Декілька простих схем живлення світлодіодів. Як запалити світлодіод від однієї батареї Діод від батареї 1.5

Не знаю, як вас, а мене у сучасному світі пригнічує нераціональне використання батарейок. Купуємо півторавольтову для пульта телевізора, наприклад. Він працює і радує нас своєю можливістю перемикати канали, не встаючи з дивану. Але згодом починаються збої, кнопки доводиться натискати багаторазово, щоб досягти хоч якихось дій, пульт уже треба тримати на витягнутій руці… Села батарейка. Як завжди, міняємо, що ж робити. Але якщо перевірити напругу в ній, то вона навряд чи буде на нулі. Скажімо, залишиться один вольт. І куди його подіти? Викинути шкода, а використовувати нікуди, нічого путнього не запитаєш.

Ось у зв'язку з такими жахливими витратами енергії я й зібрав схему «викрадача джоулів», щоб «допалювати» забраковані іншими споживачами батареї за допомогою світлодіода. Вона і називається так тому, що здатна майже повністю осушувати батарейку, позбавляючи її останнього джоуля енергії. Та й взагалі, «ліхтарик Апокаліпсису», який працює на будь-якому смітті, — дуже крута ідея.
Найбільш цікаве в цьому пристрої - це, власне, сам факт роботи світлодіода від джерела живлення з низькою напругою. Зазвичай світлодіоду треба 2,5 - 4 вольти (залежно від кольору), якщо напруга нижче, то він просто не ввімкнеться. Дана схема працює як підвищує перетворювач, і на виході її якраз стільки напруги, скільки треба світлодіоду.

Схема дуже проста, з мінімумом деталей. Конденсатор та діод можна виключити.


Серцем пристрою є трансформатор. Він намотується на феритовому кільці. Добре підходять кільця з материнської плати ПК, що відслужила своє.


Беремо емальований мідний дріт (у мого діаметра 0,3, чи що — штангенциркуль іржавий), складаємо його вдвічі і починаємо мотати навколо кільця.

Усього потрібно 20 витків. Забігаючи на майбутнє – у другому варіанті схеми 26 витків (для різноманітності).
Після цього визначаємося з котушками. У нас виходять два висновки зверху та два знизу. Зачищаємо їх від лаку будь-яким відомим методом - "наждачка", вогонь, "Аспірн". За допомогою функції продзвонювання в мультиметрі знаходимо комбінацію висновків "один зверху-один знизу", коли він не харчує - це буде місце з'єднання двох котушок. Вони з'єднуються у протифазі, тобто кінець однієї – на початок іншої.


Транзистор я використав КТ315Г, але можна і з іншою кінцевою літерою. Мій друг-електронник, коли я йому показую свою чергову саморобку (чи чиюсь в Інтернеті), одразу запитує, скільки всередині КТ315. Якщо менше одного - пристрій марно і бездушно, якщо один, але разом з іншими транзисторами - то на ньому все тримається, на кількох КТ315 - добрий і правильний, весь функціонал забезпечує один-єдиний транзистор цієї марки - вищий клас.
У другому варіанті схеми - КТ361Д. Відповідно, змінюється полярність включення світлодіода та батарейки.
Резистор у базовому ланцюзі - 1 ком.
Світлодіод теплого білого світіння з жовтим відтінком. У китайських виробах, що завалили ринок, поголовно стоять холодного білого світіння, у них синюватий відплив. Під моїм світлодіодом припаяно резистор на 100 Ом. Він обмежує струм.



Ух ти працює. Дуже сильне чаклунство.




Роботи з мініатюризації. Я на основі такої схемки хочу справді зібрати собі ліхтарик-дожигач батарейок. Резистор перед світлодіодом прибрав, щоб він яскравіше світив.

Усім хороший світлодіод – світить яскраво, служить довго, споживає мало. Але, на жаль, жоден з існуючих приладів не зможе працювати при напрузі 1-1.5 В. Індикаторним світлодіодам потрібно як мінімум 1.8-2, а потужним надяскравим і того більше - 2.5 - 3.5 В. Проте вихід із положення є і не дуже складний. Оскільки світлодіоди споживають небагато, для їх харчування достатньо зібрати простенький перетворювач, що підвищує, ніж ми сьогодні і займемося.

