținerea unui rezultat pozitiv, schema este dezasamblată, detaliile sunt introduse într-o cutie, experimentul este finalizat, rezultă satisfacția morală. Adesea, studiile se opresc în acest sens, dar uneori experiența asamblării unui anumit ansamblu pe o placă de pâine intră într-un design real, realizat în conformitate cu toate regulile artei. Următoarele sunt câteva circuite simple dezvoltate de operatorii de radio radio.

În unele cazuri, este foarte dificil să se stabilească cine este autorul schemei, deoarece aceeași schemă apare pe site-uri diferite și în articole diferite. Adesea, autorii de articole scriu sincer că acest articol a fost găsit pe Internet, dar cine a publicat această schemă pentru prima dată nu este cunoscut. Multe scheme sunt pur și simplu copiate de pe scândurile acelorași felinare chinezești.

Autorul articolului pe care îl citiți nu pretinde nici că este autorul circuitelor, ci este doar o mică selecție de circuite pe subiectul „LED”.

De ce avem nevoie de convertitori

Chestia este că o cădere directă a tensiunii LED-uride regulă, nu mai puțin de 2,4 ... 3,4 V, deci de la o singură baterie cu o tensiune de 1,5 V și chiar mai mult de la o baterie cu o tensiune de 1,2 V, este pur și simplu imposibil să aprindem un LED. Există două căi de ieșire. Fie folosiți o baterie de trei sau mai multe celule galvanice, fie construiți cel puțin cele mai simple Convertor DC-DC.

Este convertorul care vă va permite să alimentați lanterna cu o singură baterie. Această soluție reduce costul surselor de alimentare și, în plus, vă permite să utilizați mai pe deplin încărcarea unei celule galvanice: multe invertoare funcționează cu descărcare profundă a bateriei până la 0.7V! Utilizarea unui convertor reduce și dimensiunea lanternei.

Cel mai simplu circuit pentru alimentarea unui LED

Circuitul este un generator de blocare. Acesta este unul dintre circuitele electronice clasice, prin urmare, cu montaj adecvat și piese de service, începe să funcționeze imediat. Principalul lucru în acest circuit este să înfășurați corect transformatorul Tr1, să nu confundați fazajul înfășurărilor.

Ca miez pentru transformator, puteți utiliza un inel de ferită de pe placă de la inutilizabil lampă fluorescentă cu economie de energie. Este suficient să înfășurați mai multe rotații ale unui fir izolat și conectați înfășurările, așa cum se arată în figura de mai jos.

Transformatorul poate fi înfășurat cu un fir de înfășurare de tip PEV sau PEL cu diametrul nu mai mare de 0,3 mm, ceea ce va permite așezarea unui pic mai mult de viraje, cel puțin 10 ... 15, pe inel, ceea ce va îmbunătăți ușor funcționarea circuitului.

Înfășurările trebuie înfășurate în două fire, apoi conectați capetele înfășurărilor, așa cum se arată în figură. Începutul înfășurărilor din diagramă este indicat printr-un punct. Ca a tranzistor puteți utiliza orice conductivitate n-p-n a tranzistorului de putere mică: KT315, KT503 și altele asemenea. Acum este mai ușor să găsiți un tranzistor importat, cum ar fi BC547.

Dacă tranzistorul structurii n-p-n nu este la îndemână, atunci puteți aplica tranzistor de conductivitate pnpde exemplu, KT361 sau KT502. Cu toate acestea, în acest caz, va trebui să schimbați polaritatea bateriei.

Rezistorul R1 este selectat în funcție de cea mai bună strălucire a LED-ului, deși circuitul funcționează chiar dacă este înlocuit pur și simplu cu un jumper. Schema de mai sus este destinată pur și simplu sufletului, efectuării de experimente. Așadar, după opt ore de funcționare continuă pe un singur LED, bateria de la 1.5V „se așează” la 1.42V. Putem spune că este aproape că nu este externat.

Pentru a studia capacitățile de încărcare ale circuitului, puteți încerca să conectați mai multe LED-uri în paralel. De exemplu, cu patru LED-uri, circuitul continuă să funcționeze destul de stabil, cu șase LED-uri tranzistorul începe să se încălzească, cu opt LED-uri luminozitatea scade vizibil, tranzistorul se încălzește foarte puternic. Totuși, schema continuă să funcționeze. Dar acest lucru este numai în ordinea cercetării științifice, deoarece tranzistorul în acest mod nu va funcționa mult timp.

