Ja kādreiz vēlaties darbināt LED no viena akumulatora, agrāk vai vēlāk jūs saskarsities ar ķēdi, ko sauc Džoula zaglis - džoulu zaglis.Šī shēma ir piemērota daudzām lietām: tajā ir mazs detaļu skaits, var izmantot izlādējušos akumulatoru, samontētā konstrukcija ir kompakta un darbosies ar akumulatoru, kura spriegums ir tikai 0,6 V. Šīs ierīces klasisko shēmu var atrast Vikipēdijā. Ir daudz šīs shēmas variantu un mēģinājumu to optimizēt. Parādīšu vienu no šī dizaina variantiem, kas ļaus iedegt divus virknē savienotus 3 vatu LED. Viss tika savākts ātri. Ņemot vērā droseles pārtīšanu, pagāja 20 minūtes. 
Kas jums būs nepieciešams montāžai:
Lodāmurs, nav daudz lodēšanas un vadu. Akumulators 1,5 V vai mazāks, stabilas rokas.
Tranzistors. Es izmantoju KT630,
tā maksimālā darba frekvence ir augsta, un kolektora strāva ir lielāka nekā ieteicamā standarta ķēdēs. Principā jūs varat izmantot jebkuru NPN tranzistoru ar pastiprinājumu vismaz 150, piemēram, 2SC1815. Viens 10 kOhm mainīgais rezistors.
Viens elektrolītiskais kondensators 47 uF pie 25 V. Lielāka kondensatora uzlāde prasa ilgāku laiku un samazina gaismas spilgtumu. Jebkura viena diode ar reverso spriegumu vismaz 100 V, jo bez slodzes kondensators uzlādējas līdz 30-45V.
Viens kondensators 0,01 µF. Divas 3 vatu gaismas diodes, kas savienotas virknē. Pievienots radiatoram no datora procesora.
Vienas grupas stabilizācijas drosele no datora barošanas avota.
Varat izmantot jebkuru ferīta gredzenu, kas jums ir pa rokai. Es izmantoju droseli no barošanas avota, vienkārši tāpēc, ka tas tur bija. Es neskaitīju apgriezienu skaitu, es vienkārši notinu visu vadu no gredzena (ir divi dažāda šķērsgriezuma vadi) un uztinu to vēlreiz, bifilāri.
Tinums, kas uztīts ar mazāka šķērsgriezuma vadu, tika iekļauts tranzistora bāzes ķēdē. Attiecīgi otrais tinums tika iekļauts kolektora ķēdē. Ir svarīgi, lai viena tinuma sākums būtu savienots ar otra galu, kā parādīts diagrammā. Jūs varat uztīt tinumu uz ferīta stieņa ar vajadzīgā apgriezienu skaita krānu vai pat izveidot spoli bez serdes.
Atšķirībā no standarta ķēdes, šeit slodze ir savienota starp pamatni un kolektoru. Ķēdes efektivitāte ir atkarīga no kondensatora, kas ir savienots paralēli slodzei. Šī slodzes pārslēgšanas ķēde tika izveidota, mēģinot izmantot elektromotora spēku, kas rodas L2 spolē.
Video redzams, ka, ja rezistors R1 ir aizvērts, spīduma spilgtums palielinās.
No akumulatora ar 1,5 voltu vai zemāku spriegumu tas vienkārši nav reāli. Tas ir saistīts ar faktu, ka lielākajai daļai gaismas diožu sprieguma kritums pārsniedz šo rādītāju.
Kā iedegt LED no 1,5 voltu akumulatora
Izeja no šīs situācijas var būt vienkārša viena tranzistora un induktivitātes izmantošana. Pēc būtības tas ir savdabīgi. Ķēde ir vienkāršs bloķējošs ģenerators, ko darbina 1,5 voltu akumulators, kas ģenerē diezgan jaudīgus impulsus enerģijas sūknēšanas rezultātā induktors. Ķēde ir vienkārša, un to var salikt burtiski 10 minūtēs.
T1 induktors ir izgatavots uz ferīta gredzena ar diametru 7 milimetri (tā izmēri ir K7x4x3). Tinumā ir 21 vijums, kas izgatavots no divreiz salocīta emaljētas PEV vara stieples ar diametru 0,35 milimetri.
Pēc tinuma pabeigšanas viena vada galam jābūt savienotam ar otra vada sākumu. Rezultāts ir krāns no tinuma centra. Izvēloties pretestību, jūs varat sasniegt labāku gaismas atdevi.
