Blokirajući generator Kineska lampa LED kugla. Modernizacija svjetiljke ili dizajn strujnog kruga pretvarača napona. Dakle, koju svjetiljku odabrati?

Unatoč velikom izboru u trgovinama LED svjetiljke raznih dizajna, radioamateri razvijaju vlastite verzije sklopova za napajanje bijelih super-sjajnih LED dioda. Uglavnom, zadatak se svodi na to kako napajati LED iz samo jedne baterije ili akumulatora i provesti praktična istraživanja.

Nakon što se dobije pozitivan rezultat, strujni krug se rastavlja, dijelovi se stavljaju u kutiju, eksperiment se dovršava i dolazi do moralnog zadovoljstva. Često istraživanje tu prestaje, no ponekad se iskustvo sastavljanja određene jedinice na matičnoj ploči pretvori u pravi dizajn, izrađen prema svim pravilima umjetnosti. Ispod je nekoliko jednostavni sklopovi, razvijen od strane radioamatera.

U nekim slučajevima vrlo je teško utvrditi tko je autor sheme, budući da se ista shema pojavljuje na različitim stranicama iu različitim člancima. Često autori članaka iskreno pišu da je ovaj članak pronađen na internetu, ali je nepoznato tko je prvi put objavio ovaj dijagram. Mnogi sklopovi jednostavno su kopirani s ploča istih kineskih svjetiljki.

Zašto su potrebni pretvarači?

Stvar je u tome što izravni pad napona u pravilu nije manji od 2,4 ... 3,4 V, tako da je jednostavno nemoguće upaliti LED iz jedne baterije s naponom od 1,5 V, a još više od baterije s naponom od 1,2V. Ovdje postoje dva izlaza. Ili upotrijebite bateriju od tri ili više galvanskih članaka ili napravite barem najjednostavniji.

To je pretvarač koji će vam omogućiti napajanje svjetiljke sa samo jednom baterijom. Ovo rješenje smanjuje troškove napajanja, a osim toga omogućuje potpuniju upotrebu: mnogi pretvarači rade s dubokim pražnjenjem baterije do 0,7 V! Korištenje pretvarača također vam omogućuje smanjenje veličine svjetiljke.

Krug je blokirajući oscilator. Ovo je jedan od klasičnih elektroničkih sklopova, pa ako je pravilno sastavljen i u dobrom stanju, odmah počinje raditi. Glavna stvar u ovom krugu je pravilno namotati transformator Tr1 i ne zbuniti faziranje namota.

Kao jezgru za transformator možete koristiti feritni prsten s neupotrebljive ploče. Dovoljno je namotati nekoliko zavoja izolirane žice i spojiti namotaje, kao što je prikazano na slici ispod.

Transformator se može namotati žicom za namotavanje kao što je PEV ili PEL promjera ne većeg od 0,3 mm, što će vam omogućiti da ga lagano položite na prsten velika količina zavoja, najmanje 10 ... 15, što će donekle poboljšati rad kruga.

Namote treba namotati u dvije žice, a zatim spojiti krajeve namota kao što je prikazano na slici. Početak namota na dijagramu prikazan je točkom. Možete koristiti bilo koju malu snagu npn tranzistor vodljivost: KT315, KT503 i slično. Danas je lakše pronaći uvozni tranzistor kao što je BC547.

Ako nemate tranzistor pri ruci n-p-n strukture, tada možete koristiti, na primjer, KT361 ili KT502. Međutim, u tom slučaju morat ćete promijeniti polaritet baterije.

Otpornik R1 odabire se na temelju najboljeg LED sjaja, iako krug radi čak i ako se jednostavno zamijeni kratkospojnikom. Gornji dijagram namijenjen je jednostavno "za zabavu", za provođenje eksperimenata. Tako nakon osam sati neprekidnog rada na jednoj LED diodi, baterija pada sa 1,5V na 1,42V. Možemo reći da se gotovo nikad ne prazni.