Convertor cu redresor

Dacă intenționați să creați o lanternă simplă pe baza acestei scheme, va trebui să adăugați câteva detalii, ceea ce va oferi o strălucire mai bună a LED-ului.

Este ușor de observat că în acest circuit LED-ul este alimentat nu prin pulsare, ci prin curent continuu. În mod natural, în acest caz, luminozitatea strălucirii va fi puțin mai mare, iar nivelul de pulsări ale luminii emise va fi mult mai mic. Ca o diodă, orice frecvență înaltă, de exemplu, KD521 (principiul funcționării unei diode semiconductoare).

Convertoare de sufocare

O altă simplă diagramă este prezentată în figura de mai jos. Este ceva mai complicat decât diagrama din figură. 1, conține 2 tranzistoare, dar în loc de un transformator cu două înfășurări, acesta are doar un inductor L1. O astfel de sufocare poate fi înfășurată pe inel toate din aceeași lampă de economisire a energiei, pentru care trebuie să înfășurați doar 15 rotații ale unui fir de înfășurare cu un diametru de 0,3 ... 0,5 mm.

Cu ajutorul parametrului de clapeta indicat pe LED, este posibilă obținerea unei tensiuni de până la 3,8 V (cădere directă a tensiunii pe 5730 3,4 V LED), ceea ce este suficient pentru a alimenta un LED de 1 W. Configurarea circuitului constă în selectarea condensatorului C1 în intervalul ± 50% în funcție de luminozitatea maximă a LED-ului. Circuitul este funcțional atunci când tensiunea de alimentare este redusă la 0.7V, ceea ce asigură utilizarea maximă a capacității bateriei.

Dacă completăm circuitul considerat cu un redresor pe dioda D1, un filtru pe condensatorul C1 și o diodă zener D2, obținem o sursă de alimentare cu putere redusă, care poate fi utilizată pentru alimentarea circuitelor de pe amplificatorul de operare sau alte componente electronice. În acest caz, inductanța inductorului este selectată în limita de 200 ... 350 μH, dioda D1 cu barieră Schottky, dioda Zener D2 este selectată în funcție de tensiunea circuitului furnizat.

Cu o combinație bună de circumstanțe, folosind un astfel de convertor, puteți obține o tensiune de 7 ... 12 V la ieșire. Dacă intenționați să folosiți convertorul pentru a alimenta doar LED-urile, dioda Zener D2 poate fi exclusă din circuit.

Toate circuitele avute în vedere sunt cele mai simple surse de tensiune: limitarea curentului prin LED se realizează aproximativ în același mod ca în diverse foburi de cheie sau în brichete cu LED-uri.

LED-ul prin butonul de alimentare, fără niciun rezistor de limitare, este alimentat cu 3 ... 4 baterii cu disc mic, a căror rezistență internă limitează curentul prin LED la un nivel sigur.

Circuite de feedback de curent

Și totuși, LED-ul este un dispozitiv curent. Nu este degeaba că curentul direct este indicat în documentația pentru LED-uri. Prin urmare, aceste scheme de alimentare cu LED-uri conțin feedback de curent: de îndată ce curentul prin LED atinge o anumită valoare, etapa de ieșire este deconectată de la sursa de alimentare.

Stabilizatorii de tensiune funcționează exact, doar că există feedback de tensiune. Mai jos este o diagramă pentru alimentarea LED-urilor de feedback de curent.

O examinare atentă arată că baza circuitului este același generator de blocare asamblat pe tranzistorul VT2. Tranzistorul VT1 este controlul în circuitul de feedback. Feedback-ul în acest circuit funcționează după cum urmează.

LED-urile sunt alimentate de o tensiune care se acumulează pe condensatorul electrolitic. Condensatorul este încărcat prin diodă prin tensiunea de impuls din colectorul tranzistorului VT2. Tensiunea rectificată este utilizată pentru alimentarea LED-urilor.

Curentul prin LED-uri merge pe următoarea cale: plus condensator, LED-uri cu rezistențe limită, rezistență de feedback curent (senzor) Roc, minus condensator electrolitic.

