Питание светодиодов с помощью ZXSC300

Давиденко Юрий
david_ukr [@] list.ru

Целесообразность использования светодиодов в фонарях, велофарах, в устройствах местного и дежурного освещениям на сегодняшний день не вызывает сомнений. Светоотдача и мощность светодиодов растет, а цены на них падают. Источников света, в которых вместо привычной лампы накаливания используются светодиоды белого свечения становиться всё больше и купить их не составляет труда. Магазины и рынки заполнены светодиодной продукцией китайского производства. Но качество этой продукции оставляет желать лучшего. По этому возникает необходимость в модернизации доступных (в первую очередь по цене) светодиодных источников света. Да и заменить лампы накаливания на светодиоды в добротных фонарях советского производства тоже имеет смысл. Надеюсь, что приведенная далее информация будет не лишней.

Как известно, светодиод имеет нелинейную вольтамперную характеристику с характерной "пяткой" на начальном участке (см.рис). Как мы видим, светодиод начинает светиться, если на него подано напряжение больше 2,7 В. При питании его от гальванической или аккумуляторной батареи, напряжение которой в процессе эксплуатации постепенно уменьшается, яркость излучения будет изменяться в широких пределах. Чтобы избежать, этого необходимо питать светодиод стабилизированным током. А ток должен быть номинальным для данного типа светодиода. Обычно для стандартных 5-мм светодиодов он составляет в среднем 20 мА.

По этой причине приходится применять электронные стабилизаторы тока, которые ограничивают и стабилизируют ток, протекающий через светодиод. Часто бывает необходимо запитать светодиод от одного или двух элементов питания напряжением 1,2 – 2,5 В. Для этого используют повышающие преобразователи напряжения. Поскольку любой светодиод является, по сути, токовым прибором, с точки зрения энергоэффективности выгодно обеспечивать прямое управление током, протекающим через него. Это позволяет исключить возникающие на балластном (токоограничительном) резисторе.

Одним из оптимальных вариантов питания различных светодиодов от автономных источников тока небольшого напряжения 1-5 Вольт является использование специализированной микросхемы ZXSC300 фирмы Zetex. ZXSC300 это импульсный (индуктивный) повышающий преобразователь DC-DC c частотно-импульсной модуляцией.

Особенности:

• Контроллер PFM (Pulse Frequency Modulation)
• КПД – 94%
• Входное рабочего напряжения – 0,8 - 9 В
• Стабилизированный выходной ток
• Рассеиваемая мощность – 450 мВт
• Диапозон рабочих температур - -40…85 С
• Рабочая частота (оптимальная) – 200 кГц
• Корпус SOT23-5

...

Читать далее статью в полном объеме (djvu, 0,4 Мб)

Вольт-амперная характерисика светодиода белого свечения.



Одна из типовых схем питания белого светодиода импульсным током



Внешний вид устройства



Способ питания мощных светодиодов типа Luxeon с номинальным рабочим током 350 мА



Схема питания 5-6 светодиодов включённых последовательно с рабочим током 20мА



Схема ZXSC300



Внешний вид модернизированного фонаря ФАР-3



Принципиальные схемы преобразователей для питания трех светодиодов с номинальным током 100 мА




Принципиальные схемы преобразователей для питания трех светодиодов с номинальным током 100 мА



Принципиальная схема устройства контроля напряжения на батареи 3 НКГК-11Д