ความพร้อมใช้งานและราคาที่ค่อนข้างต่ำของไดโอดเปล่งแสง (LED) ที่มีความสว่างเป็นพิเศษทำให้สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์สมัครเล่นต่างๆ นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ที่ใช้ไฟ LED ในการออกแบบเป็นครั้งแรกมักสงสัยว่าจะเชื่อมต่อ LED เข้ากับแบตเตอรี่ได้อย่างไร หลังจากอ่านเนื้อหานี้แล้ว ผู้อ่านจะได้เรียนรู้วิธีส่องสว่าง LED จากแบตเตอรี่เกือบทุกชนิด ไดอะแกรมการเชื่อมต่อ LED ใดที่สามารถใช้ในกรณีนี้หรือกรณีนั้น วิธีคำนวณองค์ประกอบของวงจร

LED สามารถเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่อะไรได้บ้าง?

โดยหลักการแล้ว คุณสามารถจุดไฟ LED โดยใช้แบตเตอรี่ใดก็ได้ ออกแบบโดยนักวิทยุสมัครเล่นและมืออาชีพ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ให้เรารับมือกับงานนี้ได้สำเร็จ อีกประการหนึ่งคือระยะเวลาที่วงจรจะทำงานอย่างต่อเนื่องกับ LED เฉพาะ (LED) และแบตเตอรี่หรือแบตเตอรี่เฉพาะ

ในการประมาณเวลานี้ คุณควรรู้ว่าลักษณะสำคัญประการหนึ่งของแบตเตอรี่ ไม่ว่าจะเป็นเซลล์เคมีหรือแบตเตอรี่ ก็คือความจุ ความจุของแบตเตอรี่ – C แสดงเป็นแอมแปร์-ชั่วโมง ตัวอย่างเช่น ความจุของแบตเตอรี่ AAA AA ทั่วไป อาจอยู่ในช่วง 0.5 ถึง 2.5 แอมแปร์-ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับประเภทและผู้ผลิต ในทางกลับกัน ไดโอดเปล่งแสงจะมีลักษณะเป็นกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้หลายสิบถึงหลายร้อยมิลลิแอมป์ ดังนั้น คุณสามารถคำนวณได้ว่าแบตเตอรี่จะใช้งานได้นานเท่าใดโดยประมาณโดยใช้สูตร:

T= (C*U บาท)/(U งานนำ *ฉันนำงาน)

ในสูตรนี้ ตัวเศษคืองานที่แบตเตอรี่สามารถทำได้ และตัวส่วนคือพลังงานที่ใช้โดยไดโอดเปล่งแสง สูตรนี้ไม่ได้คำนึงถึงประสิทธิภาพของวงจรเฉพาะและความจริงที่ว่าการใช้ความจุแบตเตอรี่ทั้งหมดจนหมดจะเป็นปัญหาอย่างยิ่ง

เมื่อออกแบบอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ พวกเขามักจะพยายามให้แน่ใจว่าปริมาณการใช้กระแสไฟในปัจจุบันจะไม่เกิน 10–30% ของความจุของแบตเตอรี่ จากการพิจารณานี้และสูตรข้างต้น คุณสามารถประมาณจำนวนแบตเตอรี่ที่มีความจุที่กำหนดที่จำเป็นในการจ่ายไฟให้กับ LED หนึ่งดวงได้

วิธีเชื่อมต่อจากแบตเตอรี่ AA 1.5V AA

น่าเสียดายที่มันไม่มีอยู่จริง วิธีง่ายๆจ่ายไฟ LED จากแบตเตอรี่ AA หนึ่งก้อน ความจริงก็คือแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของไดโอดเปล่งแสงมักจะเกิน 1.5 V สำหรับค่านี้อยู่ในช่วง 3.2 - 3.4V ดังนั้นในการจ่ายไฟ LED จากแบตเตอรี่หนึ่งก้อนคุณจะต้องประกอบตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า ด้านล่างเป็นแผนภาพ ตัวแปลงอย่างง่ายแรงดันไฟฟ้าของทรานซิสเตอร์สองตัวซึ่งคุณสามารถจ่ายไฟ LED สว่างพิเศษ 1 - 2 ดวงด้วยกระแสไฟทำงาน 20 มิลลิแอมป์

ตัวแปลงนี้เป็นออสซิลเลเตอร์แบบบล็อกที่ประกอบบนทรานซิสเตอร์ VT2, หม้อแปลง T1 และตัวต้านทาน R1 เครื่องกำเนิดบล็อคจะสร้างพัลส์แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานหลายเท่า ไดโอด VD1 แก้ไขพัลส์เหล่านี้ ตัวเหนี่ยวนำ L1, ตัวเก็บประจุ C2 และ C3 เป็นองค์ประกอบของตัวกรอง anti-aliasing

