Mitu lihtsat LED-toiteahelat. Kuidas valgustada LED ühest akust Diood 1,5 akust
Ma ei tea, kuidas teil on, aga akude irratsionaalne kasutamine masendab mind tänapäeva maailmas. Ostame 1,5-voldise näiteks telekapuldi jaoks. See töötab ja rõõmustab meid oma võimalusega vahetada kanalit diivanilt lahkumata. Kuid aja jooksul algavad tõrked, nuppe tuleb mitu korda vajutada, et vähemalt mingigi tegevus saavutada, pulti tuleb hoida käeulatuses... Aku on tühi. Nagu alati, muudame seda, mida teha. Kuid kui kontrollite selle pinget, pole see tõenäoliselt null. Oletame, et üks volt on jäänud. Ja kuhu ma selle panema peaksin? Kahju on seda ära visata, kuid seda pole kuskil kasutada; te ei saa midagi mõistlikku toita.
Seoses sellise koletu energiaraiskamisega panin kokku "džaulivarga" ahela, et "järelpõletada" akusid, mille teised tarbijad LED-i abil tagasi lükkasid. Seda nimetatakse nii, kuna see on võimeline aku peaaegu täielikult tühjendama, jättes ilma viimase džauli energiast. Ja üldiselt on "Apokalüpsise taskulamp", mis töötab igasugusel prügil, väga lahe idee.
Kõige huvitavam selle seadme juures on tegelikult see, et LED töötab madalpinge toiteallikast. Tavaliselt vajab LED 2,5–4 volti (olenevalt värvist), kui pinge on madalam, siis see lihtsalt ei lülitu sisse. See ahel töötab võimendusmuundurina ja selle väljund on täpselt selline pinge, mida LED vajab.
Ahel on väga lihtne, minimaalsete detailidega. Kondensaatori ja dioodi saab eemaldada. 
Seadme süda on trafo. See on keritud ferriitrõngale. Kasutatud arvuti emaplaadi rõngad töötavad hästi. 
Võtame emailitud vasktraadi (minul on läbimõõt 0,3 või midagi - roostes nihik), voldi see pooleks ja hakkame ümber rõnga kerima. 
Kokku on vaja 20 pööret. Tulevikku vaadates on ringraja teisel versioonil 26 pööret (erinevuse huvides).
Pärast otsustame mähiste üle. Saame kaks väljundit ülevalt ja kaks alt. Eemaldame neilt laki mis tahes tuntud meetodil - liivapaber, tuli, aspiriin. Kasutades multimeetri valimisfunktsiooni, leiame tihvtide kombinatsiooni “üks peal, üks all”, kui see ei kriuksu - see on kahe mähise ristmik. Need ühenduvad antifaasis, see tähendab, et ühe lõpp on teise algusega. 
Kasutasin transistori KT315G, kuid see on võimalik ka erineva klemmitähega. Mu elektroonikainsenerist sõber, kui näitan talle oma uusimat omatehtud toodet (või kellegi teise Internetis), küsib kohe, mitu KT315 sees on. Kui on vähem kui üks, on seade kasutu ja hingetu; kui on üks, kuid koos teiste transistoridega, siis toetub kõik sellele; mitmel KT315 on see hea ja õige; kogu funktsionaalsuse tagab üks transistor see kaubamärk - kõrgeim klass.
Ahela teises versioonis - KT361D. Vastavalt sellele lülitub LED-i ja aku polaarsus sisse.
Takisti baasahelas on 1 kOhm.
Soe valge kollase varjundiga LED. Turu üle ujutanud Hiina käsitöö on kõik külma valge säraga ja sinaka varjundiga. Mul on LED-i alla joodetud 100-oomine takisti. See piirab voolu. 
Vau, see töötab. Väga võimas nõidus. 
Miniaturiseerimistööd. Selle skeemi põhjal tahan ma tõesti ehitada endale taskulambi, mis põletab patareisid. Eemaldasin LED-i ees oleva takisti, et see heledamalt säraks.
LED on kasulik kõigile – see särab eredalt, kestab kaua ja tarbib vähe. Kuid kahjuks ei saa ükski olemasolevatest seadmetest töötada pingega 1-1,5 V. Indikaator-LED-id vajavad vähemalt 1,8-2 ja võimsad ülierksad veelgi rohkem - 2,5-3,5 V. Siiski on väljapääs. olukorrast ja see pole eriti keeruline. Kuna LED-id tarbivad vähe, siis nende toiteks piisab lihtsa võimendusmuunduri kokkupanemisest, mida me täna ka teeme.