Da biste proučili nosivost kruga, možete pokušati paralelno spojiti još nekoliko LED dioda. Na primjer, s četiri LED diode krug nastavlja raditi prilično stabilno, sa šest LED dioda tranzistor se počinje zagrijavati, s osam LED svjetlina osjetno pada i tranzistor se jako zagrijava. Ali shema i dalje radi. Ali ovo je samo za znanstveno istraživanje, jer tranzistor neće dugo raditi u ovom načinu rada.

Ako planirate izraditi jednostavnu svjetiljku temeljenu na ovom krugu, morat ćete dodati još nekoliko dijelova koji će osigurati svjetliji sjaj LED-a.

Lako je vidjeti da se u ovom krugu LED ne napaja pulsirajućom, već istosmjernom strujom. Naravno, u ovom će slučaju svjetlina sjaja biti nešto veća, a razina pulsiranja emitirane svjetlosti bit će mnogo manja. Bilo koja visokofrekventna dioda, na primjer, KD521 (), bit će prikladna kao dioda.

Pretvarači s prigušnicom

Još jedan najjednostavniji dijagram prikazan je na donjoj slici. Nešto je kompliciraniji od sklopa na slici 1, sadrži 2 tranzistora, ali umjesto transformatora s dva namota ima samo prigušnicu L1. Takav čok se može namotati na prsten od istog štedna lampa, za koji ćete morati namotati samo 15 zavoja žice za namatanje promjera 0,3...0,5 mm.

S navedenom postavkom induktora na LED-u, možete dobiti napon do 3,8 V (pad napona naprijed na 5730 LED-u je 3,4 V), što je dovoljno za napajanje LED-a od 1 W. Postavljanje kruga uključuje odabir kapaciteta kondenzatora C1 u rasponu od ±50% maksimalne svjetline LED-a. Krug je operativan kada se napon napajanja smanji na 0,7 V, što osigurava maksimalnu iskoristivost kapaciteta baterije.

Ako se razmatrani sklop dopuni ispravljačem na diodi D1, filtrom na kondenzatoru C1 i zener diodom D2, dobit ćete izvor napajanja male snage koji se može koristiti za napajanje krugova operacijskih pojačala ili drugih elektroničkih komponenti. U ovom slučaju, induktivitet induktora odabran je unutar raspona od 200 ... 350 μH, dioda D1 s Schottky barijerom, zener dioda D2 odabrana je prema naponu napajanog kruga.

Uspješnom kombinacijom okolnosti, pomoću takvog pretvarača možete dobiti izlazni napon od 7 ... 12 V. Ako namjeravate koristiti pretvarač za napajanje samo LED dioda, zener dioda D2 može se isključiti iz kruga.

Svi razmatrani krugovi su najjednostavniji izvori napona: ograničavanje struje kroz LED diodu provodi se na sličan način kao što se to radi u raznim privjescima za ključeve ili u upaljačima s LED diodama.

LED se preko gumba za napajanje, bez ikakvog ograničavajućeg otpornika, napaja s 3...4 male disk baterije, čiji unutarnji otpor ograničava struju kroz LED na sigurnu razinu.

Strujni povratni krugovi

Ali LED je, na kraju krajeva, trenutni uređaj. Nije uzalud da dokumentacija za LED diode ukazuje na istosmjernu struju. Stoga pravi LED strujni krugovi sadrže strujnu povratnu spregu: kada struja kroz LED dosegne određenu vrijednost, izlazni stupanj se isključuje iz napajanja.

Stabilizatori napona rade na potpuno isti način, samo što postoji povratna veza napona. Ispod je krug za napajanje LED dioda s povratnom strujom.

Nakon detaljnijeg pregleda, možete vidjeti da je osnova kruga isti blokirajući oscilator sastavljen na tranzistoru VT2. Tranzistor VT1 je upravljački u krugu Povratne informacije. Povratna veza u ovoj shemi radi na sljedeći način.

