В настоящее время светодиоды стали широко использоваться для освещения. Высокая светоотдача и большой срок службы позволяют использовать их и как огни для велосипедов. В [1] была опубликована схема простого повышающего преобразователя напряжения для питания цепочки из нескольких последовательно соединенных светодиодов от низковольтного источника напряжения.
Как известно, для работы в номинальном режиме белые светодиоды требуют подачи на каждый из них 3…3,5 В. Как наиболее просто и с высоким коэффициентом полезного действия (КПД) запитать, например, четыре белых светодиода или пять красных светодиодов от батареи из четырех гальванических элементов было, рассказано в [1]. Предполагалось, что для повышения КПД устройства светодиоды включаются последовательно.
Принципиальная схема устройства показана на рис.2. При включении питания схемы через диод D1 и резистор R1 к затвору полевого транзистора Т2 прикладывается напряжение. Его величина достаточна для отпирания этого транзистора. Ток, потребляемый Т2 от источника 6 В, ограничивается индуктивным сопротивлением дросселя L1. Падения напряжения на резисторе R3 в начальный момент недостаточно для отпирания и насыщения транзистора Т1. Дроссель L1 в магнитном поле накапливает энергию, а ток через R3 возрастает. Это приводит к отпиранию транзистора Т1. Он насыщается и снимает потенциал с затвора транзистора Т2, который переходит в непроводящее состояние. Индуцированное на L1 напряжение складывается с напряжением источника питания схемы (6 В) и через диод D4 заряжает конденсатор С4. Затем магнитное поле дросселя L1 постепенно ослабевает. Это приводит к лавинообразному запиранию транзистора Т1 и отпиранию транзистор Т2. Все вышеописанные процессы в схеме повторяются.
Стабилитрон D5 (на напряжение 22 В) является защитным. Он предохраняет элементы схемы от перенапряжения при случайном обрыве в цепи светодиодов нагрузки.
Рис. 1
Резистор R4 используется для измерения тока через светодиоды по величине падения напряжения на нем. Номинал резистора R3 подбирается при настройке схемы в зависимости от количества и типов использованных светодиодов. В [1] указано, что для цепочки из четырех красных светодиодов автором был использован резистор номиналом 12 Ом, для пяти светодиодов потребовалось уменьшить величину сопротивления резистора до 10 Ом. Если в схеме были использованы четыре белых светодиода, то номинал R3 надо было уменьшать до 6,8 Ом.
КПД схемы зависит от использованных светодиодов и составляет примерно 75…80%. Схема работает на частоте около 120… 170 кГц.
Литература:
- Amatarske RADIO. – 2014. — №7. – S.8.
Подготовил Анатолий Николаев, г. Волгоград (Радиматор №5, 2016)
