LED-urile au înlocuit de mult becurile cu incandescență în aproape toate zonele. Acest lucru este de înțeles: LED-urile sunt mai strălucitoare decât lămpile, având în vedere consumul lor de energie.
Dar LED-urile au și o serie de dezavantaje. Desigur, nu vom vorbi despre toate, dar vom discuta una. Acesta este un prag ridicat alimentația inițială- este de aproximativ 1,8-2,2 volți. Desigur, nu îl puteți alimenta de la o baterie...
Pentru a depăși acest neajuns, vom construi un convertor simplu folosind un minim absolut de piese.
Datorită acestui convertor, puteți conecta un LED (sau mai multe LED-uri) la o baterie și puteți face o lanternă mică.
Vom avea nevoie de:

• LED
• 2N3904 sau tranzistor de siliciu BC547 sau oricare altul n-p-n structuri.
• Sârmă.
• Rezistor 1 kOhm.
• Miezuri inelare sau miezuri de ferită.

Circuitul convertizorului

Îți voi da două diagrame. Unul pentru înfășurarea unui transformator inel, celălalt pentru cei care nu au miez inel la îndemână.

Acesta este cel mai simplu generator de blocare, cu o frecvență de excitare liberă. Ideea este la fel de veche ca timpul. Dispozitivul va avea o eficiență ridicată.

Înfășurarea inductorului

Indiferent dacă utilizați un miez inel sau un miez obișnuit de ferită, înfășurați 10 spire din fiecare înfășurare. Inductorul tău este pregătit pentru asta.

Verificarea generatorului

Asamblam conform diagramei si verificam. Generatorul ar trebui să funcționeze și nu necesită ajustare.
Dacă brusc, deși elementele funcționează corect, LED-ul nu se aprinde, încercați să schimbați capetele uneia dintre înfășurările transformatorului de inducție.
Acum LED-ul strălucește foarte puternic chiar și cu o baterie descărcată. Limita inferioară a sursei de alimentare pentru întregul dispozitiv este acum undeva în jur de 0,6 volți.
Eficiența unui transformator cu miez inel este puțin mai mare. Nu este critic, desigur, dar ține cont de asta.

Dacă vreți vreodată să alimentați un LED de la o singură baterie, mai devreme sau mai târziu veți întâlni un circuit numit Joule Thief - hoț de jouli. Acest circuit este bun pentru multe lucruri: are un număr mic de piese, poți folosi o baterie descărcată, structura asamblată este compactă și va funcționa pe o baterie cu o tensiune de doar 0,6V. Diagrama clasică a acestui dispozitiv poate fi găsită pe Wikipedia. Există multe variante ale acestei scheme și încearcă să o optimizeze. Vă voi arăta una dintre variantele acestui design, care vă va permite să aprindeți două LED-uri de 3 wați conectate în serie. Totul a fost adunat rapid. Ținând cont de derularea clapetei de accelerație, a durat 20 de minute.

Ce veți avea nevoie pentru asamblare:

Fier de lipit, nu prea multă lipit și fire. Baterie de 1,5 V sau mai puțin, mâini stabile.
tranzistor. Am folosit KT630,

frecvența sa maximă de funcționare este mare, iar curentul colectorului este mai mare decât cel recomandat în circuitele standard. În principiu, puteți utiliza orice tranzistor NPN cu un câștig de cel puțin 150, de exemplu, 2SC1815. Un rezistor variabil de 10 kOhm.

Un condensator electrolitic 47 uF la 25V. Un condensator mai mare durează mai mult pentru încărcare și reduce luminozitatea luminii. Orice diodă cu o tensiune inversă de cel puțin 100 V, deoarece fără sarcină, condensatorul se încarcă la 30-45V.

Un condensator 0,01 µF. Două LED-uri de 3 wați conectate în serie. Atașat la un radiator de la un procesor de computer.

Un șoc de stabilizare a grupului de la o sursă de alimentare a computerului.

Puteți folosi orice inel de ferită pe care îl aveți la îndemână. Am folosit șocul de la sursa de alimentare, pur și simplu pentru că era acolo. Nu am numărat numărul de spire, doar am înfășurat întregul fir din inel (există două fire de secțiuni transversale diferite) și l-am înfășurat din nou, bifilar.

