ชุดไฟ LED แบบเรียบง่าย

แม้จะมีทางเลือกที่หลากหลายในร้านค้าของไฟฉาย LED ของการออกแบบที่หลากหลาย แต่แฮมก็กำลังพัฒนาตัวเลือกของตัวเองสำหรับเปิดไฟ LED สีขาวสว่างพิเศษ โดยพื้นฐานแล้วงานจะเดือดลงไปถึงวิธีการใช้พลังงานไฟ LED จากแบตเตอรี่หรือแอคคูเลเตอร์เดียวเพื่อทำการวิจัยเชิงปฏิบัติ

หลังจากได้รับผลลัพธ์ที่เป็นบวกโครงร่างจะถูกแยกชิ้นส่วนรายละเอียดจะถูกใส่ลงในกล่องการทดสอบเสร็จสมบูรณ์มีความพึงพอใจทางศีลธรรมตามมา บ่อยครั้งที่การศึกษาหยุดที่นี่ แต่บางครั้งประสบการณ์ในการประกอบชุดพิเศษบนเขียงหั่นขนมเข้าสู่การออกแบบจริงทำตามกฎของศิลปะทั้งหมด ต่อไปนี้เป็นวงจรง่ายๆที่พัฒนาโดยผู้ให้บริการวิทยุแฮม

ในบางกรณีเป็นการยากมากที่จะกำหนดว่าใครเป็นผู้เขียนโครงการเนื่องจากรูปแบบเดียวกันนั้นปรากฏในไซต์ต่าง ๆ และในบทความต่าง ๆ บ่อยครั้งที่ผู้เขียนบทความเขียนบทความนี้อย่างตรงไปตรงมาทางอินเทอร์เน็ต แต่ใครเป็นผู้เผยแพร่โครงการนี้เป็นครั้งแรกนั้นไม่เป็นที่รู้จัก หลายรูปแบบถูกคัดลอกมาจากกระดานของโคมไฟจีนแบบเดียวกัน

ผู้เขียนบทความที่คุณกำลังอ่านไม่ได้อ้างว่าเป็นผู้เขียนวงจรเช่นกันนี่เป็นเพียงวงจรเล็ก ๆ ในหัวข้อ“ LED”

เหตุใดเราจึงต้องการผู้แปลง

สิ่งนั้นคือแรงดันไฟฟ้าตกโดยตรง ไฟ LEDตามกฎแล้วไม่น้อยกว่า 2.4 ... 3.4V ดังนั้นจากแบตเตอรี่ก้อนเดียวที่มีแรงดันไฟฟ้า 1.5V และยิ่งกว่านั้นแบตเตอรี่ที่มีแรงดัน 1.2V ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะส่องไฟ LED มีสองวิธี อาจใช้แบตเตอรี่ที่มีเซลล์กัลวานิกสามเซลล์ขึ้นไปหรือสร้างอย่างน้อยก็ง่ายที่สุด ตัวแปลง DC-DC.

มันเป็นตัวแปลงที่จะอนุญาตให้คุณใช้ไฟฉายกับแบตเตอรี่เพียงก้อนเดียว โซลูชันนี้ช่วยลดค่าใช้จ่ายของแหล่งจ่ายไฟและนอกจากนี้ยังช่วยให้คุณใช้งานได้อย่างเต็มที่มากขึ้น ประจุของเซลล์กัลวานิค: อินเวอร์เตอร์หลายตัวทำงานกับแบตเตอรี่ที่ลึกถึง 0.7V! การใช้ตัวแปลงยังลดขนาดของไฟฉาย

วงจรที่ง่ายที่สุดในการจ่ายไฟ LED

วงจรเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าปิดกั้น นี่คือหนึ่งในวงจรอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิกดังนั้นด้วยการประกอบที่เหมาะสมและชิ้นส่วนที่ให้บริการจึงเริ่มทำงานได้ทันที สิ่งสำคัญในวงจรนี้คือการหมุนหม้อแปลง Tr1 อย่างถูกต้องเพื่อไม่ให้เฟสของขดลวดสับสน

ในฐานะที่เป็นแกนกลางของหม้อแปลงคุณสามารถใช้วงแหวนเฟอร์ไรต์จากบอร์ดจากที่ใช้ไม่ได้ หลอดประหยัดไฟฟลูออเรสเซนต์. มันก็เพียงพอแล้วที่จะม้วนลวดหุ้มฉนวนหลายรอบและเชื่อมต่อขดลวดดังแสดงในรูปด้านล่าง

หม้อแปลงสามารถพันด้วยขดลวดชนิด PEV หรือ PEL ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 0.3 มม. ซึ่งจะช่วยให้การวางเพิ่มอีกเล็กน้อยอย่างน้อย 10 ... 15 บนวงแหวนซึ่งจะปรับปรุงการทำงานของวงจรเล็กน้อย