Allpool toodud vooluahel võimaldab süüdata üsna võimsa (kuni 1 W) LED-i, mille pinge on vaid 0,7–2 V (üks element või aku) ja seda saab kasutada valgustamiseks madalpingeseadmetes või väikesemõõtmelisena. taskulamp, mis töötab ainult ühe patarei või akuga.
L1-na on mõttekas kasutada raadiotelefonist saadud valmis SMD drosselit, kuid saate seda ise teha. Selleks piisab, kui kerida rikkis säästulambist rõngale 15 pööret PEV 0,2 traati. Konverteri ainsaks suureks osaks on võimas KT805 transistor. Selle saab asendada SMD pakendis oleva sarnasega.
Seadme seadistamine taandub kondensaatori C1 mahtuvuse valimisega +-50% LED-i maksimaalsest heledusest. Määratud L1 parameetrite korral võib LED-i pinge ulatuda 3,8 V-ni. Tänu ahela töövõimele vaid 0,7 V sisendpingega suudab selline taskulamp genereerida peaaegu kogu aku energia.
Teist konstruktsiooni saab põhimõtteliselt kasutada mis tahes 7-12 V pinget nõudvate seadmete komponentide toiteks. Ahela kandevõime on loomulikult väike, kuid sellise muunduri võimsusest piisab toiteks. , ütleme, operatsioonivõimendi. Alloleval skeemil on koormana kasutatud kolme suure heledusega LED-i, mida saab omakorda paigaldada tasku- või jalgratta esitulesse.
Konverteri toiteallikaks on üks 1,5 V element, induktiivpooli induktiivsus peab olema vahemikus 200-300 μH, sellest ja dioodist D1 (Schottke diood) sõltub kogu seadme väljundpinge ja efektiivsus. Valgusdioodide toiteks muunduri kasutamisel saab Zener dioodi D2 ära jätta ja elektroonikakomponentide toitel saab seda valida vastavalt nõutavale stabiliseerimispingele, suurendades samaaegselt silumismahtuvust C1.
Ja veel üks skeem, mida ma isiklikult testinud ei ole, kuid on oma lihtsuses kütkestav. Arendaja sõnul on see raadioelementide parameetrite suhtes täiesti kriitilise tähtsusega ja suudab ühest praktiliselt "surnud" elemendist valgustada ülierksat LED-i pingega 0,7 V 
Transistor - mis tahes väikese võimsusega räni (autor kasutas KT315), diood - mis tahes räni, kondensaator 47 μF x 6 V elektrolüütiline, takisti R1 väärtus - 1 Kom. Trafo on tehtud ferriitrõnga peale, mis on emaplaadist välja rebitud (ilmselt toitefiltri ahelast). Mõlemad mähised sisaldavad 20 keerdu 0,2 emailitud traati. Kui muundur ei käivitu, vahetage ühe trafo mähise klemmid.
Mõlemad mähised T1 sisaldavad 35 pööret, I - traadi läbimõõt 0,15, II - 0,32. LED-ahelate voolu piiravad takistid saab kõrvaldada.
Materjalide põhjal ja meie sponsori esxema.ru loal
Hoolimata kauplustes leiduvast laiast valikust erineva kujundusega LED-taskulampe, töötavad raadioamatöörid välja oma vooluahelate versioone valgete ülierksate LED-ide toiteks. Põhimõtteliselt taandub ülesanne sellele, kuidas LED-i toita ainult ühest akust või akust ning viia läbi praktilisi uuringuid.
Pärast positiivse tulemuse saamist võetakse ahel lahti, osad pannakse kasti, katse lõpetatakse ja saabub moraalne rahulolu. Tihtipeale uurimine sellega peatub, kuid vahel muutub konkreetse üksuse leivalauale kokkupanemise kogemus tõeliseks disainiks, mis on tehtud kõigi kunstireeglite järgi. Allpool käsitleme mitmeid lihtsaid raadioamatööride välja töötatud vooluringe.
Mõnel juhul on väga raske kindlaks teha, kes on skeemi autor, kuna sama skeem ilmub erinevatel saitidel ja erinevates artiklites. Sageli kirjutavad artiklite autorid ausalt, et see artikkel leiti Internetist, kuid pole teada, kes selle diagrammi esimest korda avaldas. Paljud vooluringid on lihtsalt kopeeritud samade Hiina taskulampide plaatidelt.
Miks on muundureid vaja?
