LED ها به عنوان منابع تابش نوری دارای مزایای غیرقابل انکاری هستند: اندازه کوچک، روشنایی بالا در حداقل جریان (mA)، کارایی.

اما به دلیل ویژگی های تکنولوژیکی، آنها نمی توانند در ولتاژهای زیر 1.6 ... 1.8 ولت بدرخشند. این شرایط به شدت امکان استفاده از ساطع کننده های LED را در کلاس وسیعی از دستگاه های با توان ولتاژ پایین، معمولاً از یک سلول گالوانیکی، محدود می کند.

با وجود ارتباط آشکار مشکل منبع تغذیه ولتاژ پایین منابع LED تابش نوری، تعداد بسیار محدودی از راه حل های مدار شناخته شده است که در آنها نویسندگان سعی در حل این مشکل داشتند.

در این رابطه، در زیر مروری بر مدارهای منبع تغذیه LED از منبع ولتاژ پایین (0.25 ... 1.6 V) ارائه شده است. تنوع مدارهای ارائه شده در این فصل را می توان به دو نوع اصلی تبدیل یک ولتاژ سطح پایین به ولتاژ بالا کاهش داد. اینها مدارهایی با دستگاههای ذخیره انرژی خازنی و القایی هستند [Rk 5/00-23].

دو برابر کننده ولتاژ

شکل 1 مدار منبع تغذیه LED را با استفاده از اصل دوبرابر کردن ولتاژ تغذیه نشان می دهد. ژنراتور پالس فرکانس پایین بر روی ترانزیستورهای ساختارهای مختلف ساخته شده است: KT361 و KT315.

نرخ تکرار پالس با ثابت زمانی R1C1 و مدت زمان پالس ها با ثابت زمانی R2C1 تعیین می شود. از خروجی ژنراتور، پالس های کوتاه از طریق مقاومت R4 به پایه ترانزیستور VT3 وارد می شود که در مدار کلکتور آن LED قرمز HL1 (AL307KM) و دیود ژرمانیوم VD1 از نوع D9 قرار دارد.

یک خازن الکترولیتی با ظرفیت بالا C2 بین خروجی مولد پالس و نقطه اتصال LED با دیود ژرمانیوم متصل است.

در طول مکث طولانی بین پالس ها (ترانزیستور VT2 بسته است و جریان را هدایت نمی کند)، این خازن از طریق دیود VD1 و مقاومت R3 به ولتاژ منبع تغذیه شارژ می شود. هنگام تولید یک پالس کوتاه، ترانزیستور VT2

باز می شود. صفحه با بار منفی خازن C2 به ریل قدرت مثبت متصل می شود. دیود VD1 قفل است. خازن شارژ شده C2 ​​به صورت سری به منبع تغذیه متصل می شود.

ولتاژ کل به مدار LED - اتصال امیتر - کلکتور ترانزیستور VT3 اعمال می شود. از آنجایی که ترانزیستور VT3 با همان پالس باز می شود، مقاومت امیتر-کلکتور آن کوچک می شود.

بنابراین، تقریباً دو برابر ولتاژ تغذیه (به استثنای تلفات جزئی) به طور خلاصه به LED اعمال می شود: فلاش روشن آن به دنبال دارد. پس از آن، فرآیند شارژ - تخلیه خازن C2 به طور دوره ای تکرار می شود.

برنج. 1. نمودار شماتیک دوبرابر ولتاژ برای تغذیه LED.

از آنجایی که LED ها می توانند با جریان کوتاه مدت در پالسی که ده ها برابر بیشتر از مقادیر اسمی است کار کنند، آسیبی به LED رخ نمی دهد.

در صورت لزوم افزایش قابلیت اطمینان ساطع کننده های LED کم ولتاژ و گسترش دامنه ولتاژ تغذیه به سمت بالا، یک مقاومت محدود کننده جریان با مقاومت ده ها یا صدها اهم باید به صورت سری به LED متصل شود.

هنگام استفاده از LED نوع AL307KM با ولتاژ شروع درخشش به سختی قابل توجه 1.35 ... 1.4 ولت و ولتاژی که در آن، بدون محدودیت مقاومت، جریان عبوری از LED 20 میلی آمپر، 1.6 ... 1.7 ولت است، ولتاژ عملیاتی ژنراتور نشان داده شده در شکل 1 ... 1.6 V است.

محدودیت های محدوده به طور تجربی به همین ترتیب تعیین می شوند: پایین تر ولتاژی را نشان می دهد که در آن LED شروع به درخشش می کند، قسمت بالایی نشان دهنده ولتاژی است که در آن جریان مصرف شده توسط کل دستگاه تقریباً 20 میلی آمپر است، یعنی. از جریان محدود کننده از طریق LED و در عین حال خود مبدل تحت نامطلوب ترین شرایط عملیاتی تجاوز نمی کند.

همانطور که قبلا ذکر شد، ژنراتور (شکل 1) در حالت پالسی کار می کند، که از یک طرف، یک نقطه ضعف مدار است، و از طرف دیگر، یک مزیت است، زیرا اجازه می دهد تا فلاش های روشنی تولید کند که توجه را به خود جلب می کند.

ژنراتور کاملا مقرون به صرفه است، زیرا میانگین جریان مصرف شده توسط دستگاه کم است. در عین حال، لازم است از یک خازن الکترولیتی کم ولتاژ، اما نسبتاً حجیم و با ظرفیت بالا (C2) در مدار استفاده شود.

نسخه ساده شده مبدل ولتاژ

شکل 2 یک نسخه ساده شده از ژنراتور را نشان می دهد که شبیه به نمونه بالا کار می کند. ژنراتور با استفاده از یک خازن الکترولیتی با اندازه کوچک، با ولتاژ تغذیه 0.9 تا 1.6 ولت کار می کند.

متوسط ​​جریان مصرفی دستگاه از 3 میلی آمپر با نرخ تکرار پالس حدود 2 هرتز تجاوز نمی کند. روشنایی فلاش های نور تولید شده تا حدودی کمتر از طرح قبلی است.

برنج. 2. نمودار یک مبدل ولتاژ کم ولتاژ ساده روی دو ترانزیستور از 0.9 ولت به 2 ولت.

مولد کپسول تلفن

ژنراتور نشان داده شده در شکل. 9.3، از یک کپسول تلفن TK-67 به عنوان بار استفاده می کند. این امر باعث می شود که دامنه پالس های تولید شده افزایش یابد و در نتیجه حد پایین شروع کار ژنراتور تا 200 میلی ولت کاهش یابد.

با توجه به انتقال به فرکانس تولید بالاتر، می توان یک "پمپاژ" (تبدیل) مداوم انرژی را انجام داد و ظرفیت خازن ها را به میزان قابل توجهی کاهش داد.

برنج. 3. طرح یک ژنراتور مبدل ولتاژ پایین با استفاده از سیم پیچ تلفن.

ژنراتور دوبرابر ولتاژ خروجی

شکل 4 یک نوسان ساز با یک مرحله خروجی را نشان می دهد که در آن ولتاژ خروجی دو برابر شده است. هنگامی که ترانزیستور VT3 بسته است، تنها یک ولتاژ تغذیه کوچک به LED اعمال می شود.

مقاومت الکتریکی LED به دلیل غیرخطی بودن مشخصه I-V بزرگ است و بسیار بالاتر از مقاومت مقاومت R6 است. بنابراین خازن C2 از طریق مقاومت های R5 و R6 به منبع تغذیه متصل می شود.

برنج. 4. طرح مبدل ولتاژ پایین با دو برابر شدن ولتاژ خروجی.

اگرچه از مقاومت R6 به جای دیود ژرمانیوم استفاده شد، اما اصل عملکرد دوبرابر ولتاژ یکسان است: شارژ خازن C2 با ترانزیستور VT3 بسته شده از طریق مقاومت های R5 و R6، و به دنبال آن خازن شارژ شده به صورت سری با منبع تغذیه متصل می شود.

