Enkele eenvoudige LED-stroomschema's

Ondanks de ruime keuze in winkels van LED-zaklampen van verschillende ontwerpen, ontwikkelen hammen hun eigen opties voor het voeden van witte superheldere LED's. Kortom, de taak komt erop neer hoe de LED te voeden met slechts één batterij of accu, om praktisch onderzoek uit te voeren.

Nadat een positief resultaat is verkregen, wordt het schema gedemonteerd, worden de details in een kader geplaatst, is het experiment voltooid en ontstaat morele tevredenheid. Studies stoppen hier vaak mee, maar soms gaat de ervaring van het assembleren van een bepaalde assemblage op een breadboard in een echt ontwerp, gemaakt volgens alle regels van de kunst. Hierna volgen enkele eenvoudige circuits die zijn ontwikkeld door hamradio-operators.

In sommige gevallen is het erg moeilijk om vast te stellen wie de auteur van het schema is, omdat hetzelfde schema op verschillende sites en in verschillende artikelen voorkomt. Vaak schrijven auteurs van artikelen eerlijk dat dit artikel op internet is gevonden, maar wie dit schema voor het eerst heeft gepubliceerd is onbekend. Veel schema's worden eenvoudig gekopieerd van de borden van dezelfde Chinese lantaarns.

De auteur van het artikel dat u leest, beweert ook niet dat hij de auteur van de circuits is; dit is slechts een kleine selectie van circuits over het onderwerp 'LED'.

Waarom hebben we converters nodig

Het punt is dat een directe spanningsval wegvalt LEDin de regel, niet minder dan 2,4 ... 3,4 V, dus van een enkele batterij met een spanning van 1,5 V, en nog meer van een batterij met een spanning van 1,2 V, is het gewoon onmogelijk om een ​​LED aan te steken. Er zijn twee uitwegen. Gebruik een batterij van drie of meer galvanische cellen, of bouw op zijn minst de eenvoudigste DC-DC-omzetter.

Het is de converter waarmee je de zaklamp van stroom kunt voorzien met slechts één batterij. Deze oplossing verlaagt de kosten van voedingen en stelt u bovendien in staat om vollediger te gebruiken lading van een galvanische cel: veel omvormers werken met een diepe batterijontlading tot 0,7 V! Het gebruik van een converter vermindert ook de grootte van de zaklamp.

Het eenvoudigste circuit voor het voeden van een LED

Het circuit is een blokkeergenerator. Dit is een van de klassieke elektronische circuits, daarom begint het met de juiste montage en te onderhouden onderdelen onmiddellijk te werken. Het belangrijkste in dit circuit is om de transformator Tr1 correct op te winden, niet om de fasering van de wikkelingen te verwarren.

Als de kern voor de transformator kunt u een ferrietring van het bord gebruiken van het onbruikbare energiebesparende fluorescentielamp. Het is voldoende om meerdere windingen van een geïsoleerde draad te winden en de wikkelingen aan te sluiten, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

De transformator kan worden gewikkeld met een PEV- of PEL-type wikkeldraad met een diameter van niet meer dan 0,3 mm, waardoor iets meer windingen, minstens 10 ... 15, op de ring kunnen worden gelegd, wat de werking van het circuit iets zal verbeteren.

Wikkelingen moeten in twee draden worden gewikkeld en verbind vervolgens de uiteinden van de wikkelingen, zoals weergegeven in de afbeelding. Het begin van de windingen in het diagram wordt aangegeven door een punt. Als een transistor u kunt elke laagvermogen transistor n-p-n geleidbaarheid gebruiken: KT315, KT503 en dergelijke. Het is nu eenvoudiger om een ​​geïmporteerde transistor te vinden, zoals de BC547.

Als de transistor van de n-p-n-structuur niet bij de hand is, kunt u een aanvraag indienen pnp geleidbaarheidstransistorbijv. KT361 of KT502. In dit geval moet u echter de polariteit van de batterij wijzigen.

Weerstand R1 wordt geselecteerd op basis van de beste gloed van de LED, hoewel het circuit werkt, zelfs als het eenvoudig wordt vervangen door een jumper. Het bovenstaande schema is alleen bedoeld voor de ziel, voor het uitvoeren van experimenten. Dus na acht uur continu gebruik op één LED, gaat de batterij van 1,5 V zitten tot 1,42 V. We kunnen zeggen dat het bijna niet wordt gelost.