Asi on selles, et alalispinge langus on reeglina mitte vähem kui 2,4...3,4V, nii et ühest 1,5V pingega akust on LED-i süütamine lihtsalt võimatu ja akult veelgi enam. pingega 1,2V. Siin on kaks väljapääsu. Kasutage kas kolmest või enamast galvaanielemendist koosnevat akut või ehitage vähemalt kõige lihtsam.
See on muundur, mis võimaldab teil taskulampi toita vaid ühe akuga. See lahendus vähendab toiteallikate maksumust ja lisaks võimaldab täielikumat kasutamist: paljud muundurid töötavad kuni 0,7 V aku sügavtühjenemisega! Konverteri kasutamine võimaldab ka taskulambi suurust vähendada.
Ahel on blokeeriv ostsillaator. See on üks klassikalisi elektroonikalülitusi, nii et kui see on õigesti kokku pandud ja heas töökorras, hakkab see kohe tööle. Peamine asi selles vooluringis on trafo Tr1 õigesti kerida ja mähiste faasistamist mitte segamini ajada.
Trafo südamikuna saate kasutada kasutuskõlbmatust plaadist pärit ferriitrõngast. Piisab, kui kerida mitu keerdu isoleeritud traati ja ühendada mähised, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Trafo saab kerida mähisjuhtmega nagu PEV või PEL, mille läbimõõt ei ületa 0,3 mm, mis võimaldab teha rõngale veidi suurema arvu pöördeid, vähemalt 10...15, mis mõnevõrra teeb parandada vooluringi tööd.
Mähised tuleb kerida kaheks juhtmeks, seejärel ühendage mähiste otsad, nagu joonisel näidatud. Skeemil mähiste algus on näidatud punktiga. Võite kasutada mis tahes väikese võimsusega n-p-n transistorit: KT315, KT503 jms. Tänapäeval on lihtsam leida imporditud transistori, näiteks BC547.
Kui teil pole n-p-n transistorit käepärast, võite kasutada näiteks KT361 või KT502. Kuid sel juhul peate aku polaarsust muutma.
Takisti R1 valitakse parima LED-sära järgi, kuigi vooluahel töötab ka siis, kui see lihtsalt hüppajaga asendada. Ülaltoodud diagramm on mõeldud lihtsalt "lõbu pärast" katsete läbiviimiseks. Nii et pärast kaheksatunnist pidevat töötamist ühel LED-il langeb aku pinge 1,5 V pealt 1,42 V peale. Võime öelda, et see ei tühjene peaaegu kunagi.
Ahela kandevõime uurimiseks võite proovida paralleelselt ühendada veel mitu LED-i. Näiteks nelja LED-iga töötab vooluahel üsna stabiilselt edasi, kuue LED-iga hakkab transistor soojenema, kaheksa LED-iga heledus langeb märgatavalt ja transistor läheb väga kuumaks. Kuid skeem töötab endiselt. Kuid see on mõeldud ainult teadusuuringuteks, kuna transistor ei tööta selles režiimis pikka aega.
Kui plaanite selle vooluringi põhjal luua lihtsa taskulambi, peate lisama veel paar osa, mis tagavad LED-i eredama sära.
On lihtne näha, et selles vooluringis ei tööta LED-i mitte pulseeriv, vaid alalisvool. Loomulikult on sel juhul heledus veidi suurem ja kiirgava valguse pulsatsioonide tase on palju väiksem. Dioodiks sobib iga kõrgsagedusdiood, näiteks KD521 ().
Drosseliga muundurid
Veel üks lihtsaim diagramm on näidatud alloleval joonisel. See on mõnevõrra keerulisem kui joonisel 1 kujutatud skeem, sisaldab 2 transistorit, kuid kahe mähisega trafo asemel on sellel ainult induktiivpool L1. Sellist drosselit saab kerida samast säästulambist rõngale, mille jaoks on vaja kerida vaid 15 keerdu mähistraati läbimõõduga 0,3...0,5 mm.
Valgusdioodil määratud induktiivpooli seadistusega saate pinge kuni 3,8 V (edasipingelang 5730 LED-il on 3,4 V), millest piisab 1 W LED-i toiteks. Ahela seadistamine hõlmab kondensaatori C1 mahtuvuse valimist vahemikus ±50% LED-i maksimaalsest heledusest. Ahel on töökorras, kui toitepinge on langetatud 0,7 V-ni, mis tagab aku mahu maksimaalse kasutamise.
