Низьковольтне живлення світлодіодів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Освітлення

 Коментарі до статті

Світлодіодні джерела оптичного випромінювання видимого діапазону, в силу конструктивних особливостей не можуть світитися при напрузі нижче 1,6...1,8 В. Ця обставина різко обмежує можливість застосування світлодіодів у пристроях з низьковольтним (від одного гальванічного елемента) живленням.

Пропоновані світлодіодні випромінювачі з низьковольтним (0,1...1,6 В) живленням можна використовувати для індикації напруги, передачі даних по оптичних каналах зв'язку і т.д. Для їх живлення можна використовувати і електрохімічні елементи надмалої напруги, в яких електролітом є зволожений грунт або біологічно активні середовища.

Різноманітність схем низьковольтного живлення світлодіодів можна звести до двох основних різновидів перетворення напруги низького рівня на напругу високого. Це схеми з ємнісними та індуктивними накопичувачами енергії.

На рис.1 показано схему живлення світлодіода з використанням принципу подвоєння напруги живлення. Генератор низькочастотних імпульсів, частота проходження яких визначається ланцюжком R1-C1, а тривалість - R2-C1, виконаний на транзисторах pn-р та npn структури. З виходу генератора короткі імпульси через резистор R4 подаються на базу транзистора VT3, колекторний ланцюг якого включений червоний світлодіод HL1 і германієвий діод VD1. Між виходом генератора імпульсів та точкою з'єднання світлодіода та германієвого діода підключений електролітичний конденсатор С2 великої ємності.

Рис.1. Схема живлення світлодіода за принципом подвоєння напруги

У період тривалої паузи між імпульсами (транзистор VT2 закритий і проводить струм) цей конденсатор заряджається через VD1 і R3 до напруги джерела живлення. При генерації короткого імпульсу транзистор VT2 відкривається. Негативно заряджена обкладка конденсатора С2 виявляється з'єднаною з позитивною шиною живлення. Діод VD1 замикається. Заряджений конденсатор С2 виявляється послідовно підключений з джерелом живлення і навантажений на ланцюжок: світлодіод - перехід емітер-колектор транзистора VT3. Оскільки тим самим імпульсом транзистор VT3 відмикається, його опір емітер-колектор зменшується. Таким чином, практично подвоєна напруга живлення (виключаючи незначні втрати) виявляється короткочасно прикладеним до світлодіоду - слідує його яскравий спалах. Після цього процес заряду-розряду конденсатора С2 періодично повторюється.

При використанні світлодіодів типу АЛ307КМ з напругою свічення 1,35...1,4 В, робоча напруга генератора становить 0,8...1,6 В. при якому споживаний пристроєм струм дорівнює 20 мА.

Оскільки генератор працює в імпульсному режимі, генеруються яскраві спалахи світла, що привертають увагу. У схемі необхідно використовувати хоч і низьковольтний, але досить громіздкий електролітичний конденсатор С2 великої ємності.

Джерела низьковольтного живлення світлодіодів на основі мультивібраторів зображені на рис.2, 3. Перший з них виконаний на основі асиметричного мультивібратора, що виробляє короткі імпульси з великою міжімпульсною паузою. Накопичувач енергії - конденсатор C3 - періодично заряджається від джерела живлення та розряджається на світлодіод, підсумовуючи свою напругу з напругою живлення.

Рис.2. Джерело низьковольтного живлення світлодіода на основі асиметричного мультивібратора (імпульсний характер свічення)

Генератор (рис.3) забезпечує, на відміну попередньої схеми, безперервний характер світіння світлодіода. Пристрій виконано на основі симетричного мультивібратора та працює на підвищених частотах. У зв'язку з цим ємності конденсаторів у цій схемі досить малі. Звичайно, яскравість свічення помітно знижена, але середній струм, споживаний генератором при напрузі живлення 1,5, не перевищує 3 мА.

Рис.3. Джерело низьковольтного живлення світлодіода на основі симетричного мультивібратора (безперервний характер свічення)

Перетворювачі напруги конденсаторного типу (з подвоєнням напруги) для живлення світлодіодних випромінювачів теоретично можуть забезпечити зниження робочої напруги лише до 60%. Використання з цією метою багатокаскадних помножувачів напруги малоперспективно у зв'язку з прогресивно зростаючими втратами і падінням ККД перетворювача.

Більш перспективні щодо подальшого зниження напруги живлення перетворювачі з індуктивними накопичувачами енергії. Помітно знизити нижню межу напруги живлення стало можливим за рахунок переходу на LC-варіанти схем генераторів, які використовують індуктивні накопичувачі енергії.

Як індуктивний накопичувач енергії в першій із схем (рис.4) використаний телефонний капсуль. Поруч із світловим випромінюванням генератор виробляє акустичні сигнали. При збільшенні ємності конденсатора до 200 мкФ генератор перетворюється на імпульсний режим роботи, виробляючи переривчасті світлові і звукові сигнали. Як активний елемент використовується дещо незвичайна структура - послідовне з'єднання транзисторів різного типу провідності, охоплених позитивним зворотним зв'язком.

Рис.4. Джерело з індуктивним (телефонний капсуль) накопичувачем енергії

Перетворювачі напруги для живлення світлодіода на рис.5 та 6 виконані на аналогах інжекційно-польових транзисторів. Перший з перетворювачів (рис.5) використовує комбіновану індуктивно-ємнісну схему підвищення вихідної напруги, поєднуючи принцип ємнісного подвоєння напруги з отриманням підвищеної напруги на індуктивності, що комутується.