Înfăşurarea, înfăşurată cu un fir de secţiune transversală mai mică, a fost inclusă în circuitul de bază al tranzistorului. În consecință, a doua înfășurare a fost inclusă în circuitul colectorului. Este important ca începutul unei înfășurări să fie conectat la sfârșitul celeilalte, așa cum se arată în diagramă. puteți înfășura o înfășurare pe o tijă de ferită cu un robinet de la cantitatea necesară se întoarce sau chiar să facă o bobină fără miez.

Spre deosebire de circuitul standard, aici sarcina este conectată între bază și colector. Eficiența circuitului depinde de condensatorul care este conectat în paralel cu sarcina. Acest circuit de comutare a sarcinii a fost realizat în încercarea de a utiliza forța electromotoare care apare în bobina L2.

Videoclipul arată că atunci când rezistența R1 este închisă, luminozitatea strălucirii crește.

În ciuda selecției largi din magazine lanterne cu LED diverse modele, radioamatorii dezvoltă propriile versiuni de circuite pentru a alimenta LED-uri albe super-luminoase. Practic, sarcina se reduce la modul de alimentare a unui LED de la o singură baterie sau acumulator și de a efectua cercetări practice.

După ce se obține un rezultat pozitiv, circuitul este dezasamblat, piesele sunt puse într-o cutie, experimentul este finalizat și satisfacția morală se instalează. Adesea cercetarea se oprește aici, dar uneori experiența de asamblare a unei anumite unități pe o placă se transformă într-un design real, realizat după toate regulile artei. Mai jos sunt câteva circuite simple, dezvoltat de radioamatori.

În unele cazuri, este foarte dificil să se determine cine este autorul schemei, deoarece aceeași schemă apare pe site-uri diferite și în articole diferite. Adesea, autorii articolelor scriu sincer că acest articol a fost găsit pe Internet, dar nu se știe cine a publicat această diagramă pentru prima dată. Multe circuite sunt pur și simplu copiate de pe plăcile acelorași lanterne chinezești.

De ce sunt necesare convertoare?

Chestia este că căderea de tensiune continuă este, de regulă, nu mai mică de 2,4...3,4V, deci pur și simplu este imposibil să aprinzi un LED de la o baterie cu o tensiune de 1,5V și cu atât mai mult de la o baterie. cu o tensiune de 1,2V. Există două căi de ieșire aici. Fie utilizați o baterie de trei sau mai multe celule galvanice, fie construiți cel puțin cel mai simplu.

Este convertorul care vă va permite să alimentați lanterna cu o singură baterie. Această soluție reduce costul surselor de alimentare și, în plus, permite o utilizare mai completă: multe convertoare sunt operaționale cu o descărcare profundă a bateriei de până la 0,7V! Utilizarea unui convertor vă permite, de asemenea, să reduceți dimensiunea lanternei.

Circuitul este un oscilator de blocare. Acesta este unul dintre scheme clasice electronică, prin urmare, cu asamblarea adecvată și piese reparabile, începe să funcționeze imediat. Principalul lucru în acest circuit este să înfășurați corect transformatorul Tr1 și să nu confundați fazarea înfășurărilor.

Ca miez pentru transformator, puteți utiliza un inel de ferită de pe o placă inutilizabilă. Este suficient să înfășurați mai multe spire de fir izolat și să conectați înfășurările, așa cum se arată în figura de mai jos.

Transformatorul poate fi înfășurat cu sârmă de înfășurare precum PEV sau PEL cu un diametru de cel mult 0,3 mm, ceea ce vă va permite să plasați un număr puțin mai mare de spire pe inel, cel puțin 10...15, ceea ce va oarecum îmbunătățirea funcționării circuitului.

Înfășurările trebuie înfășurate în două fire, apoi conectați capetele înfășurărilor așa cum se arată în figură. Începutul înfășurărilor din diagramă este indicat printr-un punct. Puteți folosi orice tranzistor n-p-n de putere redusă: KT315, KT503 și altele asemenea. În zilele noastre este mai ușor să găsești un tranzistor importat, cum ar fi BC547.

Dacă nu aveți un tranzistor n-p-n la îndemână, puteți utiliza, de exemplu, KT361 sau KT502. Cu toate acestea, în acest caz va trebui să schimbați polaritatea bateriei.