Kui vaadeldavale vooluahelale lisatakse alaldi dioodil D1, filter kondensaatoril C1 ja zeneri diood D2, saate väikese võimsusega toiteallika, mida saab kasutada op-amp ahelate või muude elektrooniliste komponentide toiteks. Sel juhul valitakse induktiivpooli induktiivsus vahemikus 200...350 μH, Schottky tõkkega diood D1, zeneri diood D2 valitakse vastavalt toiteahela pingele.
Asjaolude eduka kombinatsiooni korral saate sellist muundurit kasutades saada väljundpinge 7...12V. Kui kavatsete konverterit kasutada ainult LED-ide toiteks, võib zeneri dioodi D2 vooluringist välja jätta.
Kõik vaadeldavad ahelad on kõige lihtsamad pingeallikad: LED-i läbiva voolu piiramine toimub samamoodi nagu erinevates võtmehoidjates või LED-tuledega tulemasinates.
LED, läbi toitenupu, ilma ühegi piirava takistita, toidab 3...4 väikest ketasakut, mille sisetakistus piirab LED-i läbiva voolu ohutule tasemele.
Praegused tagasiside ahelad
Kuid LED on lõppude lõpuks praegune seade. Pole asjata, et LED-ide dokumentatsioon näitab alalisvoolu. Seetõttu sisaldavad tõelised LED-toiteahelad voolu tagasisidet: kui LED-i läbiv vool saavutab teatud väärtuse, lahutatakse väljundaste toiteallikast.
Pinge stabilisaatorid töötavad täpselt samamoodi, ainult on pinge tagasiside. Allpool on vooluahel voolu tagasisidega LED-ide toiteks.
Lähemal uurimisel näete, et ahela aluseks on sama blokeeriv ostsillaator, mis on kokku pandud transistorile VT2. Transistor VT1 on tagasisideahela juht. Selle skeemi tagasiside toimib järgmiselt.
LED-id toiteallikaks on pinge, mis koguneb elektrolüütkondensaatorisse. Kondensaatorit laetakse läbi transistori VT2 kollektori impulsspingega dioodi. Alaldatud pinget kasutatakse LED-ide toiteks.
Valgusdioodide läbiv vool liigub mööda järgmist rada: kondensaatori positiivne plaat, piiravate takistitega LED-id, voolu tagasiside takisti (andur) Roc, elektrolüütkondensaatori negatiivne plaat.
Sellisel juhul tekib tagasisidetakistil pingelang Uoc=I*Roc, kus I on LED-ide kaudu voolav vool. Pinge kasvades (generaator ju töötab ja kondensaatorit laeb) suureneb LED-ide läbiv vool ja sellest tulenevalt suureneb tagasisidetakisti Roc pinge.
Kui Uoc jõuab 0,6 V-ni, avaneb transistor VT1, mis sulgeb transistori VT2 baas-emitteri ristmiku. Transistor VT2 sulgub, blokeeriv generaator peatub ja lõpetab elektrolüütkondensaatori laadimise. Koormuse mõjul kondensaator tühjeneb ja kondensaatori pinge langeb.
Kondensaatori pinge vähendamine viib LED-ide kaudu läbiva voolu vähenemiseni ja selle tulemusena tagasisidepinge Uoc vähenemiseni. Seetõttu transistor VT1 sulgub ja ei sega blokeeriva generaatori tööd. Generaator käivitub ja kogu tsükkel kordub ikka ja jälle.
Tagasisidetakisti takistust muutes saate LED-ide kaudu voolu laias vahemikus muuta. Selliseid ahelaid nimetatakse impulssvoolu stabilisaatoriteks.
Integraalsed voolu stabilisaatorid
Praegu toodetakse LED-ide praegusi stabilisaatoreid integreeritud versioonis. Näited hõlmavad spetsiaalseid mikroskeeme ZXLD381, ZXSC300. Allpool näidatud ahelad on võetud nende kiipide andmelehelt.
Joonisel on kujutatud ZXLD381 kiibi kujundust. See sisaldab PWM-generaatorit (impulssjuhtimine), vooluandurit (Rsense) ja väljundtransistori. Seal on ainult kaks rippuvat osa. Need on LED ja induktiivpool L1. Tüüpiline ühendusskeem on näidatud järgmisel joonisel. Mikrolülitus on toodetud SOT23 pakendis. Generatsioonisagedus 350 kHz on seatud sisemiste kondensaatorite poolt, seda ei saa muuta. Seadme kasutegur on 85%, koormuse all käivitamine on võimalik isegi 0,8V toitepingega.
