Számos egyszerű LED tápáramkör. Hogyan világítsunk LED-et egy akkumulátorról Dióda 1,5-ös akkumulátorról

Nem tudom, ti hogy vagytok vele, de az elemek irracionális használata lehangol a modern világban. Veszünk egy 1,5 voltost például TV távirányítónak. Működik, és örömet okoz nekünk azzal, hogy a kanapé elhagyása nélkül válthat csatornát. De idővel kezdődnek a meghibásodások, sokszor kell nyomni a gombokat, hogy legalább valami akciót elérjünk, a távirányítót karnyújtásnyira kell tartani... Az elem lemerült. Mint mindig, most is változtatunk, mit tegyünk. De ha ellenőrzi a feszültséget benne, nem valószínű, hogy nulla lesz. Tegyük fel, hogy maradt egy volt. És hova tegyem? Kár kidobni, de nincs hová használni, semmi értelmes dolgot nem tudsz áram alá helyezni.

Ilyen szörnyű energiapazarlás kapcsán állítottam össze egy „joule thief” áramkört a többi fogyasztó által elutasított akkumulátorok „utóégetésére” LED segítségével. Azért hívják így, mert képes szinte teljesen lemeríteni az akkumulátort, megfosztva az utolsó joule energiától. Általánosságban elmondható, hogy az „Apokalipszis zseblámpája”, amely bármilyen szemétre működik, nagyon jó ötlet.
A legérdekesebb ebben a készülékben valójában az a tény, hogy a LED alacsony feszültségű áramforrásról működik. Általában egy LED-hez 2,5-4 volt szükséges (színtől függően), ha a feszültség alacsonyabb, egyszerűen nem kapcsol be. Ez az áramkör erősítő konverterként működik, és a kimenete pontosan akkora feszültség, amelyre a LED-nek szüksége van.

Az áramkör nagyon egyszerű, minimális részletekkel. A kondenzátor és a dióda kiiktatható.


A készülék szíve a transzformátor. Ferritgyűrűre van feltekerve. Használt PC alaplap gyűrűi jól működnek.


Vegyünk egy zománcozott rézhuzalt (az enyém átmérője 0,3, vagy valami - rozsdás féknyereg), félbehajtjuk, és elkezdjük tekerni a gyűrű köré.

Összesen 20 fordulat szükséges. A jövőre nézve a pálya második változata 26 fordulatot tartalmaz (a változatosság kedvéért).
Utána döntünk a tekercsekről. Két kimenetet kapunk felül és kettőt alul. A lakkot eltávolítjuk róluk bármilyen ismert módszerrel - csiszolópapírral, tűzzel, aszpirinnel. A multiméter tárcsázási funkciójával megtaláljuk az „egy felül, egy alul” tűk kombinációját, amikor nem nyikorog - ez lesz a két tekercs találkozási pontja. Antifázisban kapcsolódnak össze, vagyis az egyik vége a másik elejéhez.


Én a KT315G tranzisztort használtam, de lehetséges más terminálbetűvel is. Az elektronikai mérnök barátom, amikor megmutatom neki a legújabb házi készítésű termékemet (vagy valaki mást az interneten), azonnal megkérdezi, hány KT315 van benne. Ha egynél kevesebb, akkor használhatatlan és lélektelen a készülék, ha van, de más tranzisztorokkal együtt, akkor minden rajta múlik, több KT315-nél jó és korrekt, minden funkciót egyetlen tranzisztor biztosít ez a márka - a legmagasabb osztály.
Az áramkör második változatában - KT361D. Ennek megfelelően a LED és az akkumulátor polaritása bekapcsol.
Az alapáramkör ellenállása 1 kOhm.
Meleg fehér LED sárga árnyalattal. A piacot elárasztó kínai kézműves termékek mindegyike hideg fehér fényű és kékes árnyalatú. Van egy 100 ohmos ellenállásom a LED alá forrasztva. Korlátozza az áramot.



Hú, működik. Nagyon erős varázslat.