Rezistorul R1 este selectat pe baza celei mai bune străluciri LED, deși circuitul funcționează chiar dacă este pur și simplu înlocuit cu un jumper. Diagrama de mai sus este destinată pur și simplu „pentru distracție”, pentru efectuarea de experimente. Deci, după opt ore de funcționare continuă pe un LED, bateria scade de la 1,5V la 1,42V. Putem spune că aproape niciodată nu este descărcat.

Pentru a studia capacitatea de încărcare a circuitului, puteți încerca să conectați mai multe LED-uri în paralel. De exemplu, cu patru LED-uri circuitul continuă să funcționeze destul de stabil, cu șase LED-uri tranzistorul începe să se încălzească, cu opt LED-uri luminozitatea scade vizibil și tranzistorul devine foarte fierbinte. Dar schema continuă să funcționeze. Dar acest lucru este doar pentru cercetarea științifică, deoarece tranzistorul nu va funcționa mult timp în acest mod.

Dacă intenționați să creați o lanternă simplă pe baza acestui circuit, va trebui să adăugați încă câteva părți, care vor asigura o strălucire mai strălucitoare a LED-ului.

Este ușor de observat că în acest circuit LED-ul este alimentat nu prin pulsație, ci DC. Desigur, în acest caz luminozitatea strălucirii va fi puțin mai mare, iar nivelul pulsațiilor luminii emise va fi mult mai mic. Ca o diodă Orice va face de înaltă frecvență, de exemplu, KD521 ().

Convertoare cu sufocare

O altă diagramă simplă este prezentată în figura de mai jos. Este ceva mai complicat decât circuitul din figura 1, conține 2 tranzistoare, dar în loc de un transformator cu două înfășurări are doar inductor L1. Un astfel de sufoc poate fi înfășurat pe un inel din același lampă de economisire a energiei, pentru care va trebui să înfășurați doar 15 spire de sârmă de înfășurare cu diametrul de 0,3...0,5 mm.

Cu setarea inductorului specificată pe LED, puteți obține o tensiune de până la 3,8 V (căderea de tensiune directă pe LED-ul 5730 este de 3,4 V), ceea ce este suficient pentru a alimenta un LED de 1 W. Configurarea circuitului implică selectarea capacității condensatorului C1 în intervalul de ±50% din luminozitatea maximă a LED-ului. Circuitul este operațional atunci când tensiunea de alimentare este redusă la 0,7V, ceea ce asigură utilizarea maximă a capacității bateriei.

Dacă circuitul considerat este suplimentat cu un redresor pe dioda D1, un filtru pe condensatorul C1 și o diodă zener D2, veți obține o sursă de alimentare cu putere redusă care poate fi folosită pentru a alimenta circuitele op-amp sau alte componente electronice. În acest caz, inductanța inductorului este selectată în intervalul 200...350 μH, dioda D1 cu o barieră Schottky, dioda zener D2 este selectată în funcție de tensiunea circuitului alimentat.

Cu o combinație reușită de circumstanțe, folosind un astfel de convertor puteți obține o tensiune de ieșire de 7...12V. Dacă intenționați să utilizați convertorul pentru a alimenta numai LED-uri, dioda zener D2 poate fi exclusă din circuit.

Toate circuitele luate în considerare sunt cele mai simple surse de tensiune: limitarea curentului prin LED se realizează aproape în același mod cum se face în diverse chei sau în brichete cu LED-uri.

LED-ul, prin butonul de pornire, fara nici un rezistor limitator, este alimentat de 3...4 baterii mici de disc, a caror rezistenta interna limiteaza curentul prin LED la un nivel sigur.

Circuite de feedback curent

Dar un LED este, până la urmă, un dispozitiv actual. Nu degeaba documentația pentru LED-uri indică curent continuu. Prin urmare, circuitele de putere LED adevărate conțin feedback de curent: odată ce curentul prin LED atinge o anumită valoare, treapta de ieșire este deconectată de la sursa de alimentare.

Stabilizatorii de tensiune funcționează exact în același mod, doar că există feedback de tensiune. Mai jos este un circuit pentru alimentarea LED-urilor cu feedback de curent.

La o examinare mai atentă, puteți vedea că baza circuitului este același oscilator de blocare asamblat pe tranzistorul VT2. Tranzistorul VT1 este cel de control din circuitul de feedback. Feedback-ul în această schemă funcționează după cum urmează.