Схема, представлена ​​нижче, дозволяє запалити досить потужний (до 1 Вт) світлодіод напругою всього 0.7 - 2 В (один елемент або акумулятор) і може бути використана для підсвічування в низьковольтній апаратурі або малогабаритного ліхтарика, що працює всього на одній батарейці або акумуляторі.

Як L1 є сенс застосувати готовий SMD-дросель від радіотелефону, але можна виготовити його і самому. Для цього на кільці від несправної енергозберігаючої лампи достатньо намотати 15 витків дроту ПЕВ 0.2. Єдина великогабаритна деталь перетворювача – потужний транзистор КТ805. Замінити його можна аналогічним у SMD корпусі.

Налагодження пристрою зводиться до підбору ємності конденсатора С1 в межах +-50% максимальної яскравості світіння світлодіода. При зазначених параметрах L1 напруга на світлодіоді може досягати 3.8 В. Завдяки працездатності схеми при вхідній напрузі всього 0.7 В, такий ліхтарик може виробляти енергію батарейки практично повністю.

Друга конструкція, в принципі, може використовуватися для живлення будь-яких вузлів апаратури, що вимагає напруги 7-12 В. Навантажувальна спроможність схеми, звичайно, невелика, але потужності такого перетворювача цілком вистачить для живлення, скажімо, підсилювача. На схемі, зображеній нижче, як навантаження використовується три світлодіоди великої яскравості, які у свою чергу можуть бути встановлені у ліхтарику або велофарі.

Живлення перетворювача - один елемент на 1.5 В. Дросель повинен мати індуктивність в діапазоні 200-300 мкГн, саме від нього та від діода D1 (діод Шоттке) залежатиме вихідна напруга та ККД всього пристрою. При використанні перетворювача для живлення світлодіодів стабілітрон D2 можна виключити, а при живленні електронних вузлів підібрати його за необхідною напругою стабілізації з одночасним збільшенням ємності, що згладжує С1.

І ще одна схема, яка особисто мною не випробувана, але підкуповує своєю простотою. За запевненням розробника вона абсолютно некритична до параметрів радіоелементів і може запалити надяскравий світлодіод від одного практично «убитого» елемента напругою 0.7 В

Транзистор - будь-який малопотужний кремнієвий (автор використовував КТ315), діод - будь-який кремнієвий, конденсатор 47 мкФ х 6 електролітичний, номінал резистора R1 - 1 Ком. Трансформатор виконаний на феритовому кільці, видертий з материнської плати (судячи з усього зі схеми фільтра живлення). Обидві обмотки містять по 20 витків емальованого дроту 0.2. Якщо перетворювач не запуститься, поміняйте місцями висновки однієї з обмоток трансформатора.

Обидві обмотки Т1 містять по 35 витків, I - діаметр дроту 0.15, II - 0.32. Струмообмежуючі резистори в ланцюгах світлодіодів можна виключити.

За матеріалами та з дозволу нашого спонсора esxema.ru

Незважаючи на багатий вибір у магазинах світлодіодних ліхтариків різних конструкцій, радіоаматори розробляють свої варіанти схем живлення білих суперяскравих світлодіодів. В основному завдання зводиться до того, як запитати світлодіод всього від однієї батареї або акумулятора, провести практичні дослідження.

Після того, як отримано позитивний результат, схема розбирається, деталі складаються в коробочку, досвід завершено, настає моральне задоволення. Часто дослідження на цьому зупиняються, але іноді досвід збирання конкретного вузла на макетній платі перетворюється на реальну конструкцію, виконану за всіма правилами мистецтва. Далі розглянуто кілька простих схем, розроблених радіоаматорами.

У ряді випадків встановити, хто є автором схеми дуже важко, оскільки та сама схема з'являється на різних сайтах і в різних статтях. Часто автори статей чесно пишуть, що цю статтю знайшли в інтернеті, але хто опублікував цю схему вперше, невідомо. Багато схем просто змальовуються з плат тих самих китайських ліхтариків.

