Neke jednostavne LED sheme napajanja

Unatoč velikom izboru u trgovinama LED svjetiljki raznih dizajna, šunke razvijaju vlastite mogućnosti napajanja bijelih super svijetlih LED svjetiljki. U osnovi, zadatak se svodi na to kako napajati LED iz samo jedne baterije ili akumulatora, da provede praktična istraživanja.

Nakon dobivanja pozitivnog rezultata, shema se rastavlja, detalji se stavljaju u okvir, eksperiment je dovršen, uslijedi moralno zadovoljstvo. Studije se često zaustave na tome, ali ponekad iskustvo sastavljanja određenog sklopa na ploči prelazi u pravi dizajn, napravljen u skladu sa svim umjetničkim pravilima. Slijedi nekoliko jednostavnih krugova koje su razvili radio operateri pršuta.

U nekim je slučajevima vrlo teško utvrditi tko je autor sheme, jer se ista shema pojavljuje na različitim mjestima i u različitim člancima. Često autori članaka iskreno pišu da je ovaj članak pronađen na Internetu, ali tko je prvi put objavio ovu shemu nije poznato. Mnoge se sheme jednostavno kopiraju s dasaka istih kineskih lampiona.

Autor članka koji čitate ne tvrdi da je i autor krugova, već je to samo mali izbor krugova na temu "LED".

Zašto su nam potrebni pretvarači

Stvar je u tome što se uključuje direktni pad napona LEDu pravilu ne manje od 2,4 ... 3,4 V, tako da je iz jedne baterije s naponom 1,5 V, a još više od baterije s naponom 1,2 V, jednostavno nemoguće upaliti LED. Izlazi dva načina. Koristite bateriju s tri ili više galvanskih ćelija ili izgradite najmanje najjednostavnije DC-DC pretvarač.

To je pretvarač koji će vam omogućiti napajanje svjetiljke samo jednom baterijom. Ovo rješenje smanjuje troškove napajanja električnom energijom, a osim toga omogućava vam potpuniju upotrebu naboj galvanske ćelije: mnogi pretvarači rade s dubokim pražnjenjem baterije do 0,7 V! Korištenjem pretvarača također se smanjuje veličina svjetiljke.

Najjednostavniji krug za napajanje LED-a

Krug je generator koji blokira. Ovo je jedno od klasičnih elektroničkih sklopova, pa s pravilnim sastavljanjem i servisnim dijelovima počinje s radom odmah. Glavna stvar u ovom krugu je pravilno navijanje transformatora Tr1, a ne zbuniti faza namotaja.

Kao jezgru transformatora možete koristiti feritni prsten s ploče od neupotrebljive fluorescentna svjetiljka koja štedi energiju, Dovoljno je namotati nekoliko navoja izolirane žice i spojiti namote, kao što je prikazano na donjoj slici.

Transformator se može namatati žicom za navijanje tipa PEV ili PEL s promjerom ne većim od 0,3 mm, što će omogućiti polaganje na obruč malo više zavoja, barem 10 ... 15, što će malo poboljšati rad kruga.

Namota treba namotati u dvije žice, a zatim spojiti krajeve namotaja, kao što je prikazano na slici. Početak namotaja u dijagramu označen je točkom. Kao a tranzistor možete koristiti bilo koji tranzistor niske snage n-p-n provodljivosti: KT315, KT503 i slično. Sada je lakše pronaći uvezeni tranzistor, poput BC547.

Ako tranzistor n-p-n strukture nije pri ruci, tada možete primijeniti pnp tranzistor provodljivostinpr. KT361 ili KT502. Međutim, u ovom slučaju morat ćete promijeniti polaritet baterije.

Otpornik R1 odabran je prema najboljem sjaju LED-a, iako krug djeluje čak i ako ga zamijeni jednostavno skakač. Gornja shema namijenjena je jednostavno duši, za provođenje eksperimenata. Tako nakon osam sati neprekidnog rada na jednoj LED, baterija od 1,5 V “sjeda” na 1,42 V. Možemo reći da se gotovo ne ispušta.