LED diode se napajaju naponom koji se nakuplja na elektrolitskom kondenzatoru. Kondenzator se puni kroz diodu s impulsnim naponom iz kolektora tranzistora VT2. Ispravljeni napon se koristi za napajanje LED dioda.

Struja kroz LED diode prolazi sljedećim putem: pozitivna ploča kondenzatora, LED diode s graničnim otpornicima, strujni povratni otpornik (senzor) Roc, negativna ploča elektrolitskog kondenzatora.

U ovom slučaju, na povratnom otporniku stvara se pad napona Uoc=I*Roc, gdje je I struja kroz LED diode. Kako se napon povećava (generator, na kraju krajeva, radi i puni kondenzator), struja kroz LED diode raste, a posljedično, napon na povratnom otporniku Roc raste.

Kada Uoc dosegne 0,6 V, tranzistor VT1 se otvara, zatvarajući spoj baza-emiter tranzistora VT2. Tranzistor VT2 se zatvara, blokirni generator se zaustavlja i prestaje puniti elektrolitički kondenzator. Pod utjecajem opterećenja, kondenzator se prazni, a napon na kondenzatoru pada.

Smanjenje napona na kondenzatoru dovodi do smanjenja struje kroz LED diode i, kao rezultat toga, smanjenja povratnog napona Uoc. Stoga se tranzistor VT1 zatvara i ne ometa rad blokirnog generatora. Generator se pokreće i cijeli se ciklus ponavlja iznova i iznova.

Promjenom otpora povratnog otpornika, možete mijenjati struju kroz LED diode u širokom rasponu. Takve se sheme nazivaju stabilizatori pulsa Trenutno

Integralni stabilizatori struje

Trenutačno se strujni stabilizatori za LED diode proizvode u integriranoj verziji. Primjeri uključuju specijalizirane mikro krugove ZXLD381, ZXSC300. Sklopovi prikazani u nastavku preuzeti su iz podatkovne tablice ovih čipova.

Slika prikazuje dizajn ZXLD381 čipa. Sadrži PWM generator (Pulse Control), strujni senzor (Rsense) i izlazni tranzistor. Ima samo dva viseća dijela. To su LED i induktor L1. Tipična shema prebacivanje je prikazano na sljedećoj slici. Mikro krug se proizvodi u paketu SOT23. Frekvencija generiranja od 350 KHz postavljena je unutarnjim kondenzatorima; ne može se promijeniti. Učinkovitost uređaja 85%, pokretanje pod opterećenjem moguće je čak i uz napon napajanja od 0,8 V.

Prednji napon LED-a ne smije biti veći od 3,5 V, kao što je naznačeno u donjem retku ispod slike. Struja kroz LED diodu kontrolira se promjenom induktiviteta induktora, kao što je prikazano u tablici na desnoj strani slike. Srednji stupac prikazuje vršnu struju, posljednji stupac prikazuje prosječnu struju kroz LED. Da biste smanjili razinu valovitosti i povećali svjetlinu sjaja, moguće je koristiti ispravljač s filtrom.

Ovdje koristimo LED s prednjim naponom od 3,5 V, visokofrekventnu diodu D1 sa Schottkyjevom barijerom i kondenzator C1 po mogućnosti s niskim ekvivalentnim serijskim otporom (niski ESR). Ovi zahtjevi su neophodni kako bi se povećala ukupna učinkovitost uređaja, zagrijavajući diodu i kondenzator što je manje moguće. Izlazna struja odabire se odabirom induktiviteta induktora ovisno o snazi ​​LED-a.

Razlikuje se od ZXLD381 po tome što nema unutarnji izlazni tranzistor i otpornik strujnog senzora. Ovo rješenje omogućuje značajno povećanje izlazne struje uređaja i stoga korištenje LED-a veće snage.

Kao strujni senzor koristi se vanjski otpornik R1, čijom se promjenom vrijednosti može podesiti potrebna struja ovisno o vrsti LED-a. Ovaj se otpornik izračunava korištenjem formula navedenih u podatkovnoj tablici za ZXSC300 čip. Ovdje nećemo predstavljati ove formule; ako je potrebno, lako je pronaći podatkovnu tablicu i tamo potražiti formule. Izlazna struja ograničena je samo parametrima izlaznog tranzistora.