Miniatürizálási munka. Erre az áramkörre alapozva nagyon szeretnék magamnak építeni egy elemlámpát, ami elégeti az elemeket. Leszedtem az ellenállást a LED elől, hogy jobban világítson.

A LED mindenkinek jó – fényesen világít, sokáig bírja és keveset fogyaszt. Sajnos azonban a meglévő eszközök egyike sem tud 1-1,5 V feszültséggel működni. A jelző LED-eknek legalább 1,8-2, a nagy teljesítményű szuperfényeseknek pedig még több - 2,5 - 3,5 V-nak kell lennie. Van azonban kiút a helyzetről, és nem különösebben nehéz. Mivel a LED-ek keveset fogyasztanak, tápellátásukhoz elég egy egyszerű boost converter összeszerelése, amit ma meg is teszünk.

Az alább bemutatott áramkör lehetővé teszi egy meglehetősen erős (1 W-ig terjedő) LED megvilágítását, amelynek feszültsége mindössze 0,7-2 V (egy elem vagy akkumulátor), és használható kisfeszültségű berendezések megvilágítására vagy kis méretű. csak egy elemről vagy akkumulátorról működő zseblámpa.

L1-ként célszerű rádiótelefonból kész SMD fojtót használni, de saját kezűleg is elkészítheti. Ehhez elég egy hibás energiatakarékos lámpáról 15 menet PEV 0,2 vezetéket feltekerni a gyűrűre. Az átalakító egyetlen nagy méretű része az erős KT805 tranzisztor. SMD csomagban cserélhető hasonlóra.

Az eszköz beállítása a C1 kondenzátor kapacitásának a LED maximális fényerősségének +-50%-án belüli kiválasztásához vezet. A megadott L1 paraméterekkel a LED feszültsége elérheti a 3,8 V-ot. Az áramkör mindössze 0,7 V bemeneti feszültséggel való működőképességének köszönhetően egy ilyen zseblámpa szinte az akkumulátor teljes energiáját képes előállítani.

A második kialakítás elvileg bármely olyan berendezés alkatrészének táplálására használható, amelyek 7-12 V feszültséget igényelnek. Az áramkör terhelhetősége természetesen kicsi, de egy ilyen átalakító teljesítménye teljesen elegendő a tápellátáshoz. mondjuk egy műveleti erősítő. Az alábbi ábrán három nagy fényerejű LED-et használnak terhelésként, amelyek viszont beépíthetők zseblámpába vagy kerékpáros fényszóróba.

Az átalakítót egy 1,5 V-os elem táplálja, az induktor induktivitása 200-300 μH tartományban kell, hogy legyen, ettől és a D1 diódától (Schottke dióda) függ a teljes készülék kimeneti feszültsége és hatásfoka. A LED-ek táplálására átalakító használatakor a D2 zener dióda kiiktatható, az elektronikai alkatrészek táplálásakor pedig a szükséges stabilizációs feszültség szerint választható, miközben a C1 simítókapacitást egyidejűleg növeljük.

És még egy séma, amit személyesen nem teszteltem, de egyszerűségében magával ragadó. A fejlesztő szerint teljesen kritikátlan a rádióelemek paramétereivel szemben, és egy gyakorlatilag „halott” elemből szuperfényes LED-et képes világítani 0,7 V feszültséggel.

Tranzisztor - bármilyen kis teljesítményű szilícium (a szerző KT315-öt használt), dióda - bármilyen szilícium, kondenzátor 47 μF x 6 V elektrolit, ellenállás R1 értéke - 1 Kom. A transzformátor ferritgyűrűre készült, az alaplapból kitépve (nyilván a teljesítményszűrő áramköréből). Mindkét tekercs 20 menet 0,2 zománcozott huzalt tartalmaz. Ha az átalakító nem indul el, cserélje ki a transzformátor egyik tekercsének kivezetéseit.

Mindkét T1 tekercs 35 fordulatot tartalmaz, I - huzalátmérő 0,15, II - 0,32. A LED áramkörökben lévő áramkorlátozó ellenállások kiküszöbölhetők.

