Кишеньковий ліхтар на світлодіодах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

 Коментарі до статті

Надяскраві світлодіоди білого світіння - економічні малопотужні випромінювачі світла, здатні успішно замінити в кишенькових ліхтарях лампи розжарювання. Останнім часом у продажу з'явилися світлодіодні ліхтарі промислового виробництва. Ця стаття допоможе радіоаматорам самостійно виготовити такий самий і, заразом, розібратися в деяких тонкощах живлення світлодіодів.

Особливість світлодіода як навантаження для джерела живлення полягає в тому, що він, на відміну від лампи розжарювання, має нелінійну вольт-амперну характеристику з різко вираженою "п'ятою" на початковій ділянці. Пряме падіння напруги на світлодіоді білого світіння при робочих значеннях струму перевищує 3 В. Живити його від батареї напругою 4,5 В з трьох гальванічних елементів нераціонально - третина енергії буде витрачена марно, розсіюючись на резисторі, що гасить. Напруги двох, а тим більше від одного гальванічного елемента недостатньо, потрібен перетворювач, що підвищує напругу до потрібного значення і підтримує його незмінним при батареї.

Такий перетворювач можна зібрати за схемою, показаною на рис. 1. Його основа – мікросхема МАХ756 фірми "Maxim", розроблена спеціально для портативних електронних приладів з автономним живленням. Перетворювач зберігає працездатність при зниженні напруги до 0,7 В. Стабілізована вихідна напруга може бути встановлено рівним 3.3 або 5 В при вихідному струмі відповідно до 300 або 200 мА. ККД при максимальному навантаженні - понад 87%.

Мікросхема DA1 включена за типовою схемою. Дросель L1, діод VD1 і конденсатор C3 разом із вбудованим у мікросхему польовим транзистором (його стік з'єднаний з висновком 8, витік - з висновком 7) утворюють ключовий інвертор підвищуючого типу. Конденсатор С2 блокує змінним струмом внутрішній джерело зразкового напруги, а С1 - батарею GB1. Напруга зворотного зв'язку з виходу інвертора надходить на висновок 6 мікросхеми. Показане на схемі підключення виведення 2 відповідає вихідному напрузі 3,3 В. Якщо з'єднати цей висновок із загальним проводом (висновком 7), напруга зросте до 5 В. З'єднання із загальним проводом виведення 1 зупинить інвертор. Висновок 5 - вхід не використовується в даному випадку системи контролю напруги живлення. Він не повинен залишатися вільним і тому з'єднаний з плюсом батареї GB1.

Цикл роботи інвертора можна поділити на дві фази. У першій - внутрішній транзистор відкритий, через дросель L1 тече лінійно струм, що наростає. Магнітне поле дроселя накопичує енергію. Діод VD1 закритий. Конденсатор C3 розряджається, віддаючи струм у навантаження. Номінальна тривалість фази - 5 мкс, але може бути автоматично перервана раніше, якщо струм стоку транзистора досягне максимально допустимого значення (приблизно 1 А).

У другій фазі циклу транзистор закрито. Струм дроселя L1, тепер поточний, спадаючи, через діод VD1, заряджає конденсатор C3, компенсуючи його розрядку в першій фазі. З досягненням напругою на конденсаторі заданого порога фаза припиняється. Залежно від напруги живлення та струму навантаження частота повторення описаного циклу змінюється у дуже широких межах.

Зі зменшенням вхідної напруги та збільшенням струму навантаження мікросхема МАХ756 переходить у режим з фіксованою тривалістю фаз (відповідно 5 та 1 мкс). Вихідна напруга не стабілізована, вона знижується, залишаючись максимально можливою в таких умовах

Як світловипромінювачі у ліхтар встановлено чотири світлодіоди L-53PWC "Kingbright", включених паралельно. Роз'єм Х1 - ламповий патрон, що є у ліхтарі. Оскільки при струмі 15...30 мА пряме падіння напруги на світлодіоді приблизно 3,1, зайві 0,2 В довелося погасити на резисторі R1, включеному послідовно. З розігрівом світлодіодів падіння напруги на них зменшується і послідовний резистор певною мірою стабілізує струм і яскравість свічення. Вирівнювати значення струму через окремі світлодіоди не довелося. Відмінності їхньої яскравості "на око" не виявлено.