ทรานซิสเตอร์ VT1, ตัวต้านทาน R2 และซีเนอร์ไดโอด VD2 เป็นองค์ประกอบของตัวปรับแรงดันไฟฟ้า เมื่อแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเก็บประจุ C2 เกิน 3.3 V ซีเนอร์ไดโอดจะเปิดขึ้นและเกิดแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทาน R2 ในเวลาเดียวกันทรานซิสเตอร์ตัวแรกจะเปิดและล็อค VT2 ตัวสร้างบล็อคจะหยุดทำงาน ช่วยให้มั่นใจได้ถึงเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าขาออกของตัวแปลงที่ 3.3 V

ควรใช้ไดโอด Schottky เป็น VD1 ซึ่งมีแรงดันตกคร่อมต่ำในสถานะเปิด

หม้อแปลง T1 สามารถพันบนวงแหวนเฟอร์ไรต์เกรด 2000NN ได้ เส้นผ่านศูนย์กลางของแหวนสามารถมีได้ตั้งแต่ 7 – 15 มม. วงแหวนจากคอนเวอร์เตอร์สามารถใช้เป็นแกนได้ หลอดไฟประหยัดพลังงาน,คอยล์กรองแหล่งจ่ายไฟคอมพิวเตอร์ เป็นต้น ขดลวดทำด้วยลวดอานาเมล เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 มม. ข้างละ 25 รอบ

โครงการนี้สามารถทำให้ง่ายขึ้นโดยไม่ลำบากโดยการกำจัดองค์ประกอบความเสถียร โดยหลักการแล้ววงจรสามารถทำได้โดยไม่ต้องโช้คและตัวเก็บประจุตัวใดตัวหนึ่ง C2 หรือ C3 แม้แต่นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ก็สามารถประกอบวงจรแบบง่ายด้วยมือของเขาเองได้

วงจรยังดีอยู่เพราะจะทำงานต่อเนื่องจนแรงดันไฟตกเหลือ 0.8 V.

วิธีเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 3V

คุณสามารถเชื่อมต่อ LED ที่สว่างเป็นพิเศษกับแบตเตอรี่ 3V ได้โดยไม่ต้องใช้ชิ้นส่วนเพิ่มเติมใดๆ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของ LED สูงกว่า 3 V เล็กน้อย LED จะไม่ส่องสว่างเต็มที่ บางครั้งมันก็มีประโยชน์ด้วยซ้ำ ตัวอย่างเช่นการใช้ LED พร้อมสวิตช์และแบตเตอรี่ดิสก์ 3 V (นิยมเรียกว่าแท็บเล็ต) ซึ่งใช้ในเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์คุณสามารถสร้างพวงกุญแจไฟฉายขนาดเล็กได้ ไฟฉายขนาดเล็กนี้มีประโยชน์ในสถานการณ์ต่างๆ

จากแบตเตอรี่ดังกล่าว - แท็บเล็ต 3 โวลต์คุณสามารถจ่ายไฟให้กับ LED ได้

การใช้แบตเตอรี่ 1.5 V คู่หนึ่งและตัวแปลงที่ซื้อมาหรือทำเองเพื่อจ่ายไฟให้กับ LED หนึ่งดวงขึ้นไปคุณสามารถสร้างการออกแบบที่จริงจังยิ่งขึ้นได้ แผนภาพของหนึ่งในคอนเวอร์เตอร์ (บูสเตอร์) เหล่านี้แสดงในรูป

บูสเตอร์ที่ใช้ชิป LM3410 และอุปกรณ์ต่อพ่วงหลายตัวมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• แรงดันไฟฟ้าขาเข้า 2.7 – 5.5 โวลต์
• กระแสไฟขาออกสูงสุด 2.4 A.
• จำนวน LED ที่เชื่อมต่อตั้งแต่ 1 ถึง 5
• ความถี่การแปลงจาก 0.8 ถึง 1.6 MHz

กระแสไฟขาออกของคอนเวอร์เตอร์สามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนความต้านทานของตัวต้านทานการวัด R1 ทั้งๆ ที่มาจาก. เอกสารทางเทคนิคตามมาว่าชิปได้รับการออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อ LED 5 ดวงในความเป็นจริงคุณสามารถเชื่อมต่อ 6 ดวงได้ เนื่องจากแรงดันเอาต์พุตสูงสุดของชิปคือ 24 V LM3410 ยังอนุญาตให้ LED เรืองแสง (หรี่แสง) . พินที่สี่ของชิป (DIMM) ใช้เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ การหรี่แสงสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนกระแสอินพุตของพินนี้

วิธีเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 9V Krona

"โครนา" มีความจุค่อนข้างน้อยและไม่เหมาะกับการจ่ายไฟมากนัก ไฟ LED อันทรงพลัง- กระแสสูงสุดของแบตเตอรี่ดังกล่าวไม่ควรเกิน 30 - 40 mA ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะเชื่อมต่อไดโอดเปล่งแสง 3 ตัวที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยมีกระแสไฟทำงาน 20 mA เช่นเดียวกับในกรณีเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ขนาด 3 โวลต์จะไม่ส่องสว่างเต็มกำลัง แต่แบตเตอรี่จะมีอายุการใช้งานนานกว่า