Anyagok alapján és az esxema.ru szponzorunk engedélyével

Annak ellenére, hogy az üzletekben különféle kivitelű LED-es zseblámpák széles választéka található, a rádióamatőrök saját áramkör-változatokat fejlesztenek a fehér szuperfényes LED-ek táplálására. A feladat alapvetően abból adódik, hogy hogyan tápláljunk egy LED-et egyetlen elemről vagy akkumulátorról, és hogyan végezzünk gyakorlati kutatásokat.

Pozitív eredmény után az áramkört szétszereljük, az alkatrészeket egy dobozba rakjuk, a kísérletet befejezzük, és beáll az erkölcsi elégedettség. A kutatás gyakran meg is áll itt, de néha az a tapasztalat, hogy egy adott egységet egy kenyérdeszkára szerelnek össze, valódi dizájnná válik, amely a művészet minden szabálya szerint készült. Az alábbiakban néhány egyszerű áramkört tekintünk meg, amelyeket rádióamatőrök fejlesztettek ki.

Bizonyos esetekben nagyon nehéz meghatározni, hogy ki a séma szerzője, mivel ugyanaz a séma különböző webhelyeken és különböző cikkekben jelenik meg. A cikkek szerzői gyakran őszintén írják, hogy ezt a cikket az interneten találták meg, de nem ismert, hogy ki tette közzé ezt a diagramot először. Sok áramkört egyszerűen lemásolnak ugyanazon kínai zseblámpák tábláiról.

Miért van szükség konverterekre?

A helyzet az, hogy az egyenfeszültségesés általában nem kevesebb, mint 2,4...3,4 V, így egyszerűen lehetetlen LED-et világítani egy 1,5 V feszültségű akkumulátorról, és még inkább egy akkumulátorról 1,2V feszültséggel. Itt két kiút van. Vagy használjon három vagy több galvanikus cellából álló akkumulátort, vagy építse meg legalább a legegyszerűbbet.

Ez az az átalakító, amely lehetővé teszi a zseblámpa táplálását egyetlen elemmel. Ez a megoldás csökkenti a tápegységek költségeit, ráadásul teljesebb kihasználást tesz lehetővé: sok konverter akár 0,7V-os mély akkumulátorkisüléssel is működik! Az átalakító használata lehetővé teszi a zseblámpa méretének csökkentését is.

Az áramkör egy blokkoló oszcillátor. Ez a klasszikus elektronikus áramkörök egyike, így ha megfelelően van összeszerelve és jól működik, azonnal működésbe lép. Ebben az áramkörben a legfontosabb dolog a Tr1 transzformátor helyes tekercselése, és nem összetéveszteni a tekercsek fázisozását.

A transzformátor magjaként használhat egy ferritgyűrűt egy használhatatlan tábláról. Elegendő a szigetelt huzal több menetét feltekerni és a tekercseket csatlakoztatni az alábbi ábra szerint.

A transzformátor legfeljebb 0,3 mm átmérőjű tekercshuzallal, például PEV vagy PEL tekercselhető, ami lehetővé teszi, hogy a gyűrűn valamivel nagyobb fordulatszámot, legalább 10...15 fordulatot helyezzen el, ami valamelyest javítja az áramkör működését.

A tekercseket két vezetékre kell feltekerni, majd az ábrán látható módon csatlakoztassa a tekercsek végeit. A tekercsek kezdetét az ábrán egy pont jelzi. Bármilyen kis teljesítményű n-p-n tranzisztort használhat: KT315, KT503 és hasonlók. Manapság könnyebb találni egy importált tranzisztort, például a BC547-et.

Ha nincs kéznél n-p-n tranzisztor, használhatja például a KT361-et vagy a KT502-t. Ebben az esetben azonban meg kell változtatnia az akkumulátor polaritását.

