Néhány egyszerű LED tápegység

Annak ellenére, hogy a boltokban sokféle LED-es zseblámpa választható, a sonkák saját lehetőségeiket fejlesztik a fehér szuper-fényes LED-ek táplálására. Alapvetően a feladat arra irányul, hogy hogyan lehet LED-et táplálni egyetlen elemből vagy akkumulátorból, hogy gyakorlati kutatásokat végezzen.

Pozitív eredmény elérése után a sémát szétszereljük, a részletek dobozba kerülnek, a kísérlet befejeződik, erkölcsi elégedettség merül fel. Gyakran a tanulmányok ezzel megállnak, de néha egy adott szerelvény egy kenyértartón történő összeszerelésének tapasztalata valódi tervezésbe kerül, amelyet a művészet összes szabálya szerint készítenek. Az alábbiakban bemutatunk néhány egyszerű áramkört, amelyeket sonka rádió-üzemeltetők fejlesztettek ki.

Egyes esetekben nagyon nehéz megállapítani, ki a rendszer szerzője, mivel ugyanaz a rendszer megjelenik különböző helyszíneken és különböző cikkekben. A cikkek szerzői gyakran becsületesen írják, hogy ezt a cikket az interneten találták meg, de ki ismerte el ezt a sémát először. Sok rendszert egyszerűen másolnak ugyanazon kínai lámpák tábláiról.

Az olvasott cikk szerzője sem állítja, hogy az áramkörök szerzője, ez csak egy kis választék az áramkörökről a „LED” témában.

Miért van szükség konverterre?

A helyzet az, hogy közvetlen feszültség esik be LEDáltalában nem kevesebb, mint 2,4 ... 3,4 V, tehát egyetlen 1,5 V feszültségű akkumulátorról és még inkább 1,2 V feszültségű akkumulátorról egyszerűen lehetetlen megvilágítani egy LED-et. Kétféle módon lehet kihagyni. Használjon legalább három galvanikus elemből álló elemet, vagy építsen legalább a legegyszerűbbet DC-DC átalakító.

A konverter lehetővé teszi a zseblámpa egyetlen akkumulátorral történő bekapcsolását. Ez a megoldás csökkenti a tápegységek költségeit, és emellett lehetővé teszi a teljesebb felhasználást galvanikus cella töltése: sok inverter mély akkumulátor-lemerülésig működik, akár 0,7 V-ig! Átalakító használata csökkenti a zseblámpa méretét is.

A legegyszerűbb áramkör a LED táplálására

Az áramkör blokkoló generátor. Ez egyike a klasszikus elektronikai áramköröknek, ezért megfelelő összeszereléssel és szervizelhető alkatrészekkel azonnal működni kezd. Ebben az áramkörben a legfontosabb az, hogy a Tr1 transzformátort helyesen tekercselje, és ne keverje össze a tekercselések fázist.

Mint a transzformátor magját, használhat egy ferrit gyűrűt a tábláról a használhatatlantól energiatakarékos fénycső. Elegendő egy szigetelt huzal több fordulatát tekercselni és a tekercseket csatlakoztatni, az alábbi ábra szerint.

A transzformátort PEV vagy PEL típusú tekercs huzallal lehet feltekerni, amelynek átmérője nem haladja meg a 0,3 mm-t, ami lehetővé teszi egy kicsit több fordulatszám, legalább 10 ... 15, a gyűrűn történő elhelyezését, ami kissé javítja az áramkör működését.

A tekercseket két vezetékben kell tekercselni, majd csatlakoztassa a tekercsek végeit, az ábra szerint. A diagramban a tekercsek kezdetét egy pont jelzi. Mint a tranzisztor bármilyen alacsony teljesítményű tranzisztor n-p-n vezetőképességét használhatja: KT315, KT503 és hasonlók. Most könnyebb megtalálni az importált tranzisztorokat, mint például a BC547.

Ha az n-p-n szerkezet tranzisztorja nincs kéznél, akkor alkalmazhatja pnp vezetőképességű tranzisztorpéldául KT361 vagy KT502. Ebben az esetben azonban meg kell változtatnia az akkumulátor polaritását.

Az R1 ellenállást a LED legjobb fénye alapján választják meg, bár az áramkör akkor is működik, ha azt egyszerűen egy jumper váltja fel. A fenti séma egyszerűen a lélek számára készült, kísérletek elvégzésére. Tehát nyolc órás folyamatos működés után egy LED-en egy 1,5 V-os akkumulátor „leül” 1,42 V-ra. Azt mondhatjuk, hogy szinte nem merítették le.