วงจรจ่ายไฟแบตเตอรี่โครน่า

เป็นการยากที่จะครอบคลุมวิธีต่างๆ ในการเชื่อมต่อ LED กับแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าและความจุต่างกันในวัสดุเดียว เราพยายามบอกคุณเกี่ยวกับสิ่งที่น่าเชื่อถือที่สุดและ การออกแบบที่เรียบง่าย- เราหวังว่าเนื้อหานี้จะเป็นประโยชน์กับทั้งผู้เริ่มต้นและนักวิทยุสมัครเล่นที่มีประสบการณ์มากขึ้น

แม้จะมีให้เลือกมากมายในร้านไฟฉาย LED การออกแบบต่างๆนักวิทยุสมัครเล่นกำลังพัฒนาวงจรเวอร์ชันของตนเองเพื่อจ่ายไฟให้กับ LED ที่สว่างเป็นพิเศษ โดยพื้นฐานแล้ว ภารกิจอยู่ที่วิธีการจ่ายไฟให้กับ LED จากแบตเตอรี่หรือตัวสะสมพลังงานเพียงก้อนเดียว และดำเนินการวิจัยเชิงปฏิบัติ

หลังจากได้ผลลัพธ์ที่เป็นบวก วงจรจะถูกแยกชิ้นส่วน ใส่ชิ้นส่วนลงในกล่อง การทดลองเสร็จสิ้น และความพึงพอใจทางศีลธรรมก็เริ่มเข้ามา บ่อยครั้งที่การวิจัยหยุดอยู่แค่นั้น แต่บางครั้งประสบการณ์ในการประกอบหน่วยเฉพาะบนเขียงหั่นขนมก็กลายเป็นการออกแบบที่แท้จริงซึ่งสร้างขึ้นตามกฎของศิลปะทั้งหมด ด้านล่างนี้มีหลายรายการ วงจรง่ายๆพัฒนาโดยนักวิทยุสมัครเล่น

ในบางกรณี เป็นการยากมากที่จะตัดสินว่าใครเป็นผู้เขียนโครงการนี้ เนื่องจากโครงการเดียวกันนี้ปรากฏบนเว็บไซต์และในบทความที่แตกต่างกัน บ่อยครั้งที่ผู้เขียนบทความเขียนโดยสุจริตว่าพบบทความนี้บนอินเทอร์เน็ต แต่ไม่รู้ว่าใครเป็นผู้เผยแพร่แผนภาพนี้เป็นครั้งแรก วงจรจำนวนมากถูกคัดลอกมาจากบอร์ดของไฟฉายจีนตัวเดียวกัน

เหตุใดจึงต้องมีตัวแปลง?

ประเด็นก็คือแรงดันไฟฟ้าตกโดยตรงตามกฎแล้วไม่น้อยกว่า 2.4...3.4V ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้เลยที่จะส่องสว่าง LED จากแบตเตอรี่ก้อนเดียวที่มีแรงดันไฟฟ้า 1.5V และยิ่งกว่านั้นจากแบตเตอรี่ ด้วยแรงดันไฟฟ้า 1.2V. มีสองวิธีที่นี่ ใช้แบตเตอรี่ที่มีเซลล์ไฟฟ้าตั้งแต่สามเซลล์ขึ้นไป หรือสร้างอย่างน้อยที่สุดเซลล์ที่ง่ายที่สุด

เป็นตัวแปลงที่จะช่วยให้คุณสามารถจ่ายไฟให้กับไฟฉายด้วยแบตเตอรี่เพียงก้อนเดียว โซลูชันนี้ช่วยลดต้นทุนการจ่ายไฟ และยังช่วยให้ใช้งานได้เต็มที่มากขึ้น: คอนเวอร์เตอร์หลายตัวทำงานโดยใช้แบตเตอรี่ที่คายประจุลึกถึง 0.7V! การใช้ตัวแปลงยังช่วยให้คุณสามารถลดขนาดของไฟฉายได้

วงจรเป็นแบบบล็อคออสซิลเลเตอร์ นี่คือหนึ่งใน แผนการคลาสสิกอิเล็กทรอนิกส์ด้วยการประกอบและอะไหล่ที่เหมาะสมจึงเริ่มทำงานได้ทันที สิ่งสำคัญในวงจรนี้คือการหมุนหม้อแปลง Tr1 อย่างถูกต้องและไม่ทำให้เกิดความสับสนในการวางเฟสของขดลวด

คุณสามารถใช้วงแหวนเฟอร์ไรต์จากบอร์ดที่ไม่ใช้งานเป็นแกนหลักของหม้อแปลงได้ ก็เพียงพอที่จะหมุนสองสามรอบ ลวดหุ้มฉนวนและต่อขดลวดตามภาพด้านล่าง

หม้อแปลงสามารถพันด้วยลวดพันเช่น PEV หรือ PEL ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 0.3 มม. ซึ่งจะช่วยให้คุณสามารถวางวงแหวนจำนวนมากขึ้นเล็กน้อยอย่างน้อย 10...15 ซึ่งจะค่อนข้าง ปรับปรุงการทำงานของวงจร

