Keletas paprastų LED maitinimo grandinių. Kaip apšviesti LED iš vienos baterijos Diodas iš 1,5 baterijos
Nežinau kaip jūs, bet neracionalus baterijų naudojimas mane slegia šiuolaikiniame pasaulyje. Perkame 1,5 volto, pavyzdžiui, televizoriaus nuotolinio valdymo pultui. Jis veikia ir mus džiugina savo galimybe keisti kanalus nepaliekant sofos. Bet laikui bėgant prasideda gedimai, reikia daug kartų spausti mygtukus, kad būtų pasiektas bent koks veiksmas, pultelį reikia laikyti ištiestos rankos atstumu... Baterija išsikrovusi. Kaip visada, keičiame, ką daryti. Bet jei patikrinsite įtampą jame, mažai tikėtina, kad ji bus lygi nuliui. Tarkime, liko vienas voltas. Ir kur man jį dėti? Gaila jį išmesti, bet nėra kur jo panaudoti; nieko protingo negalite įjungti.
Dėl tokio siaubingo energijos švaistymo aš sukūriau „džaulio vagies“ grandinę, kad „padeginčiau“ baterijas, kurias kiti vartotojai atmetė naudodami LED. Jis taip vadinamas, nes gali beveik visiškai iškrauti akumuliatorių, atimdamas paskutinį energijos džaulį. Ir apskritai „Apokalipsės žibintuvėlis“, veikiantis ant bet kokių šiukšlių, yra labai šauni idėja.
Įdomiausias dalykas šiame įrenginyje, tiesą sakant, yra pats faktas, kad šviesos diodas veikia iš žemos įtampos maitinimo šaltinio. Paprastai šviesos diodui reikia 2,5 - 4 voltų (priklausomai nuo spalvos), jei įtampa mažesnė, jis tiesiog neįsijungs. Ši grandinė veikia kaip padidinimo keitiklis, o jos išvestis yra būtent tokia įtampa, kurios reikia šviesos diodui.
Grandinė labai paprasta, su minimaliomis detalėmis. Kondensatorius ir diodas gali būti pašalinti. 
Prietaiso širdis yra transformatorius. Jis suvyniotas ant ferito žiedo. Žiedai iš naudotos kompiuterio pagrindinės plokštės veikia gerai. 
Paimame emaliuotą varinę vielą (mano skersmuo yra 0,3, arba kažkas - surūdijęs suportas), perlenkiame per pusę ir pradedame vynioti aplink žiedą. 
Iš viso reikia 20 apsisukimų. Žvelgiant į ateitį, antroji grandinės versija turi 26 posūkius (įvairovei).
Po to nusprendžiame dėl ritinių. Gauname du išėjimus viršuje ir du apačioje. Laką nuo jų pašaliname bet kokiu žinomu būdu – švitriniu popieriumi, ugnimi, Aspirinu. Naudodamiesi multimetro rinkimo funkcija, randame kaiščių derinį „vienas viršuje, vienas apačioje“, kai jis negirgžda - tai bus dviejų ritių sandūra. Jie jungiasi priešfazėje, tai yra, vieno galas yra kito pradžia. 
Aš naudojau tranzistorių KT315G, bet tai įmanoma su kita gnybto raide. Mano draugas elektronikos inžinierius, kai parodau jam savo naujausią naminį gaminį (ar kieno nors kito internete), iškart paklausia, kiek KT315 yra viduje. Jei yra mažiau nei vienas, įrenginys yra nenaudingas ir bedvasis; jei yra vienas, bet kartu su kitais tranzistoriais, tada viskas remiasi į jį; keliuose KT315 jis yra geras ir teisingas; visas funkcijas užtikrina vienas tranzistorius šis prekės ženklas – aukščiausios klasės.
Antroje grandinės versijoje - KT361D. Atitinkamai įsijungia šviesos diodo ir akumuliatoriaus poliškumas.
Rezistorius bazinėje grandinėje yra 1 kOhm.
Šiltai baltas LED su geltonu atspalviu. Visi rinką užplūdę kinų amatai turi šaltai baltą švytėjimą ir melsvą atspalvį. Turiu 100 omų rezistorių, lituotą po mano LED. Tai riboja srovę. 