În acest caz, pe rezistența de feedback este creată o cădere de tensiune Uoc = I * Roc, unde I este curentul prin LED-uri. Odată cu creșterea tensiunii pornite condensator electrolitic (totuși, generatorul funcționează și încarcă condensatorul), curentul prin LED-uri crește și, în consecință, tensiunea de-a lungul rezistenței de roc Roc crește și ea.

Când Uoc atinge 0,6V, tranzistorul VT1 se deschide, închizând joncțiunea emițător de bază a tranzistorului VT2. Tranzistorul VT2 se închide, generatorul de blocare se oprește și încetează încărcarea condensatorului electrolitic. Sub influența sarcinii, condensatorul se descarcă, tensiunea în condensator scade.

O scădere a tensiunii în condensator duce la o scădere a curentului prin LED-uri și, ca urmare, la o scădere a tensiunii de feedback Uoc. Prin urmare, tranzistorul VT1 este închis și nu interferează cu funcționarea generatorului de blocare. Generatorul pornește și întregul ciclu se repetă mereu.

Prin schimbarea rezistenței rezistorului de feedback, este posibil să se modifice larg curentul prin LED-uri. Astfel de circuite se numesc stabilizatori de curent pulsat.

Regulatoare de curent integrate

În prezent, stabilizatorii de curent pentru LED-uri sunt disponibile în design integrat. Ca exemple, pot fi citate microcircuite specializate ZXLD381, ZXSC300. Diagramele prezentate mai jos sunt preluate din fișele tehnice ale acestor microcircuite.

Figura arată cipul dispozitivului ZXLD381. Conține un generator PWM (Pulse Control), un senzor de curent (Rsense) și un tranzistor de ieșire. Există doar două atașamente. Acesta este un LED LED și un inductor L1. În figura următoare este prezentată o diagramă de cablare tipică. Cipul este disponibil în pachetul SOT23. Frecvența de generare de 350KHz este stabilită de condensatoarele interne, este imposibil să o schimbați. Eficiența dispozitivului este de 85%, pornind sub sarcină este deja posibil cu o tensiune de alimentare de 0,8V.

Tensiunea de avans a LED-ului nu trebuie să depășească 3,5V, așa cum este indicat în linia de jos sub figura. Curentul prin LED este reglat prin schimbarea inductanței inductorului, așa cum se arată în tabelul din partea dreaptă a figurii. În coloana din mijloc, curentul de vârf este indicat, în ultima coloană, curent mediu prin LED. Pentru a reduce nivelul de ondulare și pentru a crește luminozitatea strălucirii, este posibil să utilizați un redresor cu un filtru.

Aici este utilizat un LED cu o tensiune directă de 3,5 V, o diodă de înaltă frecvență D1 cu o barieră Schottky, un condensator C1, de preferință cu o valoare scăzută a rezistenței în serie echivalente (ESR scăzută). Aceste cerințe sunt necesare pentru a crește eficiența generală a dispozitivului, pentru a încălzi dioda și condensatorul cât mai puțin posibil. Curentul de ieșire este selectat prin selectarea inductanței inductorului în funcție de puterea LED-ului.

Chip ZXSC300

Acesta diferă de ZXLD381 prin faptul că nu are un tranzistor de ieșire intern și un senzor de curent cu rezistență. Această soluție vă permite să creșteți semnificativ curentul de ieșire al dispozitivului și, prin urmare, să aplicați un LED cu o putere mai mare.

Un senzor de curent R1 este folosit ca senzor de curent, schimbând valoarea căruia este posibil să setați curentul necesar în funcție de tipul de LED Calculul acestui rezistor se realizează conform formulelor date în fișa tehnică de pe cipul ZXSC300. Nu vom oferi aceste formule aici, dacă este necesar, este ușor să găsiți o foaie de date și formule de spion de acolo. Curentul de ieșire este limitat doar de parametrii tranzistorului de ieșire.

Când porniți toate circuitele descrise pentru prima dată, este recomandat să conectați bateria printr-un rezistor de 10Ω. Acest lucru va ajuta la evitarea morții tranzistorului dacă, de exemplu, înfășurările transformatorului sunt conectate incorect. Dacă LED-ul se aprinde cu acest rezistor, atunci rezistorul poate fi îndepărtat și se pot face setări ulterioare.

Boris Aladyshkin