พันขดลวดควรพันเป็นสายไฟ 2 เส้น แล้วต่อปลายขดลวดดังแสดงในรูป จุดเริ่มต้นของขดลวดในแผนภาพจะแสดงด้วยจุด คุณสามารถใช้พลังงานต่ำใดก็ได้ ทรานซิสเตอร์ npnการนำไฟฟ้า: KT315, KT503 และอื่นๆ ในปัจจุบันนี้การหาทรานซิสเตอร์นำเข้าเช่น BC547 ทำได้ง่ายกว่า

หากคุณไม่มีทรานซิสเตอร์อยู่ในมือ โครงสร้าง n-p-nจากนั้นคุณสามารถใช้ เช่น KT361 หรือ KT502 อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ คุณจะต้องเปลี่ยนขั้วของแบตเตอรี่

ตัวต้านทาน R1 ถูกเลือกตามการเรืองแสงที่ดีที่สุดของ LED แม้ว่าวงจรจะทำงานแม้ว่าจะถูกแทนที่ด้วยจัมเปอร์ก็ตาม แผนภาพด้านบนนี้จัดทำขึ้นเพื่อ "เพื่อความสนุกสนาน" เพื่อทำการทดลอง ดังนั้นหลังจากใช้งาน LED หนึ่งดวงต่อเนื่องเป็นเวลาแปดชั่วโมง แบตเตอรี่จะลดลงจาก 1.5V เป็น 1.42V เราสามารถพูดได้ว่ามันแทบไม่เคยปล่อยออกมาเลย

เพื่อศึกษาความสามารถในการรับน้ำหนักของวงจรคุณสามารถลองเชื่อมต่อ LED หลายตัวแบบขนานได้ ตัวอย่างเช่น ด้วยไฟ LED สี่ดวง วงจรยังคงทำงานค่อนข้างเสถียร ด้วยไฟ LED หกดวง ทรานซิสเตอร์จะเริ่มร้อนขึ้น โดยที่ไฟ LED แปดดวงความสว่างจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด และทรานซิสเตอร์จะร้อนมาก แต่โครงการนี้ยังคงทำงานต่อไป แต่นี่เป็นเพียงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เนื่องจากในโหมดนี้ทรานซิสเตอร์จะไม่ทำงานเป็นเวลานาน

หากคุณวางแผนที่จะสร้างไฟฉายธรรมดาตามวงจรนี้ คุณจะต้องเพิ่มชิ้นส่วนอีกสองสามส่วนซึ่งจะทำให้ LED สว่างขึ้น

ง่ายที่จะเห็นว่าในวงจรนี้ LED ไม่ได้ขับเคลื่อนโดยการเต้นเป็นจังหวะ แต่ ดี.ซี- ตามธรรมชาติแล้ว ในกรณีนี้ ความสว่างของแสงจะสูงขึ้นเล็กน้อย และระดับการเต้นเป็นจังหวะของแสงที่ปล่อยออกมาจะน้อยกว่ามาก ไดโอดความถี่สูงใด ๆ เช่น KD521 () จะเหมาะเป็นไดโอด

ตัวแปลงพร้อมโช้ค

แผนภาพที่ง่ายที่สุดอีกอันแสดงในรูปด้านล่าง มันค่อนข้างซับซ้อนกว่าวงจรในรูปที่ 1 โดยมีทรานซิสเตอร์ 2 ตัว แต่แทนที่จะใช้หม้อแปลงที่มีขดลวดสองเส้น กลับมีเพียงตัวเหนี่ยวนำ L1 เท่านั้น สำลักดังกล่าวสามารถพันบนวงแหวนจากหลอดประหยัดไฟเดียวกันซึ่งคุณจะต้องพันลวดม้วนเพียง 15 รอบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3...0.5 มม.

ด้วยการตั้งค่าตัวเหนี่ยวนำที่ระบุบน LED คุณจะได้รับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 3.8V (แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าตกคร่อม LED 5730 คือ 3.4V) ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับ LED 1W การตั้งค่าวงจรเกี่ยวข้องกับการเลือกความจุของตัวเก็บประจุ C1 ในช่วง ±50% ของความสว่างสูงสุดของ LED วงจรจะทำงานเมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงเหลือ 0.7V ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการใช้ความจุแบตเตอรี่สูงสุด

หากวงจรที่พิจารณาได้รับการเสริมด้วยวงจรเรียงกระแสบนไดโอด D1, ตัวกรองบนตัวเก็บประจุ C1 และซีเนอร์ไดโอด D2 คุณจะได้รับแหล่งจ่ายไฟต่ำที่สามารถใช้ในการจ่ายไฟให้กับวงจร op-amp หรือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ในกรณีนี้ ตัวเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำจะถูกเลือกภายในช่วง 200...350 μH, ไดโอด D1 ที่มีสิ่งกีดขวาง Schottky, ซีเนอร์ไดโอด D2 จะถูกเลือกตามแรงดันไฟฟ้าของวงจรที่ให้มา

