Схема сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 0.6 В.
Чтобы сконструировать полумост с автогенерацией, можно заменить подтягивающие коллекторные резисторы на классические биполярные транзисторы со структурой PNP для получения одностабильного мультивибратора (рис.1). Поскольку эта схема сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до значения 0.6 В, ее можно использовать в любых низковольтных, экономичных двухтактных приложениях. Можно, например, управлять диодно-конденсаторным токовым насосом для получения отрицательного напряжения в питаемых от батарей системах. В этой дизайн-идее показано, как можно использовать подобную схему для питания белого светодиода от единственной батареи, без использования катушек индуктивности.
Транзисторы Q1, Q2, Q3 и Q4 формируют полумост, который работает как простейший зарядовый насос-преобразователь и для своей работы нуждается только в двух маленьких, недорогих керамических конденсаторах C3 и C4. Когда открыты транзисторы Q2 и Q4, конденсаторы C3 и C4 заряжаются до напряжения батареи через открытые диоды Шотки D1 и D2. Когда открыты транзисторы Q1 и Q3, они разряжают конденсаторы через резисторы R5 и R6 и светодиод. Поскольку этот процесс повторяется с высокой частотой, создается впечатление, что светодиод постоянно горит.
Частота генерации определяется постоянными времени цепочек R1C1 и R2C2. При разряде, падение напряжения, которое создается на резисторах R5 и R6 и светодиоде остается приблизительно постоянным, поскольку частота переключения достаточно высока. Измеренное значение, для номинального значения напряжения батареи 1.5 В, составляет 3.8 В – что достаточно для питания белого светодиода, который имеет прямое падение напряжения от 3 до 3.5 В. Резисторы R5 и R6 задают пиковый ток через светодиод и ограничивают выбросы напряжения, которые может создавать двухтактные выходной каскад.
При выборе частоты одностабильного генератора необходимо учитывать соотношение между временем, необходимым для зарядки конденсаторов C3 и C4 и необходимостью компенсировать их разряд. Для заданного значения емкости C3 и C4, следует экспериментально определить оптимальную частоту генерации. Для значений номиналов компонент, указанных на рис.1, частота и коэффициент заполнения составляют 66 кГц и 50%, соответственно, и ток, текущий через светодиод, представляет собой меандр с пиковым значением 20 мА и средним значением 10 мА.
При уменьшении напряжения батареи светодиод постепенно тускнеет и совсем гаснет, когда напряжение уменьшается до значения 0.9 В. Для высокой эффективности работы схемы, необходимо использовать транзисторы с большим коэффициентом передачи тока и малым напряжением насыщения коллектор-эмиттер. Следует отметить, что данная схема пригодна для управления светодиодом любого типа; в таком случае, следует изменить сопротивление токоограничивающих резисторов R6 и R5, чтобы получить значение тока, необходимое для Вашего приложения.