Навіщо потрібні перетворювачі

Вся справа в тому, що пряме падіння напруги на , як правило, не менше 2,4...3,4В, тому від однієї батареї з напругою 1,5В, а тим більше акумулятора з напругою 1,2В запалити світлодіод просто неможливо. Тут є два виходи. Або застосовувати батарею з трьох або більше гальванічних елементів, або будувати хоча б найпростіший.

Саме перетворювач дозволить живити ліхтарик лише від однієї батарейки. Таке рішення зменшує витрати на джерела живлення, а також дозволяє повніше використовувати: багато перетворювачів працездатні при глибокому розряді батареї до 0,7В! Використання перетворювача дозволяє зменшити габарити ліхтарика.

Схема є блокінг-генератор. Це одна з класичних схем електроніки, тому при правильному складанні та справних деталях починає працювати відразу. Головне у цій схемі правильно намотати трансформатор Tr1, не переплутати фазування обмоток.

Як осердя для трансформатора можна використовувати феритове кільце з плати від непридатної. Достатньо намотати кілька витків ізольованого дроту та з'єднати обмотки, як показано на малюнку нижче.

Трансформатор можна намотати обмотувальним дротом типу ПЕВ або ПЕЛ діаметром не більше 0,3мм, що дозволить укласти на кільце трохи більше витків, хоча б 10...15, що дещо покращить роботу схеми.

Обмотки слід мотати у два дроти, після чого з'єднати кінці обмоток, як показано на малюнку. Початок обмоток на схемі показано крапкою. Як можна використовувати будь-який малопотужний транзистор n-p-n провідності: КТ315, КТ503 та подібні. В даний час найпростіше знайти імпортний транзистор, наприклад BC547.

Якщо під рукою не виявиться транзистора структури n-p-n, можна застосувати , наприклад КТ361 або КТ502. Однак, у цьому випадку доведеться змінити полярність увімкнення батареї.

Резистор R1 підбирається по найкращому світінню світлодіода, хоча схема працює, навіть якщо його замінити просто перемичкою. Наведена вище схема призначена просто «для душі», для проведення експериментів. Так після восьми годин безперервної роботи на один світлодіод батарейка з 1,5В «сідає» до 1,42В. Можна сказати, що майже не розряджається.

Для дослідження здатностей навантаження схеми можна спробувати підключити паралельно ще кілька світлодіодів. Наприклад, при чотирьох світлодіодах схема продовжує працювати досить стабільно, при шести світлодіодах починає грітися транзистор, при восьми світлодіодах яскравість помітно падає, транзистор гріється дуже сильно. А схема все-таки продовжує працювати. Але це лише в порядку наукових досліджень, оскільки транзистор у такому режимі довго не пропрацює.

Якщо на базі цієї схеми планується створити простенький ліхтарик, то доведеться додати ще пару деталей, що забезпечить яскравіше світло світлодіода.

Неважко бачити, що у цій схемі світлодіод живиться не пульсуючим, а постійним струмом. Природно, що в цьому випадку яскравість світіння буде дещо вищою, а рівень пульсацій випромінюваного світла буде набагато меншим. Як діод підійде будь-який високочастотний, наприклад, КД521 ().

Перетворювачі з дроселем

Ще одна найпростіша схема показана на малюнку нижче. Вона трохи складніше, ніж схема на малюнку 1 містить 2 транзистора, але при цьому замість трансформатора з двома обмотками має тільки дросель L1. Такий дросель можна намотати на кільці все від тієї ж енергозберігаючої лампи, для чого знадобиться намотати всього 15 витків обмотувального дроту діаметром 0,3 ... 0,5 мм.

При вказаному параметрі дроселя на світлодіоді можна отримати напругу до 3,8В (пряме падіння напруги на світлодіоді 5730 3,4В), що достатньо для живлення світлодіода потужністю 1Вт. Налагодження схеми полягає у підборі ємності конденсатора C1 в діапазоні ±50% максимальної яскравості світлодіода. Схема працездатна у разі зниження напруги живлення до 0,7В, що забезпечує максимальне використання ємності батареї.

