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1.5V LED手電筒制作電路圖 - 【LED專(zhuān)區(qū)】 - 電源管理 - 電子工程世界-論壇...

 大拍子 2010-10-18

1.5V LED手電筒制作電路圖

LED高亮發(fā)光二極管具有節(jié)能、壽命長(zhǎng),、高亮度等優(yōu)點(diǎn),。非常受歡迎,因此我就在這里介紹怎么樣使用發(fā)光LED制作1.5V的手電筒,,供初學(xué)都參考,。

 



 

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制作元器件:1、電路磁環(huán)選用T9*5*3/2K,,也可用T10*6*5等,,在廢棄的電子鎮(zhèn)流器上也可尋到,用0.3mm漆包線(xiàn)雙線(xiàn)并繞20T,,按圖中同名端連接,。R1用1/4W碳膜電阻1K,TR1選8050或9014,,D1選4937,、4148或107,C1用普通電解電容47UF,D2 LED選用高亮白色發(fā)光二極管,,電路板可用萬(wàn)能或塑料板,。


1.5V LED手電筒制作電路圖

 

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2.市場(chǎng)上出現(xiàn)一種廉價(jià)的LED手電筒,這種手電前端為5~8個(gè)高亮度發(fā)光管,,使用1~2節(jié)電池,。由于使用超高亮度發(fā)光管的原因,發(fā)光效率很高,,工作電流比較小,,實(shí)測(cè)使用一節(jié)五號(hào)電池5頭電筒, 電流只有100 mA左右,。非常省電,。如果使用大容量充電電池,可以連續(xù)使用十幾個(gè)小時(shí),,筆者就買(mǎi)了一個(gè),。從前端拆開(kāi)后,,根據(jù)實(shí)物繪制了電路圖,如圖1所示,。


圖1 LED手電驅(qū)動(dòng)電路原理圖

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工作原理:
接通電源后,,VT1因R1接負(fù)極,而c1兩端電壓不能突變,。VT1(b)極電位低于e極,,VT1導(dǎo)通,VT2(b)極有電流流入,,VT2也導(dǎo)通,,電流從電源正極經(jīng)L、VT2(c)極到e極,,流回電源負(fù)極,電源對(duì)L充電,,L儲(chǔ)存能量,,L上的自感電動(dòng)勢(shì)為左正右負(fù)。經(jīng)c1的反饋?zhàn)饔?,VT1基極電位比發(fā)射極電位更低,,VT1進(jìn)入深度飽和狀態(tài),同時(shí)VT2也進(jìn)入深度飽和狀態(tài),,即Ib>Ic/β(β為放大倍數(shù)),。隨著電源對(duì)c1的充電,C1兩端電壓逐漸升高,,即VTI(b)極電位逐漸上升,,Ib1逐漸減小, 當(dāng)Ib1<=Ic1/β時(shí),,VT1退出飽和區(qū),,VT2也退出飽和區(qū),對(duì)L的充電電流減小,。此時(shí).L上的自感電動(dòng)勢(shì)變?yōu)樽筘?fù)右正,,經(jīng)c1反饋?zhàn)饔谩T1基極電位進(jìn)一步上升,,VT1迅速截止,,VT2也截止,L上儲(chǔ)存的能量釋放,,發(fā)光管上的電源電壓加到L上產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢(shì),,達(dá)到升壓的目的。此電壓足以使LED發(fā)光,。

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一,、電路設(shè)計(jì)
一節(jié)鎳氫電池的電壓只有1.2V,而超高亮LED需要3.3V以上的工作電壓才能保證足夠的亮度。因此,。必須設(shè)法將電壓升高,,常見(jiàn)的升壓電路一般有二種形式,即高頻振蕩電路和電磁感應(yīng)升壓電路,。對(duì)于升壓電路,,有兩種電路可選擇。如圖1和圖2所示