LED-urile sunt alimentate de tensiunea care se acumulează pe un condensator electrolitic. Condensatorul este încărcat printr-o diodă cu tensiune pulsată de la colectorul tranzistorului VT2. Tensiunea redresată este utilizată pentru alimentarea LED-urilor.

Curentul prin LED-uri trece pe următorul drum: placa pozitivă a condensatorului, LED-urile cu rezistențe de limitare, rezistența de feedback de curent (senzorul) Roc, placa negativă a condensatorului electrolitic.

În acest caz, o cădere de tensiune Uoc=I*Roc este creată pe rezistorul de feedback, unde I este curentul prin LED-uri. Pe măsură ce tensiunea crește (generatorul, la urma urmei, funcționează și încarcă condensatorul), curentul prin LED-uri crește și, în consecință, tensiunea pe rezistorul de feedback Roc crește.

Când Uoc atinge 0,6 V, tranzistorul VT1 se deschide, închizând joncțiunea bază-emițător a tranzistorului VT2. Tranzistorul VT2 se închide, generatorul de blocare se oprește și oprește încărcarea condensatorului electrolitic. Sub influența unei sarcini, condensatorul este descărcat, iar tensiunea pe condensator scade.

Reducerea tensiunii la condensator duce la o scădere a curentului prin LED-uri și, ca urmare, la o scădere a tensiunii de feedback Uoc. Prin urmare, tranzistorul VT1 se închide și nu interferează cu funcționarea generatorului de blocare. Generatorul pornește și întregul ciclu se repetă din nou și din nou.

Schimbând rezistența rezistorului de feedback, puteți varia curentul prin LED-uri într-o gamă largă. Astfel de circuite se numesc stabilizatori de curent de impuls.

Stabilizatoare de curent integrale

În prezent, stabilizatorii de curent pentru LED-uri sunt produși într-o versiune integrată. Exemplele includ microcircuite specializate ZXLD381, ZXSC300. Circuitele prezentate mai jos sunt preluate din fișa de date a acestor cipuri.

Figura arată designul cipului ZXLD381. Conține un generator PWM (Pulse Control), un senzor de curent (Rsense) și un tranzistor de ieșire. Există doar două părți suspendate. Acestea sunt LED-urile și inductorul L1. O diagramă tipică de conectare este prezentată în figura următoare. Microcircuitul este produs în pachetul SOT23. Frecvența de generare de 350KHz este setată de condensatori interni, nu poate fi modificată. Eficiența dispozitivului este de 85%, pornirea sub sarcină este posibilă chiar și cu o tensiune de alimentare de 0,8V.

Tensiunea directă a LED-ului nu trebuie să fie mai mare de 3,5 V, așa cum este indicat în linia de jos de sub figură. Curentul prin LED este controlat prin schimbarea inductanței inductorului, așa cum se arată în tabelul din partea dreaptă a figurii. Coloana din mijloc arată curentul de vârf, ultima coloană arată curentul mediu prin LED. Pentru a reduce nivelul de ondulare și pentru a crește luminozitatea strălucirii, este posibil să utilizați un redresor cu filtru.

Aici folosim un LED cu o tensiune directă de 3,5V, o diodă de înaltă frecvență D1 cu o barieră Schottky și un condensator C1 de preferință cu o rezistență în serie echivalentă scăzută (ESR scăzut). Aceste cerințe sunt necesare pentru a crește eficiența generală a dispozitivului, încălzind cât mai puțin posibil dioda și condensatorul. Curentul de ieșire este selectat prin selectarea inductanței inductorului în funcție de puterea LED-ului.

Diferă de ZXLD381 prin faptul că nu are un tranzistor de ieșire intern și un rezistor senzor de curent. Această soluție vă permite să creșteți semnificativ curentul de ieșire al dispozitivului și, prin urmare, să utilizați un LED de putere mai mare.

Un rezistor extern R1 este folosit ca senzor de curent, prin modificarea valorii căreia puteți seta curentul necesar în funcție de tipul de LED. Acest rezistor este calculat folosind formulele date în fișa de date pentru cipul ZXSC300. Nu vom prezenta aceste formule aici dacă este necesar, este ușor să găsiți o fișă de date și să căutați formulele de acolo. Curentul de ieșire este limitat doar de parametrii tranzistorului de ieșire.

