Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

Драйвер білого світлодіода. Частина 1

  1. Будьте обережні з піковими струмами
  2. огляд
  3. схема
  4. індуктивність
  5. Покращена схема
  6. Де ви розмістите джерело живлення?
  7. Нічне світло іржавого цвяха
  8. Де взяти ферритові сердечники

Dick Cappels

Як отримати 3.5 В для живлення білого світлодіода від батареї 1.5 В?

Будьте обережні з піковими струмами

Застереження: білі світлодіоди порівняно дороги, тому я пропоную включити невеликий резистор (від 1 до 10 Ом) послідовно з катодом світлодіода для обмеження і вимірювання пікового струму. Під час тестування схеми можна вимірювати падіння напруги на цьому резисторі за допомогою яких осцилографа, або пікового детектора, щоб переконатися, чи не перевищує піковий струм значення, рекомендованого виробником світлодіодів. Відштовхуючись від цих рекомендацій, для більшої надійності, постараємося отримати піковий струм не вище половини від максимального.

огляд

Компактний імпульсний перетворювач, який може забезпечити достатню напругу для живлення білих світлодіодів, складається з мінімального числа деталей. Світильник, який ми отримаємо, за кількістю люмен • годин на фунт ваги батареї живлення набагато ефективніше, ніж лампа розжарювання. До того ж колір світіння визначається випромінюванням люмінофора світлодіода, тому колір світіння практично не змінюється, навіть коли батарея повністю розрядиться. В результаті батарея служить довго. Ця дешева і підходить для застосування в ліхтариках, аварійному освітленні і інших пристроях, в яких необхідно живити білі світлодіоди від одного або двох первинних елементів живлення.

схема

схема

Не може бути простіше схеми, ніж ця. Блокінг-генератор складається з транзистора, резистора 1 кОм і котушки індуктивності. При натисканні кнопки харчування транзистор відкривається струмом, поточним через резистор 1 кОм. Напруга, яке з'являється на ділянці індуктивності від середньої точки до колектора транзистора наводить напругу на резисторі 1 кОм, яке може бути навіть вище, ніж напруга акумулятора, тим самим, забезпечуючи позитивний зворотний зв'язок. При наявності напруги між відведенням котушки і колектором транзистора, струм колектора стає дедалі більше. Через позитивного зворотного зв'язку транзистор залишається в насиченні поки щось не станеться зі струмом його бази.

У якийсь момент падіння напруги на ділянці індуктивності від її середньої точки до колектора транзистора наближається до значення напруги батареї (насправді напруга батареї мінус напруга насичення колектор-емітер транзистора). З цього моменту напруга більше не наводиться в котушці від відводу до резистора 1 кОм, і напруга на базі починає знижуватися і стає негативним, прискорюючи, таким чином, вимикання транзистора. Хоча тепер транзистор вимкнений, котушка індуктивності залишається джерелом струму, і напруга на колекторі підвищується.

Напруга на колекторі швидко стає досить високим для виникнення струму в светодиоде, і він тече до тих пір, поки індуктивність не розрядиться. Потім напруга на колекторі починає «дзвонити», розгойдуючись від рівня «землі» до харчування, відкриваючи транзистор і починаючи інший цикл.

індуктивність

Якщо ви проектуєте цю схему не для комерційного застосування, у вас є великий вибір варіантів конструкції індуктивності. Розмір сердечника, його проникність і характеристика насичення (фізичні розміри, μ і Bs) визначають, скільки ампер-витків він зможе забезпечити до насичення. Якщо сердечник насичується швидше, ніж падіння напруги на ділянці індуктивності від відводу до колектора транзистора досягне напруги батареї, схема в будь-якому випадку відразу ж переключиться, тому що насичення сердечника робить котушку подібної резистору і індуктивний зв'язок між колекторної та базової (сторона з резистором 1 кОм) половинами котушки дуже сильно падає. Це призводить до такого ж ефекту, як і наближення падіння напруги на котушці до напруги батареї. Перетин дроту визначає, скільки ампер видає схема перед тим, як перейти через зростання падіння напруги. Параметри сердечника котушки індуктивності (в основному фізичні розміри і магнітна проникність) визначають, скільки мікросекунд котушка заряджається струмом колектора, який зросте до моменту відключення транзистора. Ці параметри також визначають, як довго струм буде текти через світлодіод, поки транзистор вимкнений. Практично всі характеристики котушки індуктивності впливають на роботу цієї схеми.

Я зробив цю схему на феритових кільцях декількох міліметрів в діаметрі і на тороїдальних сердечниках з перетином до декількох сантиметрів (зверніть увагу на індуктивність на іржавому цвяху, опис нижче).