圖1的電路使用一個(gè)脈沖小變壓器,,功率管VT3將高頻振蕩信號(hào)放大,,加在L1通過(guò)變壓器T直接升壓。

圖2是利用電感的自感高壓來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的提升,。當(dāng)振蕩信號(hào)輸入VT3的基極時(shí),,VT3將周期性地飽和、截止,。當(dāng)飽和時(shí),,電感L通電,電能轉(zhuǎn)化為磁能儲(chǔ)存在L中,,此時(shí)二極管截止,,靠C3儲(chǔ)存的能量向負(fù)載供電;當(dāng)VT3截止時(shí),。電感將產(chǎn)生下正上負(fù)的自感電動(dòng)勢(shì),。二極管VD導(dǎo)通,該自感電動(dòng)勢(shì)與電源電動(dòng)勢(shì)疊加,,向電容C3充電和負(fù)載供電,,由于兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)正串??梢缘玫奖入娫催€要高的電壓,,具體大小主要由負(fù)載和VT3飽和時(shí)電感L通過(guò)的電流之比確定。
這兩種電路都可以將1.2V升高到3.3V以上,,第一種電路如果在變壓器上加繞正反饋線(xiàn)圈,。可以免去振蕩電路,。使電路更加簡(jiǎn)潔,。但使用這種電路計(jì)算較復(fù)雜。輸出功率較難調(diào)節(jié),,變壓器的繞制也有些麻煩,。第二種只需一個(gè)小電感。電感量也沒(méi)有較大的要求,,調(diào)節(jié)電感的驅(qū)動(dòng)電流,,就能方便地調(diào)節(jié)輸出電壓,。在此采用第二種電路。
振蕩電路采用圖3所示的電路,,雖然能在1.2V電壓下正常工作的振蕩電路有不少,,但經(jīng)實(shí)踐證明,圖3的電路制作容易,,計(jì)算簡(jiǎn)單,。成功率高。振蕩頻率也容易確定,。而且,。調(diào)節(jié)R4的大小,就能在不影響信號(hào)頻率的前提下調(diào)節(jié)信號(hào)的幅度,,因此采用這種電路產(chǎn)生一個(gè)高頻方波脈沖為升壓電路做準(zhǔn)備,。這樣一來(lái),電路設(shè)計(jì)完成,,由圖2和圖3共同組成,。

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二、計(jì)算參數(shù)
關(guān)于電路參數(shù)計(jì)算,,關(guān)鍵在于功率。電感通電后,,儲(chǔ)存的電能為E=LI2/2,,設(shè)f為方波的頻率,1a內(nèi)開(kāi)關(guān)管將導(dǎo)通f次,,這樣,。電感每秒儲(chǔ)存的電能為W=f×E,設(shè)這些能量轉(zhuǎn)化向負(fù)載的效率為η,,那么輸出功率為P=η×W+Po,,Po為電源直接向負(fù)載供電的功率(因?yàn)殡娫磁c自感高壓疊加。必須考慮這一點(diǎn)),。
現(xiàn)進(jìn)行估算,。驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED約要100mW。電源的Po約為20mW,。為了保證供給,,按P=100mW計(jì)算。取η=80%,,再隨便找一個(gè)幾百u(mài)H的電感,,如500 uH:另一方面,根據(jù)能量守恒,。3.3V約為1.2V的3倍,。再由于效率問(wèn)題,。電感的驅(qū)動(dòng)電流差不多要LED工作電流的3-4倍,就取為120mA,,這樣一來(lái),。便可算出振蕩頻率為34kHz左右,這樣,,取R=2kΩ,,C=0.01 uF便能達(dá)到要求。確定參數(shù)時(shí),。頻率可高不可低,,電感寧大勿小,這樣才能保證輸出功率足夠大,,才能有足夠的調(diào)節(jié)空間,。

元件表

 

元器件

 

型號(hào)

 

說(shuō)明

 

R1

 

0.1-2 kΩ

 

500Ω為宜。大些有利于VT1的飽和,。小些有利于電路對(duì)稱(chēng)

 

R2

 

2 kΩ

 

 

R3

 

2 kΩ

 

 

R4

 

100 Ω

 

具體數(shù)值視驅(qū)動(dòng)電流而定

 

C1

 

0.01 uF

 

 

C2

 

0.01 uF

 

 

C3

 

10-100u F 電解電容

 

 

VT1
VT2

 

9014

 

β≥ 40的NPN管皆可,,兩管型號(hào)最好一致

 

VT3

 

8050

 

Pcm ≥1W。Icm≥1A,。β≥40的中功率NPN管皆可

 

電感L

 

幾百u(mài)H 寧大勿小

 

 

二極管VD

 

1N5819

 

最好是鍺管,。其壓降小。若無(wú),。硅管也行

 

電池

 

7號(hào)

 

 

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三,、制作
由于電路簡(jiǎn)單。元件在2×2cm的板上,。只要操作無(wú)誤,,接通電源電路就能工作。先不要接上LED,,用萬(wàn)用表測(cè)出輸出電壓,,這時(shí)候,調(diào)節(jié)R4的大小,,R4越大,,輸出電壓越小。反之亦然,,當(dāng)輸出電壓在3.2V左右時(shí),,可接上LED,再調(diào)節(jié)R4的大小,,使其足夠亮,,注意,不可讓LED兩端的電壓超過(guò)3.6V,,否則有可能燒毀LED,。這樣一來(lái),,電路便調(diào)試完成。

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