Oho, tai veikia. Labai galingas kerėjimas. 
Miniatiūrizavimo darbai. Remdamasis šia grandine, aš tikrai noriu sukurti žibintuvėlį, kuris degina baterijas. Nuėmiau rezistorių priešais LED, kad jis šviestų ryškiau.
Šviesos diodas tinka visiems – ryškiai šviečia, ilgai tarnauja, mažai sunaudoja. Bet, deja, nė vienas iš esamų įrenginių negali veikti esant 1-1,5 V įtampai. Indikatoriniams šviesos diodams reikia bent 1,8-2, o galingiems itin ryškiems dar daugiau - 2,5 - 3,5 V. Tačiau išeitis yra situacija ir nėra ypač sudėtinga. Kadangi šviesos diodai sunaudoja mažai, norint juos maitinti, užtenka surinkti paprastą stiprinimo keitiklį, ką šiandien ir padarysime.
Žemiau pateikta grandinė leidžia apšviesti gana galingą (iki 1 W) šviesos diodą, kurio įtampa yra tik 0,7 - 2 V (vienas elementas arba baterija) ir gali būti naudojamas apšvietimui žemos įtampos įrenginiuose arba kaip mažo dydžio. žibintuvėlis, veikiantis tik su viena baterija arba akumuliatoriumi.
Kaip L1, prasminga naudoti paruoštą SMD droselį iš radijo telefono, tačiau galite tai padaryti patys. Norėdami tai padaryti, pakanka 15 apsisukimų PEV 0,2 vielos ant žiedo iš sugedusios energiją taupančios lempos. Vienintelė didelė keitiklio dalis yra galingas KT805 tranzistorius. Jį galima pakeisti panašiu SMD pakuotėje.
Įrenginio nustatymas apima kondensatoriaus C1 talpos pasirinkimą +-50% didžiausio šviesos diodo ryškumo. Esant nurodytiems L1 parametrams, šviesos diodo įtampa gali siekti 3,8 V. Dėl grandinės veikimo, kai įėjimo įtampa yra tik 0,7 V, toks žibintuvėlis gali generuoti beveik visą akumuliatoriaus energiją.
Antroji konstrukcija iš esmės gali būti naudojama maitinti bet kokius įrangos komponentus, kuriems reikalinga 7-12 V įtampa. Žinoma, grandinės apkrova yra nedidelė, tačiau tokio keitiklio galios visiškai pakanka maitinti. tarkim, operacinis stiprintuvas. Žemiau pateiktoje diagramoje trys didelio ryškumo šviesos diodai naudojami kaip apkrova, kuriuos savo ruožtu galima montuoti į žibintuvėlį arba dviračio priekinį žibintą.
Keitiklis maitinamas vienu 1,5 V elementu. Induktoriaus induktyvumas turi būti 200-300 μH, nuo jo ir nuo diodo D1 (Schottke diodas) priklausys viso įrenginio išėjimo įtampa ir efektyvumas. Šviesos diodams maitinti naudojant keitiklį, zenerio diodą D2 galima panaikinti, o maitinant elektroninius komponentus – pasirinkti pagal reikiamą stabilizavimo įtampą, kartu didinant išlyginamąją talpą C1.
Ir dar viena schema, kurios aš asmeniškai nebandžiau, bet žavi savo paprastumu. Pasak kūrėjo, jis visiškai nekritiškas radijo elementų parametrams ir gali iš vieno praktiškai „negyvo“ elemento apšviesti itin ryškų šviesos diodą, kurio įtampa yra 0,7 V. 
Tranzistorius - bet koks mažos galios silicis (autorius naudojo KT315), diodas - bet koks silicis, kondensatorius 47 μF x 6 V elektrolitinis, rezistoriaus R1 vertė - 1 Kom. Transformatorius pagamintas ant ferito žiedo, išplėšto iš pagrindinės plokštės (matyt, iš galios filtro grandinės). Abiejose apvijose yra 20 vijų 0,2 emaliuotos vielos. Jei keitiklis neįsijungia, pakeiskite vieno iš transformatoriaus apvijų gnybtus.
