Осветява 100 светодиода от 6 волтова батерия

Статията обяснява иновативен начин за управление на повече от сто бели светодиода от 6-волтова батерия. Схемата използва IC 555 за задвижване на повишаващ трансформатор, чийто изход накрая се използва за осветяване на светодиодите. Специална PWM конфигурация прави веригата много енергийно ефективна.

Основни етапи на дизайна

Основните етапи на този 6V 100 LED pwm драйвер, използващ IC 555, са нестабилен мултивибратор, конфигуриран с PWM контрол и стъпка на изходен трансформатор.

Импулсите, генерирани от pwm каскада, се използват за изхвърляне и насищане на входната намотка на трансформатора, които се усилват до определените нива на изходната намотка на трансформатора, задвижвайки куп светодиоди, свързани там.

Използване на IC 555 за ШИМ контрол

IC 555 е свързан в най-обичайната си конфигурация като нестабилен мултивибратор. Всичко в схемата изглежда доста често, тъй като изводите на интегралната схема са конфигурирани с обичайния си формат, с изключение на двата диода и няколко предварително зададени настройки, което прави веригата малко по-различна от типичните 555 настройки.

Включването на двата диода и предварителните настройки позволява дискретно управление на импулсните образувания.

Този контрол на импулсите се нарича ШИМ или широчинно-импулсна модулация.

Внедряването на ШИМ във веригата може да бъде разбрано чрез позоваване на диаграмата и със следните точки:

Първоначално, когато веригата се захранва, щифт # 2, който е задействащият щифт на IC, отива ниско, като кондензаторът е в режим на разреждане, като държи изхода нисък.

След като C2 е напълно разреден, обръща изхода, който първоначално е бил нисък до висок. В този момент кондензаторът C2 започва да се зарежда през D1 и P1, докато напрежението на C2 достигне 2/3 от захранващото напрежение, когато пин # 6 на IC се превключва, в резултат на което изходът и щифт # 7 отново се понижават.

Електрическа схема

Горната процедура се повтаря, причинявайки трайни трептения на изхода.

Въпреки това, тъй като периодите на зареждане и разреждане на С2 директно съответстват на изходните периоди на импулсите, това просто означава, че чрез промяна или контрол на зареждането и разреждането на С2 поотделно, ние трябва да можем да оразмеряваме съответно изходните импулси.

Саксиите или предварителните настройки P1 и P2 са точно поставени за тези настройки и следователно представляват функцията PWM.

Приложението PWM допринася за друга важна функция за настоящото приложение. Чрез подходяща оптимизация на импулсите можем да настроим схемата на най-икономично положение за получаване на оптимална яркост от светодиодите при относително по-нисък разход на батерията.

Изходът от IC се взема от неговия щифт номер три и се използва за задвижване като силов транзистор.

Тъй като колекторът на силовия транзистор е свързан към вторичната (ниско напрежение) намотка на обикновен трансформатор AC-DC, цялото захранващо напрежение се изхвърля периодично в този участък на индуктора на трансформатора.

Както се очаква, това импулсно напрежение, което е принудено във вторичната намотка, предизвиква пропорционална величина на напрежението в първичната намотка на трансформатора.

Процесът е напълно обърнат в сравнение със ситуацията, когато трансформаторът се използва с неговите нормални приложения за AC-DC адаптер.

Напрежението се увеличава, а не намалява до около 230 волта, което е нормалната му спецификация за първична намотка.

Това засилено напрежение, налично в свободните краища на намотката на трансформатора, всъщност се използва за задвижване на голям брой светодиоди, които са свързани с дълги серии и няколко паралелни връзки.

Как се захранва веригата

Предложената 6V 100 LED драйверна схема се захранва от SMF батерия от 6 волта и капацитет около 4 AH. Мощността на батерията може да изглежда доста висока, но параметрите не са подходящи за управление на много голям брой светодиоди.

Вече съм обсъждал този въпрос в няколко от по-ранните си публикации. По принцип светодиодите са устройства, задвижвани от напрежение, а не ток, т.е. ако приложеното напрежение задоволява напрежението напред, светодиодите се осветяват с номинални нива на ток и напротив, ако напрежението не съвпада със спецификациите за напрежение на светодиодите, тогава светодиодът отказва да светне дори ако приложеният ток е направен 100 пъти стойността на насищане.

Друг фактор, свързан със светодиодите, е, че тези устройства могат да се изпълняват последователно с минимално определените нива на ток.

Това означава, че ако напрежението на серията съвпада с общото напрежение на серията напред, необходимият ток ще бъде точно около величината, която би била необходима за осветяване на един светодиод.

Този параметър по-скоро характеристика на светодиоди окабеляване става задължително, когато напрежението на източника е доста ниско.

По този начин за задвижване на голям брой светодиоди, както е обсъдено за предложената схема от източник 6 волта, горното правило става необходимо и е ефективно използвано.

Списък с части

Следните части ще са необходими за направата на горната схема на ШИМ LED драйвер:

Всички резистори са с вата, освен ако не е посочено друго.

• R1, R2 = 1K,
• R3 = 10 K,
• R4, R5, R6 = 100 ома,
• P1, P2 = 100 K
• C1 = 10 uF / 25 V, C2 = 0,001 uF, керамичен диск,
• IC = LM 555,
• T1 = ТИП 127,
• TR1 = сек. - 0 - 6 V, прим. - 0 - 230 V, 500 mA
• Батерия - 6 волта, 4 AH, тип SUNCA,
• PCB - Veroboard, изрязан според необходимия размер.
• Светодиоди - 5 мм, бели, високо ярки, високоефективни. ВНИМАНИЕ - СХЕМАТА СЕ БАЗИРА НА ПРЕДПОЛОЖЕНИЯТА, ИЗПОЛЗВАНИ ОТ АВТОРА И НЕ Е ПРАКТИЧНО УДОСТОВЕРЕНА, ДИСКРЕТИРАНЕ НА ГЛЕДАТЕЛИТЕ.