Da biste proučili nosivost kruga, možete pokušati paralelno spojiti još nekoliko LED-ova. Na primjer, s četiri LED-a, krug i dalje djeluje prilično stabilno, sa šest LED-a tranzistor se počinje zagrijavati, s osam LED-a svjetlina se osjetno smanjuje, tranzistor se jako zagrijava. Ali shema, ipak, i dalje djeluje. Ali to je samo redom znanstvenih istraživanja, jer tranzistor u ovom načinu neće dugo raditi.

Pretvarač s ispravljačem

Ako na temelju ove sheme planirate stvoriti jednostavnu svjetiljku, morat ćete dodati još nekoliko detalja, što će osigurati svjetliji sjaj LED-a.

Lako je vidjeti da se u ovom krugu LED napaja ne pulsirajući, nego istosmjernom strujom. Prirodno, u ovom će slučaju svjetlina sjaja biti malo veća, a razina pulsacija emitirane svjetlosti bit će mnogo manja. Kao dioda, bilo koja visokofrekventna, na primjer, KD521 (princip rada poluvodičke diode).

Pretvarači prigušivanja

Drugi najjednostavniji dijagram prikazan je na donjoj slici. Nešto je složeniji od dijagrama na slici. 1, sadrži 2 tranzistora, ali umjesto transformatora s dva namota, ima samo induktor L1. Takav prigušivač može se na prsten namotati sve iz iste štedne žarulje, za koju trebate namotati samo 15 okretaja žice za namatanje promjera 0,3 ... 0,5 mm.

Pomoću naznačenog parametra leptira za gas na LED-u moguće je dobiti napon do 3,8 V (izravan pad napona na 5730 3,4 V LED), što je dovoljno za napajanje LED snage 1W. Postavljanje kruga sastoji se u odabiru kondenzatora C1 u rasponu ± 50% prema maksimalnoj svjetlini LED-a. Krug je operiran kada se napon napajanja smanji na 0,7 V, što osigurava maksimalnu upotrebu kapaciteta baterije.

Ako dotični krug dopunimo ispravljačem na diodi D1, filtrom na kondenzatoru C1 i zener diodom D2, dobivamo napajanje male snage koja se može koristiti za napajanje krugova na optički pojačalo ili druge elektroničke komponente. U ovom se slučaju induktivnost induktora odabire unutar 200 ... 350 µH, dioda D1 sa Schottky barijerom, zener dioda D2 odabira se prema naponu isporučenog kruga.

Dobrim spletom okolnosti, koristeći takav pretvarač, na izlazu možete dobiti napon od 7 ... 12 V. Ako namjeravate koristiti pretvarač za napajanje samo LED dioda, Zener dioda D2 može se isključiti iz kruga.

Svi su razmatrani krugovi najjednostavniji izvori napona: ograničavanje struje putem LED-a odvija se približno na isti način kao u raznim ključnim svjetiljkama ili u upaljačima s LED-ima.

LED putem gumba za napajanje, bez ikakvog ograničavajućeg otpora, napaja se 3 ... 4 male diskovne baterije, čiji unutarnji otpor ograničava struju kroz LED na sigurnu razinu.

Trenutni krugovi povratne sprege

A LED je ipak trenutni uređaj. Nije uzalud da je istosmjerna struja navedena u dokumentaciji za LED. Stoga ove sheme za napajanje LED dioda sadrže povratnu informaciju o struji: čim struja kroz LED dostigne određenu vrijednost, izlazni stupanj isključuje se iz izvora napajanja.

Stabilizatori napona također rade točno, samo postoji povratna veza s naponom. Ispod je dijagram za napajanje trenutačnih LED za povratne informacije.

Pažljivim pregledom pokazuje se da je osnova sklopa isti blokirajući generator sastavljen na tranzistoru VT2. Tranzistor VT1 je regulator u povratnom krugu. Povratne informacije u ovom krugu djeluju na sljedeći način.

LED se napaja naponom koji se nakuplja na elektrolitičkom kondenzatoru. Kondenzator se preko diode puni impulsnim naponom iz kolektora tranzistora VT2. Ispravljani napon koristi se za napajanje LED dioda.

Struja kroz LED diode ide sljedećim putem: plus kondenzator, LED diode s graničnim otpornicima, strujni povratni otpornik (senzor) Roc, minus elektrolitički kondenzator.

