- Підсилювач на транзисторі 2N3904
- Імпульсне живлення світлодіода
- Принцип роботи схеми
- Збільшення кількості світлодіодів
Схема підключення світлодіода - показана на рисунку 1 принципова схема дозволяє запалити світлодіод будь-якого типу від одне елементної батареї з напругою від 1 В до 1.5 В. В цей діапазон потрапляють лужні, вугільно-цинкові, NiCd і NiMH одне елементні батареї та акумулятори. Основна область використання схеми - світлодіодні ліхтарики, такі як червоний ліхтар астронома, що не заважає нічному спостереження, або звичайний ліхтарик загального призначення.
Схему можна використовувати з будь-якими світлодіодами - від інфрачервоного (1.2 В) до синього або білого (3.5 В). Пристрій стійко до розкиду напруг світлодіодів і віддає щодо постійну потужність. Крім того, воно компенсує зміни напруги батареї. Схема підключення світлодіода є обернено-ходовий підвищує перетворювач без зворотного зв'язку, що працює в режимі переривчастого струму дроселя. Функцію основного ключа, що передає енергію в дросель L ,, виконує транзистор Q2. Коли Q2 закривається, L1 під час зворотного ходу віддає накопичену енергію в світлодіод.
Підсилювач на транзисторі 2N3904
Инвертирующий підсилювач на транзисторі Q1 управляє інвертуючим ключем Q2. Резистори R4, R5 і R2 утворюють ланцюг зворотного зв'язку схеми. Дві інверсії в петлі зворотного зв'язку створюють не інвертує, тобто регенеративную (позитивну) зворотний зв'язок. Якщо замінити дросель L1 резистором, схема перетвориться в класичний двустабільний тригер. Дросель блокує постійну складову сигналу зворотного зв'язку, залишаючи тільки змінну. Таким чином, схема нестабільна, що змушує її генерувати. Час включення Q2 залежить від часу, який потрібен току дроселя L1, щоб досягти рівня, при якому Q2 більше не може перебувати в стані насичення.
Від такої батарейки - таблетки на 3 Вольта можна живити світлодіод
На цьому етапі схема вимикається на час, поки енергія передається в світлодіод, після чого процес повторюється. Оскільки струм підтримується індуктивністю, до тих пір, поки залишається накопичена в ній енергія, вона, по суті, є джерелом струму. Індуктивність може працювати з будь-яким напругою, необхідним для підтримання постійного рівня її струму. Це властивість дозволяє схемою на рисунку 1 підлаштовуватися під напругу світлодіода.
Імпульсне живлення світлодіода
Харчування світлодіода на рисунку 1 здійснюється імпульсами високої частоти. Величина індуктивності дроселя може варіюватися в досить широких межах, оскільки від неї залежить тільки частота генерації. У малоймовірному випадку, якщо індуктивність дроселя занадто велика, будуть помітні мерехтіння світлодіода. Якщо індуктивність занадто мала, на передній план виходять втрати перемикання, і падає ККД схеми. При номіналах компонентів, зазначених на рисунку 1, частота генерації становить 50 кГц, що можна вважати розумним компромісом.
Схема підключення світлодіода і вказаний на ній діод D1 призначений для компенсації зміни напруги батареї. Завдяки дії подільника напруги в вузлі 4, D1 забезпечує зміна рівня обмеження в процесі роботи. Чим вище напруга живлення, тим вище рівень обмеження, і, відповідно, менше глибина зворотного зв'язку. Q1 інвертує це порогове напруга, щоб зменшити відкриває напругу на базі Q2 при більш високих напругах батареї. Для цієї схеми були обрані транзистори 2N3904, проте підійдуть будь-які малосигнальний np-п прилади.
Принцип роботи схеми
В кінці циклу заряду дроселя ток Q2 досягає високих значень. За рахунок внутрішнього опору базове напруга, необхідне для відкривання транзистора, збільшується. Відповідно, дільник R2-R1 в базі транзистора Q1 піднімає коллекторное напруга і, таким чином, управляє кінцевим струмом Q2. Імпульси струму, керуючого світлодіодом, мають трикутну форму з піковим рівнем приблизно 120 мА і середнім значенням близько 30 мА для червоних світлодіодів і 15 мА для білих.
Такі рівні забезпечують прийнятну яскравість світіння без надмірного перевантаження світлодіода. Споживаний схемою струм дорівнює приблизно 40 мА. NiMH акумулятор типорозміру АА ємністю 1600 мА-ч може живити світлодіод приблизно чотири години. Дросель L1 повинен бути в змозі без насичення пропускати піковий струм схеми. Загальна вартість показаного на рисунку 1 пристрою менше ціни білого світлодіода.
Збільшення кількості світлодіодів
При бажанні кількість світлодіодів можна збільшити, використовуючи більш сильно-точні пристрої і більше число елементів батареї. В цьому випадку світлодіоди можна включити послідовно. Якщо ж ви включите їх паралельно, светодиодам знадобляться вирівнюють резистори. Щоб отримати зручний, хоча і не керований джерело живлення постійного струму для інших цілей, вихідна напруга схеми можна випрямити і відфільтрувати.