Kada prvi put uključite sve opisane sklopove, preporučljivo je spojiti bateriju preko otpornika od 10 Ohma. To će pomoći u izbjegavanju smrti tranzistora ako su, na primjer, namoti transformatora neispravno spojeni. Ako LED svijetli s ovim otpornikom, tada se otpornik može ukloniti i izvršiti daljnja podešavanja.

Boris Aladiškin

Lirski uvod

U ovom će se članku raspravljati o modernizaciji svjetiljke na primjeru uređaja poznate tvrtke Philips. Dakle, koje bi nedostatke mogao imati? Kao i sve džepne svjetiljke, uočeno je da ovaj uređaj ima značajno smanjenje svjetline žarulje sa žarnom niti kada se baterije isprazne. I naravno, niska učinkovitost i vijek trajanja. I, ipak, rješenje za njih vječni problemi postoji.

LED diode! Ali hoće li biti dovoljno zamijeniti samo izvor svjetla? Ne. Većina baterijskih svjetiljki koristi sada već klasičan strujni krug, u kojem su dvije baterije od 1,5 V spojene u seriju. Ali napon od 3 volta nije dovoljan da LED žaruljica svijetli, stoga je vrijedno uključiti pretvarač u krug. Pretvarač ima stabilniju izlaznu struju kada ulaz može biti 0,5 V ili manji. Što se događa sa svjetiljkom ako joj se baterije isprazne do te granice? Tako je, ne ide. Stoga je pretvarač najuspješniji potez u rješavanju ovog problema.

Pojavljuje se novi problem: gdje ga smjestiti? Uostalom, često nema mjesta u kućištu svjetiljke. Ako imate komponente otvorenog okvira, možete ih označiti izravno u postolju svjetiljke, ali što ako ne? Moj članak će vam pomoći da to shvatite.

Projektiranje sklopova

Kao što rekoh, postoji rješenje. Vrlo originalno rješenje, mislim.

Razmotrite krug pretvarača:

Dijagram prikazuje generator blokiranja. Uzbuda se postiže transformatorskom spregom na transformatoru T1. Impulsi napona koji nastaju u desnom (prema krugu) namotu dodaju se naponu izvora napajanja i dovode se na LED VD1. Naravno, bilo bi moguće eliminirati kondenzator i otpornik u osnovnom krugu tranzistora, ali tada je moguć kvar VT1 i VD1 kada se koriste brendirane baterije s niskim unutarnjim otporom. Otpornik postavlja način rada tranzistora, a kondenzator propušta RF komponentu.

Krug je koristio tranzistor KT315 (kao najjeftiniji) i super-svjetlu LED (kao najsvjetliju). Razgovarajmo o transformatoru odvojeno. Za njegovu izradu trebat će vam feritni prsten (približne veličine 10x6x3 i propusnosti oko 1000 HH). Promjer žice je oko 0,2 mm. Na prsten su namotane dvije zavojnice od po 20 zavoja. Ako nemate prsten, možete koristiti cilindar sličnog volumena i materijala. Morate samo namotati 60-100 zavoja za svaku zavojnicu. Važna točka: morate namotati zavojnice u različitim smjerovima. U najgorem slučaju, možete koristiti čavao, ali veliki čavao, a za jednu zavojnicu potrebno je oko 150 okretaja.Osim toga, učinkovitost čavla je mnogo niža od one od ferita.

Idemo sada na praksu.

Praksa

Razmotrite fotografiju svjetiljke. Ovo je neophodno da bih razumio smisao mog istraživanja. Nema tu ničeg futurističkog, samo ću napomenuti da se prekidač nalazi u gumbu “nalivpera”, a sivi cilindar je metalni i provodi struju.

Dakle, prvi korak. Mi stvaramo "tijelo" uređaja.