هنگامی که یک ولتاژ دو برابر شده به این روش اعمال می شود، مقاومت دینامیکی LED در بخش تندتر مشخصه I-V حدود 100 اهم یا کمتر برای زمان تخلیه خازن می شود، که بسیار کمتر از مقاومت مقاومت R6 است که خازن را تغییر می دهد.

برای گسترش محدوده عملیاتی ولتاژهای تغذیه (از 0.8 تا 6 ولت) امکان استفاده از مقاومت R6 به جای دیود ژرمانیوم وجود دارد. اگر یک دیود ژرمانیوم در مدار وجود داشت، ولتاژ تغذیه دستگاه به 1.6 ... 1.8 ولت محدود می شد.

با افزایش بیشتر ولتاژ تغذیه، جریان عبوری از LED و دیود ژرمانیوم به مقدار غیرقابل قبولی بالا می‌رود و آسیب غیرقابل برگشت آنها رخ می‌دهد.

مبدل بر اساس ژنراتور AF

در ژنراتور نشان داده شده در شکل 5، پالس های فرکانس صدای زنگ همزمان با پالس های نور تولید می شوند. فرکانس سیگنال های صوتی با پارامترهای مدار نوسانی تشکیل شده توسط سیم پیچ کپسول تلفن و خازن C2 تعیین می شود.

برنج. 5. نمودار شماتیک مبدل ولتاژ برای LED بر اساس ژنراتور AF.

مبدل های ولتاژ مبتنی بر مولتی ویبراتور

منبع تغذیه LED های مبتنی بر مولتی ویبراتور در شکل های 6 و 7 نشان داده شده است. مدار اول بر اساس یک مولتی ویبراتور نامتقارن است که مانند دستگاه ها (شکل های 1-5)، پالس های کوتاه با مکث طولانی بین پالس ها تولید می کند.

برنج. 6. مبدل ولتاژ پایین بر اساس مولتی ویبراتور نامتقارن.

ذخیره انرژی - خازن الکترولیتی C3 به طور دوره ای از منبع تغذیه شارژ می شود و به LED تخلیه می شود و ولتاژ آن را با ولتاژ تغذیه جمع می کند.

برخلاف مدار قبلی، ژنراتور (شکل 7) ماهیت پیوسته درخشش LED را تضمین می کند. این دستگاه مبتنی بر یک مولتی ویبراتور متقارن است و در فرکانس های بالاتر کار می کند.

برنج. 7. مبدل برای تغذیه LED از منبع ولتاژ پایین 0.8 - 1.6V.

در این رابطه، ظرفیت خازن های این مدار 3...4 مرتبه قدر کمتر است. در عین حال، روشنایی درخشش به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و میانگین جریان مصرف شده توسط ژنراتور در ولتاژ منبع تغذیه 1.5 6 از 3 میلی آمپر تجاوز نمی کند.

مبدل های ولتاژ سری ترانزیستور

برنج. 8. مبدل ولتاژ با اتصال سریال ترانزیستورهای مختلف رسانایی.

در ژنراتورهای نشان داده شده در شکل های 8 - 13، یک اتصال سری نسبتاً غیرمعمول از ترانزیستورهای انواع مختلف رسانایی، علاوه بر این، تحت پوشش بازخورد مثبت، به عنوان یک عنصر فعال استفاده می شود.

برنج. 9. مبدل ولتاژ دو ترانزیستوری برای LED با استفاده از سیم پیچ از تلفن.

خازن بازخورد مثبت (شکل 8) به طور همزمان به عنوان یک دستگاه ذخیره انرژی برای تولید ولتاژ کافی برای تغذیه LED عمل می کند.

به موازات انتقال پایه-کلکتور ترانزیستور VT2 (نوع KT361)، یک دیود ژرمانیوم وصل شده است (یا یک مقاومت جایگزین آن، شکل 12).

در یک ژنراتور با مدار RC (شکل 8)، به دلیل تلفات ولتاژ قابل توجه در اتصالات نیمه هادی، ولتاژ کاری دستگاه 1.1 ... 1.6 ولت است.

کاهش چشمگیر حد پایین ولتاژ منبع تغذیه با تغییر به نسخه LC مدار ژنراتور با استفاده از دستگاه های ذخیره انرژی القایی امکان پذیر شد (شکل 9 - 13).

برنج. 10. طرح مبدل ولتاژ کم ولتاژ ساده 0.75V -1.5V به 2V بر اساس یک ژنراتور LC.

یک کپسول تلفن به عنوان ذخیره انرژی القایی در اولین طرح مورد استفاده قرار گرفت (شکل 9). همزمان با چشمک زدن نور، ژنراتور سیگنال های صوتی تولید می کند.

با افزایش ظرفیت خازن به 200 میکروفاراد، ژنراتور به حالت اقتصادی پالسی تغییر می کند و سیگنال های متناوب نور و صدا تولید می کند.

انتقال به فرکانس های عملیاتی بالاتر از طریق استفاده از یک سلف با اندازه کوچک با فاکتور کیفیت بالا امکان پذیر است. در این راستا، کاهش قابل توجه حجم دستگاه و کاهش حد پایین ولتاژ تغذیه ممکن می شود (شکل 10 - 13).

یک سیم پیچ فرکانس متوسط ​​از یک گیرنده رادیویی VEF با اندوکتانس 260 میکروH به عنوان اندوکتانس استفاده شد. روی انجیر 11، 12 انواع چنین ژنراتورها را نشان می دهد.

برنج. 11. طرح مبدل ولتاژ کم ولتاژ برای یک LED با یک سیم پیچ از مدار IF گیرنده.

برنج. 12. طرح مبدل ولتاژ ساده برای یک LED با یک سیم پیچ از مدار IF گیرنده.

در نهایت، شکل 13 ساده ترین نسخه دستگاه را نشان می دهد که در آن به جای خازن مدار نوسانی از LED استفاده شده است.

مبدل های ولتاژ نوع خازن (با دو برابر شدن ولتاژ) که برای تغذیه ساطع کننده های LED استفاده می شوند، از نظر تئوری می توانند ولتاژ منبع تغذیه عملیاتی را فقط تا 60٪ کاهش دهند (مقدار محدود کننده و ایده آل 50٪ است).

برنج. 13. مبدل ولتاژ پایین بسیار ساده با LED روشن به جای خازن.

استفاده از ضرب کننده های ولتاژ چند مرحله ای برای این منظور به دلیل تلفات فزاینده و کاهش راندمان مبدل، امیدبخش نیست.

مبدل های دارای ذخیره انرژی القایی با کاهش بیشتر ولتاژ ژنراتورها که عملکرد LED ها را تضمین می کند، امیدوار کننده تر هستند. در عین حال، راندمان بالا و سادگی مدار مبدل حفظ می شود.

مبدل های ولتاژ از نوع القایی و القایی-خازنی

شکل 14 - 18 مبدل هایی را برای تغذیه LED های القایی و القایی-خازنی نشان می دهد که بر اساس ژنراتورها با استفاده از آنالوگ ترانزیستور میدان تزریق به عنوان یک عنصر فعال ساخته شده اند [Rk 5 / 00-23].

برنج. 14. طرح مبدل ولتاژ پایین 1-6V به 2V نوع القایی-خازنی.

مبدل نشان داده شده در شکل 14 یک دستگاه از نوع القایی-خازنی است. ژنراتور پالس بر روی آنالوگ ترانزیستور اثر میدان تزریق (ترانزیستور VT1 و VT2) ساخته شده است.

عناصری که فرکانس کاری تولید را در محدوده فرکانس صوتی تعیین می کنند، کپسول تلفن BF1 (نوع TK-67)، خازن C1 و مقاومت R1 هستند. پالس های کوتاه تولید شده توسط ژنراتور به پایه ترانزیستور VT3 وارد می شود و آن را باز می کند.