Om de belastingscapaciteiten van het circuit te bestuderen, kunt u proberen meerdere LED's parallel aan te sluiten. Met vier LED's blijft het circuit bijvoorbeeld behoorlijk stabiel werken, met zes LED's begint de transistor op te warmen, met acht LED's neemt de helderheid merkbaar af, de transistor warmt zeer sterk op. Maar de regeling blijft echter werken. Maar dit is alleen in de volgorde van wetenschappelijk onderzoek, omdat de transistor in deze modus niet lang zal werken.

Converter met gelijkrichter

Als u van plan bent om op basis van dit schema een eenvoudige zaklamp te maken, moet u een paar details toevoegen, die een helderdere gloed van de LED geven.

Het is gemakkelijk te zien dat in dit circuit de LED niet wordt gevoed door pulseren, maar door gelijkstroom. Natuurlijk zal in dit geval de helderheid van de gloed iets hoger zijn en zal het niveau van pulsaties van het uitgestraalde licht veel minder zijn. Als een diode, elke hoge frequentie, bijvoorbeeld KD521 (werkingsprincipe van een halfgeleiderdiode).

Choke converters

Een ander eenvoudig diagram wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding. Het is iets gecompliceerder dan het diagram in de figuur. 1, bevat 2 transistoren, maar heeft in plaats van een transformator met twee wikkelingen alleen een inductor L1. Zo'n smoorspoel kan op de ring worden gewikkeld allemaal uit dezelfde spaarlamp, waarvoor je slechts 15 windingen van een wikkeldraad met een diameter van 0,3 ... 0,5 mm hoeft te winden.

Met de aangegeven gashendelparameter op de LED is het mogelijk om een ​​spanning tot 3.8 V te verkrijgen (directe spanningsval op de 5730 3.4V LED), wat voldoende is om een ​​1W LED te voeden. De opstelling van het circuit bestaat uit het selecteren van de condensator C1 in het bereik van ± 50% volgens de maximale helderheid van de LED. Het circuit kan worden gebruikt wanneer de voedingsspanning wordt verlaagd tot 0,7 V, wat zorgt voor een maximaal gebruik van de batterijcapaciteit.

Als we het beschouwde circuit aanvullen met een gelijkrichter op de diode D1, een filter op de condensator C1 en een zenerdiode D2, krijgen we een voeding met laag vermogen die kan worden gebruikt om circuits op de op-amp of andere elektronische componenten te voeden. In dit geval wordt de inductantie van de inductor gekozen binnen 200 ... 350 μH, de diode D1 met een Schottky-barrière, de zenerdiode D2 wordt geselecteerd op basis van de spanning van het geleverde circuit.

Met een goede combinatie van omstandigheden, met behulp van een dergelijke converter, kunt u een spanning van 7 ... 12 V aan de uitgang krijgen. Als u van plan bent de converter te gebruiken om alleen de LED's van stroom te voorzien, kan de Zener-diode D2 worden uitgesloten van het circuit.

Alle beschouwde schakelingen zijn de eenvoudigste spanningsbronnen: stroombegrenzing via de LED wordt ongeveer op dezelfde manier uitgevoerd als in verschillende sleutelhangers of in aanstekers met LED's.

De LED via de aan / uit-knop, zonder enige beperkende weerstand, wordt gevoed door 3 ... 4 kleine schijfbatterijen, waarvan de interne weerstand de stroom door de LED beperkt tot een veilig niveau.

Huidige feedbackcircuits

En de LED is echter een actueel apparaat. Het is niet voor niets dat de gelijkstroom wordt aangegeven in de documentatie voor de LED's. Daarom bevatten deze schema's voor het voeden van LED's stroomfeedback: zodra de stroom door de LED een bepaalde waarde bereikt, wordt de uitgangstrap losgekoppeld van de stroombron.

Spanningsstabilisatoren werken ook precies, alleen is er spanningsfeedback. Hieronder ziet u een diagram voor het voeden van stroomfeedback-LED's.

Een zorgvuldig onderzoek toont aan dat de basis van het circuit dezelfde blokkeergenerator is die op de transistor VT2 is gemonteerd. Transistor VT1 is de besturing in het feedbackcircuit. Feedback in dit circuit werkt als volgt.

LED's worden gevoed door een spanning die zich ophoopt op de elektrolytische condensator. De condensator wordt via de diode opgeladen door een pulsspanning van de collector van transistor VT2. Gelijkgerichte spanning wordt gebruikt om de LED's van stroom te voorzien.

De stroom door de LED's gaat langs het volgende pad: plus condensator, LED's met limietweerstanden, stroomfeedbackweerstand (sensor) Roc, min elektrolytische condensator.