Abiejose apvijose T1 yra 35 apsisukimai, I - vielos skersmuo 0,15, II - 0,32. Srovę ribojančius rezistorius LED grandinėse galima pašalinti.
Remiantis medžiaga ir gavus mūsų rėmėjo esxema.ru leidimą
Nepaisant plataus įvairių konstrukcijų LED žibintuvėlių pasirinkimo parduotuvėse, radijo mėgėjai kuria savo grandinių versijas, skirtas maitinti baltus itin ryškius šviesos diodus. Iš esmės užduotis yra kaip maitinti šviesos diodą tik iš vienos baterijos ar akumuliatoriaus ir atlikti praktinius tyrimus.
Gavus teigiamą rezultatą, grandinė išardoma, dalys sudedamos į dėžę, eksperimentas baigiamas ir atsiranda moralinis pasitenkinimas. Dažnai tyrimai tuo ir sustoja, tačiau kartais patirtis surenkant konkretų įrenginį ant duonos lentos virsta tikru dizainu, pagamintu pagal visas meno taisykles. Žemiau aptariame keletą paprastų grandinių, kurias sukūrė radijo mėgėjai.
Kai kuriais atvejais labai sunku nustatyti, kas yra schemos autorius, nes ta pati schema yra skirtingose svetainėse ir skirtinguose straipsniuose. Dažnai straipsnių autoriai nuoširdžiai rašo, kad šis straipsnis buvo rastas internete, tačiau nežinoma, kas pirmą kartą paskelbė šią diagramą. Daugelis grandinių tiesiog nukopijuotos iš tų pačių kiniškų žibintuvėlių plokščių.
Kodėl reikalingi keitikliai?
Reikalas tas, kad tiesioginis įtampos kritimas, kaip taisyklė, yra ne mažesnis kaip 2,4...3,4 V, todėl tiesiog neįmanoma uždegti šviesos diodo iš vienos baterijos, kurios įtampa yra 1,5 V, o juo labiau iš akumuliatoriaus. su 1,2V įtampa. Čia yra dvi išeitis. Arba naudokite trijų ar daugiau galvaninių elementų bateriją, arba sukurkite bent patį paprasčiausią.
Būtent keitiklis leis žibintuvėlį maitinti tik su viena baterija. Šis sprendimas sumažina maitinimo šaltinių sąnaudas, be to, leidžia visapusiškiau išnaudoti: daugelis keitiklių veikia su giliu baterijos iškrovimu iki 0,7 V! Keitiklio naudojimas taip pat leidžia sumažinti žibintuvėlio dydį.
Grandinė yra blokuojantis osciliatorius. Tai viena iš klasikinių elektroninių grandinių, todėl tinkamai surinkta ir tvarkinga, ji pradeda veikti iškart. Pagrindinis dalykas šioje grandinėje yra teisingai apvynioti transformatorių Tr1 ir nepainioti apvijų fazavimo.
Kaip transformatoriaus šerdį galite naudoti ferito žiedą iš netinkamos naudoti plokštės. Pakanka apvynioti kelis izoliuoto laido apsisukimus ir sujungti apvijas, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.
Transformatorius gali būti apvyniotas ne didesnio kaip 0,3 mm skersmens apvijos viela, tokia kaip PEV arba PEL, kuri leis ant žiedo padaryti šiek tiek didesnį apsisukimų skaičių, bent 10...15, o tai kažkiek pagerinti grandinės veikimą.
Apvijos turi būti suvyniotos į du laidus, tada sujunkite apvijų galus, kaip parodyta paveikslėlyje. Apvijų pradžia diagramoje parodyta tašku. Galite naudoti bet kokį mažos galios n-p-n tranzistorių: KT315, KT503 ir pan. Šiais laikais lengviau rasti importuotą tranzistorių, pvz., BC547.
Jei po ranka neturite n-p-n tranzistoriaus, galite naudoti, pavyzdžiui, KT361 arba KT502. Tačiau tokiu atveju turėsite pakeisti baterijos poliškumą.
Rezistorius R1 parenkamas pagal geriausią LED švytėjimą, nors grandinė veikia net ir tiesiog pakeitus trumpikliu. Aukščiau pateikta diagrama skirta tiesiog „pramogui“, eksperimentams atlikti. Taigi po aštuonių valandų nepertraukiamo veikimo su vienu šviesos diodu baterija nukrenta nuo 1,5 V iki 1,42 V. Galime pasakyti, kad jis beveik niekada neišsikrauna.