Рис.5. Перетворювач напруги для живлення світлодіода на аналогу інжекційно-польового транзистора №1

Найбільш простий генератор на аналогу інжекційно-польового транзистора (рис.6), де світлодіод одночасно виконує роль конденсатора і є навантаженням генератора. Пристрій працює у вузькому діапазоні напруги живлення, проте яскравість свічення світлодіода досить висока, оскільки перетворювач є чисто індуктивним і має високий ККД.

Рис.6. Перетворювач напруги для живлення світлодіода на аналогу інжекційно-польового транзистора №2

На рис.7 показаний генератор трансформаторного типу для живлення світлодіодів низьковольтною напругою. Генератор містить три елементи, одним з яких є світловипромінюючий діод. Без світлодіода пристрій є найпростішим блокінг-генератором, причому на виході трансформатора може формуватись досить висока напруга. Якщо як навантаження генератора використовувати світлодіод, він починає яскраво світитися. У схемі як трансформатор використано феритове кільце Ф1000 К10x6x2,5. Обмотки трансформатора мають по 15...20 витків дроту ПЕВ діаметр 0,23 мм. У разі відсутності генерації кінці однієї з обмоток трансформатора змінюють місцями.

Рис.7. Генератор трансформаторного типу для живлення світлодіодів низьковольтною напругою

При переході на високочастотні германієві транзистори типу 1Т311, 1Т313 та використання уніфікованих імпульсних трансформаторів типу МІТ-9, ТОТ-45 та ін, нижню межу робочих напруг можна опустити до 0,125 В.

Напруга живлення всіх розглянутих схем, щоб уникнути пошкодження світлодіодів, має перевищувати 1,6... 1,7 У.

Автор: М.Шустов, м.Томськ; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Освітлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Дисплеї NEC серій P та V для цифрових вивісок 26.04.2017 Компанія NEC Display Solutions оголосила про доступність для замовлення оновленої лінійки професійних дисплеїв MultiSync серій P та V для сучасних цифрових вивісок. Замовникам зі сфери роздрібної торгівлі пропонується широкий асортимент дисплеїв з підтримкою технології Multi-Touch, додаткове захисне або дзеркальне скло, а також накладні каркаси, які можуть бути виконані в будь-якому кольорі відповідно до вимог. Дисплеї серій P і V побудовані на основі концепції відкритої платформи NEC і можуть бути доповнені та адаптовані до різних вимог. Наприклад, при використанні напівпрозорого дзеркала Mirona від Schott дисплеї серії P оптимально підходять для сценаріїв, де на взаємодію із клієнтами значно впливають удосконалені візуальні ефекти. Дзеркальне скло дисплеїв серії MultiSync P (MG) є чимось середнім між справжнім дзеркалом і дисплеєм для цифрових вивісок. Це дозволяє підприємствам роздрібної торгівлі залучати клієнтів до візуального туру, в якому цифрові вивіски легко вбудовуються в дзеркала для приміщень. Рітейлери можуть пропонувати таку таргетовану інформацію, як перелік розмірів, кольорів або додаткові аксесуари, дозволяючи покупцеві використовувати дзеркальну поверхню, щоб подивитися, як це виглядатиме, розповіли компанії. Дисплеї серії P та V також підходять для застосування у професійних, промислових та інших програмах Digital Signage, де цим пристроям доводиться працювати у складних умовах. Це досягається завдяки міцному захисному склу товщиною 4 мм, призначеному для захисту дисплеїв екранів від пошкоджень при будь-яких зовнішніх впливах. Антивідблискове та пропускаюче світло захисне скло Conturan від Schott у поєднанні з рівнем яскравості дисплея 500 кд/м2 у серії V та 700 кд/м? у серії P гарантують читання контенту. Загалом обидві серії забезпечують захист інвестицій та безпечну роботу у громадських місцях та на промислових майданчиках, стверджують у NEC. Крім того, дисплеї серії P і V доступні у версіях з кольоровими рамками, які можуть забезпечити оптимальну інтеграцію до навколишнього середовища. Кольори рамки можна вибирати із спектра кольорів RAL, що забезпечує гнучкість при підборі зовнішнього вигляду пристрою до конкретних естетичних вимог. Інші опції кастомізації включають інтуїтивно зрозумілі функції сенсорного екрану. Дисплеї MultiSync SST серії P з інтегрованою технологією ShadowSense Multi-Touch випускаються з екранами з діагоналлю від 40 до 80 дюймів та забезпечують точну роботу сенсорних функцій. Дисплеї розпізнають одночасне торкання в 10 точках та жести, ігноруючи випадкові торкання. Технологія ShadowSense забезпечує високу точність розпізнавання торкання, відфільтровуючи сенсорні дії, що вводять в оману, і ігноруючи побічні торкання. Сенсорні моделі серії V з підтримкою технології Infrared Multi-Touch будуть доступні з червня 2017 р. Дисплеї оснащені покриттям антивідблиску, яке мінімізує відображення і забезпечує високий ступінь точності розпізнавання дотику. Вони підтримують всі основні операційні системи та до 10 одночасних точок торкання.

Інші цікаві новини:

▪ 84-дюймовий дисплей NEC MultiSync X841UHD з роздільною здатністю 3840x2160 пікселів

▪ Марсіанський ґрунт - захист від радіації

▪ Графеновий аерогель легший за повітря

▪ ДНК та чисте місто

▪ Велосипеди AMD

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Переговорні пристрої. Добірка статей

▪ стаття Дитяча хвороба лівизни. Крилатий вислів

▪ стаття Скільки часу зможе світити Сонце? Детальна відповідь

▪ стаття Гірчиця абіссінська. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Перша допомога потерпілому від удару електричним струмом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Фокус з набором дір. Секрет фокусу

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