در همان زمان، ذخیره انرژی خازنی (خازن C2) شارژ/دشارژ می شود. هنگامی که یک پالس می رسد، صفحه با بار مثبت خازن C2 از طریق ترانزیستور VT2 باز برای مدت زمان پالس به یک باس مشترک متصل می شود. دیود VD1 بسته می شود، ترانزیستور VT3 باز است.

بنابراین، یک منبع تغذیه متصل به صورت سری و یک خازن شارژ شده C2 ​​به مدار بار (LED HL1) وصل می‌شوند که منجر به فلاش روشن LED می‌شود.

ترانزیستور VT3 به ​​شما امکان می دهد محدوده ولتاژ کاری مبدل را گسترش دهید. دستگاه در ولتاژهای 1.0 تا 6.0 ولت قابل کار است. به یاد داشته باشید که حد پایین مربوط به درخشش به سختی قابل توجه LED است و قسمت بالایی مربوط به مصرف جریان 20 میلی آمپری دستگاه است.

در منطقه ولتاژهای پایین (تا 1.45 ولت)، تولید صدا قابل شنیدن نیست، اگرچه با افزایش ولتاژ منبع تغذیه، دستگاه نیز شروع به تولید سیگنال های صوتی می کند که فرکانس آن به سرعت کاهش می یابد.

انتقال به فرکانس های عملیاتی بالاتر (شکل 15) از طریق استفاده از یک سیم پیچ فرکانس بالا به شما امکان می دهد تا ظرفیت خازن را که انرژی را "پمپ می کند" کاهش دهید (خازن C1).

برنج. 15. نمودار شماتیک مبدل ولتاژ پایین با ژنراتور RF.

یک ترانزیستور اثر میدان VT3 (KP103G) به عنوان یک عنصر کلیدی استفاده شد که LED را به گذرگاه قدرت "مثبت" برای دوره تکرار پالس متصل می کند. در نتیجه محدوده ولتاژ کاری این مبدل به 0.7 ... 10 ولت افزایش می یابد.

این دستگاه ها به طور قابل توجهی ساده شده اند، اما در محدوده محدودی از ولتاژهای تغذیه کار می کنند، دستگاه ها در شکل های 16 و 17 نشان داده شده اند. آنها نور LED را در محدوده 0.7 ...

برنج. 16. نمودار شماتیک مبدل ولتاژ کم ولتاژ ساده شده با ژنراتور RF.

برنج. 17. یک مبدل ولتاژ پایین ساده شده با یک ژنراتور RF و یک کپسول تلفن به عنوان یک سیم پیچ.

ساده ترین ژنراتور مبتنی بر آنالوگ یک ترانزیستور اثر میدان تزریق است (شکل 18)، که در آن LED به طور همزمان به عنوان یک خازن عمل می کند و بار ژنراتور است. دستگاه در محدوده نسبتاً باریکی از ولتاژهای تغذیه کار می کند، با این حال، روشنایی LED بسیار زیاد است، زیرا مبدل (شکل 18) صرفاً القایی است و راندمان بالایی دارد.

برنج. 18. مبدل ولتاژ کم ولتاژ با ژنراتور مبتنی بر آنالوگ ترانزیستور اثر میدان تزریق.

نوع بعدی مبدل کاملاً شناخته شده است و سنتی تر است. اینها مبدل های نوع ترانسفورماتور و اتوترانسفورماتور هستند.

روی انجیر 19 یک ژنراتور از نوع ترانسفورماتور را برای تامین LED های با ولتاژ پایین نشان می دهد. ژنراتور فقط شامل سه عنصر است که یکی از آنها یک دیود ساطع کننده نور است.

بدون LED، دستگاه ساده ترین ژنراتور مسدود کننده است و ولتاژ نسبتا بالایی را می توان در خروجی ترانسفورماتور به دست آورد. اگر یک LED به عنوان بار ژنراتور استفاده شود، حتی در یک ولتاژ تغذیه کم (0.6 ... 0.75 ولت) شروع به درخشش می کند.

برنج. 19. طرح مبدل نوع ترانسفورماتور برای تغذیه LED با ولتاژ پایین.

در این مدار (شکل 19) سیم پیچ های ترانسفورماتور دارای 20 دور سیم PEV 0.23 می باشد. حلقه فریت M1000 (1000NM) K 10x6x2.5 به عنوان هسته ترانسفورماتور استفاده شد. در صورت عدم تولید، نتیجه گیری یکی از سیم پیچ های ترانسفورماتور دنبال می شود! مبادله

مبدل نشان داده شده در شکل 20 دارای کمترین ولتاژ تغذیه در بین تمام دستگاه های در نظر گرفته شده است. کاهش قابل توجهی در حد پایین ولتاژ عملیاتی با بهینه سازی انتخاب تعداد (نسبت) چرخش سیم پیچ ها و روش گنجاندن آنها به دست آمد. هنگام استفاده از ترانزیستورهای ژرمانیومی با فرکانس بالا از نوع 1T311، 1T313 (GT311، GT313)، چنین مبدل هایی زمانی شروع به کار می کنند که منبع تغذیه بالای 125 میلی ولت باشد.

برنج. 20. مبدل ولتاژ کم ولتاژ 0.25 - 0.6 ولت به 2 ولت.

برنج. 21. ویژگی های اندازه گیری تجربی ژنراتور.

به عنوان هسته ترانسفورماتور، مانند طرح قبلی، از یک حلقه فریت M1000 (1000NM) K10x6x2.5 استفاده شد. سیم پیچ اولیه با سیم PEV 0.23 میلی متر ساخته شده است، سیم پیچ ثانویه - PEV 0.33. درخشش نسبتاً روشن LED در حال حاضر با ولتاژ 0.3 ولت مشاهده شده است.

شکل 21 مشخصات اندازه گیری تجربی ژنراتور را نشان می دهد (شکل 20) با تغییر تعداد دور سیم پیچ ها. از تجزیه و تحلیل وابستگی‌های به‌دست‌آمده، نتیجه می‌شود که نسبت بهینه تعداد دور سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه وجود دارد و با افزایش تعداد دور سیم‌پیچ اولیه، حداقل ولتاژ عملیاتی مبدل به تدریج کاهش می‌یابد و دامنه ولتاژهای کاری مبدل به طور همزمان محدود می‌شود.

برای حل مشکل معکوس - گسترش محدوده ولتاژ کاری مبدل - می توان مدار RC را به صورت سری به آن متصل کرد (شکل 22).

برنج. 22. طرح مبدل ولتاژ کم با استفاده از زنجیره RC.

مدارهای مبدل با توجه به نوع سه نقطه ای القایی یا خازنی

نوع دیگری از مبدل ها در شکل های 23 - 29 نشان داده شده است. ویژگی آنها استفاده از دستگاه ها و مدارهای ذخیره انرژی القایی است که بر اساس نوع "القایی" یا "سه نقطه ای خازنی" با حالت سوئیچینگ ترانزیستور مانع ساخته شده اند.

ژنراتور (شکل 23) در محدوده ولتاژ 0.66 تا 1.55 V قابل کار است. برای بهینه سازی حالت کار، لازم است مقدار مقاومت R1 را انتخاب کنید. به عنوان یک سلف، مانند بسیاری از مدارهای قبلی. سیم پیچ حلقه فیلتر IF 260 uH استفاده شده است.

برنج. 23. مبدل ولتاژ برای LED در یک ترانزیستور KT315.

بنابراین، با تعداد دورهای سیم پیچ اولیه n(1) برابر 50 ... 60 و تعداد دورهای ثانویه l (II) - 12، دستگاه در محدوده ولتاژ تغذیه 260 ... 440 میلی ولت (نسبت تعداد پیچ ​​ها 50 به 12 50 به 12 از 20-20 از تعداد دور 6 به ...6) قابل کار است. 5 میلی ولت

اگر از نوع یا اندازه متفاوتی از هسته فریت استفاده کنید، این رابطه ممکن است نقض شود و متفاوت باشد. انجام مستقل چنین مطالعه ای و ارائه نتایج برای وضوح در قالب یک نمودار مفید است.