Ось, загалом, взаємозв'язок між розмірами сердечника і характеристиками дроселя:

  • Великий сердечник: легко намотати, низька частота перемикання, підвищена потужність.
  • Маленький сердечник: складно намотати, більш висока частота перемикання, менша потужність.

Як почати. Візьміть сердечник котушки, переважно з фериту, і намотайте на ньому 20 витків. Зробіть відведення у вигляді короткої петлі дроти, потім продовжите намотування ще 20 витків. Збільшення кількості витків веде до зниження робочої частоти, зменшення - до збільшення частоти. Я намотував всього 10 витків з відведенням від середини (5 + 5) і працювала ця котушка на частоті 200 кГц. Подивіться описувану нижче схему, зібрану в цоколі лампочки, що працює на частоті близько 200 кГц.

Покращена схема

Ця схема приваблива тим, що містить мінімальну кількість елементів. Світлодіод харчується імпульсним струмом. Імпульс починається з моменту, коли напруга на світлодіоді досягає його прямого робочої напруги, яке вище напруги батареї, що не впливає на переключення транзистора. Недоліком є ​​те, що ставлення пікового струму до середнього струму світлодіода є досить високим, воно може бути 3: 1 або 5: 1, в залежності від параметрів схеми (в основному від індуктивності котушки і напруги акумулятора). Якщо ви хочете, щоб при заданому піковому струмі світлодіод світил яскравіше, можете додати діод і конденсатор, показані на схемі нижче.

Один критик запропонував хорошу ідею: при наявності вільного місця додати розв'язує конденсатор між негативним висновком батареї і середньою точкою дроселя. Деякі акумуляторні батареї мають високий вихідний опір, і цей конденсатор може збільшити вихідний струм схеми. Конденсатора ємністю 10 мкФ має бути достатньо, але, якщо ви використовуєте дросель дуже великий індуктивності, ємність краще збільшити.

Де ви розмістите джерело живлення?

Де ви розмістите джерело живлення

Так як ця схема містить мало елементів, я зміг все їх, в тому числі індуктивність, резистор 1 кОм, транзистор 2N4401 (Між іншим, в корпусі ТО-92), випрямний діод, чіп конденсатор і світлодіод NSPW315BS фірми Nichia разом з маленькою краплею клею помістити в підставі лампи-ручки.

Застосування світлодіода замість лампочки дозволяє розробити компактний ліхтарик. Він дає достатньо світла, щоб ходити по вулиці в безмісячну ніч. Я оцінив час роботи ліхтарика, яке споживає струм близько 35 мА від батареї 1.5 В. Вийшло, що він буде безперервно працювати як мінімум 30 годин. Це досить довго. Параметри декількох лужних батарейок Duracell можна знайти тут .

Колір світіння залишається незмінно блакитно-білим, навіть при зниженні напруги батареї, Якщо з таким пристроєм добре звертатися, воно буде служити дуже довго. У мене був один такий ліхтарик, зібраний за останньою наведеній схемі, протягом 18 місяців, і я користувався ним щоночі. Я лише два рази замінив батарейку. Якби контакти на батарейці не погіршились через корозію, я б і не знав, що прийшов час замінити її, адже ліхтарик прекрасно працював.

Досить важко розібрати лампочку, щоб повторно використовувати її цоколь.

Нічне світло іржавого цвяха

Ці схема блокинг-генераторів краще працюють з феритовими сердечниками, але іноді їх важко знайти. Деякі читачі висловили занепокоєння з приводу виготовлення індуктивності, і це зрозуміло, оскільки для багатьох котушки індуктивності мають ореол таємничості.

Я беруся довести, що нічого складного в котушках індуктивності немає, і що вони дуже важливі. Одного разу, через поломку авто чекаючи евакуатор, я помітив іржавий цвях біля дороги. Він був 6.5 см довжиною, і я вирішив використовувати його для сердечника котушки індуктивності.

Я витягнув виту пару з одножильного мідного дроту ø0.5 мм з довгого кабелю CAT-5 (Ethernet). Цей провід схожий на той, який використовується для прокладки телефонних ліній всередині будівель. Я намотав 60 витків кручений пари приблизно в три шари на цвяху, потім під'єднав початок одного провідника до кінця іншого провідника, і вийшла котушка індуктивності на 120 витків з відведенням від середини.

