Lampa błyskowa typu LED. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Lampa błyskowa typu LED. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / oświetlenie

Komentarze do artykułu

Super jasne białe diody LED to ekonomiczne, energooszczędne emitery światła, które z powodzeniem mogą zastąpić żarówki w latarkach. Ostatnio na rynku pojawiły się komercyjnie produkowane diody LED. Ten artykuł pomoże radioamatorom samodzielnie wykonać taki sam, a jednocześnie zrozumieć niektóre zawiłości zasilania diod LED.

Osobliwością diody LED jako obciążenia źródła zasilania jest to, że w przeciwieństwie do żarówki ma ona nieliniową charakterystykę prądowo-napięciową z wyraźną „piętą” w początkowej części. Bezpośredni spadek napięcia na białej diodzie LED przy prądach roboczych przekracza 3 V. Nie jest racjonalne zasilanie go z baterii 4,5 V z trzech ogniw galwanicznych - jedna trzecia energii zostanie zmarnowana, rozpraszając się na rezystorze gaszącym. Napięcie z dwóch, a tym bardziej z jednego ogniwa galwanicznego to za mało, potrzebny jest przetwornica, która podniesie napięcie do pożądanej wartości i utrzyma je na niezmienionym poziomie po rozładowaniu akumulatora.

Taki konwerter można zmontować zgodnie z obwodem pokazanym na ryc. 1. Jego podstawą jest mikroukład Maxim MAX756, zaprojektowany specjalnie dla przenośnych urządzeń elektronicznych z własnym zasilaniem. Przetwornica działa, gdy napięcie zasilania spadnie do 0,7 V. Stabilizowane napięcie wyjściowe można ustawić na 3.3 lub 5 V przy prądzie wyjściowym odpowiednio do 300 lub 200 mA. Sprawność przy maksymalnym obciążeniu - ponad 87%.

Lampa błyskowa typu LED

Układ DA1 jest dołączony zgodnie z typowym schematem. Cewka indukcyjna L1, dioda VD1 i kondensator C3 wraz z tranzystorem polowym wbudowanym w mikroukład (jego dren jest podłączony do styku 8, źródło do styku 7) tworzą falownik typu step-up. Kondensator C2 blokuje wewnętrzne źródło napięcia odniesienia dla prądu przemiennego, a kondensator C1 blokuje akumulator GB1. Napięcie sprzężenia zwrotnego z wyjścia falownika jest podawane na pin 6 mikroukładu. Podłączenie styku 2 pokazane na schemacie odpowiada napięciu wyjściowemu 3,3 V. Jeśli podłączysz ten styk do przewodu wspólnego (pin 7), napięcie wzrośnie do 5 V. Podłączenie do przewodu wspólnego styku 1 spowoduje zatrzymanie falownik. Wniosek 5 - wejście układu regulacji napięcia zasilania nie jest w tym przypadku wykorzystywane. Nie może pozostać wolny iz tego powodu jest podłączony do plusa akumulatora GB1.

Cykl falownika można podzielić na dwie fazy. W pierwszym tranzystor wewnętrzny jest otwarty, liniowo rosnący prąd przepływa przez cewkę indukcyjną L1. Pole magnetyczne induktora magazynuje energię. Dioda VD1 jest zamknięta. Kondensator C3 rozładowuje się, podając prąd do obciążenia. Nominalny czas trwania fazy wynosi 5 µs, ale może ona zostać automatycznie przerwana wcześniej, jeśli prąd drenu tranzystora osiągnie maksymalną dopuszczalną wartość (około 1 A).

W drugiej fazie cyklu tranzystor jest zamknięty. Prąd cewki indukcyjnej L1, płynący teraz przez diodę VD1, ładuje kondensator C3, kompensując jego rozładowanie w pierwszej fazie. Gdy napięcie na kondensatorze osiągnie określoną wartość progową, faza zatrzymuje się. W zależności od napięcia zasilania i prądu obciążenia częstotliwość powtarzania opisywanego cyklu zmienia się w bardzo szerokim zakresie.

Wraz ze spadkiem napięcia wejściowego i wzrostem prądu obciążenia układ MAX756 przełącza się w tryb o stałym czasie trwania fazy (odpowiednio 5 i 1 μs). Napięcie wyjściowe nie jest stabilizowane, spada, pozostając maksymalnie możliwe w takich warunkach

Jako źródła światła w latarce zastosowano cztery połączone równolegle diody L-53PWC "Kingbright". Złącze X1 - gniazdo lampy dostępne w latarni. Ponieważ przy prądzie 15 ... 30 mA bezpośredni spadek napięcia na diodzie LED wynosi około 3,1 V, dodatkowe 0,2 V musiało zostać spłacone przez rezystor R1 połączony szeregowo. W miarę nagrzewania się diod LED spadek napięcia na nich maleje, a rezystor szeregowy w pewnym stopniu stabilizuje prąd i jasność świecenia. Nie było potrzeby wyrównywania wartości prądu poprzez poszczególne diody LED. Różnic w ich jasności „na oko” nie stwierdzono.

Konstrukcja została oparta na latarce "VARTA" z obrotowym zespołem emitującym światło. W zasadzie wystarczy każda inna latarka, w której jest wolne miejsce na umieszczenie niezbędnych części. Dzięki zastosowaniu elementów o niewielkich rozmiarach całość została umieszczona wewnątrz węzła emitującego światło (rys. 2). Instalacja została przeprowadzona metodą zawiasową, wykorzystując piny mikroukładu jako punkty odniesienia.

Lampa błyskowa typu LED

Cztery diody LED, jak pokazano na rys. 3, zajął miejsce usuniętej szklanej bańki „zwykłej” latarki. Konkluzje ich anod są przylutowane do metalowej skorupy podstawy, konkluzje katod są wprowadzane do jej centralnego otworu i lutowane.

Kondensatory tlenkowe C1 i C3 - importowany tantal do montażu powierzchniowego. Ich niska rezystancja szeregowa korzystnie wpływa na sprawność. Kondensator C2 - K10-176 lub dowolna inna ceramika. Diodę 1N5817 Schottky'ego można zastąpić SM5817 lub, pomijając nieco większy spadek napięcia w kierunku przewodzenia, 1N5818 (SM5818). Uzwojenie cewki indukcyjnej L1 to 35 zwojów drutu PEV-2 0,28, nawiniętego na obwód magnetyczny z cewki filtra sieciowego zasilacza impulsowego małej mocy. Jest to pierścień K10x4x5 wykonany z permaloju molibdenu o przenikalności magnetycznej 60. Można zastosować dławiki o indukcyjności 40 ... 100 μH i dopuszczalnym prądzie co najmniej 1 A serii DM z rdzeniowym obwodem magnetycznym. Pożądane jest, aby rezystancja czynna uzwojenia cewki indukcyjnej nie przekraczała 0,1 oma, w przeciwnym razie wydajność urządzenia wyraźnie spadnie.

Możliwości wyprodukowanej przetwornicy napięcia zostały przetestowane przy użyciu regulowanego źródła napięcia 0...3 V zamiast baterii GB1. Usuniętą zależność napięcia wyjściowego od wejścia pokazano na rys. 4. Konwerter działał nawet wtedy, gdy napięcie zasilania spadło do 0,4 V, dając w tym trybie napięcie 2,6 V przy prądzie 7 mA (zamiast pierwotnie 110 mA). Blask diod LED był nadal zauważalny. Po wyłączeniu i ponownym włączeniu przetwornica uruchomiła się dopiero przy napięciu zasilania większym niż 0,7 V. Zmierzona sprawność przy świeżych bateriach wyniosła 87%.

Lampa błyskowa typu LED

Maxim wypuszcza dziś ulepszoną wersję układu MAX756 - MAX1674. Posiada wbudowany prostownik synchroniczny, który eliminuje konieczność stosowania zewnętrznej diody i pozwala na zwiększenie sprawności przetwornicy do 94%. Należy pamiętać, że osiągnięcie tak wysokiej sprawności jest możliwe tylko przy odpowiednim doborze rodzaju i mocy elementów zewnętrznych oraz przemyślanej instalacji przetwornicy.

Autor: B.Rashchenko, Nowosybirsk

Zobacz inne artykuły Sekcja oświetlenie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Turbiny wiatrowe wpływają na klimat 03.05.2005

Powszechnie wiadomo, że zbiornik hydroelektryczny zmienia klimat w okolicy, a elektrociepłownia emitująca dwutlenek węgla wpływa na klimat globalny. Ale teraz istnieją dowody na to, że duże farmy wiatrowe, składające się z setek wiatraków, mogą mieć niewielki, ale realny wpływ na klimat okolicy.

Wysokość nowoczesnych turbin wiatrowych dochodzi do 100 metrów, rozpiętość łopat do 50 metrów, a projektowane są jeszcze większe instalacje.

Symulacje komputerowe przeprowadzone na Duke University (USA) wykazały, że duże grupy wiatraków mogą zwiększyć prędkość wiatru w pobliżu ziemi średnio o 0,6 metra na sekundę i podnieść temperaturę powietrza o 0,7 stopnia Celsjusza. Jednocześnie parowanie wilgoci z gleby wokół elektrowni wiatrowej wzrośnie o 0,3 milimetra dziennie.

Wszystkie te dane są uśredniane z 24 godzin, a wczesnym rankiem zmiany będą większe: w ciągu kilku godzin prędkość wiatru wzrośnie o 1,5 metra na sekundę, a temperatura wzrośnie o 2 stopnie Celsjusza. Łączna moc elektrowni 44 generatorów wynosi 30 megawatów.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Prototyp pamięci rezystancyjnej firmy Elpida

▪ Pojemność baterii zwiększona o 10 razy

▪ Huawei Watch D z ciśnieniomierzem i EKG

▪ Ślady islandzkich erupcji

▪ Ładowarki 1600W w wersji rack 19"

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Laboratorium naukowe dla dzieci. Wybór artykułu

▪ artykuł Klyuchevsky Wasilij Osipowicz. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Jakie ptaki kopią dziury? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Elektryk konserwacji podstacji. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Nadajnik radiowy dużej mocy z kwarcową stabilizacją częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Modemy radiowe pakietowe. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn