Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стабилизатор тока для светодиодного фонарика

Стабилизатор тока для светодиодного фонарика

Светодиодные фонари на литий-ионных аккумуляторах с бареттерными стабилизаторами тока

Прошло 10 лет со времени появления белых сверх ярких светодиодов. Технологии совершенствуются, к.п.д. растёт, спектр их стал чистым белым и разной цветовой температуры по моделям. Мне попалась пара люксеоновских белых светодиодов 1 Ватт и 5 Ватт и я решил сделать фонарики с максимально возможным малым весом, большой яркостью и длительностью свечения.

На рынке сейчас можно купить недорогие литий-ионные аккумуляторы от сотовых телефонов непопулярных и устаревающих моделей на 0,5 — 1 А/Ч. Внутри корпуса у аккумуляторов есть встроенная защита от перезаряда выше 4,3В, разряда ниже 2,4В и короткого замыкания, что делает их использование безопасным в самодельных конструкциях. По масса-габаритным характеристикам они вне конкуренции с другими аккумуляторами. Саморазряд у них практически отсутствует.

В продаже есть не дорогие зарядки (прищепки) со встроенным контроллером для зарядки литий-ионных аккумуляторов 0,5-1,5 а/ч на 220В и авто 12В. Зарядка литий-ионных аккумуляторов серьезная, их надо заряжать импульсами тока 0,2-0,4 от ёмкости и прекращать зарядку по достижении на них 4,3В. Зарядка тлеющим, малым током не допустима, она резко сокращает количество циклов жизни и ёмкость аккумуляторов. Зарядка большим током может вызвать взрыв, возгорание металлического лития и выделение цианистого калия из электролита. По этому применение самодельных зарядных устройств не желательно и опасно, да и нет смысла делать сложную зарядку, если есть готовые за 50-100р.

Основная задача была в получении стабильного тока через светодиод во всём диапазоне напряжений во время разряда литий-ионного аккумулятора.

Дело в том, что напряжение на светодиоде при разных токах незначительно меняется 3,5В при 1,2А и 3,2В при 0,2А (для 5 ваттного) и 3,3В при 02А и 3В при 0,05А(для одноваттного). Т.е. это практически стабилизатор напряжения. Напряжение же литий ионного аккумулятора меняется от 4,2В до 3,4В на рабочем участке разряда (80% емкости). Аккумуляторы могут отдавать ток до 2А, но в импульсном режиме. При постоянной нагрузке их внутренние сопротивление и сопротивление ключей защиты начинает расти при превышении 300-500ма. Так при 200ма внутренние сопротивление у них около 0.25 Ома, а при 1А 0.6 Ома и платка защиты аккумулятора начинает сильно греться.

Для 5 Ваттного светодиода пришлось использовать 4 аккумулятора, суммируя их через стабилизаторы тока – бареттеры (лампочки)..

Попытка использования ШИМ регуляторов тока потерпела неудачу в нескольких вариантах, слишком маленький перепад напряжения между светодиодом и аккумулятором 0.7 В вначале разряда и меньше 0.1В в конце. При таком перепаде напряжений не придумать ничего лучше старого доброго бареттера. К.п.д. такого регулятора составляет 80% в начале разряда и стремится к 100% в конце разряда.

Это лучше любого ШИМ регулятора при таком диапазоне перепада напряжений. В качестве бареттера была опробована лампочка от фонаря на 1,2В — 0.3А. Её сопротивление менялось от 2,5 Ома при 0,7 В до 0,5 Ома при 0,1 В, Что позволило получить 20% стабильность яркости свечения светодиода в течении большей части разряда литий-ионного аккумулятора.

Ниже приведён график изменения сопротивления лампочки 1,2В – 0,3А от напряжения на ней

Ниже приведён график работы фонаря на 5 Ваттном светодиоде и 4х литий-ионных аккумуляторах по 0,9 А/Ч, с 4мя лампочками 1,2В-0,3А в качестве бареттеров.

На графике показано изменение свечения фонаря во времени до двух кратного уменьшения яркости. Красная линия с лампочками бареттерами, синяя с простыми резисторами 4шт. по 2,4 Ома. В примере использовались 5 Ватный светодиод, 4шт лампочки 1,2В-0.3А, 4шт. литий-ионных аккумулятора по 0.9 А/Ч. Начальный ток светодиода получился 1,1А Это 3,8Вт , что соответствует участку максимального к.п.д. 5 Вт светодиода.