U tom se slučaju na naponskom otporniku stvara pad napona Uoc = I * Roc, gdje sam ja struja kroz LED. S povećanim naponom na elektrolitički kondenzator (generator ipak radi i puni kondenzator), struja kroz LED se povećava, a posljedično se povećava i napon preko povratnog otpora Roc.

Kad Uoc dosegne 0,6 V, tranzistor VT1 otvara se i zatvara spoj baznog odašiljača tranzistora VT2. Tranzistor VT2 se zatvara, generator koji blokira zaustavlja se i zaustavlja punjenje elektrolitičkog kondenzatora. Pod utjecajem opterećenja kondenzator se prazni, napon preko kondenzatora pada.

Smanjenje napona preko kondenzatora dovodi do smanjenja struje putem LED dioda i, kao rezultat, smanjenja povratnog napona Uoc. Stoga je tranzistor VT1 zatvoren i ne ometa rad generatora koji blokira. Generator se pokreće i cijeli se ciklus ponavlja iznova i iznova.

Promjenom otpora povratnog otpora, moguće je uvelike mijenjati struju kroz LED. Takvi se krugovi nazivaju stabilizatori pulsnih struja.

Integrirani regulator struje

Trenutno su trenutačni stabilizatori za LED diode dostupni u integriranom dizajnu. Kao primjere mogu se navesti specijalizirana mikro kruga ZXLD381, ZXSC300. Dijagrami prikazani dolje preuzeti su s podatkovnih lista ovih mikrostrukih sklopova.

Na slici je prikazan čip uređaja ZXLD381. Sadrži PWM generator (Pulse Control), strujni senzor (Rsense) i izlazni tranzistor. Postoje samo dva priloga. Ovo je LED LED i induktor L1. Tipični dijagram ožičenja prikazan je na sljedećoj slici. Čip je dostupan u paketu SOT23. Frekvencija generacije od 350KHz postavljena je unutarnjim kondenzatorima, nemoguće ju je promijeniti. Učinkovitost uređaja je 85%, pokretanje pod opterećenjem već je moguće uz opskrbni napon od 0,8 V.

Napredni napon LED ne smije biti veći od 3,5 V, kao što je naznačeno u donjoj liniji ispod slike. Struja kroz LED regulira se promjenom induktivnosti induktora, kao što je prikazano u tablici s desne strane slike. U srednjem stupcu naznačena je vršna struja, u posljednjem stupcu prosječna struja kroz LED. Da biste smanjili razinu valovitosti i povećali svjetlinu sjaja, moguće je koristiti ispravljač s filtrom.

Ovdje se koristi LED s direktnim naponom od 3,5 V, visokofrekventna dioda D1 s Schottky-ovom barijerom, C1 kondenzator, po mogućnosti s niskom vrijednošću ekvivalentnog serijskog otpora (niski ESR). Ovi su zahtjevi potrebni kako bi se povećala cjelokupna učinkovitost uređaja, radi što manjeg grijanja diode i kondenzatora. Izlazna struja odabire se odabirom induktivnosti induktora, ovisno o snazi ​​LED-a.

Chip ZXSC300

Od ZXLD381 se razlikuje po tome što nema unutarnji izlazni tranzistor i osjetnik strujne otpornosti. Ovo rješenje omogućuje vam značajno povećanje izlazne struje uređaja, a samim tim i primjenu LED veće snage.

Vanjski otpornik R1 koristi se kao senzor struje, promjenom njegove vrijednosti moguće je postaviti potrebnu struju ovisno o vrsti LED-a. Izračun ovog otpornika provodi se prema formulama navedenim u podatkovnom listu na ZXSC300 čipu. Ovdje nećemo dati ove formule; ako je potrebno, odatle je lako naći podatkovni list i špijunske formule. Izlazna struja ograničena je samo parametrima izlaznog tranzistora.

Kad prvi put uključite sve opisane sklopove, preporučljivo je spojiti bateriju kroz otpornik od 10Ω. To će pomoći da se izbjegne smrt tranzistora ako su, na primjer, namoti transformatora nepravilno spojeni. Ako LED svijetli s ovim otpornikom, tada se otpornik može ukloniti i izvršiti daljnje postavke.

Boris Aladyskin