Преобразователь напряжение-ток управляет белыми светодиодами

Fairchild BC548C BC558C

Иногда бывает нужно запитать белый светодиод от одной батареи 1.5 В. К сожалению, прямое напряжение белого светодиода находится в диапазоне от 3 до 4 В. Это значит, что для питания светодиода от одной батареи понадобится DC/DC преобразователь. Используя простую схему на Рисунке 1, состоящую всего из нескольких компонентов, можно управлять одним белым светодиодом или двумя последовательно соединенными зелеными светодиодами. Схема представляет собой преобразователь напряжение-ток, преобразующий напряжение батареи в ток, идущий через светодиод. Этот ток и, следовательно, яркость светодиода, можно регулировать, изменяя сопротивление резистора R3. Если замкнуть ключ S1, через резистор R2 в базу транзистора Q2 пойдет ток. Q2 откроется, и его коллекторный ток через резистор R3 откроет транзистор Q1. В дросселе L1 начнет нарастать ток. Скорость нарастания зависит от индуктивности L1 и напряжения батареи. Ток дросселя L1 увеличивается до тех пор, пока не достигнет максимального значения, зависящего от коэффициента усиления Q1. Ток коллектора Q1 ограничивается резистором R3, контролирующим его базовый ток.

Используя эту простую схему для питания белого светодиода от одноэлементной батареи, вы можете отказаться от дорогостоящих DC/DC преобразователей.
Рисунок 1. Используя эту простую схему для питания белого светодиода от
одноэлементной батареи, вы можете отказаться от дорогостоящих
DC/DC преобразователей.

Как только ток через L1 достигает своего максимального значения, он начнет спадать, и полярность напряжения на дросселе изменится на отрицательную. Это отрицательное напряжение проходит через конденсатор C1 и выключает транзистор Q2, который, в свою очередь, выключает Q1. Отрицательное напряжение на L1 увеличивается до тех пор, пока не сравняется с прямым напряжением светодиода. С этого момента пиковый ток дросселя L1 протекает через светодиод и уменьшается до нуля. Теперь Q2 снова включается током, идущим через резистор R2, и цикл начинается снова. Изменяя сопротивление R3, можно устанавливать величину пикового тока дросселя и, соответственно, пикового тока светодиода. Яркость свечения светодиода является линейной функцией проходящего через него тока. Таким образом, яркость светодиода определяется величиной сопротивления R3.

Выбор типа используемого светодиода не имеет значения; напряжение на светодиоде всегда будет расти до тех пор, пока через него не потечет пиковый ток дросселя L1. От прямых напряжений светодиодов зависит только время включенного состояния (коэффициент заполнения), а пиковый ток через светодиод остается неизменным. При значениях номиналов, указанных на Рисунке 1, схема работает на частоте порядка 30 кГц, обеспечивая светодиод пиковым током 20 мА. Коэффициент заполнения зависит от отношения напряжения батареи к прямому напряжению светодиода. Одним из преимуществ этой схемы является то, что ей не нужен последовательный резистор для ограничения тока светодиода. Пиковый ток светодиода определяется сопротивлением резистора R3 и коэффициентом усиления транзистора Q1.

Материалы по теме

  1. Datasheet Fairchild BC548C
  2. Datasheet Fairchild BC558C

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Voltage-to-current converter drives white LEDs

Изготовление плат и монтаж компонентов для вашего проекта от $2. Получи купон на скидку: JLCNY

28 предложений от 20 поставщиков
Транзистор: NPN; биполярный; 30В; 0,1А; 500мВт; TO92
Элитан
Россия
BC548C
0,61 ₽
T-electron
Россия и страны СНГ
BC548C
Diotec
1,03 ₽
Romstore
Россия, Беларусь
BC548C FAIR
от 5,00 ₽
ТаймЧипс
Россия
BC548C-TAPS
Fairchild
по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • [Преобразователь напряжение-ток управляет белыми светодиодами] Ну что сказать? Замечательная схема. Быстренько проверил на макетке. Использовал наши КТ3102 и КТ3107. А дроссель - "гантелька", выпаянная из какой-то платы. То ли АТХ блока, не помню. Запускал с "гантельками" от 330uH до 1 mH. Батарейка полусевшая, около 1,2 вольта. Резистор R3 регулирует ток светодиода в широких пределах. Я в своем фонарике выставил 15 мА. Для меня достаточно. В статье указалось, что нужен Q1 с возможно большим коэффициентом усиления. Но это не ВСЕ! Необходимо подбирать транзисторы с минимальным НАПРЯЖЕНИЕМ НАСЫЩЕНИЯ, чтобы увеличить КПД схемы. Всем рекомендую.
  • [b]standycrow[/b], если не трудно, попытайтесь измерить кпд.
  • ...Используя эту простую схему для питания белого светодиода от одноэлементной батареи, вы можете отказаться от дорогостоящих DC/DC преобразователей... С чего вы взяли про "дорогостоящие" ?
  • Таких схем - десятки. Есть и на одном транзисторе, одном резисторе 1к, и дросселе с двумя обмотками хоть на кольце хоть на гантельке. Зачем ради 20мА такое нагромождение деталей? Не вижу никаких преимуществ. По китайскую микросхему YX8115 тоже не стоит забывать. добавляем к ней индуктивность и светодиод. и все. [img]https://d.radikal.ru/d39/2102/82/53bb6011f451.gif[/img]
  • Я так понимаю, что главным по этой теме является КПД, а на биполярных транзисторах его приемлемое значение получить в принципе невозможно.
  • В предложенной схеме и подобной ей действительно КПД желает лучшего. Но здесь виноваты не биполярники, а выбранная схемотехника...
  • У биполярников ненулевое напряжение насыщения, которое обеспечивает обогрев атмосферы.
Полный вариант обсуждения »