Как видно из графика, равномерное свечение фонаря достигает 3х часов, а до 2х кратной потери яркости 4х часов. При отсутствии стабилизации тока (с резисторами) яркость падает за 1ч40мин до 2х кратной величины и затем фонарик долго «тлеет» на 30-20% яркости. В обоих случаях применялись 4шт. по 0.9А/Ч аккумулятора это составило 3,6 А/Ч при начальном токе светодиода 1,1А. Лампочки в режиме бареттера едва тлеют и о надёжности их можно не беспокоится. Лампочки нужно применять простые вакуумные, галогенные и криптоновые работают плохо..

Ниже приведена схема фонаря с двумя градациями яркости.3,5Вт и 1 Вт. Время свечения до 2х кратной потери мощности при 3,5Вт – 4 часа, при 1 Вт – 15 часов. Заглушка служит для переключения из режима зарядки в режим работы и герметизации зарядного разъёма.

Корпус выполнен из силумина и является радиатором светодиода, при длительной работе разогревается до +40С. (как бы не хотелось облегчить его, но тепло от светодиода надо куда то девать) Яркость этого фонаря приблизительно равна фаре с 10-15Вт галогенной лампой. Вес фонаря со стеклянной линзой и аккумуляторами 450гр.

Время зарядки от счетверённого устройства -8 часов

Направлять в глаза такой фонарь нельзя!

А вот ещё легкий -140гр герметичный налобный фонарь с 1 А/Ч литий-ионным аккумулятором и 1Вт светодиодом «люксеон». Время горения при мощности 0.7Вт – 6 часов. Время заряда -10часов.

Читать еще:  Светодиодный индикатор тока для зарядного устройства своими руками

В качестве бареттера применена лампочка 1,5В – 0,2А. Фонарь собран в корпусе от двух элементного (АА) лампового китайского фонарика. Сбоку привинчен мощный маленький магнит, позволяющий крепить его на любой металлической конструкции.

Arduino.ru

Драйвер мощного светодиода. Из чего сделать?

Всем привет! Имеются у меня мощные светодиоды. Из спецификации:
Voltage: 3.4-3.6V

Current: 3W / 700Ma

Необходимо запитать от Li-ion аккумулятора. Посмотрел на Алиекспрессе драйвера для светодиодов с питанием от Li-ion аккумулятора, но цены какие-то неадекватные!

Вопрос в чем: из чего можно сделать драйвер? Какие есть для этого простые схемы?

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Я попробовал использовать стабилизатор напряжения на LM2596 (с регулировкой тока). Но на выходе всего 100 мА получается и выше не подымается. Для светодиода этого слишком мало.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Неадекватные чему? Сколько ты готов заплатить?

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

стоит смотреть схемы для фонариков, в интернете их полно.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Он вроде как по напряжению, да и рассчитан на 2А. А как ты 100mA получил?

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Цены на драйверы не адекватные потому что один драйвер стоит дороже чем фонарик на 18650 с которого можно вытянуть такой же драйвер.

Пересмотрел много схем. Либо я как-то не так ищу, либо мне попадаются слишком сложные схемы, либо схемы с питанием выше 6 вольт.

lluceu , есть стабилизаторы LM2596 с регулировкой тока

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Пересмотрел много схем. Либо я как-то не так ищу, либо мне попадаются слишком сложные схемы, либо схемы с питанием выше 6 вольт.

не ищите готовый драйвер. разбейте задачку на две. Вам нужна а) повышайка на ваш ток с 3.5 до 4.5в примерно б) стабилизатор тока.

Повышайку, имхо, лучше купить готовую, простых схем повышаек не видел. Стаб тока можно собрать и самому, вариантов масса — на паре транзисторов, на TL431, на lm317 и тд и тп

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Пересмотрел много схем. Либо я как-то не так ищу, либо мне попадаются слишком сложные схемы, либо схемы с питанием выше 6 вольт.

не ищите готовый драйвер. разбейте задачку на две. Вам нужна а) повышайка на ваш ток с 3.5 до 4.5в примерно б) стабилизатор тока.