ด้วยการผสมผสานสถานการณ์ที่ประสบความสำเร็จ เมื่อใช้ตัวแปลงดังกล่าว คุณจะได้รับแรงดันเอาต์พุตที่ 7...12V หากคุณตั้งใจจะใช้ตัวแปลงเพื่อจ่ายไฟให้กับ LED เท่านั้น คุณสามารถแยกซีเนอร์ไดโอด D2 ออกจากวงจรได้

วงจรที่พิจารณาทั้งหมดเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ง่ายที่สุด: การจำกัดกระแสผ่าน LED จะดำเนินการในลักษณะเดียวกับที่ทำในพวงกุญแจต่างๆ หรือในไฟแช็กด้วย LED

ไฟ LED ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ดิสก์ขนาดเล็ก 3...4 ก้อนผ่านปุ่มเปิด/ปิด โดยไม่มีตัวต้านทานจำกัดใดๆ ความต้านทานภายในจะจำกัดกระแสผ่าน LED ให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัย

วงจรป้อนกลับปัจจุบัน

แต่ LED ก็คืออุปกรณ์ในปัจจุบัน เอกสารสำหรับไฟ LED ระบุถึงกระแสตรงไม่ได้มีไว้สำหรับสิ่งใด ดังนั้น วงจรกำลังไฟ LED ที่แท้จริงจึงมีกระแสป้อนกลับ: เมื่อกระแสไฟฟ้าที่ผ่าน LED ถึงค่าที่กำหนด ระยะเอาท์พุตจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟ

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าทำงานในลักษณะเดียวกันทุกประการ มีเพียงการป้อนกลับแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น ด้านล่างนี้เป็นวงจรสำหรับจ่ายไฟ LED พร้อมกระแสป้อนกลับ

เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด คุณจะเห็นว่าพื้นฐานของวงจรนั้นเป็นออสซิลเลเตอร์แบบบล็อกเดียวกันกับที่ประกอบบนทรานซิสเตอร์ VT2 ทรานซิสเตอร์ VT1 เป็นตัวควบคุมในวงจรป้อนกลับ ข้อเสนอแนะในโครงการนี้มีลักษณะดังนี้

ไฟ LED ได้รับพลังงานจากแรงดันไฟฟ้าที่สะสมผ่านตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ตัวเก็บประจุถูกชาร์จผ่านไดโอด แรงดันพัลส์จากตัวสะสมทรานซิสเตอร์ VT2 แรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขนั้นใช้ในการจ่ายไฟให้กับ LED

กระแสผ่าน LED ผ่านไปตามเส้นทางต่อไปนี้: แผ่นบวกของตัวเก็บประจุ, LED ที่มีตัวต้านทานจำกัด, ตัวต้านทานป้อนกลับปัจจุบัน (เซ็นเซอร์) Roc, แผ่นลบของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ในกรณีนี้ แรงดันตกคร่อม Uoc=I*Roc จะถูกสร้างขึ้นทั่วทั้งตัวต้านทานป้อนกลับ โดยที่ I คือกระแสที่ไหลผ่าน LED เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานและชาร์จตัวเก็บประจุ) กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน LED จะเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ แรงดันไฟฟ้าทั่วตัวต้านทานป้อนกลับ Roc จึงเพิ่มขึ้น

เมื่อ Uoc ถึง 0.6V ทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดขึ้น โดยปิดจุดเชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 ทรานซิสเตอร์ VT2 ปิดลง ตัวสร้างบล็อคจะหยุด และหยุดการชาร์จตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ภายใต้อิทธิพลของโหลด ตัวเก็บประจุจะถูกคายประจุ และแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเก็บประจุจะลดลง

การลดแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุจะทำให้กระแสไฟฟ้าผ่าน LED ลดลงและเป็นผลให้แรงดันป้อนกลับ Uoc ลดลง ดังนั้นทรานซิสเตอร์ VT1 จะปิดและไม่รบกวนการทำงานของเครื่องกำเนิดบล็อค เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเริ่มทำงานและวงจรทั้งหมดจะเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า

ด้วยการเปลี่ยนความต้านทานของตัวต้านทานป้อนกลับ คุณสามารถเปลี่ยนกระแสผ่าน LED ภายในช่วงกว้างได้ วงจรดังกล่าวเรียกว่าตัวปรับกระแสพัลส์

ตัวปรับกระแสไฟแบบอินทิกรัล

ปัจจุบันความคงตัวในปัจจุบันสำหรับ LED มีการผลิตในเวอร์ชันรวม ตัวอย่าง ได้แก่ ไมโครวงจรพิเศษ ZXLD381, ZXSC300 วงจรที่แสดงด้านล่างนำมาจากแผ่นข้อมูลของชิปเหล่านี้