Якщо розглянуту схему доповнити випрямлячем на діоді D1, фільтром на конденсаторі C1 та стабілітроном D2, вийде малопотужний блок живлення, який можна застосувати для живлення схем на ОУ або інших електронних вузлів. При цьому індуктивність дроселя вибирається в межах 200 ... 350 мкГн, діод D1 з бар'єром Шоттки, стабілітрон D2 вибирається за напругою схеми живлення.

При успішному збігу причин з допомогою такого перетворювача можна одержати на виході напруга 7…12В. Якщо передбачається використовувати перетворювач для живлення світлодіодів, стабілітрон D2 можна зі схеми виключити.

Всі розглянуті схеми є найпростішими джерелами напруги: обмеження струму через світлодіод здійснюється приблизно так, як це робиться в різних брелоках або в запальничках зі світлодіодами.

Світлодіод через кнопку включення, без будь-якого обмежувального резистора, живиться від 3-4 маленьких дискових батарейок, внутрішній опір яких обмежує струм через світлодіод на безпечному рівні.

Схеми із зворотним зв'язком по струму

А світлодіод є все-таки струмовим приладом. Недарма в документації на світлодіоди вказується саме прямий струм. Тому справжні схеми для живлення світлодіодів містять зворотний зв'язок струму: як тільки струм через світлодіод досягає певного значення, вихідний каскад відключається від джерела живлення.

В точності також працюють і стабілізатори напруги, тільки там зворотний зв'язок напруги. Нижче показана схема для живлення світлодіодів з струмовим зворотним зв'язком.

При уважному розгляді можна побачити, що основою схеми є той самий блокінг-генератор, зібраний на транзисторі VT2. Транзистор VT1 є керуючим у ланцюзі зворотного зв'язку. Зворотний зв'язок у цій схемі працює в такий спосіб.

Світлодіоди живляться напругою, що накопичується на електролітичному конденсаторі. Заряд конденсатора виробляється через діод імпульсною напругою колектора транзистора VT2. Випрямлена напруга використовується для живлення світлодіодів.

Струм через світлодіоди проходить наступним шляхом: плюсова обкладка конденсатора, світлодіоди з обмежувальними резисторами, резистор струмового зворотного зв'язку (сенсор) Roc, мінусова обкладка електролітичного конденсатора.

При цьому на резисторі зворотного зв'язку створюється падіння напруги Uoc = I * Roc, де струм через світлодіоди. При зростанні напруги (генаратор, все-таки, працює і заряджає конденсатор), струм через світлодіоди збільшується, а, отже, збільшується і напруга на резисторі зворотного зв'язку Roc.

Коли Uoc досягає 0,6В транзистор VT1 відкривається, замикаючи перехід база-емітер транзистора VT2. Транзистор VT2 закривається, блокінг-генератор зупиняється і перестає заряджати електролітичний конденсатор. Під впливом навантаження конденсатор розряджається, напруга на конденсаторі падає.

Зменшення напруги на конденсаторі призводить до зниження струму через світлодіоди, і, як наслідок, зменшення напруги зворотного зв'язку Uoc. Тому транзистор VT1 закривається і перешкоджає роботі блокинг-генератора. Генератор запускається і весь цикл повторюється знову і знову.

Змінюючи опір резистора зворотний зв'язок можна у межах змінювати струм через світлодіоди. Такі схеми називаються імпульсними стабілізаторами струму.

Інтегральні стабілізатори струму

В даний час стабілізатори струму для світлодіодів випускаються в інтегральному виконанні. Як приклади можна навести спеціалізовані мікросхеми ZXLD381, ZXSC300. Схеми, показані далі, взяті з датацитів (DataSheet) цих мікросхем.

На малюнку показано пристрій мікросхем ZXLD381. У ній міститься генератор ШІМ (Pulse Control), датчик струму (Rsense) та вихідний транзистор. Навісних деталей лише дві штуки. Це світлодіод LED та дросель L1. Типова схема включення показана наступному малюнку. Мікросхема випускається у корпусі SOT23. Частота генерації 350КГц визначається внутрішніми конденсаторами, змінити її неможливо. ККД устрою 85%, запуск під навантаженням можливий вже при напрузі живлення 0,8В.

