Poonam Deshpande
Electronic Design
Несложная комбинация из солнечной батареи, нескольких светодиодов и небольшого DC/DC регулятора позволит в дневное время освещать темные углы помещения и одновременно обеспечивать стабилизированным питанием маломощную нагрузку
Лампа, работающая от солнечных батарей только в дневное время, может показаться практически бесполезной, однако в домах и офисах есть множество помещений, остающихся относительно темными даже днем. Эта «дневная лампа» светится от расположенной рядом солнечной батареи, а кроме того, имеет дополнительный стабилизированный источник 0.5 Вт, способный питать небольшие нагрузки, такие как УКВ приемник.
Для питания дневной лампы используется фотогальваническая панель с номинальной мощностью 10 Вт (Рисунок 1). Ее напряжением, в точке максимальной мощности равным 17.3 В, питаются две идентичные светодиодные цепочки (LED1… LED5 и LED6… LED10). Каждая цепочка состоит из пяти белых светодиодов мощностью 1 Вт каждый. Последовательные резисторы R1 и R2 сопротивлением 22 Ом с допустимой мощностью рассеяния 2 Вт задают токи цепочек.
 |
|
| Рисунок 1. | На схеме солнечной дневной лампы показаны две идентичных цепочки светодиодов, каждая из которых питается от простейшего источника тока, в котором используется ограничительный резистор. |
Выход фотогальванической панели через выключатель соединен с входом импульсного стабилизатора напряжения (ИСН) (Рисунок 2). Конденсатор на входе микросхемы преобразователя снижает зависимость яркости свечения светодиодов от изменения тока нагрузки, зависящего от уровня аудио сигнала на выходе УКВ приемника.
 |
|
| Рисунок 2. | Блок-схема дневной лампы с небольшим импульсным регулятором для питания таких дополнительных нагрузок, как, например, маломощный УКВ приемник. |
Существует довольно много дешевых микросхем импульсных преобразователей напряжения, хорошо подходящих для этого приложения, и три из них очень похожи по степени распространенности, частоте переключения, выходному напряжению, значениям L и C и сопротивлению нагрузки. Это LM3524, MC34063 и LM2575. При прочих равных условиях на преобразователе, основанном на микросхеме MC34063, теряется меньше напряжения батареи благодаря меньшему току потребления и более низкому напряжению насыщения силового ключа. Понятно, что именно эта микросхема и была выбрана для источника питания.
 |
|
| Рисунок 3. | В схеме DC/DC преобразователя для питания УКВ приемника (5 В/100 мА) использован самодельный дроссель с индуктивностью 220 мкГн. |
Входное напряжение питания (VIN) подается на вывод 6 DC/DC преобразователя MC34063 через выключатель SW (Рисунок 3). Сглаживающий конденсатор C1 емкостью 2200 мкФ, включенный после выключателя, предназначен для минимизации колебаний напряжения, вызванных изменениями интенсивности освещения. Конденсатор C2 емкостью 100 пФ на выводе 5 задает частоту переключения преобразователя 33 кГц.
 |
|
| Рисунок 4. | Схема DC/DC преобразователя собрана на перфорированной гетинаксовой макетной плате. |
Выходное напряжение фильтруется элементами L1 и C3. Индуктивность 220 мкГн изготовлена самостоятельно намоткой 48 витков провода на тороидальный сердечник, в качестве которого вполне можно использовать сердечник диаметром 10 мм и высотой 20 мм, извлеченный из старого компьютерного кабеля. Сопротивления резисторов R1 и R2 подобраны так, чтобы выходное напряжение равнялось 5 В. Если на выходе должно быть другое напряжение, следует изменить сопротивление резистора R1. Например, для выходного напряжения 6 В сопротивление R1 должно равняться 27 кОм, а для 4.5 В – порядка 39 кОм. Собранная схема показана на Рисунке 4, а полная система – на Рисунке 5.
 |
|
| Рисунок 5. | Для питания дневной лампы можно также использовать две солнечные батареи, слегка изменив схему для защиты регулятора от чрезмерно большого входного напряжения. |
Чтобы получить больше света, можно сделать дневную лампу с двумя солнечными батареями, включенными последовательно (Рисунок 6). Однако в этом случае максимальное выходное напряжение фотогальванического источника может превысить 40 В, что является предельным значением, установленным для микросхемы MC34063. Для решения этой проблемы DC/DC преобразователь подключается не непосредственно к выходу солнечной батареи, а к одной из двух светодиодных цепочек. Каждая цепочка состоит из десяти светодиодов с максимальным прямым напряжением 3.5 В. Таким образом, напряжение на цепочке не превышает 35 В.
 |
|
| Рисунок 6. | Законченная система состоит из солнечных батарей, массивов светодиодов и маленького УКВ приемника. |
Купить MC34063 на РадиоЛоцман.Цены
