Регистрируйтесь на форуме и получите 100 токенов TEHNO

Драйвер на транзисторах для светодиода мощностью 1 Вт
#1
    Цель проекта - питание белого светодиода мощностью 1 Вт от батареи. Это понижающий преобразователь со стабилизацией по току, который выполнен на биполярных транзисторах PNP и N-канальном MOSFET, и работает от четырех AA (6 В) для эффективного управления светодиодом при почти постоянном уровне мощности.


Этот драйвер - понижающий преобразователь, для понижения напряжения с четырех AA до более низкого напряжения, необходимого для питания белого светодиода мощностью 1 Вт. В этом случае для светодиода требуется 250 мА при 3,2 вольт.

Затвор Q3 удерживается напряжением батареи и Q3 проводит ток через L1, светодиод и R1. Когда ток через R1 достаточен, чтобы вызвать достаточно высокое падение напряжения на R1, и вызвать значительный базовый ток в базе Q2, Q2 включается, тем самым выключая Q1, что приводит к выключению Q3. Гистерезис, обеспечиваемый положительной обратной связью через R3 к базе Q2, гарантирует, что Q2 останется включенным до тех пор, пока ток через R1 не упадет ниже точки срабатывания. Ток, уменьшающийся со временем, продолжает течь через L1, через D1, и ток продолжает подаваться от C1 к R1, что также приводит к постепенному уменьшению тока через R1.
Когда он уменьшился настолько, чтобы Q2 отключился (с учетом гистерезиса), Q2 действительно выключается, тем самым включается Q1, который, в свою очередь, включает Q3. Когда Q3 включается, ток снова начинает увеличиваться через L1, светодиод и R1. Порог, при котором включается Q2, теперь выше из-за гистерезиса от R3, и когда этот порог достигается, Q2 отключается, и цикл начинается заново.

Тот факт, что контур замкнут вокруг тока светодиода, имеет большое значение. Световой поток светодиода почти линейно пропорционален току и указан в технических данных, в то время как световой поток как функция напряжения довольно нелинейный и не является контролируемым параметром. Должно быть ясно, что ток светодиода равен напряжению база-эмиттер Q2, деленному на R1. В случае резистора 2,2 Ом получилось 0,6 В / 2,2 Ом = 272 мА, что близко к наблюдаемому. Напряжение база-эмиттер Q2 уменьшается примерно на 1,8 милливольта на каждый градус повышения температуры. Этот «тепловой дрейф» вполне приемлем в качестве компромисса для достижения простоты и экономичности схемы.

Можно задать ток через светодиод, выбрав соответствующее значение для R1. Значение резистора определяется делением пикового прямого напряжения база-эмиттер Q2 на желаемый ток. Для 2N2907 пиковое прямое напряжение база-эмиттер в этой цепи будет примерно 0,65 В.

В общем, эта схема будет работать с широким диапазоном значений компонентов. Это может быть проект, построенный в основном из имеющихся деталей.

Тут 2N2907 легко заменяемый - 2N3906, BC556, BC557 или аналогичные должны работать, хотя и не тестировались эти транзисторы в схеме.

МОП-транзистор должен иметь довольно низкое значение порогового напряжения затвора, чтобы гарантировать, что при напряжении всего 4 В транзистор останется насыщенным. Он также должен иметь низкое сопротивление во включенном состоянии, чтобы минимизировать потери, особенно при более низких входных напряжениях. Максимальное напряжение стока равно максимальному напряжению батареи плюс прямое падение D1.

D1 - диод Шоттки на 1 ампер для минимизации прямого падения напряжения и, следовательно, потерь в D1. Трехамперный немного повысил бы эффективность, немного снизив прямое падение.

Катушка индуктивности - ее точная индуктивность не имеет решающего значения. Сначала использовался небольшой дроссель, который измерялся как 200 микрогенри и 0,7 Ом в качестве L1, но после заменили его на 150 микрогенри 0,2 Ом и эффективность значительно улучшилась.

Файлы вложений Эскизы
           
Ответ