LEDのVelofar。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無線電子工学と電気工学の百科事典 / 照明

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最近、無線電子産業は、光源としての使用に適した白青色のいわゆる「高輝度 LED」の製造を習得しました。 白熱灯と比較した利点は明らかです - 低消費電流 (20 mA)、低供給電圧 (1,6 ... 2 V)、高効率 (熱を放出しない)、高信頼性 (真空ボトルなし、繊細な白熱スパイラル)。 短所 - これらのLEDの産業用デバイスの価格が高すぎる。

私は今でも自分用にヘッドランプを購入しており、40年間使用していますが、それについては一言も悪く言いません。 単三電池 50 本で 6 ～ 8 時間使用できます。 LEDヘッドライトを作ることにしました。 明るさの不足は、LED 10 個の量によって補われました（または、4,5 ～ 8 個でも良かったかもしれません。とにかく、10 個の方が電球 0,125 個より 1 倍経済的です）。 故障したパソコンの「マウス」のケースをケースとして使用することにしました。 優れたケース、人間工学に基づいたデザイン! プラスチックはジクロロエタンで接着され、ジグソーで完全に切断されます。 LED は最も単純なプリント基板に配置されており、ブランドの懐中電灯を分解して接続図を調べました。 XNUMX ボルト電源の場合、すべての LED は並列に接続されますが、電力 XNUMX W で XNUMX ～ XNUMX オームの直列クエンチング抵抗が接続されます (図 XNUMX)。

図1。 LED 接続図 - 並列

ただし、電源が 6 V を超える場合は、シリアル接続を試すことができますが、経済性は向上します。 スイッチ - 小型のスイッチ。 この光学系では反射鏡や集光素子は必要ありません。 これらのLEDの放射パターンは非常に狭いため、基板にはんだ付けして少し「扇形」に曲げる必要があることが判明しました。そうしないと、道路上の光のスポットは非常に明るくなりますが、狭いことが判明しました（図） ２）。 光学的な観点からは外部ガラスは不要ですが、汚れ、雨、機械的損傷から保護するために、とにかく取り付けることにしました。 しかし、「本物の」ガラスを加工できない場合は、まったく設置しないほうが良いでしょう。プレキシガラスの場合、非常に大きな損失が発生します。

図2。 ヘッドライト発光図

ボディの色はネイティブのライトグレーのままにすることもできますが、バイクサスペンションの他の部分と全体的に調和させるために、スプレー缶から黒いニトロペイントで塗装することもできます。 同時に、ニトロペイントは灰色の「コンピューター」プラスチックを非常に積極的に溶解するため、精度が必要です。 電池は工具袋の中に入れてあります。 設計は非常にシンプルで、マウスの鋸引きパターンを図 3 に示します。

図3。 マウスソーイングスキーム

ジグソーで切断する場合、主なことは最大の精度です。 ガラスの上に目の細かいサンドペーパーを置くと、理想的な平面が得られ、これが高品質の接着と製品の見栄えの鍵となります。 体の下部と上部の残骸から、正方形のセクションのストリップが切り取られます。 そこからガラスとLED基板を固定するための溝が形成されます。 ケースの「余分な」内部要素はすべてメス（またはドリル）で完全に切り取られます。 原則として、マウスのデザインは非常に多様であり、それぞれの場合において、最適な解剖を個別に考える必要があります。

部品を接着するスキームを図に示します。 4. 上部と下部のパーツは接着せず、ネジで組み立てます。 ヘッドライトの断面図を図に示します。 5.

図4。 接着スキーム

図5。 セクショナルヘッドライト

ガラスとプリント基板を固定するには、ケースの上半分と下半分に棒（約 2x2x20 mm）を接着します。 それらの間には、基板とガラスをしっかりと保持する溝が形成されています。

ヘッドライトの110か月の動作に満足しました。 もちろん、明るさはハロゲンランプより劣りますが、暗闇の中で道路上の障害物がはっきりと見えます。ヘッドライトに他に何が必要ですか？ 消費電流 - 6 LED で 300 mA (懐中電灯の電球は少なくとも 2 mA を消費し、ハロゲン電球は 3 ... 300 倍以上を消費します)。 費用は-6ルーブルです。 プラスバッテリー。 ただし、電池は 8 つあれば 10 年は持ちます。 XNUMX 個の LED が足りない場合は、XNUMX ～ XNUMX 個の LED を使用することをお勧めします。