In dit geval wordt een spanningsval Uoc = I * Roc gecreëerd op de feedbackweerstand, waarbij I de stroom door de LED's is. Met toenemende spanning aan elektrolytische condensator (de generator werkt echter wel en laadt de condensator op), de stroom door de LED's neemt toe en bijgevolg neemt ook de spanning over de feedbackweerstand Roc toe.

Wanneer Uoc 0,6 V bereikt, wordt transistor VT1 geopend, waardoor de basis-emitterovergang van VT2 wordt gesloten. Transistor VT2 sluit, de blokkeergenerator stopt en stopt met het opladen van de elektrolytische condensator. Onder invloed van de belasting ontlaadt de condensator en daalt de spanning over de condensator.

Een afname van de spanning over de condensator leidt tot een afname van de stroom door de LED's en, als gevolg, een afname van de terugkoppelspanning Uoc. Daarom is de transistor VT1 gesloten en interfereert deze niet met de werking van de blokkeergenerator. De generator start en de hele cyclus herhaalt zich steeds weer.

Door de weerstand van de feedbackweerstand te wijzigen, is het mogelijk om de stroom door de LED's sterk te variëren. Dergelijke circuits worden gepulseerde stroomstabilisatoren genoemd.

Geïntegreerde stroomregelaars

Momenteel zijn huidige stabilisatoren voor LED's beschikbaar in een geïntegreerd ontwerp. Als voorbeelden kunnen gespecialiseerde microschakelingen ZXLD381, ZXSC300 worden genoemd. De onderstaande diagrammen zijn afkomstig uit de gegevensbladen van deze microschakelingen.

De afbeelding toont de apparaatchip ZXLD381. Het bevat een PWM-generator (pulsregeling), een stroomsensor (Rsense) en een uitgangstransistor. Er zijn slechts twee bijlagen. Dit is een LED-led en een L1-inductor. Een typisch bedradingsschema wordt getoond in de volgende figuur. De chip is verkrijgbaar in het SOT23-pakket. De generatiefrequentie van 350 KHz wordt ingesteld door interne condensatoren, het is onmogelijk om deze te wijzigen. Het rendement van het apparaat is 85%, starten onder belasting is al mogelijk met een voedingsspanning van 0,8 V.

De voorwaartse spanning van de LED mag niet meer zijn dan 3,5 V, zoals aangegeven op de onderste regel onder de afbeelding. De stroom door de LED wordt geregeld door de inductantie van de inductor te wijzigen, zoals weergegeven in de tabel aan de rechterkant van de afbeelding. In de middelste kolom wordt piekstroom aangegeven, in de laatste kolom de gemiddelde stroom door de LED. Om het rimpelniveau te verminderen en de helderheid van de gloed te verhogen, is het mogelijk om een ​​gelijkrichter met een filter te gebruiken.

Hier wordt een LED met een gelijkspanning van 3,5 V gebruikt, een hoogfrequente diode D1 met een Schottky-barrière, een C1-condensator, bij voorkeur met een lage waarde van equivalente serieweerstand (lage ESR). Deze vereisten zijn nodig om de algehele efficiëntie van het apparaat te verhogen, om de diode en condensator zo min mogelijk te verwarmen. De uitgangsstroom wordt geselecteerd door de inductantie van de inductor te selecteren, afhankelijk van het vermogen van de LED.

Chip ZXSC300

Het verschilt van ZXLD381 in die zin dat het geen interne uitgangstransistor en een weerstandsstroomsensor heeft. Met deze oplossing kunt u de uitgangsstroom van het apparaat aanzienlijk verhogen en daarom een ​​LED met een groter vermogen toepassen.

Een externe weerstand R1 wordt gebruikt als stroomsensor, door de waarde te wijzigen waarvan het mogelijk is om de vereiste stroom in te stellen, afhankelijk van het type LED. De berekening van deze weerstand wordt uitgevoerd volgens de formules in het gegevensblad op de ZXSC300-chip. We zullen deze formules hier niet geven; indien nodig is het gemakkelijk om een ​​datasheet te vinden en vanaf daar formules te bekijken. De uitgangsstroom wordt alleen beperkt door de parameters van de uitgangstransistor.

Wanneer u alle beschreven circuits voor de eerste keer inschakelt, is het raadzaam om de batterij aan te sluiten via een weerstand van 10Ω. Dit zal helpen om de dood van de transistor te voorkomen als, bijvoorbeeld, de transformatorwikkelingen verkeerd zijn aangesloten. Als de LED bij deze weerstand oplicht, kan de weerstand worden verwijderd en verdere instellingen worden gemaakt.

Boris Aladyshkin