Joitakin yksinkertaisia ​​LED-virrankäyttömalleja

Huolimatta erilaisista LED-taskulampuista valittavissa olevista myymälöistä, kinkut kehittävät omia vaihtoehtoja valkoisten erittäin kirkkaiden LEDien virran kytkemiseksi. Periaatteessa tehtävä pohtii sitä, kuinka LED saadaan virran vain yhdestä paristosta tai akusta käytännön tutkimuksen suorittamiseksi.

Kun positiivinen tulos on saatu, järjestelmä puretaan, yksityiskohdat laitetaan laatikkoon, kokeilu on suoritettu loppuun, moraalinen tyytyväisyys syntyy. Usein opinnot pysähtyvät tähän, mutta joskus kokemus tietyn kokoonpanon kokoamisesta leipälevylle menee todelliseksi muotoiluksi, joka on tehty kaikkien taidesääntöjen mukaisesti. Seuraavassa on joitain yksinkertaisia ​​piirejä, jotka ovat kehittäneet kinkkuradiooperaattorit.

Joissain tapauksissa on erittäin vaikea selvittää, kuka on järjestelmän laatija, koska sama järjestelmä esiintyy eri sivustoilla ja eri artikkeleissa. Usein artikkeleiden kirjoittajat kirjoittavat rehellisesti, että tämä artikkeli löytyi Internetistä, mutta kuka julkaisi tämän järjestelmän ensimmäistä kertaa, ei tiedetä. Monet järjestelmät kopioidaan yksinkertaisesti samojen kiinalaisten lyhtyjen levyiltä.

Lukemasi artikkelin kirjoittaja ei myöskään väitä olevansa piirien kirjoittaja, tämä on vain pieni valikoima piirejä “LED” -aiheessa.

Miksi tarvitsemme muuntajia

Asia on, että suora jännitteen pudotus päälle LEDyleensä vähintään 2,4 ... 3,4 V, joten yksittäisestä akusta, jonka jännite on 1,5 V, ja vielä enemmän akusta, jonka jännite on 1,2 V, on yksinkertaisesti mahdotonta sytyttää LEDiä. On kaksi tapaa ulos. Käytä joko kolmen tai useamman galvaanisen kennon paristoa tai rakenna ainakin yksinkertaisin DC-DC-muunnin.

Muunnin antaa virta taskulampulle yhdellä akulla. Tämä ratkaisu vähentää virtalähteiden kustannuksia ja mahdollistaa lisäksi täydellisemmän käytön galvaanisen kennon varaus: monet invertterit toimivat akun syväpurkautumisen ollessa jopa 0,7 V! Muuntimen käyttö pienentää myös taskulampun kokoa.

Yksinkertaisin piiri LED-virran kytkemiseen

Piiri on estogeneraattori. Tämä on yksi klassisista elektroniikkapiireistä, joten asianmukaiset kokoonpanot ja huollettavat osat alkavat toimia heti. Tämän piirin tärkein asia on kääntää muuntaja Tr1 oikein, sekoittamatta käämien vaiheittamista.

Muuntajan ytimenä voit käyttää ferriittirengasta levyltä käyttökelvottomalta energiansäästölamppu. Riittää, kun käämät useita kierroksia eristetystä langasta ja kytke käämit, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.

Muuntaja voidaan kääriä PEV- tai PEL-tyyppisellä kelauslangalla, jonka halkaisija on enintään 0,3 mm, mikä antaa sinun asettaa renkaalle hieman enemmän kierroksia, vähintään 10 ... 15, mikä parantaa hiukan piirin toimintaa.

Käämit tulee kääriä kahteen lankaan, kytke sitten käämien päät kuvan osoittamalla tavalla. Kaaviossa olevien käämien alku on merkitty pisteellä. Kuten a transistori voit käyttää mitä tahansa pienitehoista transistorin n-p-n johtavuutta: KT315, KT503 ja vastaavat. Nyt on helpompaa löytää tuontitransistori, kuten BC547.

Jos n-p-n-rakenteen transistoria ei ole käsillä, voit käyttää pnp-johtokyky transistoriesimerkiksi KT361 tai KT502. Tässä tapauksessa sinun on kuitenkin vaihdettava akun napaisuus.

Vastus R1 valitaan LEDin parhaan hehkuvuuden mukaan, vaikka piiri toimii, vaikka se korvataan yksinkertaisesti hyppyjohtimella. Yllä oleva kaavio on tarkoitettu yksinkertaisesti sielulle kokeiden suorittamiseen. Joten kahdeksan tunnin jatkuvan käytön jälkeen yhdellä LEDillä akku 1,5 V: n “istuu” 1,42 V: iin. Voimme sanoa, että sitä ei melkein ole purettu.