Gaismas diodes jau sen ir aizstājušas kvēlspuldzes gandrīz visās jomās. Tas ir saprotams: gaismas diodes ir spilgtākas nekā lampas, ņemot vērā to enerģijas patēriņu.
Taču gaismas diodēm ir arī vairāki trūkumi. Protams, mēs nerunāsim par visiem, bet mēs apspriedīsim vienu. Tas ir augsts sākotnējās jaudas slieksnis - tas ir aptuveni 1,8-2,2 volti. Protams, jūs nevarat to darbināt no viena akumulatora...
Lai novērstu šo trūkumu, mēs izveidosim vienkāršu pārveidotāju, izmantojot absolūtu detaļu minimumu.
Pateicoties šim pārveidotājam, jūs varat pievienot LED (vai vairākas gaismas diodes) vienam akumulatoram un izgatavot nelielu lukturīti.
Mums būs nepieciešams:
- Gaismas diode.
- 2N3904 vai silīcija tranzistors BC547, vai kāds cits n-p-n struktūras.
- Vads.
- Rezistors 1 kOhm.
- Gredzenveida serdeņi vai ferīta serdeņi.
Pārveidotāja ķēde
Es jums sniegšu divas diagrammas. Viens riņķa transformatora uztīšanai, otrs tiem, kam riņķa serdeņa pie rokas nav.
Šis ir vienkāršākais bloķēšanas ģenerators ar brīvu ierosmes frekvenci. Ideja ir tikpat sena kā laiks. Ierīcei būs augsta efektivitāte.
Induktora uztīšana
Neatkarīgi no tā, vai izmantojat gredzenveida serdi vai parasto ferīta serdi, uztiniet katru tinumu 10 apgriezienus. Jūsu induktors tam ir gatavs.
Ģeneratora pārbaude
Mēs saliekam saskaņā ar shēmu un pārbaudām. Ģeneratoram jādarbojas, un tas nav jāpielāgo.Ja pēkšņi, lai gan elementi darbojas pareizi, gaismas diode neiedegas, mēģiniet nomainīt viena no indukcijas transformatora tinumu galus.
Tagad LED spīd ļoti spilgti pat tad, ja akumulators ir izlādējies. Visas ierīces barošanas avota apakšējā robeža tagad ir aptuveni 0,6 volti.
Transformatora ar gredzenveida serdi efektivitāte ir nedaudz augstāka. Protams, tas nav kritisks, bet paturiet to prātā.
Neskatoties uz plašo dažāda dizaina LED lukturīšu izvēli veikalos, radio amatieri izstrādā savas shēmas, kas paredzētas balto īpaši spilgto gaismas diožu darbināšanai. Būtībā uzdevums ir saistīts ar to, kā darbināt LED no viena akumulatora vai akumulatora, un veikt praktiskus pētījumus.
Vienreiz saņemts pozitīvs rezultāts, diagramma tiek izjaukta, detaļas saliktas kastē, pieredze ir pabeigta, iestājas morālais gandarījums. Bieži vien izpēte ar to apstājas, bet dažkārt pieredze, montējot konkrētu vienību uz maizes dēļa, pārvēršas par īstu dizainu, kas izgatavots pēc visiem mākslas noteikumiem. Zemāk ir vairāki vienkāršas shēmas, ko izstrādājuši radioamatieri.
Dažos gadījumos ir ļoti grūti noteikt, kurš ir shēmas autors, jo viena un tā pati shēma parādās dažādās vietnēs un dažādos rakstos. Bieži vien rakstu autori godīgi raksta, ka šis raksts atrasts internetā, taču nav zināms, kurš šo diagrammu publicējis pirmo reizi. Daudzas shēmas ir vienkārši nokopētas no to pašu ķīniešu lukturīšu dēļiem.
Kāpēc ir nepieciešami pārveidotāji?
Lieta tāda, ka tiešā sprieguma kritums parasti nav mazāks par 2,4...3,4 V, tāpēc vienkārši nav iespējams iedegt LED no viena akumulatora ar spriegumu 1,5 V un vēl jo vairāk no akumulatora. ar spriegumu 1,2V. Šeit ir divas izejas. Vai nu izmantojiet trīs vai vairāk galvanisko elementu akumulatoru, vai arī izveidojiet vismaz vienkāršāko.