LED への移行は、真剣なサイクリストにとって特に重要です。 白熱灯を備えた懐中電灯のバッテリー寿命はせいぜい 3 ～ 4 時間です。 しかし、都市公園で夜間にライディングする場合、ほぼ毎日懐中電灯を充電する必要があるのは我慢できますが、数日間の旅行ではどうすればよいでしょうか? ハイキングの場合、バッテリーを何セットも持ち歩くのは大変なので、3グラムが重要です。 そして、ダイオードのヘッドライトは一週間問題なく一晩中点灯します - そしてこれは平均的な価格/品質の通常のバッテリーです。 たとえば、私は「Varta」を使用しましたが、25か月でヘッドライトをオンにした状態で30 ... XNUMX時間あまり轢かれませんでした。 まだ「停止」の兆しはありません。

店内で、3 つの LED を備えた工業用アナログに出会いました。 このようにして、最初は正しいアイデアを打ち消すことができます。 ここで何をアドバイスできますか? ケースは良好です - 4つではなく少なくともXNUMX ... XNUMX個のダイオードを配置してみることができます - このオプションを使用すると、乗ることができます。

したがって、最初のヘッドライトが作成され、テストされ、「慣らし」が行われます。 「LEDヘッドライトづくり」の今後の展望とは？ おそらく最初の段階では、さらに容量が増加することになるだろう。 10/5 切り替え可能な動作モードを備えた 10 ダイオード ヘッドライトを作成する予定です。 さらなる品質向上には、複雑なマイクロエレクトロニクス部品の使用が必要です。 たとえば、クエンチング/イコライジング抵抗器を取り除くのは良いことでしょう。結局のところ、それらの抵抗器ではエネルギーの 30 ～ 40% が失われます。 そして、電源の放電に関係なく、LEDを流れる電流を安定させたいと考えています。 最良の選択肢は、電流の安定化と直列の LED チェーン全体をオンにすることです。 また、直列電池の数を増やさないようにするには、この回路の電圧も3または4,5 Vから20 ... 25 Vに上げる必要があります。これは、いわば「理想的な電池」を開発するための仕様です。ヘッドライト」。

このような問題を解決するために、専用の IC が製造されていることが判明しました。 彼らの応用分野は、ラップトップ、携帯電話などのモバイル機器の LCD バックライト LED の制御です。 特に、マキシム (Maxim Integrated Products, Inc.) は、LED を駆動するためのさまざまな目的の IC をラインアップしており、これらの「ソリューション」の中には自転車のライトに最適なものもあります。 LEDを駆動するための並列および直列のブロック図を図6に示します。

図6。 並列および直列LED駆動ブロック図

いくつかの既製のスキーム

オプション1 （図7）。 マイクロサーキットMAX1848、3つのLEDのチェーンの制御。

図7。 オプション1

オプション2 （図8）。 パワーアップ。 チップ MAX1848、3 並列チェーンの包含。

図8。 オプション2

オプション3 （図9）。 分圧器からフィードバックをオンにする別のスキームが可能です。

図9。 オプション3

オプション4 (図10)。 MAX684マイクロ回路(説明から判断すると、MAX684はパラメータと特性がMAX1848に非常に似ており、必要な外付け部品が少なく、外部インダクタンスも必要ありませんが、変換効率は20～25%悪くなります)。

図10。 オプション4

このファミリのマイクロ回路の負荷容量：MAX682-250 mA; MAX683-100mA; MAX684-50mA。

オプション5 （図11）。 最大電力、いくつかのLEDストリング、MAX1698チップ。

図11。 オプション5

オプション6 (図12)。 抵抗をクエンチ/イコライズする代わりに、1916チャンネルの「カレントミラー」、MAXXNUMXマイクロ回路を使用します。

図12。 オプション6

オプション7 (図13)。 昇圧無誘導統合DC / DCコンバータ、MAX684マイクロ回路、負荷内のカレントミラー。

図13。 オプション7

オプション8 （図14）。 チップMAX1759。

図14。 オプション8

オプション9 (図15)。 同じ MAX1759 チップ、最大 100 mA の負荷。

図15。 オプション9

オプション10 (図16)。 MAX619 チップはおそらく最も単純なスイッチング回路です。 入力電圧が 2 V に低下した場合の動作性。Uin>50 V で 3 mA を負荷します。

図16。 オプション10

オプション11 （図17）MAX878マイクロ回路、入力電圧は1,5〜6,2Vで変化します。出力3,3V、最大250mA。

図17。 オプション11

オプション12 （図18）。 ADP1110マイクロ回路、Uin = 1,15 V（12つのバッテリーのみ！）から開始し、Uoutは最大XNUMXVで動作します。

図18。 オプション12

著者: A.Sigaev、alekssi@yandex.ru、alekssi.narod.ru。 出版物: radioradar.net

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