За основу конструкції було взято кишеньковий ліхтар "VARTA" з поворотним світловипромінюючим вузлом. В принципі підійде будь-який інший ліхтар, у якому знайдеться вільне місце для розміщення необхідних деталей. Завдяки використанню малогабаритних компонентів все вдалося розмістити усередині світловипромінюючого вузла (рис. 2). Монтаж проводився навісним способом з використанням висновків мікросхеми як опорні точки.

Чотири світлодіоди, як показано на рис. 3, зайняли місце віддаленої скляної колби "штатної" лампи ліхтаря. Висновки їх анодів припаяні до металевої оболонки цоколя, висновки катодів пропущені в центральний отвір і пропаяні.

Оксидні конденсатори С1 та C3 – імпортні танталові для поверхневого монтажу. Їх низький послідовний опір сприятливо впливає на ККД. Конденсатор С2 – К10-176 або будь-який інший керамічний. Діод 1N5817 з бар'єром Шотки можна замінити на SM5817 або, нехтуючи трохи великим прямим падінням напруги, на 1N5818 (SM5818). Обмотка дроселя L1 - 35 витків дроту ПЕВ-2 0,28, намотаних на магнітопроводі від дроселя мережевого фільтра малопотужного імпульсного джерела живлення. Це кільце типорозміру К10x4x5 з молібденового пермалою магнітною проникністю 60. Можна використовувати дроселі індуктивністю 40... 100 мкГн та допустимим струмом не менше 1 А серії ДМ зі стрижневим магнітопроводом. Бажано, щоб активний опір обмотки дроселя не перевищував 0,1 Ом, інакше ККД пристрою помітно знизиться.

Можливості виготовленого перетворювача напруги були перевірені з використанням регульованого джерела напруги 0...3 замість батареї GB1. Знята залежність вихідної напруги від вхідної показано на рис. 4. Перетворювач продовжував працювати навіть при зниженні напруги живлення до 0,4 В, віддаючи в цьому режимі напругу 2,6 при струмі 7 мА (замість вихідних 110 мА). Світло світлодіодів все ще залишалося помітним. Після вимкнення та повторного включення перетворювач запускався лише при напрузі живлення більше 0,7 В. Виміряний ККД при свіжих елементах живлення становив 87%.

Фірма Maxim сьогодні випускає вдосконалений варіант мікросхеми МАХ756 – МАХ1674. У ній є вбудований синхронний випрямляч, що робить непотрібним зовнішній діод і дозволяє довести ККД перетворювача до 94%. Слід мати на увазі, що досягти такого високого ККД вдається тільки при правильному виборі типу та номіналів зовнішніх елементів та продуманому монтажі перетворювача.

Автор: Б.Ращенко, м.Новосибірськ

Дивіться інші статті розділу Освітлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Вітроустановки впливають на клімат 03.05.2005 Відомо, що водосховище ГЕС змінює клімат у прилеглій місцевості, а ТЕЦ, викидаючи двоокис вуглецю, впливає глобальний клімат. Але тепер з'явилися дані про те, що і великі вітро-електростанції, що складаються із сотень вітряків, можуть мати невеликий, але реальний вплив на клімат околиць. Висота сучасних вітродвигунів - до 100 метрів, розмах лопатей - до 50 метрів, і проектуються ще більші установки. Комп'ютерне моделювання, проведене в університеті Дьюка (США), показало, що великі групи вітряків можуть збільшити швидкість вітру біля землі в середньому на 0,6 метра за секунду та підвищити температуру повітря на 0,7 градуса за Цельсієм. Випаровування вологи з ґрунту при цьому збільшиться навколо вітро-електростанції на 0,3 міліметра на добу. Всі ці дані усереднені на 24 години, а рано-вранці зміни будуть більшими: швидкість вітру за кілька годин зросте на 1,5 метра в секунду, а температура - на 2 градуси Цельсія. Загальна потужність електростанції з 44 генераторів – 30 мегават.

Інші цікаві новини:

▪ Прототип резистивної пам'яті Elpida

▪ Місткість акумуляторів підвищена в 10 разів

▪ Годинник Huawei Watch D з тонометром та ЕКГ

▪ Сліди ісландських вивержень

▪ 1600W зарядні пристрої з версією для 19" стійки

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Дитяча наукова лабораторія. Добірка статей

▪ стаття Ключевський Василь Осипович. Знамениті афоризми

▪ статья Які птахи риють нори? Детальна відповідь

▪ стаття Електромонтер з обслуговування підстанцій. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Радіопередавач великої потужності із кварцовою стабілізацією частоти. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Пакетні радіомодеми. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024