ขดลวดควรพันด้วยลวดสองเส้นจากนั้นเชื่อมต่อปลายของขดลวดตามที่แสดงในรูปภาพ จุดเริ่มต้นของการพันในไดอะแกรมจะถูกระบุด้วยจุด ในฐานะที่เป็น ทรานซิสเตอร์ คุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์พลังงานต่ำ n-p-n การนำไฟฟ้า: KT315, KT503 และสิ่งที่คล้ายกัน ตอนนี้มันง่ายกว่าที่จะหาทรานซิสเตอร์ที่นำเข้าเช่น BC547

หากทรานซิสเตอร์ของโครงสร้าง n-p-n ไม่ได้อยู่ในมือคุณสามารถใช้ pnp ทรานซิสเตอร์การนำไฟฟ้าเช่น KT361 หรือ KT502 อย่างไรก็ตามในกรณีนี้คุณจะต้องเปลี่ยนขั้วของแบตเตอรี่

ตัวต้านทาน R1 ถูกเลือกตามการเรืองแสงที่ดีที่สุดของ LED แม้ว่าวงจรจะทำงานแม้ว่าจะถูกแทนที่ด้วยจัมเปอร์ รูปแบบข้างต้นมีไว้สำหรับจิตวิญญาณเพื่อทำการทดลอง ดังนั้นหลังจากแปดชั่วโมงของการทำงานอย่างต่อเนื่องบน LED หนึ่งก้อนแบตเตอรี่จาก 1.5V“ ลง” เป็น 1.42V เราสามารถพูดได้ว่ามันเกือบจะไม่ปล่อย

เพื่อศึกษาความสามารถในการรับน้ำหนักของวงจรคุณสามารถลองเชื่อมต่อไฟ LED หลายตัวในแบบคู่ขนาน ยกตัวอย่างเช่นด้วยไฟ LED สี่ดวงวงจรยังคงทำงานค่อนข้างเสถียรโดยไฟ LED หกตัวที่ทรานซิสเตอร์เริ่มร้อนขึ้นโดยมีไฟ LED แปดดวงลดความสว่างลงอย่างเห็นได้ชัดทรานซิสเตอร์ร้อนขึ้นอย่างมาก แต่โครงการยังคงทำงานต่อไป แต่นี่เป็นเพียงเพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เนื่องจากทรานซิสเตอร์ในโหมดนี้จะไม่ทำงานเป็นเวลานาน

แปลงด้วยวงจรเรียงกระแส

หากคุณวางแผนที่จะสร้างไฟฉายอย่างง่ายบนพื้นฐานของโครงร่างนี้คุณจะต้องเพิ่มรายละเอียดเพิ่มเติมอีกสองสามข้อซึ่งจะให้แสงที่สว่างกว่าของ LED

มันง่ายที่จะเห็นว่าในวงจรนี้ LED ไม่ได้ขับเคลื่อนโดยการเต้นเป็นจังหวะ แต่โดยกระแสตรง ในกรณีนี้ความสว่างของแสงจะสูงขึ้นเล็กน้อยและระดับการเต้นของแสงที่ปล่อยออกมาจะน้อยกว่ามาก ในฐานะที่เป็นไดโอดความถี่สูงใด ๆ เช่น KD521 (หลักการทำงานของไดโอดเซมิคอนดักเตอร์).

เครื่องทำให้หายใจไม่ออก

ไดอะแกรมที่ง่ายที่สุดอีกตัวจะแสดงในรูปด้านล่าง มันค่อนข้างซับซ้อนกว่าไดอะแกรมในรูป 1มี 2 ​​ทรานซิสเตอร์ แต่แทนที่จะเป็นหม้อแปลงที่มีขดลวดสองเส้นจะมีเพียงตัวเหนี่ยวนำ L1 โช้กดังกล่าวสามารถพันบนแหวนได้จากหลอดประหยัดไฟเดียวกันซึ่งคุณต้องใช้ลมในการหมุนเพียง 15 รอบด้วยลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 ... 0.5 มม.

ด้วยพารามิเตอร์เค้นที่ระบุไว้บน LED ทำให้สามารถรับแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 3.8 V (แรงดันไฟฟ้าตกโดยตรงบน LED 5730 3.4V) ซึ่งเพียงพอสำหรับใช้กับไฟ LED 1W การตั้งค่าของวงจรประกอบด้วยการเลือกตัวเก็บประจุ C1 ในช่วง± 50% ตามความสว่างสูงสุดของ LED วงจรนี้สามารถทำงานได้เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายลดลงถึง 0.7V ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าสามารถใช้งานแบตเตอรี่ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