Piirin kuormitettavuuden tutkimiseksi voit yrittää kytkeä useita muita LEDiä samanaikaisesti. Esimerkiksi neljällä LEDillä piiri jatkaa toimintaansa melko vakaasti, kuuden LEDin kanssa transistori alkaa kuumentua, kahdeksalla LEDillä kirkkaus vähenee huomattavasti, transistori kuumenee erittäin voimakkaasti. Mutta järjestelmä toimii kuitenkin edelleen. Mutta tämä on vain tieteellisen tutkimuksen järjestyksessä, koska transistori tässä tilassa ei toimi pitkään.

Muunnin tasasuuntaimella

Jos aiot luoda yksinkertaisen taskulampun tämän järjestelmän perusteella, sinun on lisättävä muutama yksityiskohta, joka antaa LEDin kirkkaamman hehkua.

On helppo nähdä, että tässä piirissä LED-virta ei johda pulsaatiolla, vaan tasavirralla. Luonnollisesti tässä tapauksessa hehkuvuuden kirkkaus on hiukan korkeampi ja säteilevän valon pulsaatiotaso on paljon pienempi. Diodina mikä tahansa korkeataajuus, esimerkiksi KD521 (puolijohdediodin toimintaperiaate).

Kuristinmuuntimet

Toinen yksinkertaisin kaavio on esitetty alla olevassa kuvassa. Se on hieman monimutkaisempi kuin kuvan kaavio. 1, sisältää 2 transistoria, mutta kahdella käämillä varustetun muuntajan sijaan siinä on vain induktori L1. Tällainen kuristin voidaan kiertää renkaassa kaikki samasta energiansäästölampusta, jota varten sinun on käämittävä vain 15 kierrosta käämityslankaa, jonka halkaisija on 0,3 ... 0,5 mm.

LED-merkkivalolla osoitetulla kaasuparametrilla on mahdollista saada jopa 3,8 V: n jännite (suora jännitteen pudotus 5730: n 3,4 V: n LEDissä), joka riittää 1 W: n LEDin virran kytkemiseen. Piiri muodostuu kondensaattorin C1 valinnasta välillä ± 50% LEDin suurimman kirkkauden mukaan. Piiri on käyttökelpoinen, kun syöttöjännite on laskettu 0,7 V: iin, mikä varmistaa akun kapasiteetin maksimaalisen käytön.

Jos täydennämme tarkasteltua piiriä diodin D1 tasasuuntaimella, kondensaattorin C1 suodattimella ja zener-diodilla D2, saadaan pienitehoinen virtalähde, jota voidaan käyttää virran kytkemiseen op-vahvistimeen tai muihin elektronisiin komponentteihin. Tässä tapauksessa induktorin induktanssi valitaan alueella 200 ... 350 μH, diodi D1 Schottky-esteellä, zener-diodi D2 valitaan syötetyn piirin jännitteen mukaan.

Hyvällä olosuhteiden yhdistelmällä tällaista muunninta käyttämällä voit saada jännitteen 7 ... 12 V lähtöön. Jos aiot käyttää muunninta vain LED-merkkivaloihin, Zener-diodi D2 voidaan sulkea pois piiristä.

Kaikki tarkastellut piirit ovat yksinkertaisimpia jännitelähteitä: virranrajoitus LEDin kautta suoritetaan suunnilleen samalla tavalla kuin erilaisissa näppäimistöissä tai sytyttimissä, joissa on LEDit.

Virtapainikkeen läpi kulkevaan LEDiin, ilman rajoittavaa vastusta, saa virtaa 3 ... 4 pienikokoista akkua, joiden sisäinen vastus rajoittaa LEDin läpi kulkevan virran turvalliselle tasolle.

Nykyiset palautepiirit

Ja LED on silti nykyinen laite. Ei ole turhaa, että tasavirta ilmoitetaan LEDien dokumentaatiossa. Siksi nämä LEDien virran kytkemisjärjestelmät sisältävät virran palautteen: Heti kun LEDin kautta kulkeva virta saavuttaa tietyn arvon, lähtövaihe irtoaa virtalähteestä.

Jännitestabilisaattorit toimivat myös täsmällisesti, vain siinä on jännitteen palautetta. Alla on kaavio virran palautuksen merkkivalojen virran kytkemisestä.

Huolellinen tutkimus osoittaa, että piirin perusta on sama transistoriin VT2 koottu estogeneraattori. Transistori VT1 on takaisinkytkentäpiirin ohjaus. Palaute tässä piirissä toimii seuraavasti.

LEDit saavat jännitteen, joka kertyy elektrolyyttikondensaattoriin. Kondensaattori ladataan diodin kautta transistorin VT2 kollektorin pulssijännitteellä. Tasasuuntaista jännitettä käytetään merkkivalojen virran kytkemiseen.

LEDien läpi kulkeva virta kulkee seuraavaa tietä: plus kondensaattori, LED-arvot rajavastuksilla, virtapalautusvastus (anturi) Roc, miinus elektrolyyttikondensaattori.