استفاده از دیود تونلی در ژنراتورهای مورد بررسی بسیار جالب است (مشابه آنچه در شکل 20 نشان داده شده است) که به جای اتصال امیتر-پایه ترانزیستور VT1 گنجانده شده است.

ژنراتور (شکل 24) کمی با ژنراتور قبلی (شکل 23) متفاوت است. ویژگی جالب آن این است که روشنایی LED با افزایش ولتاژ تغذیه تغییر می کند (شکل 25).

برنج. 24. مبدل ولتاژ با تغییر روشنایی LED.

برنج. 25. نمودار وابستگی روشنایی LED به ولتاژ تامین کننده ژنراتور (برای شکل 24).

علاوه بر این، حداکثر روشنایی در 940 میلی ولت به دست می آید. مبدل نشان داده شده در شکل 26 را می توان به ژنراتورهای سه نقطه ای نسبت داد که LED به عنوان یکی از خازن ها عمل می کند.

ترانسفورماتور دستگاه بر روی یک حلقه فریت (1000HM) K10x6x2.5 ساخته شده است و سیم پیچ های آن تقریباً شامل 15 ... 20 دور سیم PELSHO 0.18 است.

برنج. 26. مبدل ولتاژ پایین با ژنراتور سه نقطه ای.

مبدل (شکل 27) در نقطه اتصال LED با قبلی متفاوت است. وابستگی روشنایی LED به ولتاژ تغذیه در شکل 28 نشان داده شده است: هنگامی که ولتاژ تغذیه افزایش می یابد، روشنایی ابتدا افزایش می یابد، سپس به شدت کاهش می یابد و پس از آن دوباره افزایش می یابد.

برنج. 27. یک مبدل ولتاژ ساده برای منبع تغذیه ولتاژ پایین LED AL307.

برنج. 28. وابستگی روشنایی LED به ولتاژ تغذیه.

ساده ترین مدار برای مبدل هایی از این نوع مداری است که در شکل 29 نشان داده شده است. نقطه کار با انتخاب مقاومت R1 تنظیم می شود.

LED، مانند تعدادی از مدارهای قبلی، به طور همزمان نقش یک خازن را ایفا می کند. به عنوان یک آزمایش، توصیه می شود یک خازن را به صورت موازی با LED وصل کنید و ظرفیت آن را انتخاب کنید.

برنج. 29. مدار بسیار ساده برای مبدل ولتاژ کم روی یک ترانزیستور.

سرانجام

به عنوان یک نکته کلی در مورد تنظیم مدارهای ارائه شده در بالا، لازم به ذکر است که ولتاژ تغذیه تمام دستگاه های در نظر گرفته شده برای جلوگیری از آسیب به LED ها نباید (به استثنای موارد نادر) از 1.6 ... 1.7 ولت تجاوز کند.

ادبیات: شوستوف M.A. مدار عملی (کتاب 1).

مبدل برای LED

لامپ های رشته ای با ال ای دی جایگزین شده اند که در بسیاری از موارد با موفقیت جایگزین می شوند. اما به دلیل مشخصه جریان-ولتاژ غیر خطی، مبدل های ولتاژ مختلفی برای تغذیه LED های روشنایی از باتری استفاده می شود. همانطور که می دانید LED با ولتاژ حداقل 2 ولت و بسته به نوع آن تا 3.5 ولت تغذیه می شود، علاوه بر این حداقل به ساده ترین تثبیت کننده جریان نیاز است، زیرا در روند کاهش ظرفیت باتری، روشنایی LED نیز کاهش می یابد. بنابراین، یک مقاومت منبع تغذیه ساده، از یک باتری با ولتاژ افزایش یافته، بدتر از یک مبدل کار خواهد کرد. در زیر نمودارهایی از مبدل های ساده است که برای مونتاژ حتی برای مبتدیان در دسترس هستند.

مدار توسط یک باتری تک انگشتی تغذیه می شود و یک ژنراتور مسدود کننده است. پالس های ولتاژ بالا روی کلکتور ظاهر می شوند، توسط دیود شاتکی اصلاح می شوند و خازن را شارژ می کنند. ترانسفورماتور T1 با دست روی یک هسته حلقه پیچیده می شود. برای این، یک حلقه فریت K10x6x4 گرفته می شود و دو سیم پیچ 20 دور هر کدام با یک سیم PEL 0.3 پیچیده می شود. به طور کلی تعداد دورها می تواند 6:10 و 10:10 و 10:15 باشد. برای بهترین کارایی و روشنایی، باید به صورت تجربی انتخاب شوند. برای قاب از هر چیزی که هست استفاده می شود.

مدار از یک ترانزیستور افت کم برای حداکثر بازده استفاده می کند. جریان خروجی را می توان با مقاومت R1 تنظیم کرد.

در مرحله بعد، ما شاهد یک طرح تا حدودی پیچیده با تولید پایدارتر هستیم. مصرف جریان 15 میلی آمپر. مبدل ولتاژ نیز طبق طرح یک ژنراتور تک سیکل با بازخورد القایی در ترانزیستور و ترانسفورماتور ساخته شده است. داده های سیم پیچی یکسان است.

ارتقاء بعدی این مبدل یک مدار از یک فانوس LED چینی بود:

در اینجا و در مدارهای دیگر، یک دیود شاتکی با یک افت ولتاژ کوچک به عنوان دیود استفاده می شود (در نهایت، هر نیم ولت حساب می شود). دیودهای IN5817، 1GWJ43، 1SS319، یا در موارد شدید از D311 شوروی استفاده می شود. این دیودها را می توان از برد کنترل کننده قدرت یک باتری لیتیوم یونی غیرفعال از تلفن همراه گرفت.مدارهای مبدل زیر بر روی دو ترانزیستور ساخته شده اند و با افزایش جریان خروجی - تا 25 میلی آمپر - متمایز می شوند. اگر سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور معکوس نشده باشند، مبدلی که به‌درستی مونتاژ شده است، نیازی به تنظیم ندارد، در غیر این صورت آنها را تعویض کنید.

ترانسفورماتور مشابه است، اما تعداد چرخش در سیم پیچ ها هر کدام 40 است. ترانزیستورها C2458 و C3279 قیمت دارند. به لطف بازخورد ترانزیستور C2458، تثبیت ساده جریان و بر این اساس، روشنایی LED به دست می آید.

نسخه دیگری از مبدل در دو ترانزیستور:

در اینجا نیازی به باد کردن ترانسفورماتور نیست، زیرا از یک چوک آماده 300 - 1000 μH استفاده می شود.

آخرین مدار مبدل نیز از یک فانوس ال ای دی چینی کشیده شده است و هنگام مونتاژ عالی عمل می کند.

اولین روشن کردن دستگاهی که به درستی مونتاژ شده است باید در حالت تست انجام شود، که در آن نیروی باتری از طریق یک مقاومت 10 اهم تامین می شود تا در صورت اتصال نادرست سیم های ترانزیستور، ترانزیستورها نسوزند. اگر LED روشن نشد، لازم است سیم پیچ اولیه یا ثانویه ترانسفورماتور تعویض شود. اگر این کمکی نکرد، قابلیت سرویس دهی همه عناصر و نصب را بررسی کنید.

از تجربه شخصی، می توانم متوجه شوم که در تمام طرح های فوق، ترانزیستورهای داخلی KT315 - KT3102 اغلب با موفقیت راه اندازی می شوند. تعداد سیم پیچ های ترانسفورماتور باید با توجه به حداکثر روشنایی و کارایی انتخاب شود. «هر چیزی که به دستش می رسید» از تجهیزات مختلف به عنوان چوک استفاده می شد. نصب ارزان ترین ال ای دی های 5 میلی متری (0.1 وات) توصیه نمی شود. بهتر است هزینه اضافی پرداخت کنید و یک LED 10 میلی متری را با 0.5 سال خریداری کنید. روشنایی به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت. نتایج حتی بهتر بعد از نصب ویژه خواهد بود

یک بار، در اینترنت، با یک مدار مبدل نسبتاً ساده برای تغذیه LED از یک باتری AA برخوردم. بعد از مونتاژ، من ناراحت شدم زیرا مدار غیرفعال بود. در مدت نیم ساعت، مدار به حالت کار درآمد، درجه بندی اجزای رادیویی تغییر کرد و قطعات اضافی حذف شدند و در نتیجه یک مبدل با کیفیت کافی به دست آمد که قادر به تغذیه LED های تا توان 1 وات است.

