Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

[] 

Статья опубликована на сайте

Нашёл в интернете простую схемку, решил переделать фонарик на 1Вт светодиод:

coil_schematics

Оказалось всё не так просто, пришлось повозиться. За простотой схемы скрывается неэффективность – при необходимых 350мА на светодиод, транзистор слишком сильно греется. Осциллограмма на базе выглядит так:

coil_out_to_base

Вторая проблема – генерация определяется трансформатором, и скважность фиксирована – 50%. При питании от двух АА аккумуляторов, как в моём случае, из-за потерь в диоде и резисторе не получается поднять входное напряжение <2.1В до необходимых 3.6В.

Для второй попытки была найдена схема:

cap_schematics

С ней ситуация, в принципе, такая же, только частота генерации задаётся уже конденсатором и дросселем. По-прежнему нет возможности регулировать скважность и поднять напряжение при севших батарейках.

Проблему перегрева транзистора можно решить, если добавить триггер Шмитта на 2-х транзисторах:

schmidt

При этом импульсы на базе силового ключа становятся меандром, и нагрев прекращается.

Эта схема вполне работоспособна, её можно использовать при питании от 3-х АА батареек, только добавить цепь ограничения тока, как с самой первой схеме.

Других схем на “рассыпухе” я не нашёл. Конечно, существуют специализированные микросхемы, но они существуют абстрактно, где-то там, за тысячи километров и минимум две недели доставки, а выходные и ящик со старыми платами совсем рядом :), поэтому поиск был продолжен  по схемам boost up converters. В результате была найдена вот эта изумительная  схема импульсного преобразователя 6->14В со стабилизацией:

boost_6v_14v

Как показала проверка на breadboard, схема продолжает работать при снижении входного напряжения вплоть до 1.5V практически без изменений.

Схема представляет собой триггер Шмитта, замкнутый сам на себя с задержкой на времязадающем конденсаторе. Длительность положительного импульса, открывающего силовой транзистор, фиксирована, и задаётся времязадающим конденсатором. Скважность регулируется изменением частоты следования импульсов, то есть изменением частоты колебаний схемы.

Для ограничения тока на светодиоде на уровне 350мА можно применить резистивный датчик как в самой первой схеме. Но сопротивление датчика придётся сделать большим, и, соответственно, потерять энергию на его нагревание. На самом деле, ток через светодиод сильно зависит от приложенного напряжения, и поэтому достаточно ограничить напряжение на уровне 3.6В.

Lighter2_breadboard

Поскольку стабилитрона на 2.9В не нашлось, а TL431 жалко, была установлена цепочка из диодов D3-D7 для ограничения напряжения на уровне 3.3В, что соответствует току 300мА через светодиод. Ток немного снижен для экономии батарей и ограничения нагрева самого светодиода.

Схема отлично показала себя в работе, и был собран вариант на smd деталях:

Lighter2_smd

Транзисторы Q1,Q2 – любые NPN, Q3 – любой PNP. В качестве силового ключа взят транзистор MW882L в SOT-89 корпусе, выпаянный из видеокарты. Благодаря импульсам с крутыми фронтами на базе, транзистор не греется:

base

Я не нашёл его даташит, но, по идее, это транзистор с низким сопротивлением для преобразователей питания, аналог 2SC5706.

Дроссель выпаян из материнской платы от ноутбука, выглядит примерно так:

inductor

Дроссель был разобран и перемотан тонким проводом сколько влезет ( получилось 50uH, было 6.8uH). Схема будет работать с дросселями 20-100uH.

Резистор R10 впаивается только для отладки (замерять ток светодиода). В финале вместо него ставится перемычка.

Печатная плата:

Lighter2_smd_pcb

вставлена в имеющийся фонарик, после доработки напильником:

lighter1

 

lighter2

lighter3

lighter4

lighter5

Из-за простой схемы стабилизации, при снижении напряжения питания ток светодиода снижается. На самом деле в данном случае это даже хорошо, так как на севших батареях большим приоритетом является не яркость, а возможность сохранить свечение как можно дольше, эдакий “режим экономии батарей” при сильном разряде.

Напряжения питания, В

Потребляемый ток,мА

Напряжение на светодиоде, В

Ток светодиода, мА

Частота, кГц

Эффективность, %

1.57

11

2.52

8

20

85.6

1.66

70

2.67

46

60

92.4

1.72

150

2.8

90

85

91.5

1.9

280

2.97

166

85

92.6

2.0

320

3.0

186

85

87.1

2.33

440

3.2

260

87

81.1

2.4

450

3.3

286

84

87.3

2.54

460

3.28

290

78

81.4

2.6

520

3.28

326

71

79.0

2.7

550

3.32

338

68

75.5

2.81

560

3.4

353

67

76.2

3.0

600

3.5

386

66

75.0

средний ток и напряжение. В схеме присутствуют пульсации до 10%.

 Graph1

Graph2

lighter6

 

 Схема, печатка (Proteus)

 

Материалы

LED driver electronic project using transistors

Two Transistors Single Cell Battery LED Driver

2 Watt Switching Power Supply

My BJT/FET multivibrator boost converter beats Minty Boost!
 

Single and Two Cell White LED Drivers Without Inductors
 


Источник: http://www.deep-shadows.com/hax/wordpress/?page_id=1028

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики

Самодельные светодиодные фонарики