Tässä tapauksessa jännitehäviö Uoc = I * Roc luodaan takaisinkytkentävastukselle, missä olen virta LEDien kautta. Jännitteen kasvaessa elektrolyyttikondensaattori (Generaattori kuitenkin toimii ja lataa kondensaattorin), LEDien läpi kulkeva virta kasvaa, ja näin ollen myös jännite takaisinkytkentävastuksessa Roc kasvaa.

Kun Uoc saavuttaa 0,6 V, transistori VT1 aukeaa ja sulkee transistorin VT2 kanta-emitterin liitoskohdan. Transistori VT2 sulkeutuu, estogeneraattori pysähtyy ja lopettaa elektrolyyttikondensaattorin lataamisen. Kuormituksen vaikutuksesta kondensaattori purkautuu, kondensaattorin poikki oleva jännite putoaa.

Kondensaattorin jännitteen pieneneminen johtaa virran pienenemiseen LEDien kautta ja seurauksena takaisinkytkentäjännitteen Uoc pienenemiseen. Siksi transistori VT1 on suljettu eikä se häiritse lukkiutuneen generaattorin toimintaa. Generaattori käynnistyy ja koko sykli toistuu uudestaan ​​ja uudestaan.

Vaihtamalla takaisinkytkentävastuksen resistanssia on mahdollista vaihdella virtaa laajasti ledien kautta. Sellaisia ​​piirejä kutsutaan pulssivirran stabilisaattoreiksi.

Integroidut virtasäätimet

Tällä hetkellä ledien nykyisiä stabilisaattoreita on saatavana integroidussa suunnittelussa. Esimerkkeinä voidaan mainita erikoistuneet mikropiirit ZXLD381, ZXSC300. Jäljempänä esitetyt kaaviot on otettu näiden mikropiirien teknillisistä tiedoista.

Kuvassa on laitteen siru ZXLD381. Se sisältää PWM-generaattorin (Pulse Control), virta-anturin (Rsense) ja lähtötransistorin. Liitteitä on vain kaksi. Tämä on LED-LED ja L1-induktori. Tyypillinen kytkentäkaavio on esitetty seuraavassa kuvassa. Siru on saatavana SOT23-paketissa. Sisäisten kondensaattorien asettama 350KHz: n tuotantotaajuus on mahdotonta muuttaa. Laitteen hyötysuhde on 85%, käynnistäminen kuormituksella on jo mahdollista syöttöjännitteellä 0,8 V.

LED-merkkivalon eteenpäin suuntautuvan jännitteen ei tulisi olla yli 3,5 V, kuten kuvan alaosassa on osoitettu. LEDiä läpi kulkevaa virtaa säädetään muuttamalla induktorin induktanssia kuvan kuvan oikealla puolella olevan taulukon mukaisesti. Keskimmäisessä sarakkeessa huippuvirta on merkitty, viimeisessä sarakkeessa keskimääräinen virta LED: n läpi. Aaltoilun tason vähentämiseksi ja hehkun kirkkauden lisäämiseksi on mahdollista käyttää tasasuuntaajaa suodattimen kanssa.

Tässä käytetään LEDiä, jonka suora jännite on 3,5 V, korkeataajuista diodia D1, jolla on Schottky-este, C1-kondensaattoria, edullisesti matalalla vastaavan sarjan vastusarvolla (alhainen ESR). Nämä vaatimukset ovat välttämättömiä laitteen yleisen hyötysuhteen lisäämiseksi, diodin ja kondensaattorin lämmittämiseksi mahdollisimman vähän. Lähtövirta valitaan valitsemalla induktorin induktanssi LEDin tehosta riippuen.

Siru ZXSC300

Se eroaa ZXLD381: stä siinä, että siinä ei ole sisäistä lähtötransistoria ja vastuksen virta-anturia. Tämän ratkaisun avulla voit lisätä laitteen lähtövirtaa huomattavasti ja käyttää siksi suuremman tehon LEDiä.

Ulkoista vastusta R1 käytetään virta-anturina muuttamalla arvoa, jonka avulla on mahdollista asettaa tarvittava virta LED-tyypistä riippuen. Tämän vastuksen laskenta suoritetaan ZXSC300-sirun ohjelehdessä annettujen kaavojen mukaisesti. Emme anna näitä kaavoja täällä; tarvittaessa on helppo löytää lomakkeet ja vakoojakaavat. Lähtövirtaa rajoittavat vain lähtötransistorin parametrit.

Kun kytket kaikki kuvatut piirit päälle ensimmäistä kertaa, on suositeltavaa kytkeä akku 10Ω vastuksen kautta. Tämä auttaa välttämään transistorin kuoleman, jos esimerkiksi muuntajan käämit on kytketty väärin. Jos LED palaa tällä vastuksella, vastus voidaan poistaa ja lisäasetukset tehdä.

Boris Aladyshkin