خود مدار از 4 قسمت و یک چوک تشکیل شده است. خوشبختانه یک چوک SMD آماده پیدا شد (خارج از برد تلفن رادیویی لحیم شده) اما ساخت آن نیز مشکلی ندارد. سلف را می توان بر روی یک حلقه از لامپ های فلورسنت (موجود در تمام تخته های صرفه جویی در انرژی) ساخت، شامل 15 پیچ سیم 0.15 - 0.2 میلی متر است.

متأسفانه در نسخه smd ترانزیستور رسانش مستقیم پیدا نکردم و از ترانزیستور دوقطبی قدرتمند سری KT818 استفاده شده است، اما برای فشردگی استفاده از ترانزیستورهای smd را به شدت توصیه می کنم. دومین ترانزیستور رسانایی معکوس، به معنای واقعی کلمه هر کسی انجام می دهد، به عنوان مثال، KT315 شناخته شده.

یک مقاومت پایه 1 کیلو اهم نیز برای استفاده در نسخه smd مطلوب است.
خازن 1000 پیکوفاراد حیاتی نیست، می تواند 50٪ در یک جهت یا دیگری منحرف شود (برای من حتی با خازن 0.1 میکروفاراد کار می کرد، اما LED ضعیف تر می درخشد).

برای نمایش، مدار روی تخته نان مونتاژ شد. مصرف جریان 35 - 40 میلی آمپر است، اما اگر LED ها با 1 وات تغذیه شوند، به شدت افزایش می یابد، مدار اجازه نمی دهد بیشتر شود، زیرا حداکثر جریان خروجی در اوج 300 میلی آمپر است.

مدار از ولتاژ 0.7 ولت شروع می شود. حداکثر ولتاژ تغذیه بیش از 2.5 ولت نیست، اگر بیشتر اعمال کنید، مدار به سادگی کار نخواهد کرد. ولتاژ خروجی در پارامترهای سلف مشخص شده 3.8 ولت است.

فهرست عناصر رادیویی

تعیین	تایپ کنید	فرقه	تعداد	توجه داشته باشید	خرید کنید	دفترچه یادداشت من
	ترانزیستور دوقطبی	KT315A	1			به دفترچه یادداشت
	ترانزیستور دوقطبی	KT818A	1			به دفترچه یادداشت
C1	خازن	1 nF	1			به دفترچه یادداشت
	مقاومت	1 کیلو اهم	1			به دفترچه یادداشت
L1	القاگر		1			به دفترچه یادداشت
HL1	دیود ساطع نور		1

چراغ قوه روی منبع برق

یک چراغ قوه روی منبع جریان، با یکسان سازی جریان خودکار در LED ها، به طوری که LED ها می توانند با هر گونه پراکندگی پارامترها باشند (ال ای دی VD2 جریانی را تنظیم می کند که ترانزیستورهای VT2، VT3 تکرار می کنند، بنابراین جریان در شاخه ها یکسان خواهد بود)
البته ترانزیستورها نیز باید یکسان باشند، اما پراکندگی پارامترهای آنها چندان حیاتی نیست، بنابراین می توانید ترانزیستورهای گسسته را بردارید یا اگر بتوانید سه ترانزیستور یکپارچه را در یک بسته پیدا کنید، پارامترهای آنها تا حد ممکن نزدیک است. با قرار دادن LED ها بازی کنید، باید یک جفت ترانزیستور LED را انتخاب کنید تا ولتاژ خروجی حداقل باشد، این کارایی را افزایش می دهد.
معرفی ترانزیستورها روشنایی را یکسان کرد، اما مقاومت و افت ولتاژ روی آنها وجود دارد، که مبدل را مجبور می کند سطح خروجی را به 4 ولت افزایش دهد، برای کاهش افت ولتاژ در ترانزیستورها، می توانید مدار را در شکل 4 پیشنهاد دهید، این یک آینه جریان اصلاح شده است، به جای ولتاژ مرجع ساخته شده در مدار Ube 3 = 0.7V می توانید از منبع استفاده کنید. و آن را در کلکتور VT1 با استفاده از یک آپمپ که در مبدل نیز تعبیه شده است، نگهداری کنید.



برنج. 4.چراغ قوه روی منبع تغذیه، با یکسان سازی خودکار جریان در LED ها و با راندمان بهبود یافته

زیرا خروجی opamp از نوع "کلکتور باز" است، باید به منبع تغذیه "بالا" کشیده شود، که مقاومت R2 را می سازد. مقاومت های R3، R4 به عنوان یک تقسیم کننده ولتاژ در نقطه V2 به 2 عمل می کنند، بنابراین opamp ولتاژ 0.22 * 2 = 0.44V را در نقطه V2 حفظ می کند که 0.3V کمتر از حالت قبلی است. گرفتن یک تقسیم کننده حتی کمتر برای کاهش ولتاژ در نقطه V2 غیرممکن است. ترانزیستور دوقطبی دارای مقاومت Rke است و در حین کار، ولتاژ Uke روی آن کاهش می یابد، به طوری که ترانزیستور به درستی کار می کند V2-V1 باید بزرگتر از Uke باشد، برای مورد ما 0.22 ولت کافی است. با این حال، ترانزیستورهای دوقطبی را می توان با ترانزیستورهای اثر میدان جایگزین کرد، که در آنها مقاومت تخلیه به منبع بسیار کمتر است، این امکان کاهش تقسیم کننده را فراهم می کند، به طوری که تفاوت V2-V1 کاملاً ناچیز است.

دریچه گازسلف باید با حداقل مقاومت گرفته شود، باید به حداکثر جریان مجاز توجه ویژه ای شود، باید در حد 400 -1000 میلی آمپر باشد.
رتبه بندی به اندازه حداکثر جریان مهم نیست، بنابراین دستگاه های آنالوگ چیزی بین 33 تا 180uH را توصیه می کنند. در این مورد، از نظر تئوری، اگر به ابعاد توجه نکنید، هر چه اندوکتانس بزرگتر باشد، از همه لحاظ بهتر است. با این حال، در عمل این کاملا درست نیست، زیرا. ما یک سیم پیچ غیر ایده آل داریم، دارای مقاومت فعال است و خطی نیست، علاوه بر این، ترانزیستور کلیدی در ولتاژهای پایین دیگر 1.5 آمپر نمی دهد. بنابراین، برای انتخاب سیم پیچی با بیشترین بازده و کمترین حداقل ولتاژ ورودی، بهتر است چندین کویل در انواع، طرح ها و درجه بندی های مختلف را امتحان کنید. سیم پیچی که چراغ قوه با آن تا زمانی که ممکن است می درخشد.

خازن هاC1 می تواند هر چیزی باشد. C2 بهتر است تانتالیوم مصرف شود زیرا. مقاومت کمی دارد که باعث افزایش راندمان می شود.

دیود شاتکیهر یک برای جریان تا 1A، ترجیحا با حداقل مقاومت و حداقل افت ولتاژ.

ترانزیستورهاهر با جریان کلکتور تا 30 میلی آمپر، ضریب تقویت جریان مرتبه 80 با فرکانس تا 100 مگاهرتز، KT318 مناسب است.

ال ای دی هامی توانید NSPW500BS را با درخشش 8000 mCd از آن سفید کنیدسیستم های نور قدرت

ترانسفورماتور ولتاژADP1110 یا جایگزین آن ADP1073، برای استفاده از آن، مدار در شکل 3 باید تغییر کند، یک سلف 760μG و R1 = 0.212 / 60mA = 3.5Ω است.