Az áramkör terhelhetőségének tanulmányozására megpróbálhat további több LED-et párhuzamosan csatlakoztatni. Például négy LED-rel az áramkör továbbra is stabilan működik: hat LED-sel a tranzisztor felmelegszik, nyolc LED-del a fényerő észrevehetően csökken, a tranzisztor nagyon erősen melegszik. De a rendszer mindazonáltal továbbra is működik. De ez csak a tudományos kutatás sorrendjében történik, mivel ebben a módban a tranzisztor hosszú ideig nem fog működni.

Átalakító egyenirányítóval

Ha ezen séma alapján egyszerű zseblámpát szeretne létrehozni, akkor még néhány részletet hozzá kell adnia, amelyek a LED világosabb fényét biztosítják.

Könnyű belátni, hogy ebben az áramkörben a LED nem pulzáló, hanem egyenáram által táplálja. Természetesen ebben az esetben a ragyogás kissé nagyobb lesz, és a kibocsátott fény pulzációs szintje sokkal alacsonyabb. Diódaként bármilyen nagyfrekvenciás, például KD521 (A félvezető dióda működésének elve).

Fojtóváltók

Egy másik legegyszerűbb diagramot az alábbi ábra mutat. Ez kissé bonyolultabb, mint az ábra. 1, 2 tranzisztorot tartalmaz, de a két tekercselésű transzformátor helyett csak L1 induktorral rendelkezik. Egy ilyen fojtótekercset ugyanazon az energiatakarékos lámpáról lehet feltekerni a gyűrűre, amelyre csak 0,3 ... 0,5 mm átmérőjű tekercselő huzal csak 15 fordulatát kell tekercselni.

A LED-en feltüntetett fojtószelep-paraméterrel 3,8 V feszültséget lehet elérni (közvetlen feszültségcsökkenés az 5730 3.4V LED-en), amely elegendő az 1W-os LED táplálásához. Az áramkör felállítása során a C1 kondenzátort a LED maximális fényerőssége alapján ± 50% tartományban kell kiválasztani. Az áramkör akkor működik, ha a tápfeszültség 0,7 V-ra csökken, ami biztosítja az akkumulátor maximális kihasználását.

Ha kiegészítjük a vizsgált áramkört egy egyenirányítóval a D1 diódán, egy szűrőt a C1 kondenzátoron és egy D2 zener diódán, akkor alacsony energiájú tápegységet kapunk, amelyet fel lehet használni az op erősítő vagy más elektronikus alkatrészek áramköreinek táplálására. Ebben az esetben az induktor induktanciáját 200 ... 350 μH-n belül választjuk meg, a D1 diódát Schottky-gáttal, a D2 zener-diódát a táplált áramkör feszültsége szerint választjuk meg.

A körülmények jó kombinációja esetén egy ilyen átalakítóval 7 ... 12 V feszültséget kaphat a kimeneten. Ha azt tervezi, hogy a konvertert csak a LED-ek táplálására használja, a D2 Zener-dióda kizárható az áramkörből.

Az összes figyelembe vett áramkör a legegyszerűbb feszültségforrás: a LED-en keresztüli áramkorlátozást nagyjából ugyanúgy hajtják végre, mint a különféle kulcscsövekben vagy LED-ekkel ellátott öngyújtókban.

A bekapcsológombon áthaladó LED-et korlátozó ellenállás nélkül 3 ... 4 kicsi lemezes elem táplálja, amelyek belső ellenállása a LED-en keresztüli áramot biztonságos szintre korlátozza.

Jelenlegi visszacsatoló áramkörök

És a LED mindazonáltal jelenlegi eszköz. Nem hiába, hogy az egyenáramot jelzik a LED-ek dokumentációjában. Ezért ezek a LED-ek tápfeszültségi sémái tartalmaznak visszacsatolást: amint a LED-en átmenő áram eléri a meghatározott értéket, a kimeneti fázist leválasztják az áramforrásról.

A feszültségstabilizátorok is pontosan működnek, csak van feszültség-visszacsatolás. Az alábbiakban egy diagramot látunk a visszacsatoló LED-ek táplálásáról.

Egy alapos vizsgálat azt mutatja, hogy az áramkör alapja ugyanaz a blokkoló generátor, amelyet a VT2 tranzisztorra szereltek össze. A VT1 tranzisztor a visszacsatoló áramkör vezérlése. A visszajelzés ebben az áramkörben a következőképpen működik.

A LED-eket olyan feszültség táplálja, amely felépül az elektrolitkondenzátoron. A kondenzátort a diódán keresztül a VT2 tranzisztor kollektorának impulzusfeszültsége tölti fel. Az egyenirányított feszültséget a LED-ek táplálására használják.

A LED-eken áthaladó áram a következő úton halad: plusz kondenzátor, LED-ek végállásos ellenállásokkal, áram visszacsatoló ellenállás (szenzor) Roc, mínusz elektrolit kondenzátor.