หากเราเสริมวงจรที่พิจารณาด้วยวงจรเรียงกระแสบนไดโอด D1, ตัวกรองบนตัวเก็บประจุ C1 และซีเนอร์ไดโอด D2 เราจะได้รับแหล่งจ่ายไฟที่ใช้พลังงานต่ำที่สามารถใช้กับวงจรไฟฟ้าในแอมป์สหกรณ์หรือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ในกรณีนี้การเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำจะถูกเลือกภายใน 200 ... 350 μH, ไดโอด D1 ที่มีสิ่งกีดขวาง Schottky, zener diode D2 ถูกเลือกตามแรงดันไฟฟ้าของวงจรที่ให้มา

ด้วยการผสมผสานที่ดีของสถานการณ์โดยใช้ตัวแปลงดังกล่าวคุณสามารถรับแรงดันไฟฟ้าที่ 7 ... 12 V ที่เอาต์พุต หากคุณวางแผนที่จะใช้ตัวแปลงเพื่อให้พลังงานเฉพาะไฟ LED ซีเนอร์ไดโอด D2 สามารถแยกออกจากวงจร

วงจรทั้งหมดที่พิจารณานั้นเป็นแหล่งจ่ายแรงดันที่ง่ายที่สุด: ข้อ จำกัด ของกระแสไฟฟ้าผ่าน LED จะดำเนินการโดยประมาณในลักษณะเดียวกับในคีย์คีย์ต่างๆหรือในไฟแช็คที่มีไฟแอลอีดี

LED ผ่านปุ่มเพาเวอร์โดยไม่ จำกัด ตัวต้านทานใด ๆ ใช้พลังงานจาก 3 ... 4 แบตเตอรี่ดิสก์ขนาดเล็กที่มีความต้านทานภายใน จำกัด กระแสผ่าน LED ไปยังระดับที่ปลอดภัย

วงจรป้อนกลับปัจจุบัน

และ LED ก็คืออุปกรณ์ปัจจุบัน มันไม่ได้มีไว้สำหรับสิ่งใดเลยที่แสดงให้เห็นว่ามีกระแสตรงในเอกสารประกอบสำหรับ LED ดังนั้นรูปแบบเหล่านี้สำหรับการเปิดไฟ LED มีข้อเสนอแนะในปัจจุบัน: ทันทีที่กระแสผ่าน LED ถึงค่าที่แน่นอนขั้นตอนการส่งออกจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งพลังงาน

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้ายังทำงานเหมือนเดิมเฉพาะแรงดันไฟฟ้าป้อนกลับเท่านั้น ด้านล่างเป็นไดอะแกรมสำหรับเปิดใช้งานไฟ LED ข้อเสนอแนะในปัจจุบัน

การตรวจสอบอย่างรอบคอบแสดงให้เห็นว่าพื้นฐานของวงจรนั้นเป็นเครื่องกำเนิดการปิดกั้นเดียวกันที่รวมอยู่ในทรานซิสเตอร์ VT2 Transistor VT1 เป็นส่วนควบคุมในวงจรป้อนกลับ ข้อเสนอแนะในวงจรนี้ทำงานดังนี้

ไฟ LED ถูกขับเคลื่อนโดยแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นบนตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จผ่านไดโอดโดยแรงดันพัลส์จากตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ VT2 แรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องถูกนำมาใช้เพื่อให้พลังงานไฟ LED

กระแสไฟฟ้าผ่าน LED ไปตามเส้นทางต่อไปนี้: บวกตัวเก็บประจุไฟ LED ที่มีตัวต้านทาน จำกัด ตัวต้านทานข้อเสนอแนะปัจจุบัน (เซ็นเซอร์) Roc, ลบด้วยตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าตก Uoc = I * Roc จะถูกสร้างขึ้นบนตัวต้านทานข้อเสนอแนะโดยที่ฉันเป็นกระแสผ่านไฟ LED ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นบน ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานและชาร์จประจุ) กระแสไฟฟ้าผ่าน LED จะเพิ่มขึ้นและดังนั้นแรงดันไฟฟ้าผ่านตัวต้านทานป้อนกลับ Roc ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน

เมื่อ Uoc มาถึง 0.6V ทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดขึ้นมาปิดทางแยกของตัวปล่อยฐานของ VT2 ทรานซิสเตอร์ VT2 ปิดตัวเครื่องปิดกั้นจะหยุดและหยุดชาร์จตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ภายใต้อิทธิพลของโหลดตัวเก็บประจุจะปล่อยแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุจะลดลง

การลดลงของแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุนำไปสู่การลดลงของกระแสผ่านไฟ LED และเป็นผลให้การลดลงของแรงดันไฟฟ้าตอบกลับ Uoc ดังนั้นทรานซิสเตอร์ VT1 จึงปิดและไม่รบกวนการทำงานของตัวสร้างบล็อค เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเริ่มต้นขึ้นและวงจรทั้งหมดจะซ้ำไปซ้ำมา

โดยการเปลี่ยนความต้านทานของตัวต้านทานข้อเสนอแนะมันเป็นไปได้ที่จะแตกต่างกันอย่างกว้างขวางในปัจจุบันผ่านไฟ LED วงจรดังกล่าวเรียกว่าตัวควบคุมกระแสพัลซิ่งในปัจจุบัน

หน่วยงานกำกับดูแลปัจจุบันรวม

ปัจจุบันความคงตัวในปัจจุบันสำหรับ LED มีอยู่ในการออกแบบที่รวม ยกตัวอย่างเช่น Microcircuits พิเศษ ZXLD381, ZXSC300 สามารถอ้างถึงได้ ไดอะแกรมที่แสดงด้านล่างนำมาจากแผ่นข้อมูลของวงจรขนาดเล็กเหล่านี้

รูปแสดงชิปอุปกรณ์ ZXLD381 มันมีตัวกำเนิด PWM (Pulse Control), เซ็นเซอร์ปัจจุบัน (Rsense) และทรานซิสเตอร์เอาท์พุท มีไฟล์แนบสองชุดเท่านั้น นี่คือไฟ LED และตัวเหนี่ยวนำ L1 แผนภาพการเดินสายทั่วไปแสดงในรูปต่อไปนี้ ชิปมีอยู่ในแพ็คเกจ SOT23 ความถี่ในการกำเนิด 350KHz ถูกตั้งค่าโดยตัวเก็บประจุภายในมันเป็นไปไม่ได้ที่จะเปลี่ยนแปลง ประสิทธิภาพของอุปกรณ์คือ 85% เริ่มต้นภายใต้การโหลดเป็นไปได้ด้วยแรงดันไฟฟ้า 0.8V

แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED ควรไม่เกิน 3.5V ตามที่ระบุไว้ในบรรทัดด้านล่างภายใต้รูป กระแสไฟฟ้าผ่าน LED ถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนการเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำดังแสดงในตารางทางด้านขวาของรูป ในคอลัมน์กลางกระแสไฟฟ้าสูงสุดจะถูกระบุในคอลัมน์สุดท้ายค่าเฉลี่ยกระแสผ่าน LED เพื่อลดระดับระลอกคลื่นและเพิ่มความสว่างของแสงไฟคุณสามารถใช้วงจรเรียงกระแสกับตัวกรอง

LED ที่มีแรงดันไฟฟ้าโดยตรงที่ 3.5 V มีการใช้ที่นี่ไดโอดความถี่สูง D1 ที่มีสิ่งกีดขวาง Schottky ตัวเก็บประจุ C1 โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีค่าต่ำของความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR ต่ำ) ข้อกำหนดเหล่านี้จำเป็นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์ให้ความร้อนกับไดโอดและตัวเก็บประจุให้น้อยที่สุด กระแสไฟขาออกจะถูกเลือกโดยการเลือกตัวเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำขึ้นอยู่กับพลังงานของ LED

ชิป ZXSC300

มันแตกต่างจาก ZXLD381 โดยที่มันไม่มีทรานซิสเตอร์เอาท์พุทภายในและเซ็นเซอร์ตัวต้านทานกระแส โซลูชันนี้ช่วยให้คุณสามารถเพิ่มกระแสไฟขาออกของอุปกรณ์ได้อย่างมีนัยสำคัญดังนั้นจึงใช้ LED ที่มีพลังงานมากขึ้น

ตัวต้านทานภายนอก R1 ถูกใช้เป็นเซ็นเซอร์ปัจจุบันโดยการเปลี่ยนค่าที่เป็นไปได้ในการตั้งค่ากระแสไฟที่ต้องการขึ้นอยู่กับประเภทของ LED การคำนวณตัวต้านทานนี้ดำเนินการตามสูตรที่กำหนดในแผ่นข้อมูลบนชิป ZXSC300 เราจะไม่ให้สูตรเหล่านี้ที่นี่หากจำเป็นสามารถหาแผ่นข้อมูลและสูตรสายลับได้ง่ายจากที่นั่น กระแสไฟขาออกจะถูก จำกัด โดยพารามิเตอร์ของเอาท์พุททรานซิสเตอร์เท่านั้น

เมื่อคุณเปิดวงจรทั้งหมดที่อธิบายไว้เป็นครั้งแรกขอแนะนำให้เชื่อมต่อแบตเตอรี่ผ่านตัวต้านทาน10Ω วิธีนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงการเสียชีวิตของทรานซิสเตอร์หากตัวอย่างเช่นขดลวดหม้อแปลงเชื่อมต่อไม่ถูกต้อง หากไฟ LED สว่างขึ้นพร้อมกับตัวต้านทานนี้สามารถถอดตัวต้านทานออกได้และทำการตั้งค่าเพิ่มเติม

Boris Aladyshkin