فانوس در ADP3000-ADJ

گزینه ها:
منبع تغذیه 2.8 - 10 ولت، بازده تقریبا. 75٪، دو حالت روشنایی - کامل و نیمه.
جریان از طریق دیودها 27 میلی آمپر، در حالت نیمه روشنایی - 13 میلی آمپر است.
به منظور به دست آوردن راندمان بالا، مطلوب است که از اجزای تراشه در مدار استفاده شود.
مداری که به درستی مونتاژ شده است نیازی به پیکربندی ندارد.
نقطه ضعف مدار ولتاژ بالا (1.25 ولت) در ورودی FB (پایه 8) است.
در حال حاضر، مبدل های DC / DC با ولتاژ FB حدود 0.3 ولت، به ویژه توسط Maxim تولید می شود، که در آن دستیابی به راندمان بالای 85٪ واقع بینانه است.


طرح یک فانوس در Kr1446PN1.




مقاومت R1 و R2 - سنسور جریان. تقویت کننده عملیاتی U2B - ولتاژ گرفته شده از سنسور جریان را تقویت می کند. بهره = R4 / R3 + 1 و تقریباً 19 است. بهره لازم است تا زمانی که جریان از طریق مقاومت های R1 و R2 60 میلی آمپر است، ولتاژ خروجی ترانزیستور Q1 را باز می کند. با تغییر این مقاومت ها می توانید مقادیر دیگری از جریان تثبیت را تنظیم کنید.
در اصل، یک تقویت کننده عملیاتی را می توان حذف کرد. فقط به جای R1 و R2 یک مقاومت 10 اهم قرار می گیرد، از آن سیگنال از طریق مقاومت 1 کیلو اهم به پایه ترانزیستور تغذیه می شود و تمام. ولی. این امر منجر به کاهش بازده خواهد شد. در یک مقاومت 10 اهم در جریان 60 میلی آمپر، 0.6 ولت - 36 میلی وات بیهوده هدر می رود. در مورد استفاده از تقویت کننده عملیاتی، تلفات عبارتند از:
در یک مقاومت 0.5 اهم در جریان 60 میلی آمپر = 1.8 میلی وات + مصرف خود آپ امپ 0.02 میلی آمپر است، اجازه دهید در 4 ولت = 0.08 میلی وات
= 1.88 میلی وات - به طور قابل توجهی کمتر از 36 میلی وات.

در مورد اجزاء

به جای KR1446UD2، هر آپ امپ کم مصرف با حداقل ولتاژ منبع تغذیه می تواند کار کند، OP193FS بهتر است، اما بسیار گران است. ترانزیستور در بسته SOT23. خازن قطبی کوچکتر است - نوع SS در 10 ولت. اندوکتانس CW68 100uH برای 710 میلی آمپر. اگرچه جریان قطع مبدل 1 A است، اما به طور معمول کار می کند. بهترین کارایی را دارد. من LED ها را برای یکسان ترین افت ولتاژ در جریان 20 میلی آمپر انتخاب کردم. یک چراغ قوه در یک مورد برای دو باتری AA مونتاژ کرد. من جای باتری ها را به اندازه باتری های قلمی کوتاه کردم و در فضای آزاد شده این مدار را با نصب روی سطح مونتاژ کردم. یک کیس برای سه باتری AA به خوبی کار خواهد کرد. شما باید فقط دو مورد را نصب کنید و طرح را در جای سوم قرار دهید.

کارایی دستگاه حاصل.
ورودی U I P خروجی U I P کارایی
ولت mA mW ولت ​​mA mW %
3.03 90 273 3.53 62 219 80
1.78 180 320 3.53 62 219 68
1.28 290 371 3.53 62 219 59

تعویض لامپ چراغ قوه "Zhuchok" با ماژول این شرکتلوکسیونلومیلدLXHL-NW 98.
ما یک چراغ قوه خیره کننده روشن، با یک پرس بسیار سبک (در مقایسه با یک لامپ) دریافت می کنیم.


طرح اصلاح و پارامترهای ماژول.

مبدل های StepUP DC-DC ADP1110 از دستگاه های آنالوگ.




منبع تغذیه: 1 یا 2 باتری عملکرد 1.5 ولت تا Uin = 0.9 ولت حفظ می شود
مصرف:
*با کلید باز S1 = 300mA
*با سوئیچ بسته S1 = 110mA




چراغ قوه الکترونیکی LED
تنها با یک باتری AA یا AAA AA بر روی یک ریزمدار (KR1446PN1) تغذیه می شود که یک آنالوگ کامل از ریزمدار MAX756 (MAX731) است و دارای مشخصات تقریباً یکسانی است.


چراغ قوه به عنوان پایه در نظر گرفته شده است که در آن از دو باتری AA (انباشته کننده) به عنوان منبع تغذیه استفاده می شود.
برد مبدل به جای باتری دوم در فانوس قرار می گیرد. در یک سر برد، یک کنتاکت ورق حلبی برای تغذیه مدار و در طرف دیگر یک LED لحیم شده است. دایره ای از همان قلع روی نتایج LED قرار می گیرد. قطر دایره باید کمی بزرگتر از قطر پایه بازتابنده (0.2-0.5 میلی متر) باشد که کارتریج در آن قرار می گیرد. یکی از پایانه های دیود (منفی) به لیوان لحیم می شود، دومی (مثبت) از آن عبور می کند و با یک قطعه PVC یا لوله فلوروپلاستیک عایق می شود. هدف دایره دو چیز است. این سازه استحکام لازم را فراهم می کند و در عین حال در خدمت بستن تماس منفی مدار است. یک لامپ با یک کارتریج از قبل از فانوس برداشته می شود و به جای آن یک مدار با LED قرار می گیرد. قبل از نصب روی برد، سرنخ‌های LED به گونه‌ای کوتاه می‌شوند که از قرار گرفتن محکم و بدون بازی در جای خود اطمینان حاصل شود. به طور معمول، طول سرنخ ها (به استثنای لحیم کاری به برد) برابر با طول قسمت بیرون زده پایه لامپ کاملاً پیچ است.
نمودار اتصال برد و باتری در شکل نشان داده شده است. 9.2.
در مرحله بعد، فانوس مونتاژ شده و عملکرد آن بررسی می شود. اگر مدار به درستی مونتاژ شده باشد، هیچ تنظیماتی لازم نیست.

این طرح از عناصر نصب استاندارد استفاده می کند: خازن های نوع K50-35، چوک های EC-24 با اندوکتانس 18-22 μH، LED با روشنایی 5-10 cd با قطر 5 یا 10 میلی متر. البته امکان استفاده از ال ای دی های دیگر با ولتاژ تغذیه 2.4-5 ولت نیز وجود دارد. مدار دارای ذخیره انرژی کافی است و به شما اجازه می دهد حتی ال ای دی هایی با روشنایی تا 25 سی دی را تغذیه کنید!

در برخی از نتایج آزمایش این طرح.
فانوس اصلاح شده به این شکل با یک باتری "تازه" بدون وقفه، در حالت روشن، بیش از 20 ساعت کار می کرد! برای مقایسه، همان چراغ قوه در پیکربندی "استاندارد" (یعنی با یک لامپ و دو باتری "تازه" از همان دسته) فقط 4 ساعت کار کرد.
و یک نکته مهم دیگر. اگر در این طرح از باتری های قابل شارژ استفاده شود، به راحتی می توان وضعیت سطح دشارژ آنها را کنترل کرد. واقعیت این است که مبدل در تراشه KR1446PN1 با ولتاژ ورودی 0.8-0.9 ولت به طور پایدار راه اندازی می شود. و درخشش LED ها به طور مداوم روشن است تا زمانی که ولتاژ باتری به این آستانه بحرانی برسد. البته لامپ همچنان در این ولتاژ می سوزد، اما به سختی می توان از آن به عنوان یک منبع نور واقعی صحبت کرد.