Ebben az esetben egy Uoc = I * Roc feszültségcsökkenést hoz létre a visszacsatoló ellenálláson, ahol én vagyok a LED-ek által átadott áram. A feszültség növekedésével elektrolit kondenzátor (a generátor mindazonáltal működik és tölti a kondenzátort), a LED-ek átmenő árama növekszik, és ennek következtében a Roc visszacsatoló ellenállás feszültsége szintén nő.

Amikor az Uoc eléri a 0,6 V-ot, kinyílik a VT1 tranzisztor, bezárva a VT2 alap-emitter csatlakozását. A VT2 tranzisztor bezáródik, a blokkoló generátor leáll, és leállítja az elektrolit kondenzátor töltését. A terhelés hatására a kondenzátor kisül, a kondenzátoron keresztüli feszültség esik.

A feszültség csökkenése a kondenzátoron keresztül a LED-ek átmenő áramának csökkenéséhez vezet, és ennek eredményeként az Uoc visszacsatoló feszültség csökkenéséhez. Ezért a VT1 tranzisztor zárva van és nem zavarja a blokkoló generátor működését. A generátor elindul, és az egész ciklus újra és újra megismétlődik.

A visszacsatoló ellenállás ellenállásának megváltoztatásával lehetőség van az áram nagy változtatására a LED-eken keresztül. Az ilyen áramköröket impulzusáram-stabilizátoroknak nevezzük.

Integrált áramszabályozók

Jelenleg a LED-ek jelenlegi stabilizátorai integrált kivitelben kaphatók. Példaként említhetők a speciális ZXLD381, ZXSC300 mikroáramkörök. Az alább látható diagramok ezeknek a mikroáramköröknek az adatlapjaiból származnak.

Az ábra a ZXLD381 eszköz chipet mutatja. Tartalmaz egy PWM generátort (impulzusvezérlés), áramérzékelőt (Rsense) és egy kimeneti tranzisztort. Csak két melléklet található. Ez egy LED-es LED és egy L1-es induktor. Egy tipikus huzalozási rajzot az alábbi ábra mutat. A chip a SOT23 csomagban kapható. A 350KHz generációs frekvenciát belső kondenzátorok állítják be, lehetetlen megváltoztatni. A készülék hatékonysága 85%, a terhelés alatt történő indítás már 0,8 V tápfeszültséggel lehetséges.

A LED előremenő feszültsége nem haladhatja meg a 3,5 V-ot, amint az az ábra alsó sorában látható. A LED-en átáramló áramot az induktor induktivitásának megváltoztatásával lehet szabályozni, az ábra jobb oldalán található táblázat szerint. A középső oszlopban a csúcsáramot jelzik, az utolsó oszlopban a LED-en keresztüli átlagos áramot. A fodrozódás csökkentése és az izzás fényerejének növelése érdekében használjon egy egyenirányítót egy szűrővel.

Itt egy 3,5 V közvetlen feszültségű LED-et használunk, egy D1 nagyfrekvenciás diódát Schottky-gáttal, egy C1-kondenzátort, lehetőleg alacsony egyenértékű soros ellenállással (alacsony ESR). Ezek a követelmények szükségesek az eszköz általános hatékonyságának növeléséhez, a dióda és a kondenzátor minél kevesebb melegítéséhez. A kimeneti áramot úgy kell kiválasztani, hogy az induktor induktivitását a LED teljesítményétől függően választják meg.

Chip ZXSC300

Ez abban különbözik a ZXLD381-től, hogy nincs belső kimeneti tranzisztorja és ellenállás-áramérzékelője. Ez a megoldás jelentősen megnövelheti a készülék kimeneti áramát, és ezért nagyobb teljesítményű LED-et működtethet.

Az R1 külső ellenállást áramérzékelőként használják, amelynek értékének megváltoztatásával lehetőség van a szükséges áram beállítására a LED típusától függően. Ennek az ellenállásnak a kiszámítását a ZXSC300 chip adatlapján megadott képletek szerint kell elvégezni. Ezeket a képleteket nem fogjuk megadni, szükség esetén könnyű megtalálni az adatlapot és kémképleteket. A kimeneti áramot csak a kimeneti tranzisztor paraméterei korlátozzák.

Az összes leírt áramkör első bekapcsolásakor tanácsos az akkumulátort 10Ω ellenálláson keresztül csatlakoztatni. Ez segít elkerülni a tranzisztor halálát, ha például a transzformátor tekercseit nem megfelelően csatlakoztatják. Ha a LED ezzel az ellenállással világít, akkor az ellenállás eltávolítható és további beállításokat végezhet.

Boris Aladyshkin