Tas ir pārveidotājs, kas ļaus jums darbināt lukturīti tikai ar vienu akumulatoru. Šis risinājums samazina barošanas avotu izmaksas un turklāt ļauj pilnīgāk izmantot: daudzi pārveidotāji darbojas ar dziļu akumulatora izlādi līdz 0,7 V! Pārveidotāja izmantošana ļauj arī samazināt zibspuldzes izmēru.
Ķēde ir bloķējošs oscilators. Šī ir viena no klasiskajām elektroniskajām shēmām, tāpēc, ja tā ir pareizi salikta un labā darba kārtībā, tā nekavējoties sāk darboties. Galvenais šajā shēmā ir pareizi uztīt transformatoru Tr1 un nejaukt tinumu fāzēšanu.
Kā transformatora serdi varat izmantot ferīta gredzenu no nederīgas plāksnes. Pietiek uztīt vairākus izolētas stieples apgriezienus un savienot tinumus, kā parādīts attēlā zemāk.
Transformatoru var uztīt ar tinuma stiepli, piemēram, PEV vai PEL ar diametru ne vairāk kā 0,3 mm, kas ļaus uz gredzena novietot nedaudz lielāku apgriezienu skaitu, vismaz 10...15, kas nedaudz uzlabot ķēdes darbību.
Tinumi jāietīt divos vados, pēc tam savienojiet tinumu galus, kā parādīts attēlā. Tinumu sākums diagrammā ir parādīts ar punktu. Varat izmantot jebkuru mazjaudas n-p-n tranzistoru: KT315, KT503 un tamlīdzīgus. Mūsdienās ir vieglāk atrast importētu tranzistoru, piemēram, BC547.
Ja pie rokas nav n-p-n tranzistora, varat izmantot, piemēram, KT361 vai KT502. Tomēr šajā gadījumā jums būs jāmaina akumulatora polaritāte.
Rezistors R1 ir izvēlēts, pamatojoties uz labāko LED mirdzumu, lai gan ķēde darbojas pat tad, ja to vienkārši aizstāj ar džemperi. Iepriekš esošā diagramma ir paredzēta vienkārši “izklaidei”, eksperimentu veikšanai. Tātad pēc astoņu stundu nepārtrauktas darbības ar vienu LED akumulators samazinās no 1,5 V uz 1,42 V. Var teikt, ka tas gandrīz nekad neizlādējas.
Lai izpētītu ķēdes kravnesību, varat mēģināt paralēli savienot vēl vairākas gaismas diodes. Piemēram, ar četrām gaismas diodēm ķēde turpina darboties diezgan stabili, ar sešām gaismas diodēm tranzistors sāk uzkarst, ar astoņām gaismas diodēm spilgtums manāmi samazinās un tranzistors ļoti sakarst. Bet shēma joprojām darbojas. Bet tas ir paredzēts tikai zinātniskiem pētījumiem, jo tranzistors šajā režīmā nedarbosies ilgu laiku.
Ja plānojat izveidot vienkāršu lukturīti, pamatojoties uz šo shēmu, jums būs jāpievieno vēl pāris detaļas, kas nodrošinās gaišāku gaismas diodes spīdumu.
Ir viegli redzēt, ka šajā shēmā gaismas diode tiek darbināta nevis ar pulsējošu, bet ar līdzstrāvu. Protams, šajā gadījumā spīduma spilgtums būs nedaudz lielāks, un izstarotās gaismas pulsācijas līmenis būs daudz mazāks. Jebkura augstfrekvences diode, piemēram, KD521 (), būs piemērota kā diode.
Pārveidotāji ar droseli
Vēl viena vienkāršākā diagramma ir parādīta attēlā zemāk. Tas ir nedaudz sarežģītāks nekā 1. attēlā redzamā shēma, tajā ir 2 tranzistori, bet transformatora ar diviem tinumiem vietā ir tikai induktors L1. Tādu droseli var uztīt uz riņķa no tās pašas taupības spuldzes, kuram vajadzēs uztīt tikai 15 apgriezienus tinuma stieples ar diametru 0,3...0,5 mm.
Ar norādīto gaismas diodes induktora iestatījumu jūs varat iegūt spriegumu līdz 3,8 V (uz priekšu sprieguma kritums 5730 LED ir 3,4 V), kas ir pietiekami, lai darbinātu 1 W LED. Ķēdes iestatīšana ietver kondensatora C1 kapacitātes izvēli ±50% diapazonā no gaismas diodes maksimālā spilgtuma. Ķēde darbojas, kad barošanas spriegums ir samazināts līdz 0,7 V, kas nodrošina maksimālu akumulatora jaudas izmantošanu.
