- Сделать простой драйвер для светодиодов, которые планируется питать от батареек или аккумулятора, можно из дешевого модуля повышающего DC-DC преобразователя. А именно, допустим вы хотите собрать простой светодиодный фонарик, состоящий из нескольких супер ярких светодиодов. Желаете, чтобы он питался от литиевого аккумулятора типа 18650 или же от обычных батареек. Но прямое подключение (даже через токоограничивающий резистор) такого источника питания к светодиоду или группе светодиодов будет иметь некоторые существенные недостатки и проблемные моменты, а именно.
Дело в том, что даже один обычный супер яркий светодиод белого цвета нуждается в напряжении не менее 3,2-3,4 вольта. Причем, даже при незначительном уменьшении напряжения (хотя бы на 0,3 вольта) яркость светодиода уже заметно снизиться. При питании светодиодов от батареек или литиевых аккумуляторов неизбежно будет происходить постепенное снижение напряжения источника питания в процессе его разряда при работе.
К примеру, одна банка литиевого аккумулятора при полном заряде имеет напряжение 4,2 вольта, а при пороге, когда уже нужно начинать заряжать этот аккумулятор (не доводя до критического разряда) величина напряжения будет около 3,5 вольт. Поскольку 4,2 вольта – это многовато для одного светодиода, то поставив дополнительный токоограничительный резистор мы значительно снижаем КПД такого фонарика. Некоторая часть электрической энергии будет расходоваться на нагрев этого резистора. Плюс к этому этот резистор раньше времени начнет снижать яркость светодиода при уменьшении напряжения при разряде аккумулятора.
Если говорить о питании от обычных батареек, то для питания одного светодиода понадобиться как минимум 2, а то и 3 батарейки (соединенные последовательно для суммирования напряжения), имеющие в начале своей работы (новые) напряжение по 1,6 вольт. И все равно остается проблема постепенного уменьшения рабочего напряжения при все том же разряде этих батареек.
Следовательно, чтобы работа нашего светодиодного фонарика была правильной, нам нужно использовать драйвер питания.
LED драйвер выполняет одну главную функцию – это поддержание одного уровня рабочего тока на всем временном диапазоне разряда источника питания. То есть, если при разряде батареи напряжение питания также падает, следовательно и при неизменном сопротивлении нагрузки рабочий ток также будет уменьшаться. Но если при помощи электрических преобразований поддерживать на нагрузке один уровень напряжения, то и ток будет постоянно один и тот же. Несмотря на уменьшение напряжения на самом источнике питания.
Для светодиодов собираются и продаются готовые LED драйвера, стабилизирующие ток. Но можно воспользоваться и обычным модулем повышающего DC-DC преобразователя, что сейчас достаточно популярны и продаются практически в любом магазине электронных компонентов. Такие модули не мешало бы иметь у себя в запасе, поскольку они позволяют повышать напряжение постоянного тока до нужного уровня. И могут быть использованы для многих задач. Стоят они копейки. Да к тому же их можно использовать в роли LED драйвера для светодиодов.
Теперь о том, как это работает. К примеру, возьмем такую “повышайку” – повышающий DC/DC преобразователь MT3608.
Этот модуль рассчитан на максимальный выходной ток до 2 ампер. Диапазон входного напряжения от 2 до 24 вольта, диапазон выходного напряжения от 5 до 28 вольт. Мы берем литиевый аккумулятор типа 18650 (рабочий диапазон напряжения 3,5-4,2 вольта). Подключаем его ко входу этого преобразователя. А на выходе модуля, допустим, выставляем напряжение 9,6 вольт. При этом берем три супер ярких светодиода белого цвета (напряжение питания каждого из них по 3,2 вольта) и соединяем их последовательно. Вот и все, наш модуль преобразователя будет увеличивать напряжение во всем рабочем диапазоне аккумулятора, при этом на выходе модуля напряжение будет все время одного и того же уровня (9,6 вольт). В итоге мы получаем высокий КПД такого фонаря (около 90%), а также постоянную яркость свечения от полного заряда батареи до минимально допустимого разряда.
Некоторые могут возразить, что подобные DC-DC преобразователи не являются стабилизаторами тока. Теоретически это так, но в силу высокой стабильности выходного напряжения при неизменной активной нагрузке эти преобразователи имеет достаточно постоянный уровень тока на выходе. Для примера, я брал один из таких модулей, выставлял на выходе ровно 9,6 вольт, подключал к выходу модуля три последовательно соединенный ярких светодиода и при этом ток в цепи был ровно 21 миллиампер. При этом на вход повышающего модуля подавал от 3 до 9 вольт. И на всем этом диапазоне входного напряжения (3-9 вольт) ток на выходе модуля изменялся всего на 2 миллиампера. Что на работу светодиодов никак не влияет. Другими словами, “повышайка” вполне пригодна для использования в роли LED драйвера для светодиодов. И у этого повышающего модуля вполне стабильный выходной ток при неизменной нагрузке.
Когда же я подключал к выходу модуля одно ваттные светодиоды (ток потребления около 300 миллиампер), то изменение тока было около 5-10 миллиампер. Что также достаточно хорошо.
Конечно, если трех, последовательно соединенных светодиодов мало, то это количество можно увеличить до 8 штук. Это ограничено максимальным выходным напряжением самого модуля (28 вольт). То есть, 8 штук умножаем на напряжение питания каждого светодиода (3,2 вольта), и получаем 25,6 вольт. Если нужно больше светодиодов, то тут уж из соединяем параллельно между собой с добавление токоограничительного резистора. При этом не забываем о максимальном токе своего преобразователя (не выходим за его пределы).
Видео по теме данной статьи (как сделать драйвер для питания светодиодов из модуля DC-DC преобразователя повышающего типа, его возможности в этой роли) можно посмотреть тут - https://dzen.ru/video/watch/614df38ad142f311b74f28c3 .