Norėdami ištirti grandinės apkrovą, galite pabandyti lygiagrečiai prijungti dar kelis šviesos diodus. Pavyzdžiui, su keturiais šviesos diodais grandinė ir toliau veikia gana stabiliai, su šešiais šviesos diodais tranzistorius pradeda kaisti, aštuonių šviesos diodų šviesumas pastebimai krenta ir tranzistorius labai įkaista. Tačiau schema vis tiek veikia. Bet tai tik moksliniams tyrimams, nes tranzistorius ilgai neveiks šiuo režimu.
Jei pagal šią grandinę planuojate sukurti paprastą žibintuvėlį, turėsite pridėti dar porą dalių, kurios užtikrins ryškesnį LED švytėjimą.
Nesunku pastebėti, kad šioje grandinėje šviesos diodas maitinamas ne pulsuojančia, o nuolatine srove. Natūralu, kad šiuo atveju švytėjimo ryškumas bus šiek tiek didesnis, o skleidžiamos šviesos pulsacijos lygis bus daug mažesnis. Bet koks aukšto dažnio diodas, pavyzdžiui, KD521 (), bus tinkamas kaip diodas.
Keitikliai su droseliu
Kita paprasčiausia schema parodyta paveikslėlyje žemiau. Ji yra šiek tiek sudėtingesnė nei 1 paveiksle pateikta grandinė, joje yra 2 tranzistoriai, tačiau vietoj transformatoriaus su dviem apvijomis yra tik induktyvumas L1. Tokį droselį galima suvynioti ant žiedo iš tos pačios taupiosios lempos, kuriai reikės suvynioti tik 15 vijų 0,3...0,5 mm skersmens apvijos vielos.
Naudodami nurodytą induktoriaus nustatymą ant šviesos diodo, galite gauti iki 3,8 V įtampą (priekinis įtampos kritimas 5730 LED yra 3,4 V), kurios pakanka 1 W šviesos diodui maitinti. Konfigūruojant grandinę reikia pasirinkti kondensatoriaus C1 talpą ±50% didžiausio šviesos diodo ryškumo diapazone. Grandinė veikia, kai maitinimo įtampa yra sumažinta iki 0,7 V, o tai užtikrina maksimalų akumuliatoriaus talpos išnaudojimą.
Jei nagrinėjama grandinė bus papildyta lygintuvu ant diodo D1, filtru ant kondensatoriaus C1 ir zenerio diodu D2, gausite mažos galios maitinimo šaltinį, kurį galima naudoti operacinės stiprintuvo grandinėms ar kitiems elektroniniams komponentams maitinti. Šiuo atveju induktoriaus induktyvumas parenkamas 200...350 μH ribose, diodas D1 su Šotkio barjeru, zenerio diodas D2 parenkamas pagal tiekiamos grandinės įtampą.
Sėkmingai derinant aplinkybes, naudojant tokį keitiklį, galima gauti 7...12V išėjimo įtampą. Jei ketinate naudoti keitiklį tik šviesos diodams maitinti, zenerio diodas D2 gali būti pašalintas iš grandinės.
Visos nagrinėjamos grandinės yra paprasčiausi įtampos šaltiniai: srovės ribojimas per šviesos diodą atliekamas taip pat, kaip ir įvairiuose raktų pakabukuose arba žiebtuvėliuose su šviesos diodais.
LED, per maitinimo mygtuką, be jokio ribojančio rezistoriaus, maitinamas 3...4 mažų diskinių baterijų, kurių vidinė varža apriboja srovę per LED iki saugaus lygio.
Dabartinės grįžtamojo ryšio grandinės
Tačiau šviesos diodas yra dabartinis įrenginys. Ne veltui LED dokumentuose nurodoma nuolatinė srovė. Todėl tikrosiose LED maitinimo grandinėse yra grįžtamasis srovės ryšys: kai srovė per šviesos diodą pasiekia tam tikrą vertę, išėjimo pakopa atjungiama nuo maitinimo šaltinio.
