強力な懐中電灯コンバーター。スキーム、説明

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強力な懐中電灯コンバーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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バッテリーから直接供給される LED 電源回路の主な欠点は、電圧が 2.5 ボルトに低下すると、LED の輝きが著しく弱くなるか、完全に消えてしまうことさえあります。これは、以前に提案されたスキーム (LED に電力を供給するモジュールと常夜灯回路) やインターネット上の他の多くのスキームによって解決されます。しかし、欠点もあります。新しいバッテリーを使用すると、LED の明るさが増し、消費電流が増加します。

同時に、消費電流の増加により輝度レベルがわずかに増加します。これは、ツェナーダイオードの特性に似た LED の電流電圧特性によって決まります。かつて、LED 懐中電灯が間違ったタイミングで切れてしまったとき (つい最近電池を交換したばかりです)、LED ブロックを 373 つの 3 電池 (1 ボルト) を備えた古いソ連製の懐中電灯に再配置することにしました。もちろん、単に並べ替えるだけでは機能せず、バッテリーが少し落ちて懐中電灯が消えてしまいます。コンバータを置くことにしましたが、2つは消費電流が30〜40mAの30〜600個のLED、もうXNUMXつは最大XNUMXmAの電流を持つXNUMX個のLEDです。大電流も問題なく可能です。しかし、新しいバッテリーを使用すると、LED は XNUMX アンペアを超える電流を消費し、ひどく発熱します。そして最も重要なことに、この電流は明るさを追加しません。無駄です。

特殊な超小型回路を使用することもできます（600mA用のものはありますか？）。しかし、私はそれを手元に持っていませんでしたが、郵便で届くまでは購入するつもりはありませんでした。一般的に、アマチュア無線は収入をもたらすべきであり、損失をもたらさないという深い信念がありました。そこで、買わなくてもいいルース素材を集めてみることにしました。主な要件はシンプルさと小さな寸法です - 懐中電灯に挿入する必要があります。インターネット上でそのようなものは見つかりませんでした。かつてはラジオ雑誌に何かがあったようですが、ここ10年間検索したくなかったので、必要なものがあるという事実はありません。

したがって、この回路は実際には同じブロッキング発生器です。 VT3 は、小型ラジエーター (10x10x2mm) 上にある中出力のキートランジスタです。キートランスの飽和電圧は0,3ボルトなので、これを選択しました。 VT1 は単なるアンプです。理論的には、ダーリントントランジスタを使用して VT1 を除外することもできますが、私はそれらを非常に健全か小さいものにしました。 VT2 - VD2 および R5 とともに、消費電流の安定化を実現します。使い方。上部プレート C3 の電圧が 4 ボルトに上昇すると、ツェナーダイオード VD2 が開き、電流がトランジスタ VT2 のベースを流れ、トランジスタ VT1 が開き、トランジスタ VT1 のベースを分路します。その結果、VT3 と VT3 が閉じ、CXNUMX の電圧が低下します。

なぜ最大4ボルトなのでしょうか？ツェナーダイオードが 3.3 ボルトで、エミッタベース間の電圧降下が 0.7 ボルトであるためです。しかし、LED には 3 ボルトがかかり、高輝度では 3.2 ～ 3.3 ボルトになります。このためには、約 4 ワット (熱くならないように、実際には 0,5 x 3) の電力を持つ抵抗 R0.125 が必要です。 600 mA (30 個 x 20mA) の電流に 1.2 オームを掛けると、C3 の電圧が 0.72 ボルト増加します。それらの。何が必要だったのか。腸のようです。しかし、しかし、いいえ、0.5 ワットの無駄な電力が抵抗器に割り当てられています。 2.6 ボルトのツェナーダイオードが見つかった場合は、抵抗を除外できますが、実際にはそのようなものは見たことがありません。はい、安定化にはまだ不十分な点が多く、明るさの調整もありませんでした。

そこで、少し考えた結果、もう少し完璧な計画を立てました。この回路は、電界効果トランジスタ、トリマー抵抗器、および 6 ボルトのツェナーダイオードを除いて、古い回路を繰り返しています。電界効果トランジスタは、カットオフ電圧が 2.5 ～ 3 ボルトの N チャネルを選択します。ゲートの電圧がこの電圧を超える場合、現場作業者は VT1 を開いて (開状態では抵抗は XNUMX オームです)、VTXNUMX をシャントします。

トリガーレベルはR5によって調整され、LEDの希望の明るさを設定することもできます。 R5 は 10 k 以下であることが好ましく、抵抗が高いと、グリッチはゲート容量の充電から始まり、LED の輝度が低下します。 R4 の抵抗はすでに大幅に減少していますが、R5 がなくても R6 がなくてもすべてが機能します。ただ、これにより、明るさの調整がよりスムーズになり、より高いカットオフ電圧のフィールドスイッチを使用できるようになります。 020 ボルトのツェナーダイオードの機能は、LED をオフにするとゲート電圧が最大許容値を超え、電界効果トランジスタがゴミ箱に捨てられることですが、私は LED が大好きで、特に IRFD9020 と IRF2 が大好きです。理由はわかりません。これを、絶縁ゲートと 3 ～ XNUMX ボルトのカットオフ電圧を備えた任意の N チャネルフィールドに置き換えることができます。

この回路は、1.6 ボルトまでかなりまともな明るさを維持します。 1.4 ボルトでは、トランジスタ VT1 と VT3 のエミッタベースが接合部で 0.7 + 0.7 = 1.4 ボルト降下するため、LED は消灯します。それより少ない場合は、開くことができなくなります。大きなゲインを持つ XNUMX つのトランジスタを使用することはできますが、ダーリントン !!! は使用できません。 - 彼は内部にほぼ同じスキームを XNUMX つ持っています。

その結果、LEDは0.5ボルトから0.6〜2.1 Aの電流で非常にまともな明るさで点灯しますが、電圧が2.5〜0.7 Vに低下すると、消費電流は0.9〜XNUMX Aに増加します（これは正しいです。電圧が低下しても明るさは同じままであるため、消費電流を増やす必要があります）。

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ああ、神様
さて、なぜ現在の強さではなく、電圧を安定させて現在のデバイスに給電するのでしょうか? それでも並列に含めて、それぞれの不均一な電流を保証しますか? LEDをより頻繁に交換するには？ LEDを殺すためのこのデバイスを動作回路に変えるには、R4をチェーンに沿って移動させながら、つまり、1つのリードをダイオードに、4つ目をグランドに移動させながら、それらを直列にオンにする必要があります。 VT0.7 のベースは、抵抗器を備えた追加のツェナーダイオードなしで、それらの上部に直接接続されています。オーム単位の抵抗 R0.7 は 1 / I である必要があります。ここで、20 は VT0.02 ベースジャンクションでの電圧降下であり、I はアンペア単位の LED 電流です。通常のLEDの場合、後者は最大4mA、つまり36です。つまり、RXNUMX を XNUMX オーム、またはそれより少し大きく選択することで、電流強度がわずかに低下し、輝度が低下するため、LED の寿命を大幅に延ばすことができます。回路はさらに単純で、何も加熱されません。最も重要なことは、LED が燃え尽きたり、エネルギーのほぼ半分が不要な熱に変換されたりすることなく、正しく動作することです。バッテリで駆動する場合、最小許容電圧のカットオフを追加するか、少なくとも XNUMX つの表示を追加するとよいでしょう。しかし、これは別の問題です。図に注意してください。元のテキストのエンコードが正しくないため、コメントが翻訳されました。

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