Az R1 ellenállást a legjobb LED-fény alapján választják ki, bár az áramkör akkor is működik, ha egyszerűen egy jumperre cserélik. A fenti diagram egyszerűen „szórakoztatásra” készült, kísérletek elvégzésére. Így nyolc óra folyamatos működés után egyetlen LED-en az akkumulátor 1,5 V-ról 1,42 V-ra esik le. Azt mondhatjuk, hogy szinte soha nem merül ki.

Az áramkör terhelhetőségének tanulmányozásához megpróbálhat több LED-et párhuzamosan csatlakoztatni. Például négy LED esetén az áramkör továbbra is meglehetősen stabilan működik, hat LED esetén a tranzisztor felmelegszik, nyolc LED esetén a fényerő észrevehetően csökken, és a tranzisztor nagyon felmelegszik. De a rendszer továbbra is működik. De ez csak tudományos kutatásra vonatkozik, mivel a tranzisztor nem fog sokáig működni ebben az üzemmódban.

Ha egy egyszerű zseblámpát tervez létrehozni ezen az áramkörön, akkor hozzá kell adnia néhány további alkatrészt, amely biztosítja a LED fényesebb fényét.

Könnyen belátható, hogy ebben az áramkörben a LED-et nem pulzáló, hanem egyenáram táplálja. Természetesen ebben az esetben a ragyogás fényereje valamivel magasabb lesz, és a kibocsátott fény pulzálási szintje sokkal kisebb lesz. Diódaként bármilyen nagyfrekvenciás dióda, például KD521 () alkalmas.

Fojtószelepes átalakítók

Egy másik legegyszerűbb diagram az alábbi ábrán látható. Valamivel bonyolultabb, mint az 1. ábrán látható áramkör, 2 tranzisztort tartalmaz, de két tekercses transzformátor helyett csak L1 induktor van benne. Egy ilyen fojtótekercs ugyanabból az energiatakarékos lámpából egy gyűrűre tekerhető, amihez mindössze 15 menetnyi 0,3...0,5 mm átmérőjű tekercshuzalt kell feltekerni.

A LED-en megadott induktor beállítással akár 3,8 V feszültséget is kaphat (az 5730 LED-en előremenő feszültségesés 3,4 V), ami elegendő egy 1 W-os LED táplálásához. Az áramkör beállítása magában foglalja a C1 kondenzátor kapacitásának kiválasztását a LED maximális fényerejének ±50%-a tartományban. Az áramkör akkor működik, ha a tápfeszültség 0,7 V-ra csökken, ami biztosítja az akkumulátor kapacitásának maximális kihasználását.

Ha a szóban forgó áramkört kiegészítjük a D1 diódán lévő egyenirányítóval, a C1 kondenzátor szűrőjével és a D2 zener diódával, akkor kis teljesítményű tápegységet kapunk, amely op-amp áramkörök vagy más elektronikus alkatrészek táplálására használható. Ebben az esetben az induktor induktivitását 200...350 μH tartományban választjuk meg, a D1 diódát Schottky-sorompóval, a D2 zener-diódát a betáplált áramkör feszültségének megfelelően.

A körülmények sikeres kombinációjával egy ilyen átalakítóval 7...12V kimeneti feszültség érhető el. Ha az átalakítót csak LED-ek táplálására tervezi használni, a D2 zener dióda kizárható az áramkörből.

Az összes figyelembe vett áramkör a legegyszerűbb feszültségforrás: a LED-en keresztüli áram korlátozása nagyjából ugyanúgy történik, mint a különféle kulcstartókban vagy LED-es öngyújtókban.

A LED a bekapcsológombon keresztül, korlátozó ellenállás nélkül, 3...4 db kislemezes elemről táplálja, melyek belső ellenállása biztonságos szintre korlátozza a LED-en átmenő áramot.

Aktuális visszacsatoló áramkörök

De a LED végül is egy aktuális eszköz. A LED-ek dokumentációja nem hiába jelez egyenáramot. Ezért a valódi LED tápáramkörök áramvisszacsatolást tartalmaznak: amint a LED-en áthaladó áram elér egy bizonyos értéket, a végfok le van választva a tápegységről.