Повышайку, имхо, лучше купить готовую, простых схем повышаек не видел. Стаб тока можно собрать и самому, вариантов масса — на паре транзисторов, на TL431, на lm317 и тд и тп

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

напряжение заряженного Li-ion аккумулятора — 4,2-,4.5В, рабочий диапазон 3,8-3,2В. напряжение LED 3,6В, замечу что это признак плохого LED, норма 3,2-3,4В. Ставим AMC7135 с радиатором, на 700ма — 2 паралельно. Такой модуль стоит от 150р.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

напряжение заряженного Li-ion аккумулятора — 4,2-,4.5В

output dropout voltage = 0.35

3.7 — 0.35 Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Повышайка на XL6009 работает до 2.8 В (не по даташиту, а измерено). Пин ЕN оторвать от Vin и подключить через делитель Vin-EN-земля (подстроечник 10-50 кОм) и установить в такое положение, чтоб XL6009 отрубалась при снижении напряжения например до 3.5 В. Чтоб не разрядить аккум в ноль. Стабилизатор тока на ОУ или TL431.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

напряжение заряженного Li-ion аккумулятора — 4,2-,4.5В

output dropout voltage = 0.35

3.7 — 0.35 Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

Если глянуть в паспорт AMC7135, обнаружится что рабочий диапазон 2,8-6В, это линейный стабилизатор, при уменьшении напряжения перестает стабилизировать, но выдает на 0.1В меньше чем на входе. AMC7135 разработан именно для фонарика с 1 Li-ion аккумулятором, выпускается уже лет 10.

Если глянуть в паспорт, то ничего такого там нет. И даже если бы и было, то 2.8 это слегка поздно.

  • Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии

тож недавно сталкивался с такой надобностью.

посмотрите схемы драйверов от фонариков. поищите по форумам фонариков.
// я там особо не лазил , но думаю там должно быть что.

из личных наблюдений:

1. самые дешман схемотехники фонариках , это просто ШИМ на светодиод , минус — даже на полной мощности можно заметить мерцание , при напряжении на литии 4.2в. Когда напряжение садится до 3в , увидите что яркость светодиода упала (тк. нет gовашающего dc-dc), что тоже минус.

2. нормальные драйвера . это хорошие понижающие-повышающие синхронные драйвера. К примеру когда 4.2в они понижают, когда 3.0в , они повышают . Но проще китайцам для мощных фонариков , оказалось поставить 2(3) лития , и с 6. 8.4в применить просто понижайку.

Читать еще:  Ток для медного кабеля 185

// как-то заказывал на али Cree платы с драйверами https://aliexpress.ru/item/33027806802.html (в частности синенькие платки input 3-4.2V) , по описанию они работают от лития , А оказалось что это повышаки от батарейки 1.5в , а не повышайки/понижайки. В итоге при подаче 3-4в , они не могут понизить , и светодиод питается чрезмерным током через измерительный шунт.
Применил на срочняк план Б , воткнул повышайки на базе mt3608 (они работают от пониженного напряжения) , токовый шунт поставил 1ом SMD типоразмер 2512 с переходными отверстиями и металлизацией , в итоге удалось вытянуть 0.6А без сильного нагрева . При 4.1в этот резистор играет роль токоограничивающего , и получается теже около 0.6А , из-за падения прямого напр. на шунте + на диоде ss34 + на дросселе. На границе 3.7в , из-за переходных процессов включения/выключения dc-dc , чтоб избежать писка дросселя , пришлось поставить на выход dc-dc конденсатор 1000мкф.
Есть один большой минус такой схемотехники , если произойдёт обрыв светодиода то произойдёт большой пых (если на выходе поставите кондёры тантал) , из-за что дс-дс будет безмерно повышать напряжение , пытаясь стабилизировать ток на токовом шунте.
В нормальных светодиодных драйверах есть для этого контроль выходного напряжения , поэтому у вас не получится такая идея — дай-ка я поставлю последовательно светодиоду ещё один и пусть драйвер повысит напряжение и будет по прежнему поддерживать ток , а н нет , он будет уходить в защиту чтоб не спалиться.
mt3608 не годятся для больших токов , т.к. у них не маленькое напряжение компаратора =0.6в , поэтому на 1оме токоизмерительного шунта выделяется аж 0.6Вт тепла.

короче варианты:
— на али взять мощные готовые драйвера с запасом (увеличить токограничивающий шунт чтоб понизить ток), и не заморачиваться .
,потому как сделать дешевле чем у китайцев , у вас врятли получиться + потратить уйму времени.
— в чипдипе поискать , посмотреть даташиты . поискать на профильных форумах.