Izrađujemo cilindar prema standardnoj veličini baterije. Na primjer, veličina baterija u mojoj svjetiljci je AAA. Može se napraviti od papira (kao što sam ja napravio), ili možete koristiti komad bilo koje krute cijevi. Za lijepljenje koristimo “gumeno” ljepilo, jer je dobar dielektrik.

Napravimo rupe duž rubova cilindra, omotamo ga pokositrenim vodičem i provučemo krajeve žice u rupe. Fiksiramo oba kraja, ali na jednom kraju ostavimo komad vodiča kako bismo mogli spojiti pretvarač na spiralu. (Matica prikazana na slici još nije potrebna)

Sada počnimo sastavljati sam pretvarač. Nisam imao feritni prsten (i ne bi stajao u svjetiljku), pa sam upotrijebio cilindar od sličnog materijala.

Cilindar je uklonjen s induktora starog TV-a. Prva zavojnica je pažljivo namotana na njega. Zavojnice se drže zajedno pomoću ljepila. Imam oko 60 okretaja. Zatim se ubacuje drugi obrnuta strana. Opet sam dobio 60-ak; Definitivno ga nisam brojao - nisam ga mogao uredno namotati. Učvrstite rubove ljepilom. Osušimo ga. Zavojnica se može lagano zagrijati tijekom procesa sušenja. Stavio sam ga na komad papira na abažuru stolna lampa. Neka se osuši. I idemo dalje.

Sastavljamo pretvarač prema dijagramu:

Sve je smješteno kao na slici: tranzistor, kondenzator, otpornik itd. Sastavljeni su pasivni i aktivni elementi, lemimo spiralu na cilindar, zavojnicu. Struja u namotima svitka mora ići u različitim smjerovima! To jest, ako namotate sve namote u jednom smjeru, zamijenite vodove jednog od njih, inače se neće dogoditi generacija.

Sretni smo jer smo dobili sljedeće:

Sve umetnemo unutra, a matice koristimo kao bočne utikače i kontakte.

Lemimo izvode zavojnice na jednu od matica, a emiter VT1 na drugu. Zalijepite ga. Označavamo zaključke: tamo gdje imamo izlaz iz zavojnica stavljamo "-", gdje izlaz iz tranzistora sa zavojnicom stavljamo "+" (tako da je sve kao u bateriji).

Svi. Dobivate nešto slično onome što je prikazano na prethodnoj slici.

Sada morate napraviti "lampodiodu". Uzimamo obično postolje od rabljene žarulje, i...

Jedna točka: mora postojati minus LED na bazi. Inače ništa neće raditi.

Postojalo je još jedno rješenje problema. Naravno, možete izravno izraditi modul pretvarača s LED-om u jednom paketu. U ovom slučaju, kao što ste vjerojatno već primijetili, potrebna su vam samo dva kontakta. Možete to učiniti ovako. Ali u ovom rješenju, LED diode se ne mogu lako promijeniti. Zašto mijenjati? Vrlo je jednostavno, jer pomoću ultraljubičaste LED diode možete provjeriti autentičnost novčanica i još mnogo toga. Osim toga, vjerujem da je moj način rješavanja problema ergonomičniji i zanimljiviji.

Tehnika montaže

Kao što je jasno sa slike, pretvarač je "zamjena" za drugu bateriju. Ali za razliku od njega, ima tri dodirne točke: s plusom baterije, s plusom LED-a i zajedničkim tijelom (kroz spiralu). Međutim, njegov položaj u odjeljku za baterije je specifičan: mora biti u kontaktu s pozitivnim polom LED diode. Pojednostavljeno rečeno, redoslijed montaže na slici ne može se promijeniti. U protivnom, kao što možda pretpostavljate, uređaj neće raditi.

Nadograđena svjetiljka u akciji:

Ova svjetiljka je ekonomičnija, ergonomičnija i, zbog nepostojanja druge baterije, lagana. I glavna prednost! Svi dijelovi se mogu naći u smeću!

Popis radioelemenata