Одним из простейших вариантов питания различных светодиодов от различных источников тока с напряжением 1-5 Вольт является использование микросхемы-драйвера светодиодов ZXSC300.
ZXSC300 это импульсный индуктивный повышающий DC-DC преобразователь c частотно-импульсной модуляцией (PFM). Особенности:
- Контроллер PFM (Pulse Frequency Modulation)
- КПД – 94%
- Входное напряжение – 0,8 - 9 В
- Стабилизированный выходной ток
- Рассеиваемая мощность – 450 мВт
- Диапазон рабочих температур - -40…85 С
- Рабочая частота (оптимальная) – 200 кГц
Как известно, светодиоды имеют нелинейную вольт-амперную характеристику, причем для начала свечения нужно приложить определенное напряжение, зависящее от типа светодиода. Для светодиодов белого цвета это 2.5-3.0 В.
При питании светодиода от батареи (аккумулятора), ее напряжение постепенно снижается, соответственно, снижается и ток через светодиод, и яркость свечения уменьшается до нуля. Поэтому рекомендуется питать светодиод стабильным током, рекомендуемым для данного типа.
При питании от литиевых аккумуляторов, имеющих довольно плоскую характеристику разряда, ток необходимо ограничить лишь в начале, используя ограничительный резистор, далее яркость меняется не сильно. Недостаток этого способа - бесполезные потери мощности (10-20%) на резисторе.
При питании от NiMn-аккумуляторов и алкалиновых батарей, имеющих сильный наклон разрядной характеристики, яркость меняется очень заметно, что особенно актуально в велофарах, туристических фонарях, аварийных осветительных приборах.
Поскольку мощность и эффективность светодиодов растут, а цена резко снизилась, сделав их доступной альтернативой лампочкам накаливания, представляется логичным использовать питание стабильным током с помощью компактного драйвера.
Простейшая схема питания светодиода от одного элемента напряжением 1.2-1.5 вольт, показана ниже.
Светодиод питается импульсным током с высокой частотой. Схема сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 0.8-0.9В.
Резистор R1 задает ток светодиода. Транзистор FMMT617 биполярный NPN-структуры. Выключатель используется любой миниатюрный, дроссель подбирается готовый (+/-20%) или мотается на ферритовом кольце. (Если фонарик используется для кратковременного освещения, кнопку фонарика можно оставить как есть, однако светить он будет только при нажатой кнопке.)
Эта схема наипростешая, содержит всего 4 детали, не считая выключателя.
Схема питания светодиода постоянным током показана ниже.
Добавлен диод Шотки (1N5818) для выпрямления тока и конденсаторы для сглаживания пульсаций (С1-С3 0.1-1мкФ керамические, С2-С4 100-200 мкФ желательно танталовые оксидные, но можно и обычные электролиты)
Разницу между этими схемами по яркости свечения с одинаковыми светодиодами (ток 150 ма) я не заметил. R1 подобрал 0.05ом. Возможно, схема с питанием постоянным током более эффективно использует ресурс батарейки.
И еще одна схема для питания мощных светодиодов током до 1А.
Схема питается от литиевого аккумулятора или 4 алкалиновых батареек. Транзистор VT2 подойдет любой N-канальный мосфет с током не менее 3А (у меня нашелся LD1010D), диод Шотки любой с допустимым током не менее 2А.
Эту схему я только планирую собрать. О результатах вскоре напишу.
* Поправка: транзистор FMMT617 на схемах NPN-структуры!