Įtampos stabilizatoriai veikia lygiai taip pat, tik yra įtampos grįžtamasis ryšys. Žemiau pateikiama šviesos diodų maitinimo grandinė su srovės grįžtamuoju ryšiu.
Atidžiau panagrinėję matote, kad grandinės pagrindas yra tas pats blokuojantis generatorius, surinktas ant tranzistoriaus VT2. Tranzistorius VT1 yra grįžtamojo ryšio grandinės valdymo blokas. Atsiliepimai šioje schemoje veikia taip.
Šviesos diodai maitinami įtampa, kuri kaupiasi per elektrolitinį kondensatorių. Kondensatorius įkraunamas per diodą su impulsine įtampa iš tranzistoriaus VT2 kolektoriaus. Ištaisyta įtampa naudojama šviesos diodams maitinti.
Srovė per šviesos diodus teka tokiu keliu: teigiama kondensatoriaus plokštė, šviesos diodai su ribojančiais rezistoriais, srovės grįžtamojo ryšio rezistorius (jutiklis) Roc, neigiama elektrolitinio kondensatoriaus plokštė.
Šiuo atveju grįžtamojo ryšio rezistoriuje sukuriamas įtampos kritimas Uoc=I*Roc, kur I yra srovė per šviesos diodus. Didėjant įtampai (juk generatorius veikia ir įkrauna kondensatorių), didėja srovė per šviesos diodus, taigi, didėja grįžtamojo ryšio rezistoriaus Roc įtampa.
Kai Uoc pasiekia 0,6 V, atsidaro tranzistorius VT1, uždarantis tranzistoriaus VT2 bazės-emiterio sandūrą. Tranzistorius VT2 užsidaro, blokuojantis generatorius sustoja ir nustoja krauti elektrolitinį kondensatorių. Veikiant apkrovai, kondensatorius išsikrauna, o kondensatoriaus įtampa krenta.
Sumažinus kondensatoriaus įtampą, sumažėja srovė per šviesos diodus ir dėl to sumažėja grįžtamojo ryšio įtampa Uoc. Todėl tranzistorius VT1 užsidaro ir netrukdo blokuojančiam generatoriui veikti. Generatorius įsijungia ir visas ciklas kartojasi vėl ir vėl.
Keisdami grįžtamojo ryšio rezistoriaus varžą, galite keisti srovę per šviesos diodus plačiu diapazonu. Tokios grandinės vadinamos impulsinės srovės stabilizatoriais.
Integraliniai srovės stabilizatoriai
Šiuo metu dabartiniai šviesos diodų stabilizatoriai gaminami integruotoje versijoje. Pavyzdžiui, specializuotos mikroschemos ZXLD381, ZXSC300. Žemiau pateiktos grandinės yra paimtos iš šių lustų duomenų lapo.
Paveikslėlyje parodytas ZXLD381 lusto dizainas. Jame yra PWM generatorius (impulsinis valdymas), srovės jutiklis (Rsense) ir išėjimo tranzistorius. Yra tik dvi pakabinamos dalys. Tai yra šviesos diodas ir induktorius L1. Tipiška prijungimo schema parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje. Mikroschema gaminama SOT23 pakuotėje. 350KHz generavimo dažnis nustatomas vidiniais kondensatoriais, jo keisti negalima. Prietaiso efektyvumas yra 85%, paleidimas esant apkrovai galimas net esant 0,8 V maitinimo įtampai.
Šviesos diodo tiesioginė įtampa turi būti ne didesnė kaip 3,5 V, kaip nurodyta apatinėje eilutėje po paveikslu. Srovė per šviesos diodą valdoma keičiant induktoriaus induktyvumą, kaip parodyta lentelėje dešinėje paveikslo pusėje. Viduriniame stulpelyje rodoma didžiausia srovė, paskutiniame stulpelyje rodoma vidutinė srovė per šviesos diodą. Norint sumažinti bangavimo lygį ir padidinti švytėjimo ryškumą, galima naudoti lygintuvą su filtru.