Ja aplūkojamā ķēde tiek papildināta ar taisngriezi uz diodes D1, filtru uz kondensatora C1 un Zener diodi D2, jūs iegūsit mazjaudas barošanas avotu, ko var izmantot, lai darbinātu operētājsistēmas pastiprinātāja shēmas vai citas elektroniskas sastāvdaļas. Šajā gadījumā induktora induktivitāte tiek izvēlēta diapazonā no 200...350 μH, diode D1 ar Šotkija barjeru, Zenera diode D2 tiek izvēlēta atbilstoši piegādātās ķēdes spriegumam.
Veiksmīgi kombinējot apstākļus, izmantojot šādu pārveidotāju, var iegūt izejas spriegumu 7...12V. Ja plānojat izmantot pārveidotāju tikai gaismas diožu barošanai, Zener diode D2 var tikt izslēgta no ķēdes.
Visas aplūkotās shēmas ir vienkāršākie sprieguma avoti: strāvas ierobežošana caur LED tiek veikta tāpat kā dažādos atslēgu piekariņos vai šķiltavos ar gaismas diodēm.
LED, caur ieslēgšanas pogu, bez jebkāda ierobežojoša rezistora, tiek darbināts ar 3...4 mazām disku baterijām, kuru iekšējā pretestība ierobežo strāvu caur LED līdz drošam līmenim.
Pašreizējās atgriezeniskās saites shēmas
Bet LED galu galā ir pašreizējā ierīce. Ne velti LED dokumentācijā ir norādīta līdzstrāva. Tāpēc patiesās LED strāvas ķēdēs ir strāvas atgriezeniskā saite: tiklīdz strāva caur LED sasniedz noteiktu vērtību, izejas stadija tiek atvienota no barošanas avota.
Sprieguma stabilizatori darbojas tieši tāpat, tikai ir sprieguma atgriezeniskā saite. Zemāk ir shēma gaismas diožu barošanai ar strāvas atgriezenisko saiti.
Rūpīgāk pārbaudot, jūs varat redzēt, ka ķēdes pamatā ir tas pats bloķējošais oscilators, kas samontēts uz tranzistora VT2. Tranzistors VT1 ir kontroles viens atgriezeniskās saites ķēdē. Atsauksmes šajā shēmā darbojas šādi.
Gaismas diodes darbina spriegums, kas uzkrājas elektrolītiskajā kondensatorā. Kondensators tiek uzlādēts caur diodi ar impulsa spriegumu no tranzistora VT2 kolektora. Rektificētais spriegums tiek izmantots gaismas diožu barošanai.
Strāva caur gaismas diodēm iet pa šādu ceļu: kondensatora pozitīvā plāksne, gaismas diodes ar ierobežojošiem rezistoriem, strāvas atgriezeniskās saites rezistors (sensors) Roc, elektrolītiskā kondensatora negatīvā plāksne.
Šajā gadījumā pāri atgriezeniskās saites rezistoram tiek izveidots sprieguma kritums Uoc=I*Roc, kur I ir strāva caur gaismas diodēm. Palielinoties spriegumam (galu galā ģenerators darbojas un uzlādē kondensatoru), palielinās strāva caur gaismas diodēm, un līdz ar to palielinās atgriezeniskās saites rezistora Roc spriegums.
Kad Uoc sasniedz 0,6 V, atveras tranzistors VT1, aizverot tranzistora VT2 bāzes-emitera savienojumu. Tranzistors VT2 aizveras, bloķējošais ģenerators apstājas un pārtrauc elektrolīta kondensatora uzlādi. Slodzes ietekmē kondensators tiek izlādēts, un spriegums pāri kondensatoram samazinās.
Samazinot kondensatora spriegumu, samazinās strāva caur gaismas diodēm, kā rezultātā samazinās atgriezeniskās saites spriegums Uoc. Tāpēc tranzistors VT1 aizveras un netraucē bloķējošā ģeneratora darbību. Ģenerators ieslēdzas, un viss cikls atkārtojas atkal un atkal.
Mainot atgriezeniskās saites rezistora pretestību, jūs varat mainīt strāvu caur gaismas diodēm plašā diapazonā. Šādas shēmas sauc par impulsa strāvas stabilizatoriem.
