Высокоэффективный карманный фонарик на белом светодиоде

Raju Baddi

EDN

В этой статье описан карманный фонарик на одном белом светодиоде, который можно разместить в пустой пластиковой тубе от клеящего карандаша Схема состоит всего из нескольких общедоступных компонентов. Этот фонарик оказался очень долговечным; построенный автором прототип используется почти пять лет и до сих пор находится в хорошем рабочем состоянии.

Фонарик питается от одного никель-кадмиевого аккумулятора 1.2 В/ 2500 мА·ч (Рисунок 1). Простой транзисторный импульсный повышающий преобразователь, основанный на катушке индуктивности с отводом, используется для эффективного повышения напряжения (КПД достигает примерно 80%) до уровня, необходимого для типичного белого светодиода – в данном случае приблизительно до 3 В. Q1 и Q2 образуют автоколебательный мультивибратор, генерирующий на своих коллекторах прямоугольные импульсы, сдвинутые по фазе на 180°.

Белый светодиод питается от схемы повышающего преобразователя.
Рисунок 1. Белый светодиод питается от схемы повышающего преобразователя.

Предположим, что при включении питания Q2 закрыт, а Q1 открыт. В этих условиях и при высоком уровне напряжения на коллекторе Q2 транзистор Q3 включен током, идущим через коллекторный резистор транзистора Q2. При открытом Q3 ток течет через первую половину дросселя (от вывода 1 к 2).

В конце этого первого полупериода работы мультивибратор переходит в другое состояние: Q2 включается, а Q1 выключается, и уровень напряжения на его коллекторе становится высоким. Q3 закрыт, а Q4 и Q5 открыты током коллекторного резистора транзистора Q1. Теперь спадающий ток дросселя проходит через выводы 1 и 3. Поскольку индуктивности L1-2 и L2-3 равны и намотаны на общем сердечнике, индуктивность L1-3 в четыре раза больше, чем L1-2 и L2-3. Эта возросшая индуктивность (и соответствующие дополнительные витки на сердечнике) приводит к уменьшению величины тока, но увеличивает напряжение на светодиоде. Во время этой фазы через светодиод протекает ток, и одновременно заряжается конденсатор 10 мкФ. Фаза длится в течение времени, определяемого значениями RC в автоколебательной цепи.

По прошествии этого времени процесс повторяется: Q1 включается, Q2 выключается, а другие транзисторы переключаются, как описано ранее. Ток через выводы 1 и 2 снова увеличивается, накапливая энергию аккумулятора в дросселе. В этой фазе светодиод питается током конденсатора 10 мкФ.

Компоненты схемы могут быть собраны на двух сторонах круглой макетной печатной платы. Соединения на нижней стороне изображены зеркально (а); размещение компонентов на верхней стороне показано белым цветом, а соединения - зеленым (б).
Рисунок 2. Компоненты схемы могут быть собраны на двух сторонах круглой макетной
печатной платы. Соединения на нижней стороне изображены зеркально (а);
размещение компонентов на верхней стороне показано белым цветом, а
соединения – зеленым (б).

На Рисунке 2 показано, как компоненты схемы могут быть собраны на двух сторонах круглой макетной платы. На Рисунке 3 показано, как можно разместить фонарик внутри тубы от клеящего карандаша. После того, как фонарик собран и включен, установите максимальную яркость потенциометром 100 кОм в автоколебательной цепи. Обратите внимание, что при необходимости увеличения энергии, запасаемой в дросселе L1-2, параллельно Q3 можно подключить дополнительный транзистор. Необходимость в этом определяется тем, насколько быстро и глубоко Q3 переходит в насыщение.

Фонарик на белом светодиоде может быть собран внутри пустой тубы из-под клеящего карандаша.
Рисунок 3. Фонарик на белом светодиоде может быть собран внутри пустой тубы из-под клеящего карандаша.

На Рисунке 4 представлена фотография собранного макета схемы.

Фотография собранного макета схемы.
Рисунок 4. Фотография собранного макета схемы.
  1. Datasheet Fairchild BC559
  2. Datasheet Fairchild BC547
  3. Datasheet Fairchild BC549

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 1000
сейчас смотрят 19
представлено поставщиков 579
загружено
позиций
25 067 862