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

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 170
сейчас смотрят 14
представлено поставщиков 1570
загружено
позиций
25 067 862