LED手电筒。方案、说明

LED 手电筒。无线电电子电气工程百科全书

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超亮白光 LED 是经济型低功耗发光体，可成功取代手电筒中的白炽灯。最近，商业化制造的LED灯已出现在市场上。本文将帮助无线电爱好者自己制作同样的产品，同时了解 LED 电源的一些复杂性。

LED 作为电源负载的特殊性在于，与白炽灯不同，它具有非线性电流-电压特性，并且在初始部分具有明显的“跟部”。工作电流下白光 LED 上的直接压降超过 3 V。用三个原电池的 4,5 V 电池为其供电是不合理的 - 三分之一的能量将被浪费，耗散在猝灭电阻上。两个原电池的电压，甚至一个原电池的电压是不够的，需要一个转换器将电压增加到所需值，并在电池放电时保持电压不变。

这种转换器可以按照图1所示的电路进行组装。 756. 其基础是Maxim MAX0,7微电路，专为自供电便携式电子设备而设计。当电源电压降至 3.3V 时，转换器仍保持工作状态。在输出电流高达 5mA 或 300mA 时，稳定输出电压可分别设置为 200V 或 87V。最大负载时的效率 - 超过 XNUMX%。

LED手电筒

根据典型方案包含DA1芯片。电感器L1、二极管VD1和电容器C3与微电路中内置的场效应晶体管（其漏极连接到引脚8，源极连接到引脚7）一起构成升压型逆变器。电容器C2阻断交流电的内部参考电压源，C1阻断电池GB1。来自逆变器输出的反馈电压被馈送到微电路的引脚6。图中引脚 2 的连接对应输出电压为 3,3V，如果将此引脚连接到公共线（引脚 7），电压将增加到 5V。连接到引脚 1 的公共线将停止输出。逆变器。结论 5 - 本例中未使用电源电压控制系统的输入。它不能保持空闲状态，因此必须连接到 GB1 电池的正极。

逆变器周期可分为两个阶段。首先，内部晶体管打开，线性增加的电流流过电感器L1。电感器的磁场储存能量。二极管VD1截止。电容器 C3 放电，为负载提供电流。该阶段的标称持续时间为 5 µs，但如果晶体管漏极电流达到最大允许值（大约 1 A），该阶段可以提前自动中断。

在周期的第二阶段，晶体管关闭。现在流经二极管 VD1 的电感器电流 L1 对电容器 C3 充电，补偿其在第一阶段的放电。当电容器上的电压达到预定阈值时，该阶段停止。根据电源电压和负载电流，所述周期的重复频率在非常宽的范围内变化。

随着输入电压的降低和负载电流的增加，MAX756芯片切换到具有固定相位持续时间（分别为5和1 µs）的模式。输出电压不稳定，会降低，在这种情况下仍保持最大可能值

手电筒内安装有四个并联的 L-53PWC“Kingbright”LED 作为发光器。连接器 X1 - 灯笼中可用的灯插座。由于电流为 15 ... 30 mA 时，LED 上的直接压降约为 3,1 V，因此必须通过串联电阻 R0,2 补偿额外的 1 V。随着 LED 升温，其两端的电压降会降低，串联电阻会在一定程度上稳定电流和发光亮度。没有必要通过各个 LED 来均衡电流值。没有发现它们“肉眼”亮度的差异。

该设计基于带有旋转发光装置的“VARTA”手电筒。原则上，任何其他手电筒都可以，其中有可用空间放置必要的部件。由于使用了小尺寸元件，所有东西都被放置在发光节点内（图2）。安装是通过使用微电路引脚作为参考点的铰接方法进行的。

LED手电筒

四个 LED 如图所示。 3、代替“常规”手电筒灯拆下的玻璃灯泡。它们的阳极端子焊接到底座的金属壳上，阴极端子穿入其中心孔中并焊接。

氧化物电容C1和C3——进口钽电容，表面贴装。它们的低串联电阻有利于效率。电容器 C2 - K10-176 或任何其他陶瓷电容器。 1N5817 肖特基二极管可以用 SM5817 代替，或者忽略稍高的正向压降，用 1N5818 (SM5818) 代替。电感L1的绕组为35匝PEV-2 0,28的导线，绕在小功率开关电源的市电滤波电感的磁路上。这是由钼坡莫合金制成的 K10x4x5 环，磁导率为 60。可使用具有磁芯磁路的 DM 系列电感为 40 ... 100 μH、允许电流至少为 1 A 的扼流圈。电感线圈的有源电阻最好不超过0,1欧姆，否则器件的效率会明显下降。

使用 0...3 V 稳压源代替 GB1 电池测试制造的电压转换器的功能。消除了输出电压对输入的依赖性如图 4 所示。 0,4. 即使电源电压降至 2,6 V，转换器仍能继续工作，在此模式下，电流为 7 mA（而不是原来的 110 mA）时电压为 0,7 V。 LED 灯的光芒仍然很明显。关闭并再次打开后，转换器仅在电源电压超过 87 V 时启动。使用新电池测得的效率为 XNUMX%。

LED手电筒

Maxim今天发布了MAX756芯片的改进版本——MAX1674。它具有内置同步整流器，无需外部二极管，并且可以将转换器的效率提高至 94%。应该记住，只有正确选择外部元件的类型和额定值以及周到的转换器安装，才有可能实现如此高的效率。

作者：B.Rashchenko，新西伯利亚

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