A feszültségstabilizátorok pontosan ugyanúgy működnek, csak van feszültség visszacsatolás. Az alábbiakban egy áramkör látható a LED-ek áram-visszacsatolású táplálására.

Közelebbről megvizsgálva látható, hogy az áramkör alapja ugyanaz a blokkoló oszcillátor, amely a VT2 tranzisztorra van szerelve. A VT1 tranzisztor a vezérlő a visszacsatoló áramkörben. A visszajelzés ebben a sémában a következőképpen működik.

A LED-eket egy elektrolitkondenzátoron felhalmozódó feszültség táplálja. A kondenzátort a VT2 tranzisztor kollektorának impulzusfeszültségű diódája tölti fel. Az egyenirányított feszültséget a LED-ek táplálására használják.

A LED-eken áthaladó áram a következő úton halad: a kondenzátor pozitív lemeze, a határoló ellenállásokkal ellátott LED-ek, az Roc áram-visszacsatoló ellenállás (érzékelő), az elektrolitkondenzátor negatív lemeze.

Ebben az esetben a visszacsatoló ellenálláson Uoc=I*Roc feszültségesés jön létre, ahol I a LED-eken áthaladó áram. A feszültség növekedésével (végül is a generátor működik és tölti a kondenzátort), a LED-eken áthaladó áram növekszik, és ennek következtében a Roc visszacsatoló ellenállás feszültsége nő.

Amikor az Uoc eléri a 0,6 V-ot, a VT1 tranzisztor kinyílik, lezárva a VT2 tranzisztor bázis-emitter csomópontját. A VT2 tranzisztor zár, a blokkoló generátor leáll, és leállítja az elektrolitkondenzátor töltését. Terhelés hatására a kondenzátor lemerül, és a kondenzátor feszültsége csökken.

A kondenzátor feszültségének csökkentése a LED-eken áthaladó áram csökkenéséhez vezet, és ennek eredményeként az Uoc visszacsatoló feszültség csökkenéséhez. Ezért a VT1 tranzisztor zár, és nem zavarja a blokkoló generátor működését. A generátor elindul, és az egész ciklus újra és újra megismétlődik.

A visszacsatoló ellenállás ellenállásának megváltoztatásával széles tartományon belül változtathatja a LED-eken keresztüli áramot. Az ilyen áramköröket impulzusáram-stabilizátoroknak nevezik.

Integrált áramstabilizátorok

Jelenleg a LED-ek jelenlegi stabilizátorait integrált változatban gyártják. Ilyenek például a speciális mikroáramkörök ZXLD381, ZXSC300. Az alább látható áramkörök ezen chipek adatlapjából származnak.

Az ábrán a ZXLD381 chip kialakítása látható. Tartalmaz egy PWM generátort (Pulse Control), egy áramérzékelőt (Rsense) és egy kimeneti tranzisztort. Csak két függő rész van. Ezek a LED és az L1 induktor. Egy tipikus csatlakozási rajz látható a következő ábrán. A mikroáramkör SOT23 csomagban készül. A 350 kHz-es generálási frekvenciát belső kondenzátorok állítják be, ez nem változtatható. A készülék hatásfoka 85%, terhelés alatti indítás akár 0,8V tápfeszültség mellett is lehetséges.

A LED előremenő feszültsége nem haladhatja meg a 3,5 V-ot, amint az az ábra alsó sorában látható. A LED-en áthaladó áram szabályozása az induktor induktivitásának változtatásával történik, amint az az ábra jobb oldalán található táblázatban látható. A középső oszlop a csúcsáram, az utolsó oszlop a LED-en áthaladó átlagos áramerősséget mutatja. A hullámosság szintjének csökkentése és a ragyogás fényerejének növelése érdekében szűrővel ellátott egyenirányítót használhat.

