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초고휘도 백색 LED는 손전등의 백열 램프를 성공적으로 대체할 수 있는 경제적인 저전력 발광체입니다. 최근에는 상업적으로 제조된 LED 조명이 시장에 등장했습니다. 이 기사는 라디오 아마추어가 스스로 동일한 것을 만들고 동시에 LED 전원 공급 장치의 복잡성을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

전원 부하로서의 LED의 특징은 백열 램프와 달리 초기 섹션에서 뚜렷한 "힐"이 있는 비선형 전류-전압 특성을 갖는다는 것입니다. 작동 전류에서 백색 LED의 직접 전압 강하는 3V를 초과합니다. 4,5개의 갈바닉 셀에서 XNUMXV 배터리로 전원을 공급하는 것은 합리적이지 않습니다. 에너지의 XNUMX/XNUMX이 낭비되어 급냉 저항에서 소실됩니다. 하나의 갈바닉 셀에서 나오는 XNUMX개 이상의 전압으로는 충분하지 않습니다. 배터리가 방전될 때 전압을 원하는 값으로 높이고 변경 없이 유지하는 변환기가 필요합니다.

이러한 변환기는 그림 1에 표시된 회로에 따라 조립할 수 있습니다. 756. 그 기초는 자체 전원 공급 휴대용 전자 장치를 위해 특별히 설계된 Maxim MAX0,7 마이크로 회로입니다. 공급 전압이 3.3V로 떨어지면 컨버터는 계속 작동합니다. 안정화된 출력 전압은 각각 최대 5mA 또는 300mA의 출력 전류에서 200V 또는 87V로 설정할 수 있습니다. 최대 부하 시 효율 - XNUMX% 이상.

LED 손전등

DA1 칩은 일반적인 구성에 따라 포함됩니다. 인덕터 L1, 다이오드 VD1 및 커패시터 C3은 마이크로 회로에 내장된 전계 효과 트랜지스터(드레인은 핀 8에 연결되고 소스는 핀 7에 연결됨)와 함께 승압형 인버터를 형성합니다. 커패시터 C2는 교류용 내부 기준 전압 소스를 차단하고 C1은 배터리 GB1을 차단합니다. 인버터 출력의 피드백 전압은 마이크로 회로의 핀 6에 공급됩니다. 그림에서 2번핀의 연결은 3,3V의 출력전압에 해당하며, 이 핀을 Common Wire(7번핀)에 연결하면 전압이 5V로 상승하고 1번핀의 Common선을 연결하면 출력이 정지된다. 인버터. 결론 5 - 이 경우 사용되지 않는 공급 전압 제어 시스템의 입력. 무료로 유지되어서는 안되며 이러한 이유로 GB1 배터리의 플러스에 연결됩니다.

인버터 사이클은 두 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째로 내부 트랜지스터가 열리고 선형으로 증가하는 전류가 인덕터 L1을 통해 흐릅니다. 인덕터의 자기장은 에너지를 저장합니다. 다이오드 VD1이 닫힙니다. 커패시터 C3이 방전되어 부하에 전류를 공급합니다. 위상의 공칭 지속 시간은 5µs이지만 트랜지스터 드레인 전류가 최대 허용 값(약 1A)에 도달하면 더 일찍 자동으로 중단될 수 있습니다.

사이클의 두 번째 단계에서 트랜지스터가 닫힙니다. 현재 흐르는 인덕터 전류 L1은 다이오드 VD1을 통해 떨어지고 커패시터 C3을 충전하여 첫 번째 단계에서 방전을 보상합니다. 커패시터의 전압이 미리 정해진 임계값에 도달하면 위상이 중지됩니다. 공급 전압 및 부하 전류에 따라 설명된 주기의 반복 주파수는 매우 넓은 범위에서 변합니다.