Стабилизаторы тока для светодиодного тюнинга. Продлеваем жизнь светодиодам.

Если мы используем в тюнинге светодиодную начинку и не хотим, чтобы лампочки через месяц начали моргать и сгорели, обязательно необходимо использовать стабилизаторы тока, чтобы продлить диодам жизнь. Причем чем больше мы ограничим ток, потребляемый диодами, тем значительнее мы увеличим их ресурс. Ограничив ток процентов на 20-30% вы увеличите ресурс раз в 10!

Кому не впадлу читать «многобукав» и разбираться в формулах может изучить эту и вот эту статью, а также даташит на используемую для стабилизации микросхему LM317. Кому лень, тот может ограничиться моими упрощенными выкладками, ибо я не буду вдаваться в глубокую теорию и объяснять физику.

Схема подключения микросхемы в качестве стабилизатора тока из даташита будет выглядеть так:

Т.е. подключать эту схему надо вот так:

Формула для расчета результирующего выходного тока будет выглядеть так:

По этой формуле вы можете легко подобрать резистор для будущей схемы стабилизации с нужным вам током, но надо иметь ввиду, что в реальности выходной ток может незначительно отличаться, он не будет на 100% соответствовать формуле.

Чтобы узнать под какой ток вам нужно подобрать резистор, надо знать какой ток вы хотите ограничить. Я хочу сказать, что нужно измерить потребление тока вашими диодами для начала. А делается это вот так:

Подключаем тестер последовательно в цепь на режиме измерения тока и смотрим номинальное потребление тока диодом(-ами) или лентой и отталкиваясь от этих значений уже выбираем ток, который мы дадим этим потребителям в итоге.

И еще один важный момент — для диодов, которые потребляют ток больше 300mА на LM-ку нужно будет ставить радиатор, ибо греться она будет ощутимо и с ростом температуры ее характеристики будут ухудшаться.

Только старайтесь, чтобы этот радиатор не соприкасался с металлическими частями кузова, ибо крепежный контакт — это тоже Output выход микросхемы и если он лежит на радиаторе без изоляции от него, то радиатор по сути становится плюсовым контактом.

Ну а те, кто хочет дико заморочаться, могут спаять полную обвязку для микросхемы согласно даташиту:

Хотя на практике оно все прекрасно живет и без нее, главное хорошо охлаждать LM-ку.

Простой светодиодный фонарик

Светодиодный фонарик своими руками и зарядное устройство к нему.

Уже давно известно, что фонарики на светодиодах очень экономичны, малогабаритны и имеют более продолжительный срок службы. Светодиодный фонарик можно легко сделать своими руками или переделать имеющийся ламповый. Для этого нужны яркие светодиоды повышенной мощности.

Светодиоды потребляют меньший ток, долговечней и надежней по сравнению с лампочкой. К тому же они не боятся ударов и тряски.

КПД при преобразовании электроэнергии в свет у светодиодов значительно выше, чем у обычной лампочки накаливания.

Принципиальная схема фонарика

Для выполнения фонарика достаточно трех светодиодов, подключаемых параллельно к трем аккумуляторам типоразмера LR6 (АА) или батарейки (AAA). Можно также использовать аккумулятор от любого сотового телефона.

Читать еще:  Розетка силовая кабельная tdm

Схема подключения светодиодов повышенной яркости.

Светодиоды напрямую подключать к обычным батарейкам (типоразмер АА) или более мощным аккумуляторам нельзя! У таких элементов из-за малого внутреннего сопротивления ток через каждый светодиод может превысить 100 мА, что больше допустимого. Для надежной длительной работы в непрерывном режиме общий ток через три светодиода (включенных параллельно) не должен превышать 90 мА.

При необходимости питать фонарик от более мощных элементов питания ток через светодиоды можно ограничить при помощи внешнего добавочного резистора. Смотрите схему выше. Его величину лучше подобрать экспериментально, так как обычно неизвестно внутреннее сопротивление источника питания.

Все три светодиода от аккумуляторов при номинальном напряжении 3,6 В потребляют ток не более 75…80 мА (по мере разряда элементов ток будет снижаться, но все равно свечение будет достаточно ярким для подсветки).