Valgusdioodi päripinge ei tohiks olla suurem kui 3,5 V, nagu on näidatud joonise alumisel real. LED-i läbivat voolu juhitakse induktiivpooli induktiivsuse muutmisega, nagu on näidatud joonise paremal küljel olevas tabelis. Keskmine veerg näitab tippvoolu, viimane veerg näitab keskmist voolu läbi LED-i. Pulsatsiooni taseme vähendamiseks ja sära heleduse suurendamiseks on võimalik kasutada filtriga alaldit.
Siin kasutame 3,5 V päripingega LED-i, Schottky barjääriga kõrgsagedusdioodi D1 ja eelistatavalt madala ekvivalentse jadatakistusega (madal ESR) kondensaatorit C1. Need nõuded on vajalikud selleks, et tõsta seadme üldist efektiivsust, soojendades dioodi ja kondensaatorit võimalikult vähe. Väljundvool valitakse, valides induktiivpooli induktiivsuse sõltuvalt LED-i võimsusest.
See erineb ZXLD381-st selle poolest, et sellel pole sisemist väljundtransistorit ja vooluanduri takistit. See lahendus võimaldab oluliselt suurendada seadme väljundvoolu ja seetõttu kasutada suurema võimsusega LED-i.
Vooluandurina kasutatakse välistakistit R1, mille väärtust muutes saab määrata vajaliku voolu sõltuvalt LED-i tüübist. See takisti arvutatakse ZXSC300 kiibi andmelehel toodud valemite abil. Neid valemeid me siin ei esita, vajadusel on lihtne leida andmeleht ja sealt valemid üles otsida. Väljundvoolu piiravad ainult väljundtransistori parameetrid.
Kui lülitate kõik kirjeldatud vooluringid esimest korda sisse, on soovitatav aku ühendada läbi 10-oomise takisti. See aitab vältida transistori surma, kui näiteks trafo mähised on valesti ühendatud. Kui selle takistiga LED süttib, saab takisti eemaldada ja teha täiendavaid seadistusi.
Boriss Aladõškin
1,5-voldise või madalama pingega aku puhul pole see lihtsalt realistlik. See on tingitud asjaolust, et enamikul LED-idel on pingelang, mis ületab selle näitaja.
Kuidas valgustada LED-i 1,5-voldisest akust
Sellest olukorrast väljapääs võib olla ühe lihtsa transistori ja induktiivsuse kasutamine. Sisuliselt on see omapärane. Ahel on lihtne blokeeriv generaator, mida toidab 1,5-voldine aku, mis genereerib energia induktiivpoolisse pumpamise tulemusena üsna võimsaid impulsse. Ahel on lihtne ja selle saab kokku panna sõna otseses mõttes 10 minutiga.
T1 induktiivpool on valmistatud ferriitrõngast läbimõõduga 7 millimeetrit (selle mõõtmed on K7x4x3). Mähis sisaldab 21 keerdu, mis on valmistatud topeltvolditud emailitud PEV vasktraadist läbimõõduga 0,35 millimeetrit.
Pärast mähise lõpetamist tuleb ühe juhtme ots ühendada teise juhtme algusega. Tulemuseks on kraan mähise keskelt. Takistuse valimisel saate saavutada parema valgusvõimsuse.
See ahel on veel üks populaarsete muundurite seeriast LED töötab ühe akuga 1,5 volti juures.
LED-i muunduri töö kirjeldus alates 1,5 voltist
Pärast toite ühendamist takisti R2 kaudu avaneb transistor T1. Järgmisena avab takisti R3 läbiv vool transistori T2 ja vool hakkab voolama läbi induktiivpooli L1. Induktiivpooli L1 vool kasvab pidevalt ja selle määravad aku pinge, induktiivpooli ise, aga ka takisti R3 takistuse väärtus.
Kui vool induktiivpoolis saavutab maksimumi, muudab see oma suunda vastupidiseks ja seetõttu muutub ka pinge polaarsus. Sel hetkel sulgeb kondensaator C1 transistori T1, millele järgneb transistor T2. Vastupidise polaarsusega mähise vool läbib LED-i, mis süttib. Mõne aja pärast lülituvad transistor T1 ja T2 sisse ning tsükkel kordub uuesti.
Muundur on võimeline tõstma pinget kuni 10 volti, nii et see suudab hõlpsasti täis heledusega valgustada isegi kaks või kolm dioodi. LED-i läbivat voolu saab teatud piirides reguleerida, muutes takisti R3 takistust.
LED-muundur on kokku pandud ühepoolsele plaadile