برنج. 9.2شکل 9.3




برد مدار چاپی دستگاه در شکل نشان داده شده است. 9.3، و محل عناصر - در شکل. 9.4.


روشن و خاموش کردن چراغ قوه با یک دکمه


مدار بر روی یک تراشه D-trigger CD4013 و یک ترانزیستور اثر میدانی IRF630 در حالت "خاموش" مونتاژ شده است. مصرف جریان مدار عملاً 0 است. برای عملکرد پایدار D-flip-flop، یک مقاومت فیلتر و یک خازن به ورودی ریزمدار وصل شده اند، عملکرد آنها حذف جهش تماس است. بهتر است پین های ریز مدار بلااستفاده را در جایی وصل نکنید. این ریز مدار از 2 تا 12 ولت کار می کند؛ هر ترانزیستور قدرتمند میدانی را می توان به عنوان کلید برق استفاده کرد، زیرا. مقاومت منبع تخلیه ترانزیستور اثر میدان ناچیز است و خروجی ریزمدار را بارگذاری نمی کند.

CD4013A در بسته بندی SO-14، آنالوگ با K561TM2، 564TM2

مدارهای ژنراتور ساده
اجازه دهید LED با ولتاژ احتراق 2-3V از 1-1.5V تغذیه شود. پالس های کوتاه پتانسیل افزایش یافته اتصال p-n را باز می کند. البته راندمان کاهش می یابد، اما این دستگاه به شما امکان می دهد تقریباً تمام منابع خود را از یک منبع برق مستقل خارج کنید.
سیم 0.1 میلی متر - 100-300 چرخش با یک ضربه از وسط، روی یک حلقه حلقوی زخم شده است.

چراغ قوه LED قابل تنظیم با حالت فانوس دریایی

منبع تغذیه ریز مدار - یک ژنراتور با چرخه کار قابل تنظیم (K561LE5 یا 564LE5) که کلید الکترونیکی را کنترل می کند، در دستگاه پیشنهادی از مبدل ولتاژ افزایش یافته انجام می شود که به شما امکان می دهد لامپ را از یک سلول گالوانیکی 1.5 تغذیه کنید.
مبدل بر روی ترانزیستورهای VT1، VT2 مطابق مدار نوسان ساز ترانسفورماتور با بازخورد جریان مثبت ساخته شده است.
مدار نوسان ساز با چرخه کار قابل تنظیم در تراشه K561LE5 که در بالا ذکر شد، کمی تغییر یافته است تا خطی بودن تنظیم جریان را بهبود بخشد.
حداقل جریان مصرفی چراغ قوه با شش ال ای دی سفید L-53MWC با اتصال موازی فوق روشن از Kingbnght 2.3 میلی آمپر است وابستگی جریان مصرفی به تعداد LED ها نسبت مستقیم دارد.
حالت "Beacon" زمانی که LED ها با فرکانس پایین به شدت چشمک می زنند و سپس خاموش می شوند، با تنظیم کنترل روشنایی روی حداکثر و روشن کردن مجدد چراغ قوه اجرا می شود. فرکانس مورد نظر فلش نور با انتخاب خازن C3 تنظیم می شود.
هنگامی که ولتاژ به 1.1 ولت کاهش می یابد، چراغ قوه فعال می ماند، اگرچه روشنایی به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
یک ترانزیستور اثر میدانی با گیت عایق KP501A (KR1014KT1V) به عنوان کلید الکترونیکی استفاده شد. از نظر مدار کنترل همخوانی خوبی با ریز مدار K561LE5 دارد. ترانزیستور KP501A دارای پارامترهای محدود کننده زیر است، ولتاژ منبع تخلیه 240 ولت است. ولتاژ منبع دروازه - 20 ولت. جریان تخلیه - 0.18 A. قدرت - 0.5 وات
اتصال ترانزیستورها به صورت موازی، ترجیحاً از همان دسته مجاز است. جایگزینی احتمالی - KP504 با هر شاخص حروف. برای ترانزیستورهای اثر میدانی IRF540، ولتاژ تغذیه DD1 است. تولید شده توسط مبدل باید به 10 ولت افزایش یابد
در یک لامپ با شش LED L-53MWC متصل به صورت موازی، مصرف جریان تقریبا برابر با 120 میلی آمپر است که ترانزیستور دوم به موازات VT3 - 140 میلی آمپر متصل شود.
ترانسفورماتور T1 بر روی یک حلقه فریت 2000NM K10-6 "4.5 پیچ می شود. سیم پیچ ها در دو سیم پیچ می شوند و انتهای سیم پیچ اول به ابتدای سیم پیچ دوم وصل می شود. سیم پیچ اولیه شامل 2-10 چرخش است، سیم پیچ ثانویه - 2 * 20 دور. قطر سیم پیچ 0.37 میلی متر یک لایه 0.37 میلی متر است. اچ

پارامتر اصلی الکتریکی دیودهای ساطع کننده نور (LED) جریان عملکرد آنها است. هنگامی که ما ولتاژ کاری را در جدول مشخصه های LED ملاقات می کنیم، باید درک کنیم که در مورد افت ولتاژ در LED زمانی که جریان عملیاتی جریان دارد صحبت می کنیم. یعنی جریان عملیاتی ولتاژ کار LED را تعیین می کند. بنابراین، تنها یک تثبیت کننده جریان برای LED ها می تواند عملکرد قابل اعتماد آنها را تضمین کند.

هدف و اصل عملیات

هنگامی که منبع تغذیه با انحراف ولتاژ از حد معمول مشکل دارد، تثبیت کننده ها باید جریان کار ثابت LED ها را ارائه دهند (شما علاقه مند خواهید بود بدانید). یک جریان عملیاتی پایدار در درجه اول برای محافظت از LED از گرمای بیش از حد مورد نیاز است. پس از همه، اگر از حداکثر جریان مجاز فراتر رود، LED ها از کار می افتند. همچنین، پایداری جریان عملیاتی، پایداری شار نوری دستگاه را تضمین می کند، به عنوان مثال، هنگام تخلیه باتری ها یا نوسانات ولتاژ در شبکه تغذیه.

تثبیت کننده های فعلی برای LED ها انواع مختلفی از عملکرد دارند و فراوانی گزینه های طراحی چشم را خوشحال می کند. شکل سه مدار تثبیت کننده نیمه هادی محبوب را نشان می دهد.

1. طرح الف) - تثبیت کننده پارامتری. در این مدار دیود زنر یک ولتاژ ثابت در پایه ترانزیستور تنظیم می کند که مطابق مدار پیرو امیتر متصل می شود. به دلیل پایداری ولتاژ در پایه ترانزیستور، ولتاژ دو طرف مقاومت R نیز ثابت است. بر اساس قانون اهم، جریان عبوری از مقاومت نیز تغییر نمی کند. از آنجایی که جریان مقاومت برابر با جریان امیتر است، جریان امیتر و کلکتور ترانزیستور پایدار هستند. با وارد کردن بار در مدار کلکتور، جریان تثبیت شده ای به دست می آید.
2. طرح ب). در مدار، ولتاژ در مقاومت R به صورت زیر تثبیت می شود. با افزایش افت ولتاژ در R، ترانزیستور اول بیشتر باز می شود. این منجر به کاهش جریان پایه ترانزیستور دوم می شود. ترانزیستور دوم کمی بسته می شود و ولتاژ R تثبیت می شود.
3. طرح ج). در طرح سوم، جریان تثبیت با جریان اولیه ترانزیستور اثر میدانی تعیین می شود. مستقل از ولتاژ اعمال شده بین تخلیه و منبع است.

در مدارهای a) و b)، جریان تثبیت با مقدار مقاومت R تعیین می شود. با استفاده از یک زیرنویس به جای یک مقاومت ثابت، می توانید جریان خروجی تثبیت کننده ها را تنظیم کنید.