입력 전압이 감소하고 부하 전류가 증가하면 MAX756 칩은 고정 위상 지속 시간(각각 5 및 1μs)의 모드로 전환됩니다. 출력 전압이 안정화되지 않고 감소하여 이러한 조건에서 가능한 최대 값을 유지합니다.

병렬로 연결된 53개의 L-1PWC "Kingbright" LED가 발광기로 손전등에 설치됩니다. 커넥터 X15 - 랜턴에서 사용할 수 있는 램프 소켓. 30 ~ 3,1 mA의 전류에서 LED의 직접 전압 강하는 약 0,2 V이므로 추가 1 V는 직렬로 연결된 저항 RXNUMX에 의해 지불되어야 합니다. LED가 가열되면 전압 강하가 감소하고 직렬 저항이 어느 정도 전류와 글로우의 밝기를 안정화합니다. 개별 LED를 통해 전류 값을 균등화할 필요가 없었습니다. "눈으로"밝기의 차이는 발견되지 않았습니다.

디자인은 회전식 발광 장치가 있는 손전등 "VARTA"를 기반으로 했습니다. 원칙적으로 필요한 부품을 배치할 수 있는 여유 공간이 있는 다른 손전등도 가능합니다. 소형 부품을 사용한 덕분에 모든 것이 발광 노드 내부에 배치되었습니다(그림 2). 설치는 초소형 회로 핀을 기준점으로 사용하여 힌지 방식으로 수행되었습니다.

LED 손전등

그림과 같이 3개의 LED. XNUMX, "일반" 손전등 램프의 제거된 유리 전구를 대신했습니다. 양극의 끝은 베이스의 금속 쉘에 납땜되고 음극의 끝은 중앙 구멍으로 전달되어 납땜됩니다.

산화물 커패시터 C1 및 C3 - 표면 실장용 수입 탄탈륨. 낮은 직렬 저항은 효율에 유리하게 영향을 미칩니다. 커패시터 C2 - K10-176 또는 기타 세라믹. 1N5817 쇼트키 다이오드는 SM5817로 교체하거나 약간 더 높은 순방향 전압 강하를 무시하고 1N5818(SM5818)로 교체할 수 있습니다. 인덕터 L1의 권선은 저전력 스위칭 전원 공급 장치의 메인 필터 인덕터에서 자기 회로에 감긴 와이어 PEV-35 2의 0,28회 권선입니다. 이것은 자기 투자율이 10 인 몰리브덴 퍼멀로이로 만든 K4x5x60 링입니다. 인덕턴스가 40 ~ 100μH이고 허용 전류가 코어 자기 회로가있는 DM 시리즈의 최소 1A 인 초크를 사용할 수 있습니다. 인덕터 권선의 활성 저항이 0,1 옴을 초과하지 않는 것이 바람직합니다. 그렇지 않으면 장치의 효율이 눈에 띄게 감소합니다.

제조된 전압 변환기의 기능은 GB0 배터리 대신 3...1V의 조정된 전압 소스를 사용하여 테스트되었습니다. 입력에 대한 출력 전압의 제거된 의존성은 Fig. 4. 공급 전압이 0,4V로 떨어졌을 때에도 변환기는 계속 작동하여 이 모드에서 원래 2,6mA 대신 7mA의 전류에서 110V의 전압을 제공합니다. LED의 빛은 여전히 눈에 띄었습니다. 껐다가 다시 켠 후 컨버터는 0,7V 이상의 공급 전압에서만 시동되었습니다. 새 배터리로 측정된 효율은 87%였습니다.

LED 손전등

Maxim은 오늘 MAX756 칩의 향상된 버전인 MAX1674를 출시했습니다. 동기 정류기를 내장하여 외부 다이오드가 불필요하고 컨버터 효율을 94%까지 높일 수 있다. 외부 요소의 유형과 등급을 올바르게 선택하고 변환기를 신중하게 설치해야만 이러한 고효율을 달성할 수 있다는 점을 명심해야 합니다.

저자: B.Rashchenko, 노보시비르스크

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