ภาพประกอบแสดงการออกแบบชิป ZXLD381 ประกอบด้วยเครื่องกำเนิด PWM (การควบคุมพัลส์), เซ็นเซอร์กระแส (Rsense) และทรานซิสเตอร์เอาท์พุต มีเพียงสองส่วนที่แขวนอยู่ เหล่านี้คือ LED และตัวเหนี่ยวนำ L1 โครงการทั่วไปการสลับจะแสดงในรูปต่อไปนี้ ไมโครวงจรผลิตในแพ็คเกจ SOT23 ความถี่ในการสร้าง 350KHz ถูกกำหนดโดยตัวเก็บประจุภายใน ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ประสิทธิภาพของอุปกรณ์คือ 85% สามารถเริ่มต้นภายใต้โหลดได้แม้จะมีแรงดันไฟฟ้า 0.8V

แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED ไม่ควรเกิน 3.5V ตามที่ระบุในบรรทัดล่างสุดใต้ภาพ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน LED ถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนค่าความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำ ดังแสดงในตารางด้านขวาของภาพ คอลัมน์กลางแสดงกระแสสูงสุด คอลัมน์สุดท้ายแสดงกระแสเฉลี่ยผ่าน LED เพื่อลดระดับระลอกคลื่นและเพิ่มความสว่างของแสงคุณสามารถใช้วงจรเรียงกระแสพร้อมฟิลเตอร์ได้

ในที่นี้ เราใช้ LED ที่มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า 3.5V, ไดโอดความถี่สูง D1 ที่มีสิ่งกีดขวาง Schottky และตัวเก็บประจุ C1 ควรมีความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่าต่ำ (ESR ต่ำ) ข้อกำหนดเหล่านี้มีความจำเป็นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์ โดยให้ความร้อนแก่ไดโอดและตัวเก็บประจุให้น้อยที่สุด กระแสไฟขาออกจะถูกเลือกโดยการเลือกความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำโดยขึ้นอยู่กับกำลังของ LED

มันแตกต่างจาก ZXLD381 ตรงที่ไม่มีทรานซิสเตอร์เอาท์พุตภายในและตัวต้านทานเซ็นเซอร์กระแส โซลูชันนี้ช่วยให้คุณเพิ่มกระแสไฟขาออกของอุปกรณ์ได้อย่างมาก ดังนั้นจึงใช้ไฟ LED กำลังที่สูงขึ้น

ตัวต้านทานภายนอก R1 ถูกใช้เป็นเซ็นเซอร์กระแส โดยการเปลี่ยนค่าที่คุณสามารถตั้งค่ากระแสที่ต้องการได้ ขึ้นอยู่กับประเภทของ LED ตัวต้านทานนี้คำนวณโดยใช้สูตรที่ให้ไว้ในเอกสารข้อมูลสำหรับชิป ZXSC300 เราจะไม่นำเสนอสูตรเหล่านี้ที่นี่ หากจำเป็น คุณสามารถค้นหาแผ่นข้อมูลและค้นหาสูตรจากที่นั่นได้อย่างง่ายดาย กระแสไฟเอาท์พุตจะถูกจำกัดด้วยพารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์เอาท์พุตเท่านั้น

เมื่อคุณเปิดวงจรที่อธิบายไว้ทั้งหมดเป็นครั้งแรก แนะนำให้เชื่อมต่อแบตเตอรี่ผ่านตัวต้านทาน 10 โอห์ม ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการเสียชีวิตของทรานซิสเตอร์ ตัวอย่างเช่น หากเชื่อมต่อขดลวดหม้อแปลงไม่ถูกต้อง หากไฟ LED สว่างขึ้นพร้อมกับตัวต้านทานนี้ แสดงว่าตัวต้านทานนี้สามารถถอดออกและทำการปรับเปลี่ยนเพิ่มเติมได้

บอริส อลาดีชคิน

ในบทความนี้ เราจะดูตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพ ซึ่งปกติเรียกว่า "Joule Thief" ในภาษาต่างประเทศ สำหรับการจ่ายไฟให้กับ LED ที่สว่างเป็นพิเศษจากแบตเตอรี่ 1.5 โวลต์เพียงก้อนเดียว

ดังที่คุณทราบ LED สีขาวหรือสีน้ำเงินสว่างเป็นพิเศษต้องใช้แหล่งจ่ายไฟอย่างน้อย 2.7 V ดังนั้นจึงมีการติดตั้งแบตเตอรี่ 1.5 โวลต์ 3 ก้อนในไฟฉายที่ใช้ไฟ LED ดังกล่าว ฉันคิดว่าทุกคนที่มีใครจะรู้เรื่องนี้ ไฟฉาย LEDและทำให้เกิดความไม่สะดวก เนื่องจากคุณต้องซื้อแบตเตอรี่ AA จำนวน 3 ก้อนในแต่ละครั้ง ซึ่งถือว่าค่อนข้างแพง ตัวแปลงที่เราแนะนำให้คุณประกอบนั้นเรียบง่ายมาก ราคาถูก ผลิตและประกอบได้ง่าย และจะช่วยให้คุณสามารถจ่ายไฟให้กับ LED หรือกลุ่มของ LED จากแบตเตอรี่ 1.5V เพียงก้อนเดียว ยิ่งกว่านั้นจะสามารถดูดน้ำทั้งหมดออกจากแบตเตอรี่ได้เนื่องจากตัวแปลงที่มี LED ยังคงทำงานต่อไปแม้ที่แรงดันไฟฟ้าประมาณ 0.4 โวลต์! สิ่งนี้จะช่วยให้คุณสามารถจ่ายไฟให้กับไฟฉายได้แม้แบตเตอรี่หมดซึ่งใช้งานไม่ได้ในอุปกรณ์อื่นอีกต่อไป ในบทความก่อนหน้านี้เกี่ยวกับตัวแปลงพลังงานน้ำ เราใช้ตัวแปลงบูสต์ที่คล้ายกัน

เครื่องมือและชิ้นส่วน:

• วงแหวนเฟอร์ไรต์ทอรอยด์ (สามารถนำมาจากหลอดไฟ CFL ประหยัดพลังงานที่ไม่ทำงาน)
• แบตเตอรี่เก่า
• ไฟ LED สีขาวสว่าง (คุณสามารถนำมาจากไฟฉายคุณสามารถใช้โมดูล LED ทั้งหมดได้)
• ทรานซิสเตอร์ NPN - 2N3904 หรือ 2N2222, 2N4401;
• ตัวต้านทาน 1 kOhm (ตัวที่นำเข้าจะมีแถบสีเหล่านี้และตามลำดับนี้ - น้ำตาล - ดำ - แดง)
• เครื่องทดสอบแบตเตอรี่ (อุปกรณ์เสริม);
• ดีบุก, บัดกรี, หัวแร้ง, เพื่อนที่รู้วิธีบัดกรี =);
• ลวดทองแดงแกนเดี่ยวในสารเคลือบเงาหรือฉนวนพีวีซี
• ที่ใส่แบตเตอรี่

วิธีสร้างบูสต์คอนเวอร์เตอร์สำหรับ Joule Thief LED ด้วยมือของคุณเอง คำแนะนำโดยละเอียด:

เราจะต้องประกอบตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพตามรูปแบบต่อไปนี้:

ขดลวดหม้อแปลง Toroidal

เราจะต้องมีสายไฟสองเส้นที่มีความยาวเท่ากัน ถอดฉนวนที่ปลายออกประมาณครึ่งเซนติเมตร พันปลายสายไฟทั้งสองข้างเข้าด้วยกันแล้วบัดกรีเข้าด้วยกันเพื่อความน่าเชื่อถือที่มากขึ้น ดันปลายเหล่านี้ผ่านวงแหวนเล็กน้อย จากนั้นปลายอีกด้านเริ่มหมุนขดลวดเพื่อหมุน ตรวจดูให้แน่ใจว่าสายไฟทั้งสองนี้ไม่บิดเข้าหากัน แต่พันกัน หมุนจนพื้นที่ว่างบนวงแหวนหมดและปลายทั้ง 4 ด้านก็ติดกัน ยิ่งวงแหวนสามารถรองรับการหมุนได้มากเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น แต่ทั้งหมดขึ้นอยู่กับความหนาของเส้นลวดและเส้นผ่านศูนย์กลางของวงแหวน ตัดลวดส่วนเกินออกให้เหลือประมาณ 2 เซนติเมตรเพื่อบัดกรีต่อไป

อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการพันหม้อแปลงสำหรับตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพซึ่งฉันแนะนำคือในบทความเกี่ยวกับหม้อแปลงที่ทำงานบนน้ำ

บัดกรีตัวต้านทานไปที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งที่ยังไม่ได้ขายด้วยตัวต้านทาน 1 kOhm

บัดกรีทรานซิสเตอร์ตามที่แสดงในภาพ (โปรดทราบว่าส่วนแบนของทรานซิสเตอร์อยู่ที่ด้านบนและส่วนนูนที่ด้านล่าง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากไม่สามารถสลับสายนำของทรานซิสเตอร์ได้) ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ถูกบัดกรีเข้ากับขดลวดเดี่ยวอิสระของหม้อแปลงไฟฟ้า ฐานของทรานซิสเตอร์ (ฐาน) ถูกบัดกรีไปที่ปลายที่สองของตัวต้านทาน และตัวส่งสัญญาณจะถูกบัดกรีเข้ากับสายแยกที่จะเชื่อมต่อกับขั้วลบของแบตเตอรี่

เราประสาน LED ในการทำเช่นนี้คุณต้องค้นหาก่อนว่าขั้วบวก (บวก) และแคโทด (ลบ) อยู่ที่ใด หาก LED เป็นของใหม่คุณสามารถเข้าใจได้ง่ายด้วยความยาวของขาของมันส่วนที่ยาวคือ ขั้วบวก (+) และอันที่สั้นกว่าคือแคโทด (-) นอกจากนี้ หากคุณดู LED ในแสงไฟ หน้าสัมผัสที่จะดูใหญ่ขึ้นเมื่อเทียบกับอันที่สองจะเป็นแคโทด ดังนั้นเราจึงพบว่าอะไรอยู่ที่ไหน และตอนนี้เราประสานขั้วบวกกับตัวสะสมของทรานซิสเตอร์และขั้วลบกับตัวปล่อย

เราตรวจสอบกับผู้ทดสอบว่าแบตเตอรี่เก่าของเราใกล้จะหมดอายุการใช้งานเพียงใด สิ่งสำคัญคือต้องเลือกแบตเตอรี่ที่ยังมีชีวิตอยู่เล็กน้อย ในการตรวจสอบวงจร ยังแนะนำให้มีแบตเตอรี่ใหม่อยู่ในมือ

ถึงเวลาตรวจสอบการทำงานของโครงการของเราแล้ว! ในการดำเนินการนี้ ให้เชื่อมต่อสายไฟที่มาจากตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์เข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่ และสายหม้อแปลงทั้ง 2 เส้นบิดเข้าหากันที่ขั้วบวกของแบตเตอรี่ เท่านี้ก็เรียบร้อย ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพของเราสำหรับจ่ายไฟให้กับ LED จาก แบตเตอรี่ 1.5 V หนึ่งก้อนใช้งานได้! นอกจากนี้ เพื่อไม่ให้นิ้วมือจับแบตเตอรี่ตลอดเวลา เราขอแนะนำให้บัดกรีที่ยึดแบตเตอรี่

ฉันอยากจะทำให้ตัวเองเป็นไฟฉายขนาดเล็กและสว่างที่ใช้พลังงานจากองค์ประกอบ AA หรือ AAA หนึ่งชิ้นมานานแล้ว มีแม้กระทั่งสิ่งพิเศษสำหรับวัตถุประสงค์ดังกล่าว ไมโครวงจร แต่เรามีปัญหาการขาดแคลน + คางคกทำให้ฉันคิดสองครั้ง จึงมีปาฏิหาริย์เกิดขึ้นดังนี้

มันส่องสว่างมาก ความสว่างของแสงแทบจะไม่ลดลงหากคุณเชื่อมต่อ LED อื่นแบบขนาน ชิ้นส่วนที่มีอยู่มากมาย + ความง่ายในการประกอบและการกำหนดค่าจะช่วยให้คุณทำซ้ำการออกแบบนี้ได้โดยไม่มีปัญหาใด ๆ

หม้อแปลงไฟฟ้าเกิดความเสียหาย แหวนเฟอร์ไรต์- ฉันเอาแหวนมาจากเมนบอร์ดเก่า ง่ายมากที่จะลม เราใช้สายไฟสองเส้นที่มีความยาวเท่ากัน (ฉันใช้สายไฟที่มีสีต่างกันสองเส้นจากสายเคเบิลเครือข่าย) เรารวมเข้าด้วยกันและด้วยลวดที่พับแล้วเราเริ่มหมุนวงแหวนเพื่อหมุน เป็นผลให้เราได้สายไฟ 4 เส้น สองเส้นที่แต่ละด้านของวงแหวน เราใช้ลวดที่มีสีต่างกันหนึ่งเส้นในแต่ละด้านแล้วมัดเข้าด้วยกัน มันควรมีลักษณะดังนี้:

มุมมองด้านข้าง:

แทนที่จะเป็นทรานซิสเตอร์ BC547C คุณสามารถใช้ KT315 ในประเทศของเราได้ ด้วยตัวต้านทาน R1 คุณสามารถปรับความสว่างของแสงได้เล็กน้อย บอร์ดสำหรับวงจรนี้ไม่ได้รับการพัฒนาในความคิดของฉันมันไม่มีประโยชน์ที่นี่

จากแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้า 1.5 โวลต์หรือต่ำกว่า มันไม่สมจริงเลย เนื่องจากไฟ LED ส่วนใหญ่มีแรงดันไฟฟ้าตกเกินตัวเลขนี้

วิธีเปิดไฟ LED จากแบตเตอรี่ 1.5 โวลต์

วิธีออกจากสถานการณ์นี้คือการใช้ทรานซิสเตอร์และการเหนี่ยวนำแบบธรรมดา โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นเรื่องแปลก วงจรนี้เป็นเครื่องกำเนิดบล็อคธรรมดาที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ขนาด 1.5 โวลต์ ซึ่งสร้างพัลส์ที่ทรงพลังพอสมควรอันเป็นผลมาจากการสูบพลังงานเข้าไปในตัวเหนี่ยวนำ วงจรนี้เรียบง่ายและสามารถประกอบได้ภายใน 10 นาทีอย่างแท้จริง

ตัวเหนี่ยวนำ T1 ทำบนวงแหวนเฟอร์ไรต์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มิลลิเมตร (ขนาดคือ K7x4x3) การคดเคี้ยวมี 21 รอบทำจากอีนาเมลพับสองชั้น ลวดทองแดง PEV มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.35 มิลลิเมตร

หลังจากม้วนเสร็จแล้ว ปลายสายไฟเส้นใดเส้นหนึ่งจะต้องต่อเข้ากับจุดเริ่มต้นของเส้นลวดอีกเส้นหนึ่ง ผลที่ได้คือการแตะจากศูนย์กลางของขดลวด เมื่อเลือกความต้านทาน คุณจะได้แสงสว่างที่ดีขึ้น