Пряма напруга світлодіода повинна бути не більше 3,5В, як зазначено в нижньому рядку під малюнком. Струм через світлодіод регулюється зміною індуктивності дроселя, як показано в таблиці у правій частині малюнка. У середній колонці вказаний піковий струм, в останній колонці середній струм через світлодіод. Для зниження рівня пульсацій та підвищення яскравості свічення можливе застосування випрямляча з фільтром.

Тут застосовується світлодіод із прямою напругою 3,5В, діод D1 високочастотний з бар'єром Шоттки, конденсатор C1 бажано з низьким значенням послідовного еквівалентного опору (low ESR). Ці вимоги необхідні для того, щоб підвищити загальний ККД пристрою, якомога менше гріти діод і конденсатор. Вихідний струм підбирається за допомогою підбору індуктивності дроселя залежно від потужності світлодіода.

Відрізняється від ZXLD381 тим, що немає внутрішнього вихідного транзистора і резистора-датчика струму. Таке рішення дозволяє значно збільшити вихідний струм пристрою, а відтак застосувати світлодіод більшої потужності.

Як датчик струму використовується зовнішній резистор R1, зміною величини якого можна встановлювати необхідний струм залежно від типу світлодіода. Розрахунок цього резистора провадиться за формулами, наведеними в датасіті на мікросхему ZXSC300. Тут ці формули наводити не будемо, при необхідності нескладно знайти даташит і підглянути формули звідти. Вихідний струм обмежується лише параметрами вихідного транзистора.

При першому включенні всіх описаних схем бажано підключати батарейку через резистор опором 10Ом. Це допоможе уникнути загибелі транзистора, якщо, наприклад, неправильно підключені обмотки трансформатора. Якщо з цим резистором світлодіод засвітився, то резистор можна прибирати та проводити подальші налаштування.

Борис Аладишкін

Від батарейки з напругою 1,5 вольт і нижче просто не реально. Це з тим, що у своїй масі світлодіоди мають падіння напруги перевищує цю цифру.

Як запалити світлодіод від батарейки на 1,5 вольта

Виходом із цієї ситуації може бути застосування простого одному транзисторі і індуктивності. По суті, це своєрідний. Схема є найпростішим блокінг-генератором, що працює від батарейки на 1,5 вольт, що виробляє досить потужні імпульси в результаті накачування енергії в дроселі. Схема проста та збирається буквально за 10 хвилин.

Дросель T1 виконаний на кільці з фериту, що має діаметр 7 міліметрів (його розміри К7х4хЗ). Обмотка містить 21 виток, виконана вдвічі складеним емальованим мідним дротом ПЕВ діаметром 0,35 мм.

Після закінчення намотування кінець одного з дротів необхідно з'єднати з початком іншого дроту. В результаті вийде відведення від центру обмотки. Шляхом підбору опору можна досягти кращої світловіддачі.

Дана схема ще одна із серії популярних перетворювачів для живлення світлодіода від однієї батареїна 1,5 вольт.

Опис роботи перетворювача для світлодіода від 1,5 вольт

Після підключення живлення через резистор R2 відкривається транзистор T1. Далі струм протікає через резистор R3 відкриває транзистор T2 і струм починає текти через дросель L1. Струм дроселя L1 постійно зростає та визначається напругою батареї, самого дроселя, а також величиною опору резистора R3.

Коли струм у дроселі досягає свого максимуму, він змінює свій напрямок на протилежний і, отже, змінюється і полярність напруги. У цей момент через конденсатор C1 закриває транзистор T1, а за ним транзистор T2. Струм із котушки протилежної полярності, проходить через світлодіод, який спалахує. Через деякий час транзистори T1 і T2 відкриваються, і цикл повторюється знову.

Перетворювач здатний підвищувати напругу до 10 вольт, тому він з легкістю зможе запалити навіть два-три діоди на повну яскравість. Струм протікає через світлодіод можна в певних межах регулювати, змінюючи опір резистора R3.

Перетворювач для світлодіода зібраний на односторонній платі