Čia mes naudojame šviesos diodą, kurio tiesioginė įtampa yra 3,5 V, aukšto dažnio diodą D1 su Schottky barjeru ir kondensatorių C1, pageidautina su maža ekvivalentine serijine varža (maža ESR). Šie reikalavimai būtini siekiant padidinti bendrą įrenginio efektyvumą, kuo mažiau kaitinant diodą ir kondensatorių. Išėjimo srovė parenkama pasirenkant induktoriaus induktyvumą priklausomai nuo šviesos diodo galios.
Nuo ZXLD381 jis skiriasi tuo, kad neturi vidinio išėjimo tranzistoriaus ir srovės jutiklio rezistoriaus. Šis sprendimas leidžia žymiai padidinti įrenginio išėjimo srovę, todėl naudoti didesnės galios šviesos diodą.
Kaip srovės jutiklis naudojamas išorinis rezistorius R1, kurio reikšmę keičiant galima nustatyti reikiamą srovę priklausomai nuo LED tipo. Šis rezistorius apskaičiuojamas pagal formules, pateiktas ZXSC300 lusto duomenų lape. Šių formulių čia nepateiksime, jei reikia, nesunku susirasti duomenų lapą ir iš ten paieškoti formulių. Išėjimo srovę riboja tik išėjimo tranzistoriaus parametrai.
Pirmą kartą įjungus visas aprašytas grandines, patartina bateriją prijungti per 10 omų rezistorių. Tai padės išvengti tranzistoriaus mirties, jei, pavyzdžiui, transformatoriaus apvijos yra neteisingai prijungtos. Jei su šiuo rezistoriumi užsidega šviesos diodas, rezistorių galima nuimti ir atlikti tolesnius reguliavimus.
Borisas Aladyškinas
Iš akumuliatoriaus, kurio įtampa yra 1,5 volto ar mažesnė, tai tiesiog nerealu. Taip yra dėl to, kad daugumos šviesos diodų įtampos kritimas viršija šį skaičių.
Kaip uždegti šviesos diodą iš 1,5 volto baterijos
Išeitis iš šios situacijos gali būti paprasto vieno tranzistoriaus ir induktyvumo naudojimas. Iš esmės tai yra savotiška. Grandinė yra paprastas blokuojantis generatorius, maitinamas 1,5 volto akumuliatoriaus, generuojantis gana galingus impulsus, pumpuodamas energiją į induktorių. Grandinė yra paprasta ir gali būti surinkta per 10 minučių.
T1 induktorius pagamintas ant ferito žiedo, kurio skersmuo yra 7 milimetrai (jo matmenys yra K7x4x3). Apvijoje yra 21 posūkis, pagamintas iš dvigubai sulankstytos emaliuotos 0,35 mm skersmens varinės vielos PEV.
Užbaigus apviją, vieno laido galas turi būti prijungtas prie kito laido pradžios. Rezultatas yra čiaupas nuo apvijos centro. Pasirinkę pasipriešinimą, galite pasiekti geresnę šviesos srautą.
Ši grandinė yra dar viena populiarių keitiklių serija LED maitinamas viena baterija esant 1,5 volto.
LED keitiklio veikimo aprašymas nuo 1,5 volto
Prijungus maitinimą per rezistorių R2, atsidaro tranzistorius T1. Tada srovė, tekanti per rezistorių R3, atidaro tranzistorių T2, o srovė pradeda tekėti per induktorių L1. Induktoriaus L1 srovė nuolat auga ir ją lemia akumuliatoriaus įtampa, pats induktyvumas, taip pat rezistoriaus R3 varžos vertė.
Kai srovė induktoriuje pasiekia maksimumą, ji keičia kryptį į priešingą, todėl keičiasi ir įtampos poliškumas. Šiuo metu kondensatorius C1 uždaro tranzistorių T1, o po to tranzistorių T2. Srovė iš priešingo poliškumo ritės praeina per šviesos diodą, kuris užsidega. Po kurio laiko tranzistorius T1 ir T2 įsijungia ir ciklas kartojasi dar kartą.
Keitiklis gali padidinti įtampą iki 10 voltų, todėl visu ryškumu lengvai apšviečia net du ar tris diodus. Šviesos diodu tekančią srovę galima reguliuoti tam tikrose ribose keičiant rezistoriaus R3 varžą.
LED keitiklis sumontuotas ant vienpusės plokštės