Integrēti strāvas stabilizatori
Pašlaik pašreizējie LED stabilizatori tiek ražoti integrētā versijā. Kā piemērus var minēt specializētas mikroshēmas ZXLD381, ZXSC300. Tālāk redzamās shēmas ir ņemtas no šo mikroshēmu datu lapas.
Attēlā parādīts ZXLD381 mikroshēmas dizains. Tajā ir PWM ģenerators (impulsu vadība), strāvas sensors (Rsense) un izejas tranzistors. Ir tikai divas piekārtas daļas. Tie ir LED un induktors L1. Tipiska savienojuma shēma ir parādīta nākamajā attēlā. Mikroshēma tiek ražota SOT23 iepakojumā. 350KHz ģenerēšanas frekvenci nosaka iekšējie kondensatori, to nevar mainīt. Ierīces efektivitāte ir 85%, palaišana zem slodzes iespējama pat ar barošanas spriegumu 0,8V.
Gaismas diodes tiešajam spriegumam jābūt ne vairāk kā 3,5 V, kā norādīts apakšējā rindā zem attēla. Strāvu caur LED kontrolē, mainot induktora induktivitāti, kā parādīts tabulā attēla labajā pusē. Vidējā kolonna parāda maksimālo strāvu, pēdējā kolonna parāda vidējo strāvu caur LED. Lai samazinātu pulsācijas līmeni un palielinātu mirdzuma spilgtumu, ir iespējams izmantot taisngriezi ar filtru.
Šeit tiek izmantota gaismas diode ar tiešo spriegumu 3,5 V, augstfrekvences diode D1 ar Šotkija barjeru un kondensators C1, vēlams ar zemu ekvivalentu sērijas pretestību (zemu ESR). Šīs prasības ir nepieciešamas, lai palielinātu ierīces kopējo efektivitāti, pēc iespējas mazāk sildot diodi un kondensatoru. Izejas strāvu izvēlas, izvēloties induktora induktivitāti atkarībā no gaismas diodes jaudas.
Tas atšķiras no ZXLD381 ar to, ka tam nav iekšējā izejas tranzistora un strāvas sensora rezistora. Šis risinājums ļauj ievērojami palielināt ierīces izejas strāvu un tādējādi izmantot lielākas jaudas LED.
Kā strāvas sensors tiek izmantots ārējais rezistors R1, kura vērtību mainot var iestatīt nepieciešamo strāvu atkarībā no LED tipa. Šis rezistors tiek aprēķināts, izmantojot formulas, kas norādītas mikroshēmas ZXSC300 datu lapā. Mēs šeit neparādīsim šīs formulas; ja nepieciešams, ir viegli atrast datu lapu un tur meklēt formulas. Izejas strāvu ierobežo tikai izejas tranzistora parametri.
Pirmo reizi ieslēdzot visas aprakstītās shēmas, ieteicams akumulatoru pievienot caur 10 omu rezistoru. Tas palīdzēs izvairīties no tranzistora nāves, ja, piemēram, transformatora tinumi ir nepareizi savienoti. Ja ar šo rezistoru iedegas gaismas diode, tad rezistoru var noņemt un veikt turpmākus pielāgojumus.
Boriss Aladiškins
Šī shēma ir vēl viena no populāro pārveidotāju sērijām LED darbina viens akumulators pie 1,5 voltiem.
LED pārveidotāja darbības apraksts no 1,5 voltiem
Pēc strāvas pievienošanas caur rezistoru R2 atveras tranzistors T1. Tālāk strāva, kas plūst caur rezistoru R3, atver tranzistoru T2, un strāva sāk plūst caur induktors L1. Induktora L1 strāva nepārtraukti pieaug, un to nosaka akumulatora spriegums, pats induktors, kā arī rezistora R3 pretestības vērtība.
Kad strāva induktorā sasniedz maksimumu, tā maina virzienu uz pretējo un līdz ar to mainās arī sprieguma polaritāte. Šajā brīdī kondensators C1 aizver tranzistoru T1, kam seko tranzistors T2. Strāva no pretējās polaritātes spoles iet caur LED, kas iedegas. Pēc kāda laika tranzistors T1 un T2 ieslēdzas un cikls atkārtojas vēlreiz.
Pārveidotājs spēj palielināt spriegumu līdz 10 voltiem, tāpēc tas var viegli apgaismot pat divas vai trīs diodes pilnā spilgtumā. Caur LED plūstošo strāvu var regulēt noteiktās robežās, mainot rezistora R3 pretestību.
LED pārveidotājs ir samontēts uz vienpusējas plāksnes