Я підключив до неї транзистор 2N2222 , Резистор номіналом 1 кОм, 1.5 В пальчиковую батарейку і білий світлодіод. Нічого не трапилося. Тоді я доклав конденсатор 0.0027 мкФ до резистору 1 кОм (він виявився на робочому столі) і світлодіод ожив. Може, вам буде потрібно конденсатор приблизно 0.001 мкФ. Світлодіод прекрасно світиться, і схема споживає 20 мА струму від елемента живлення AA. Сигнал на екрані осцилографа виглядає жахливо, але головне в тому, що схема збудилася навіть на цьому іржавому цвяху, і збільшила початкові 1.5 В елемента АА до більш ніж 3 В, достатніх для світіння світлодіода.

Ті, хто знайомий з деякими аспектами вибору сердечника котушки відразу ж помітять, що вихрові струми будуть величезними, так як залізо має низький опір в порівнянні з ферритом, або, наприклад, повітрям, і що будуть, ймовірно, і інші втрати. І справа не в тому, що ви повинні бігти і купувати цвяхи, щоб зробити світлодіодну лампу, а в тому, що ця схема виявилася вельми працездатною. Якщо іржавого цвяха і трохи телефонного дроту досить, щоб засвітити білий світлодіод, то дросель - не проблема. Отже, відпочиньте, підіть і купіть феритовий сердечник і почніть працювати над проектом.

Отже, відпочиньте, підіть і купіть феритовий сердечник і почніть працювати над проектом

Нічне світло іржавого цвяха. Ця схема харчування світлодіода була змонтована протягом декількох хвилин з непридатних радіодеталей. І працювала зовсім навіть пристойно.

Де взяти ферритові сердечники

Вольфганг Дріхаус з Німеччини написав, що ферритові сердечники використовуються в компактних люмінесцентних лампах, і що він успішно застосовує їх у схемі живлення світлодіодів. На наступний день я подивився вгору і побачив, що деякі лампи потрібно замінити.

Деякі компактні люмінесцентні лампи в моєму будинку перегоріли. Після покупки нових ламп, і заміни перегорілих, я відправився в гараж, щоб розібрати одну з ламп. Першою проблемою було дістатися до електроніки в цоколі лампи. У наступному листі, Вольфганг повідав мені, що колбу лампи можна розкрити і дістати плату без пошкодження скла. Будьте обережні, не розбийте скляних трубок лампи, так як вони містять токсичну ртуть.

Будьте обережні, не розбийте скляних трубок лампи, так як вони містять токсичну ртуть

Всередині лампи, як і Вольфганг Дріхаус, я виявив три котушки індуктивності з феритовими сердечниками, пару високовольтних транзисторів, високовольтні конденсатори і ще трохи інших корисних деталей. Котушки індуктивності були намотані на трьох типах сердечників: типу «гантель» (зліва, з термоусадочної трубкою), тороидальний сердечник (в центрі) і сердечник типу ЇЇ (праворуч).

Я хотів упевнитися в тому, що ці сердечники будуть корисні для мене, і видалив обмотки з «гантелі» і тороидальной котушки. У процесі розбирання котушки на осерді типу ЇЇ феррит тріснув в декількох місцях, тому я не зміг випробувати його в моїй схемі.

На сердечник «гантель» я намотав 50 витків емальованого дроту ø0.2 мм, зробив центральний відвід, і потім намотав ще 50 витків. Зібрав пристрій з цієї котушки, транзистора 2N4401, резистора 330 Ом, підключеного до бази транзистора, і білого світлодіода відповідно до схеми, наведеної на початку статті. Коли я підключив джерело живлення 1.5 В, світлодіод яскраво спалахнув. Це підтвердило, що котушку з таким сердечником в даній схемі можна застосовувати.

На тороидальний сердечник я намотав 10 витків дроту ø0.4 мм, виконав відведення і намотав ще 10 витків. Підключивши котушку в ту ж схему (2N4401, 330 Ом, білий світлодіод) з 1.5-вольта харчуванням, я побачив, що світлодіод горить, хоча і не так яскраво, як з попередньої котушкою, але ж і витків на тороіде було намотано тільки 20.

Так що тепер ми знаємо, де брати ферритові сердечники. Компактні люмінесцентні лампи дуже доступні, і вони з часом виходять з ладу і вимагають заміни.

Інший читач зазначив, що ще одне джерело феритових сердечників - це кабелі комп'ютерних периферійних пристроїв. На кабелях монітора, клавіатури, на деяких USB кабелях є пластикові потовщення, в яких, насправді, містяться ферритові сердечники. Якщо ви збираєтеся викинути стару клавіатуру в сміттєвий бак, чому б спершу не відрізати феррит?

закінчення читайте тут

В?
Де ви розмістите джерело живлення?
Якщо ви збираєтеся викинути стару клавіатуру в сміттєвий бак, чому б спершу не відрізати феррит?