Leistungsstarker Taschenlampenkonverter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Beleuchtung

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Der Hauptnachteil der Stromversorgung von LEDs direkt über eine Batterie besteht darin, dass die LED bei einem Spannungsabfall auf 2.5 Volt deutlich schwächer leuchtet oder sogar ganz ausgeht. Dies wird durch die zuvor vorgeschlagenen Schaltungen (ein Modul zur Stromversorgung der LED und eine Nachtlichtschaltung) und viele andere im Internet gelöst. Sie haben aber auch einen Nachteil: Bei frischem Akku leuchtet die LED mit erhöhter Helligkeit und erhöhtem Stromverbrauch.

Gleichzeitig führt der erhöhte Stromverbrauch zu einer leichten Erhöhung des Helligkeitsniveaus, dies wird durch die Strom-Spannungs-Kennlinie der LED bestimmt, die an die Kennlinie einer Zenerdiode erinnert. Eines Tages, als eine LED-Taschenlampe im falschen Moment den Geist aufgab (und ich die Batterien erst kürzlich gewechselt hatte), beschloss ich, den LED-Block in einer alten sowjetischen Taschenlampe durch zwei 373-Batterien (3 Volt) zu ersetzen. Ein einfaches Umstellen funktioniert natürlich nicht, die Batterien werden etwas leer und die Taschenlampe geht aus. Es wurde beschlossen, einen Konverter zu installieren, aber 1-2 LEDs mit einer Stromaufnahme von 30-40 mA sind eine Sache und 30 LEDs mit einer Stromaufnahme von bis zu 600 mA eine andere. Hoher Strom ist kein Problem, es ist machbar. Aber mit einer neuen Batterie verbrauchen die LEDs mehr als ein Ampere Strom und werden furchtbar heiß, und was am wichtigsten ist, dieser Strom erhöht nicht die Helligkeit, d. h. ist verschwendet.

Sie können spezielle Mikroschaltungen verwenden (gibt es die überhaupt für 600 mA?), aber ich hatte sie nicht zur Hand und wollte sie erst kaufen, als sie per Post ankamen, und im Allgemeinen bin ich zutiefst davon überzeugt Amateurfunk soll Einnahmen generieren oder keine Verluste verursachen. Deshalb habe ich beschlossen, es mit losem Pulver zu sammeln, das ich nicht kaufen muss. Die Hauptanforderung ist Einfachheit und kleine Abmessungen – Sie müssen es in eine Taschenlampe einsetzen. So etwas habe ich im Internet nicht gefunden, es scheint, dass es so etwas einmal in der Zeitschrift „Radio“ gab, aber ich wollte in den letzten 10 Jahren nicht danach suchen und es ist keine Tatsache, dass es was gibt Ich brauche da.

Die Schaltung ist also im Wesentlichen derselbe Sperrgenerator. VT3 ist ein Tastentransistor mittlerer Leistung auf einem kleinen Strahler (10 x 10 x 2 mm). Die Sättigungsspannung des Schlüsselschalters beträgt 0,3 Volt, weshalb ich mich dafür entschieden habe. VT1 ist nur ein Verstärker, theoretisch kann man einen Darlington-Transistor verwenden und VT1 ausschließen, aber ich hatte sie entweder sehr gesund oder klein. VT2 – sorgt zusammen mit VD2 und R5 für eine Stabilisierung des Stromverbrauchs. Wie es funktioniert. Wenn die Spannung an der oberen Platte von C3 auf 4 Volt ansteigt, öffnet die Zenerdiode VD2 und Strom fließt durch die Basis des Transistors VT2, sie öffnet und überbrückt die Basis des Transistors VT1, wodurch VT1 und VT3 geschlossen werden und die Spannung an C3 nimmt ab.

Warum bis zu 4 Volt? Denn die Zenerdiode hat eine Spannung von 3.3 Volt und der Spannungsabfall zwischen Emitter und Basis beträgt 0.7 Volt. Bei LEDs fallen jedoch 3 Volt ab, bei hoher Helligkeit 3.2-3.3 Volt. Dazu benötigen Sie einen Widerstand R4 mit einer Leistung von ca. 0,5 Watt (um Überhitzung zu vermeiden, eigentlich 3 x 0.125). Ein Strom von 600 mA (30 Stück x 20 mA) multipliziert mit 1.2 Ohm ergibt einen Spannungsanstieg an C3 von 0.72 Volt. Diese. genau das, was gebraucht wurde. Sieht aus wie Darm. Aber nein, der Widerstand gibt eine nutzlose Leistung von 0.5 Watt ab. Wenn Sie eine 2.6-Volt-Zenerdiode finden, können Sie den Widerstand ausschließen, aber ich habe so etwas in der Natur nicht gesehen. Ja, und die Stabilisierung ließ zu wünschen übrig und es gab keine Helligkeitsanpassung.

Deshalb habe ich nach kurzem Nachdenken ein etwas komplexeres Diagramm gezeichnet. Die Schaltung ist die gleiche wie die alte, mit Ausnahme eines Feldeffekttransistors, eines Abstimmwiderstands und einer 6-Volt-Zenerdiode. Der Feldeffekttransistor wird mit einem N-Kanal mit einer Sperrspannung von 2.5–3 Volt ausgewählt. Wenn die Spannung am Gate diese Spannung überschreitet, öffnet der Feldschalter (im geöffneten Zustand beträgt der Widerstand ein Ohm) und überbrückt VT1.

Mit R5 wird der Triggerpegel eingestellt, außerdem kann man die gewünschte Helligkeit der LEDs einstellen. R5 beträgt vorzugsweise 10 k oder weniger; bei hohem Widerstand beginnen Störimpulse mit dem Laden der Gate-Kapazität und einer Verringerung der Helligkeit der LEDs. R4 hat schon deutlich weniger Widerstand, obwohl auch ohne und ohne R5 alles funktioniert. Nur lässt sich dadurch die Helligkeit sanfter regeln und man kann einen Feldschalter mit höherer Abschaltspannung verwenden. Die Funktion einer 6-Volt-Zenerdiode besteht darin, dass beim Ausschalten der LEDs die Gate-Spannung den maximal zulässigen Wert überschreiten kann und der Feldeffekttransistor in den Müll geworfen werden kann. Ich liebe sie, insbesondere den IRFD020 und den IRF9020. Ich weiß nicht warum. Es kann durch jedes N-Kanal-Feld mit isoliertem Gate und einer Abschaltspannung von 2-3 Volt ersetzt werden.

Die Schaltung behält bis zu 1.6 Volt eine recht ordentliche Helligkeit bei. Bei 1.4 Volt erlöschen die LEDs, da an den Übergängen der Basis-Emitter der Transistoren VT1 und VT3 um 0.7 + 0.7 = 1.4 Volt abfällt. Ist sie geringer, können sie nicht mehr geöffnet werden. Sie können versuchen, einen Transistor mit hoher Verstärkung zu verwenden, aber nicht Darlington!!! - Er hat zwei ungefähr auf die gleiche Weise drinnen.

Unterm Strich leuchten LEDs ab drei Volt mit sehr ordentlicher Helligkeit bei einem Strom von 0.5-0.6 A, sinkt die Spannung auf 2.1-2.5 V, steigt der Stromverbrauch auf 0.7-0.9 A (und das ist richtig, da die Spannung gesunken ist). aber die Helligkeit blieb gleich, was bedeutet, dass Sie den Stromverbrauch erhöhen müssen).

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