Când porniți toate circuitele descrise pentru prima dată, este recomandabil să conectați bateria printr-un rezistor de 10 Ohm. Acest lucru va ajuta la evitarea morții tranzistorului dacă, de exemplu, înfășurările transformatorului sunt conectate incorect. Dacă LED-ul se aprinde cu acest rezistor, atunci rezistența poate fi îndepărtată și pot fi făcute ajustări suplimentare.

Boris Aladyshkin

Nu știu despre tine, dar eu sunt lumea modernă Utilizarea irațională a bateriilor este deprimantă. Cumpărăm una de 1,5 volți pentru telecomanda unui televizor, de exemplu. Funcționează și ne mulțumește cu capacitatea sa de a schimba canalele fără a părăsi canapea. Dar cu timpul, încep defecțiunile, butoanele trebuie apăsate de mai multe ori pentru a realiza măcar o anumită acțiune, telecomanda trebuie ținută la distanță de braț... Bateria este descărcată. Ca întotdeauna, schimbăm ce să facem. Dar dacă verificați tensiunea din el, este puțin probabil să fie la zero. Să presupunem că a mai rămas un volt. Și unde ar trebui să-l pun? Este păcat să-l arunci, dar nu există unde să-l folosești, nu poți alimenta nimic sensibil.

În legătură cu o astfel de risipă monstruoasă de energie, am pus împreună un circuit „hoț de joule” pentru a „ardere” bateriile respinse de alți consumatori folosind un LED. Se numește astfel deoarece este capabil să descarce aproape complet bateria, privând-o de ultimul joule de energie. Și, în general, „lanterna Apocalipsei”, care funcționează cu orice fel de gunoi, este o idee foarte tare.
Cel mai interesant lucru la acest dispozitiv este, de fapt, însuși faptul că LED-ul funcționează de la o sursă de energie de joasă tensiune. De obicei, un LED are nevoie de 2,5 - 4 volți (în funcție de culoare), dacă tensiunea este mai mică, pur și simplu nu se va aprinde. Această schemă Funcționează ca un convertor boost, iar ieșirea sa este exact la fel de multă tensiune pe cât are nevoie LED-ul.

Circuitul este foarte simplu, cu un minim de detalii. Condensatorul și dioda pot fi eliminate.


Inima dispozitivului este transformatorul. Este înfăşurat pe un inel de ferită. Inelele din materiale folosite funcționează bine placa de baza PC.


Luăm un emailat fir de cupru(al meu are un diametru de 0,3 sau ceva - etrierul este ruginit), pliază-l în jumătate și începe să-l înfășurăm în jurul inelului.

Sunt necesare un total de 20 de ture. Privind în viitor, a doua versiune a circuitului are 26 de ture (pentru varietate).
După aceea ne hotărâm asupra bobinelor. Obținem două ieșiri în partea de sus și două în partea de jos. Îndepărtăm lacul de pe ele folosind orice metodă cunoscută - șmirghel, foc, aspirină. Folosind funcția de apelare din multimetru, găsim combinația de pini „unul deasupra, unul pe jos”, când nu scârțâie - aceasta va fi joncțiunea celor două bobine. Se conectează în antifază, adică sfârșitul unuia este la începutul celuilalt.


Am folosit tranzistorul KT315G, dar este posibil cu o altă literă terminală. Prietenul meu inginer electronic, când îi arăt cel mai recent produs de casă (sau al altcuiva pe Internet), întreabă imediat câte KT315 sunt înăuntru. Dacă există mai puțin de unul, dispozitivul este inutil și fără suflet, dar împreună cu alți tranzistori, atunci totul se bazează pe mai multe KT315, toate funcționalitățile sunt asigurate de un singur tranzistor; acest brand - cea mai înaltă clasă.
În a doua versiune a circuitului - KT361D. În consecință, polaritatea LED-ului și a bateriei se aprinde.
Rezistorul din circuitul de bază este de 1 kOhm.
LED alb cald cu o nuanță galbenă. Meșteșugurile chinezești care au inundat piața au toate o strălucire albă rece și au o nuanță albăstruie. Am un rezistor de 100 ohmi lipit sub LED-ul meu. Limitează curentul.



Wow, funcționează. Vrăjitorie foarte puternică.




Lucrari de miniaturizare. Pe baza acestui circuit, îmi doresc foarte mult să-mi construiesc o lanternă care arde bateriile. Am scos rezistorul din fața LED-ului pentru a-l face să strălucească mai puternic.