سازندگان قطعات الکترونیکی انواع آی سی های رگولاتور LED را تولید می کنند. بنابراین، در حال حاضر، تثبیت کننده های یکپارچه بیشتر در محصولات صنعتی و در طراحی های رادیویی آماتور استفاده می شوند. شما می توانید در مورد تمام راه های ممکن برای اتصال LED ها مطالعه کنید.

مروری بر مدل های معروف

اکثر ریز مدارها برای تغذیه LED ها به شکل مبدل های ولتاژ پالس ساخته می شوند. مبدل هایی که در آنها نقش یک وسیله ذخیره انرژی الکتریکی توسط سلف (چوک) انجام می شود، تقویت کننده نامیده می شوند. در بوسترها تبدیل ولتاژ به دلیل پدیده خود القایی اتفاق می افتد. یکی از مدارهای بوستر معمولی در شکل نشان داده شده است.

مدار تثبیت کننده جریان به شرح زیر عمل می کند. کلید ترانزیستوری که در داخل ریزمدار قرار دارد به صورت دوره ای سلف را به یک سیم مشترک می بندد. در لحظه باز کردن کلید، یک EMF خود القایی در سلف رخ می دهد که توسط یک دیود اصلاح می شود. مشخص است که EMF خود القایی می تواند به طور قابل توجهی از ولتاژ منبع تغذیه تجاوز کند.

همانطور که از نمودار مشخص است، برای ساخت یک تقویت کننده در TPS61160 ساخت شرکت Texas Instruments، قطعات بسیار کمی مورد نیاز است. اتصالات اصلی عبارتند از سلف L1، دیود شاتکی D1 که ولتاژ پالسی را در خروجی مبدل تصحیح می کند و Rset.

مقاومت دو عملکرد دارد. اولاً مقاومت جریان عبوری از LED ها را محدود می کند و ثانیاً مقاومت به عنوان یک عنصر بازخورد (نوعی سنسور) عمل می کند. ولتاژ اندازه گیری از آن حذف می شود و مدارهای داخلی تراشه جریان عبوری از LED را در یک سطح معین تثبیت می کند. با تغییر مقدار مقاومت می توانید جریان ال ای دی ها را تغییر دهید.

مبدل در TPS61160 با فرکانس 1.2 مگاهرتز کار می کند، حداکثر جریان خروجی می تواند 1.2 A باشد. با استفاده از یک میکرو مدار، می توانید تا ده LED متصل به سری را تغذیه کنید. روشنایی LED ها را می توان با اعمال یک سیگنال PWM چرخه کاری متغیر به ورودی "کنترل روشنایی" تغییر داد. بازده طرح فوق حدود 80 درصد است.

لازم به ذکر است که بوسترها معمولا زمانی استفاده می شوند که ولتاژ LED از ولتاژ منبع تغذیه بیشتر باشد. در مواردی که نیاز به کاهش ولتاژ باشد، بیشتر از تثبیت کننده های خطی استفاده می شود. مجموعه کاملی از تثبیت کننده های MAX16xxx توسط MAXIM ارائه شده است. یک مدار کلیدزنی معمولی و ساختار داخلی چنین ریز مدارهایی در شکل نشان داده شده است.

همانطور که از بلوک دیاگرام مشاهده می شود، جریان LED توسط یک ترانزیستور اثر میدانی کانال P تثبیت می شود. ولتاژ خطا از مقاومت R sens حذف شده و به مدار کنترل میدان تغذیه می شود. از آنجایی که ترانزیستور اثر میدانی در حالت خطی کار می کند، بازده چنین مدارهایی به طور قابل توجهی کمتر از مدارهای مبدل پالس است.

خط تراشه MAX16xxx اغلب در برنامه های خودرو استفاده می شود. حداکثر ولتاژ ورودی تراشه ها 40 ولت، جریان خروجی 350 میلی آمپر است. آنها، مانند رگولاتورهای سوئیچینگ، به کاهش نور PWM اجازه می دهند.

استابلایزر در LM317

به عنوان تثبیت کننده جریان برای LED ها، می توانید نه تنها از ریز مدارهای تخصصی استفاده کنید. مدار LM317 در بین آماتورهای رادیویی بسیار محبوب است.

LM317 یک تنظیم کننده ولتاژ خطی کلاسیک با آنالوگ های زیادی است. در کشور ما این تراشه با نام KR142EN12A شناخته می شود. یک مدار معمولی برای روشن کردن LM317 به عنوان تنظیم کننده ولتاژ در شکل نشان داده شده است.

برای تبدیل این مدار به تثبیت کننده جریان، کافی است مقاومت R1 را از مدار خارج کنید. روشن کردن LM317 به عنوان یک تنظیم کننده جریان خطی به شرح زیر است.

محاسبه این تثبیت کننده بسیار آسان است. کافی است مقدار مقاومت R1 را با جایگزین کردن مقدار جریان به فرمول زیر محاسبه کنید:

توان تلف شده در مقاومت عبارت است از:

تثبیت کننده قابل تنظیم

مدار قبلی به راحتی به یک تثبیت کننده قابل تنظیم تبدیل می شود. برای انجام این کار، باید مقاومت ثابت R1 را با یک پتانسیومتر جایگزین کنید. این طرح به شکل زیر خواهد بود:

چگونه یک تثبیت کننده ال ای دی خودت بسازیم

در تمام طرح های داده شده از تثبیت کننده ها، حداقل تعداد قطعات استفاده می شود. بنابراین، حتی یک آماتور رادیویی تازه کار که مهارت های کار با آهن لحیم کاری را به دست آورده است، می تواند به طور مستقل چنین سازه هایی را جمع آوری کند. طراحی های LM317 به خصوص ساده است. برای ساخت آنها حتی نیازی به طراحی برد مدار چاپی ندارید. کافی است یک مقاومت مناسب بین پین مرجع ریز مدار و خروجی آن لحیم کنید.

همچنین دو هادی انعطاف پذیر باید به ورودی و خروجی ریزگرد لحیم شده و طرح آماده شود. اگر قرار است یک LED قدرتمند را با استفاده از تثبیت کننده جریان در LM317 تغذیه کند، ریز مدار باید مجهز به رادیاتوری باشد که اتلاف گرما را تضمین کند. به عنوان رادیاتور می توانید از یک صفحه آلومینیومی کوچک به مساحت 15-20 سانتی متر مربع استفاده کنید.

هنگام ساخت طرح های تقویت کننده، می توان از کویل های فیلتر منابع تغذیه مختلف به عنوان چوک استفاده کرد. به عنوان مثال، حلقه های فریت از منابع تغذیه رایانه برای این اهداف مناسب هستند، که باید چندین ده دور سیم لعابی با قطر 0.3 میلی متر بر روی آنها پیچیده شود.

چه نوع تثبیت کننده ای در خودرو استفاده شود

اکنون رانندگان اغلب درگیر ارتقاء تجهیزات روشنایی خودروهای خود هستند و برای این منظور از LED یا نوارهای LED استفاده می کنند (بخوانید). مشخص است که ولتاژ شبکه داخلی خودرو بسته به حالت عملکرد موتور و ژنراتور می تواند بسیار متفاوت باشد. بنابراین، در مورد خودرو، استفاده از تثبیت کننده 12 ولتی، بلکه برای نوع خاصی از LED بسیار مهم است.

برای خودرو می توان طرح های مبتنی بر LM317 را توصیه کرد. همچنین می توانید از یکی از اصلاحات تثبیت کننده خطی روی دو ترانزیستور استفاده کنید که در آن از یک ترانزیستور اثر میدان قدرتمند کانال N به عنوان عنصر قدرت استفاده شده است. در زیر گزینه هایی برای چنین طرح هایی، از جمله طرح وجود دارد.

نتیجه

به طور خلاصه، می توان گفت که برای عملکرد قابل اعتماد سازه های LED، آنها باید توسط تثبیت کننده های فعلی تغذیه شوند. بسیاری از مدارهای تثبیت کننده برای DIY ساده و مقرون به صرفه هستند. امیدواریم اطلاعات ارائه شده در مطالب برای همه علاقمندان به این موضوع مفید باشد.