Itt 3,5 V-os előremenő feszültségű LED-et, Schottky-gáttal ellátott D1 nagyfrekvenciás diódát és lehetőleg alacsony ekvivalens soros ellenállású (alacsony ESR) C1 kondenzátort használunk. Ezek a követelmények szükségesek az eszköz általános hatékonyságának növelése érdekében, a dióda és a kondenzátor a lehető legkevesebb fűtése érdekében. A kimeneti áram kiválasztása az induktor induktivitásának kiválasztásával történik a LED teljesítményétől függően.

Abban különbözik a ZXLD381-től, hogy nincs benne belső kimeneti tranzisztor és áramérzékelő ellenállás. Ez a megoldás lehetővé teszi az eszköz kimeneti áramának jelentős növelését, és ezért nagyobb teljesítményű LED használatát.

Áramérzékelőként egy külső R1 ellenállást használnak, melynek értékének változtatásával a LED típusától függően beállítható a szükséges áramerősség. Ezt az ellenállást a ZXSC300 chip adatlapjában megadott képletekkel számítják ki. Ezeket a képleteket itt nem mutatjuk be, ha szükséges, könnyen találunk egy adatlapot, és onnan keressük meg a képleteket. A kimeneti áramot csak a kimeneti tranzisztor paraméterei korlátozzák.

Amikor először kapcsolja be az összes leírt áramkört, tanácsos az akkumulátort egy 10 ohmos ellenálláson keresztül csatlakoztatni. Ez segít elkerülni a tranzisztor halálát, ha például a transzformátor tekercseit nem megfelelően csatlakoztatják. Ha a LED ezzel az ellenállással világít, akkor az ellenállás eltávolítható és további beállításokat lehet végezni.

Borisz Aladyskin

Egy 1,5 voltos vagy alacsonyabb feszültségű akkumulátortól egyszerűen nem reális. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a legtöbb LED feszültségesése meghaladja ezt az értéket.

Hogyan világítsunk LED-et 1,5 voltos akkumulátorról

Ebből a helyzetből kiút lehet egy egyszerű tranzisztor és induktivitás használata. Lényegében sajátos. Az áramkör egy egyszerű blokkoló generátor, amelyet egy 1,5 voltos akkumulátor táplál, és meglehetősen erős impulzusokat generál az energia induktorba való pumpálásával. Az áramkör egyszerű, és szó szerint 10 perc alatt összeszerelhető.

A T1 induktor 7 milliméter átmérőjű ferritgyűrűre készül (méretei K7x4x3). A tekercs 21 menetet tartalmaz, duplán hajtogatott zománcozott PEV rézhuzalból, 0,35 milliméter átmérőjű.

A tekercselés befejezése után az egyik vezeték végét össze kell kötni a másik vezeték elejével. Az eredmény egy csap a tekercs közepétől. Az ellenállás kiválasztásával jobb fénykibocsátást érhet el.

Ez az áramkör egy másik a népszerű konverterek sorozatából LED egy elemmel működik 1,5 volton.

A LED átalakító működésének leírása 1,5 V-tól

Az R2 ellenálláson keresztüli tápfeszültség csatlakoztatása után a T1 tranzisztor kinyílik. Ezután az R3 ellenálláson átfolyó áram megnyitja a T2 tranzisztort, és az áram elkezd átfolyni az L1 induktivitáson. Az L1 induktor árama folyamatosan növekszik, és az akkumulátor feszültsége, maga az induktor, valamint az R3 ellenállás ellenállása határozza meg.

Amikor az induktivitás árama eléri a maximumát, az ellenkező irányba változtatja az irányát, és így a feszültség polaritása is megváltozik. Ebben a pillanatban a C1 kondenzátor lezárja a T1 tranzisztort, majd a T2 tranzisztort. Az ellenkező polaritású tekercsből származó áram áthalad a LED-en, amely világít. Egy idő után a T1 és T2 tranzisztor bekapcsol, és a ciklus újra megismétlődik.

Az átalakító 10 V-ig képes a feszültséget növelni, így akár két-három diódát is könnyedén megvilágít teljes fényerővel. A LED-en átfolyó áram bizonyos határok között állítható az R3 ellenállás ellenállásának változtatásával.

A LED konverter egyoldalas táblára van felszerelve