Аналогичная по светоотдаче лампа потребляет ток не менее 250…350 мА. Простейший расчет показывает, что такой фонарик на светодиодах будет значительно экономичней.

Устройство заряда аккумуляторов для фонаря

Для подзаряда аккумуляторов от бортовой сети автомобиля можно воспользоваться схемой, показанной на рисунке ниже. При этом аккумуляторы не придется вынимать из отсека фонарика, если на его корпусе установить соединительный разъем Х2.

Схема зарядного устройства для аккумуляторов фонарика от автомобильной сети

Схема зарядного устройства может подключаться в автомобиле через гнездо прикуривателя. Микросхема DA1 за счет резистора R2 имеет ограничение выходного тока на уровне 90…95 мА (при коротком замыкании нагрузки), а напряжение на выходе не превысит 4 В (устанавливается резистором R1 на холостом ходу). За счет ограничения максимального выходного напряжения полностью исключено получение элементами избыточного заряда, правда, это увеличивает время заряда элементов. Ток заряда будет находиться в интервале 30…20 мА, снижаясь по мере заряда аккумуляторов. Диод VD2 предотвращает повреждение микросхемы при отключенном входе, но подключенном аккумуляторе.

Рисунок печатной платы и расположение элементов

Все элементы могут быть размещены на печатной плате с размерами 42,5×25 мм. Выбор типов деталей не критичен. Микросхему КР142ЕН12А можно заменить на LM317T или LM317MP.

Конструкция фонарика

Большой отражатель для светодиодов не нужен — сами они уже имеют нужную диаграмму направленности. А располагать светодиоды удобнее в линейку, на расстоянии около 5 мм друг от друга, например, как это показано в конструкции на рисунке ниже. Для изготовления корпуса можно воспользоваться стандартным отсеком для размещения шести элементов питания (в три отсека установить сами элементы питания, а в неиспользуемой части закрепить отражатель и включатель SA1).

Возможный вариант конструкции фонаря на светодиодах.

Такой фонарик сможет непрерывно давать свет около ста часов и будет полезен не только на рыбалке, но пригодится и в быту. А если его закрепить при помощи ремня на голове или прищепкой к карману на груди, в темноте света будет вполне достаточно для чтения книги, карты или распутывания лески. Причем спектр света подсветки, приближенный к естественному, — белый, в отличие от обычной лампы.

Аналогичные фонари уже давно делают. На фото показан вариант выполнения конструкции, предусматривающей закрепление фонаря на голове (в показанном корпусе размещены 3 батарейки типоразмера AAA).

Повысить время непрерывной работы у фонаря можно, если использовать импульсное питание для светодиодов.
Импульсный режим питания позволяет светодиодам работать на большем токе, то есть можно добиться увеличения яркости света при той же самой потребляемой мощности, что и в непрерывном режиме. Но это уже другая история.

Шелестов И.П. (Электроника для рыболовов)

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Полезные советы по бисероплетению для начинающих

СОВЕТ. Если Вы делаете изделие в технике параллельного или объёмного плетения, и в процессе плетения у Вас закончилась или порвалась проволока, её можно удлинить следующим образом. Возьмите новую проволоку и пропустите её через последний сплетённый ряд. Затем кончики первоначальной проволоки прикрутите к «каркасу» изделия (если их длина позволяет, то можно предварительно пропустить их в обратном направлении через предыдущий ряд бисеринок) и обрежьте, а на новой проволоке продолжайте плетение как обычно.

Самый дешевый (бесплатный) утеплитель — это камыш или рогоза. Камыш — натуральный, экологически чистый и достаточно эффективный утеплитель. В настоящее время он пользуется всё большей популярностью.

Утеплитель из камыша можно применять для утепления стен и перегородок сараев, курятников, животноводческих помещений, а также перекрытий жилых домов с относительной влажностью воздуха не выше 70 процентов.

Анализируется возможность построения схемы зарядки литий-ионных аккумуляторов на базе МК ATMega328 и популярного программного обеспечения ARDUINO версии 1.8.5.

В интернете, в свободном доступе, размещена статья Рыкованова А., Беляева С. «Зарядные устройства для портативных литий-ионных аккумуляторных батарей», где рассмотрена методология построения зарядных устройств, без рассмотрения принципиальных схем. В данной статье сделана попытка разработки и изготовления одной из множества вероятных схем на основе радиолюбительской технологии «Сделай сам».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector