Quelques schémas d'alimentation LED simples

Malgré le large choix dans les magasins de lampes de poche LED de différents modèles, les jambons développent leurs propres options pour alimenter les LED blanches super brillantes. Fondamentalement, la tâche se résume à comment alimenter la LED à partir d'une seule batterie ou accumulateur, pour mener des recherches pratiques.

Après avoir obtenu un résultat positif, le schéma est démonté, les détails sont mis dans une boîte, l'expérience est terminée, la satisfaction morale s'ensuit. Souvent, les études s'arrêtent à cela, mais parfois l'expérience de l'assemblage d'un assemblage particulier sur une planche à pain entre dans une vraie conception, faite selon toutes les règles de l'art. Voici quelques circuits simples développés par les opérateurs de radioamateurs.

Dans certains cas, il est très difficile de déterminer qui est l'auteur du schéma, car le même schéma apparaît sur différents sites et dans différents articles. Souvent, les auteurs d'articles écrivent honnêtement que cet article a été trouvé sur Internet, mais qui a publié ce schéma pour la première fois est inconnu. De nombreux schémas sont simplement copiés à partir des planches des mêmes lanternes chinoises.

L'auteur de l'article que vous lisez ne prétend pas non plus être l'auteur des circuits, il ne s'agit que d'une petite sélection de circuits sur le thème «LED».

Pourquoi avons-nous besoin de convertisseurs

Le truc c'est qu'une chute de tension directe sur LEDen règle générale, pas moins de 2,4 ... 3,4V, donc à partir d'une seule batterie avec une tension de 1,5V, et encore plus d'une batterie avec une tension de 1,2V, il est tout simplement impossible d'allumer une LED. Il existe deux solutions. Soit utiliser une batterie de trois cellules galvaniques ou plus, soit construire au moins la plus simple Convertisseur DC-DC.

C'est le convertisseur qui vous permettra d'alimenter la lampe de poche avec une seule batterie. Cette solution réduit le coût des alimentations et vous permet en outre de mieux utiliser charge d'une cellule galvanique: de nombreux onduleurs fonctionnent avec une décharge profonde de la batterie jusqu'à 0,7 V! L'utilisation d'un convertisseur réduit également la taille de la lampe de poche.

Le circuit le plus simple pour alimenter une LED

Le circuit est un générateur de blocage. C'est l'un des circuits électroniques classiques, donc, avec un assemblage approprié et des pièces réparables, il commence à fonctionner immédiatement. L'essentiel de ce circuit est d'enrouler correctement le transformateur Tr1, de ne pas confondre le phasage des enroulements.

Comme noyau pour le transformateur, vous pouvez utiliser un anneau de ferrite de la carte de l'inutilisable lampe fluorescente à économie d'énergie. Il suffit d'enrouler plusieurs tours d'un fil isolé et de connecter les enroulements, comme illustré dans la figure ci-dessous.

Le transformateur peut être enroulé avec un fil de bobinage de type PEV ou PEL d'un diamètre ne dépassant pas 0,3 mm, ce qui permettra de poser un peu plus de spires, au moins 10 ... 15, sur l'anneau, ce qui améliorera légèrement le fonctionnement du circuit.

Les enroulements doivent être enroulés en deux fils, puis connecter les extrémités des enroulements, comme indiqué sur la figure. Le début des enroulements dans le diagramme est indiqué par un point. En tant que transistor vous pouvez utiliser n'importe quel transistor n-p-n de faible puissance: KT315, KT503 et similaires. Il est désormais plus facile de trouver un transistor importé, tel que le BC547.

Si le transistor de la structure n-p-n n'est pas à portée de main, vous pouvez appliquer transistor de conductivité pnppar exemple KT361 ou KT502. Cependant, dans ce cas, vous devrez modifier la polarité de la batterie.

La résistance R1 est sélectionnée en fonction de la meilleure lueur de la LED, bien que le circuit fonctionne même s'il est remplacé simplement par un cavalier. Le schéma ci-dessus est destiné simplement à l'âme, pour mener des expériences. Ainsi, après huit heures de fonctionnement continu sur une seule LED, la batterie de 1,5 V «s'assoit» à 1,42 V. On peut dire qu'il n'est presque pas déchargé.

Pour étudier les capacités de charge du circuit, vous pouvez essayer de connecter plusieurs autres LED en parallèle. Par exemple, avec quatre LED, le circuit continue de fonctionner de façon assez stable, avec six LED le transistor commence à chauffer, avec huit LED la luminosité diminue sensiblement, le transistor chauffe très fortement. Mais le schéma continue néanmoins de fonctionner. Mais ce n'est que dans l'ordre de la recherche scientifique, car le transistor dans ce mode ne fonctionnera pas longtemps.

Convertisseur avec redresseur

Si vous prévoyez de créer une lampe de poche simple sur la base de ce schéma, vous devrez ajouter quelques détails supplémentaires, qui fourniront une lueur plus lumineuse de la LED.

Il est facile de voir que dans ce circuit, la LED est alimentée non pas par pulsation, mais par courant continu. Naturellement, dans ce cas, la luminosité de la lueur sera légèrement plus élevée et le niveau de pulsations de la lumière émise sera beaucoup moins. En tant que diode, toute haute fréquence, par exemple KD521 (principe de fonctionnement d'une diode semi-conductrice).

Convertisseurs de starter

Un autre schéma le plus simple est illustré dans la figure ci-dessous. C'est un peu plus compliqué que le diagramme de la figure. 1, contient 2 transistors, mais au lieu d'un transformateur à deux enroulements, il n'a qu'une inductance L1. Un tel étranglement peut être enroulé sur l'anneau à partir de la même lampe à économie d'énergie, pour laquelle vous devez enrouler seulement 15 tours d'un fil d'enroulement d'un diamètre de 0,3 ... 0,5 mm.

Avec le paramètre d'étranglement indiqué sur la LED, il est possible d'obtenir une tension allant jusqu'à 3,8 V (chute de tension directe sur la LED 5730 3,4V), ce qui est suffisant pour alimenter une LED 1W. La configuration du circuit consiste à sélectionner le condensateur C1 dans la plage de ± 50% en fonction de la luminosité maximale de la LED. Le circuit est opérationnel lorsque la tension d'alimentation est réduite à 0,7 V, ce qui garantit une utilisation maximale de la capacité de la batterie.

Si nous complétons le circuit considéré avec un redresseur sur la diode D1, un filtre sur le condensateur C1 et une diode zener D2, nous obtenons une alimentation de faible puissance qui peut être utilisée pour alimenter les circuits de l'ampli op ou d'autres composants électroniques. Dans ce cas, l'inductance de l'inductance est sélectionnée dans les 200 ... 350 μH, la diode D1 avec une barrière Schottky, la diode zener D2 est sélectionnée en fonction de la tension du circuit fourni.

Avec une bonne combinaison de circonstances, en utilisant un tel convertisseur, vous pouvez obtenir une tension de 7 ... 12 V à la sortie. Si vous prévoyez d'utiliser le convertisseur pour alimenter uniquement les LED, la diode Zener D2 peut être exclue du circuit.

Tous les circuits considérés sont les sources de tension les plus simples: la limitation du courant à travers la LED est réalisée approximativement de la même manière que dans divers porte-clés ou dans des briquets à LED.

La LED via le bouton d'alimentation, sans résistance de limitation, est alimentée par 3 ... 4 petites batteries à disque, dont la résistance interne limite le courant à travers la LED à un niveau sûr.

Circuits de retour de courant

Et la LED est néanmoins un appareil actuel. Ce n'est pas pour rien que le courant continu est indiqué dans la documentation des LED. Par conséquent, ces schémas d'alimentation des LED contiennent un retour de courant: dès que le courant traversant la LED atteint une certaine valeur, l'étage de sortie est déconnecté de la source d'alimentation.

Les stabilisateurs de tension fonctionnent également exactement, seulement il y a un retour de tension. Vous trouverez ci-dessous un schéma pour l'alimentation des LED de retour de courant.

Un examen attentif montre que la base du circuit est le même générateur de blocage monté sur le transistor VT2. Le transistor VT1 est la commande dans le circuit de rétroaction. La rétroaction dans ce circuit fonctionne comme suit.

Les LED sont alimentées par une tension qui s'accumule sur le condensateur électrolytique. Le condensateur est chargé à travers la diode par la tension d'impulsion du collecteur du transistor VT2. Une tension redressée est utilisée pour alimenter les LED.

Le courant traversant les LED suit le chemin suivant: plus condensateur, LED avec résistances de limite, résistance de rétroaction de courant (capteur) Roc, moins condensateur électrolytique.

Dans ce cas, une chute de tension Uoc = I * Roc est créée sur la résistance de rétroaction, où I est le courant à travers les LED. Avec une tension croissante condensateur électrolytique (le générateur fonctionne néanmoins et charge le condensateur), le courant à travers les LED augmente et, par conséquent, la tension aux bornes de la résistance de contre-réaction Roc augmente également.

Lorsque Uoc atteint 0,6 V, le transistor VT1 s'ouvre, fermant la jonction base-émetteur du transistor VT2. Le transistor VT2 se ferme, le générateur de blocage s'arrête et arrête de charger le condensateur électrolytique. Sous l'influence de la charge, le condensateur se décharge, la tension aux bornes du condensateur chute.

Une diminution de la tension aux bornes du condensateur entraîne une diminution du courant à travers les LED et, par conséquent, une diminution de la tension de rétroaction Uoc. Par conséquent, le transistor VT1 est fermé et n'interfère pas avec le fonctionnement du générateur de blocage. Le générateur démarre et tout le cycle se répète encore et encore.

En modifiant la résistance de la résistance de rétroaction, il est possible de faire varier largement le courant à travers les LED. De tels circuits sont appelés stabilisateurs de courant pulsé.

Régulateurs de courant intégrés

Actuellement, les stabilisateurs actuels pour LED sont disponibles en version intégrée. A titre d'exemples, les puces spécialisées ZXLD381, ZXSC300 peuvent être citées. Les schémas ci-dessous sont extraits des fiches techniques de ces microcircuits.

La figure montre la puce de l'appareil ZXLD381. Il contient un générateur PWM (Pulse Control), un capteur de courant (Rsense) et un transistor de sortie. Il n'y a que deux pièces jointes. Il s'agit d'une LED LED et d'une inductance L1. Un schéma de câblage typique est illustré dans la figure suivante. La puce est disponible dans le package SOT23. La fréquence de génération de 350KHz est réglée par des condensateurs internes, il est impossible de la changer. Le rendement de l'appareil est de 85%, le démarrage sous charge est déjà possible avec une tension d'alimentation de 0,8V.

La tension directe de la LED ne doit pas dépasser 3,5 V, comme indiqué sur la ligne inférieure sous la figure. Le courant à travers la LED est régulé en changeant l'inductance de l'inductance, comme indiqué dans le tableau à droite de la figure. Dans la colonne du milieu, le courant de crête est indiqué, dans la dernière colonne, le courant moyen à travers la LED. Pour réduire le niveau d'ondulation et augmenter la luminosité de la lueur, il est possible d'utiliser un redresseur avec un filtre.

Une LED avec une tension continue de 3,5 V est utilisée ici, une diode haute fréquence D1 avec une barrière Schottky, un condensateur C1, de préférence avec une faible valeur de résistance série équivalente (faible ESR). Ces exigences sont nécessaires afin d'augmenter l'efficacité globale de l'appareil, de chauffer le moins possible la diode et le condensateur. Le courant de sortie est sélectionné en sélectionnant l'inductance de l'inductance en fonction de la puissance de la LED.

Chip ZXSC300

Il diffère du ZXLD381 en ce qu'il ne possède pas de transistor de sortie interne ni de capteur de résistance-courant. Cette solution vous permet d'augmenter considérablement le courant de sortie de l'appareil, et donc d'appliquer une LED plus grande.

Une résistance externe R1 est utilisée comme capteur de courant, en changeant la valeur dont il est possible de régler le courant requis en fonction du type de LED. Le calcul de cette résistance est effectué selon les formules données dans la fiche technique de la puce ZXSC300. Nous ne donnerons pas ces formules ici; si nécessaire, il est facile de trouver une fiche technique et des formules d'espionnage à partir de là. Le courant de sortie n'est limité que par les paramètres du transistor de sortie.

Lorsque vous allumez tous les circuits décrits pour la première fois, il est conseillé de connecter la batterie via une résistance 10Ω. Cela aidera à éviter la mort du transistor si, par exemple, les enroulements du transformateur sont mal connectés. Si la LED s'allume avec cette résistance, alors la résistance peut être retirée et d'autres réglages effectués.

Boris Aladyshkin