В статье приведена конструкция простого светодиодного фонарика с низким энергопотреблением, работающего от одной батареи типа АА. Схема фонарика полностью построена на дискретных элементах. Принципиальная схема фонарика показана на рисунке ниже.
Когда питание включено, транзистор VT1 (BC337) заперт. Через катушку индуктивности L2 начинает протекать ток базы, и транзистор постепенно начинает открываться.
Открытие транзистора VT1 вызывает «замыкание» катушки L2 на массу (через коллектор-эмиттерный переход), при этом напряжение на коллекторе VT1 падает до минимального значения. Базовый ток все еще поддерживается в течение короткого времени энергией, хранящейся в индуктивности L2 и конденсаторе C2.
Итак, транзистор открыт, импульс самоиндукции от катушки L1 проходит через диод VD1 и заряжает конденсатор C3, энергией которого запитаны светодиоды.
Далее контур L2 — C2 снова начинает накапливать энергию, вновь возникает базовый ток и цикл повторяется. Резистор R1 необходим для ограничения базового тока.
Значения элементов были подобраны для получения максимально высокой эффективности при оптимальном использовании светодиодов.
Система корректно работает при низком напряжении питания – вплоть до 0,7В (минимальное напряжение база-эмиттер, при котором транзистор все еще бывает открыт).
На следующем рисунке приведена временная диаграмма: график напряжения на базе (синий) и на коллекторе (желтый) транзистора.
Здесь четко видно, что фронт импульса на коллекторе крутой, что означает короткое время переключения. Это необходимо, учитывая, возникающее в катушке индуктивности напряжение самоиндукции, которое тем выше, чем выше скорость изменения тока в ней в соответствии с формулой:
Вся схема собрана на односторонней печатной плате размером 57 мм×15 мм – это размеры отсека под батарейку АА. Схема монтажа показана на следующем рисунке.
Катушка индуктивности L1 должна иметь низкое сопротивление. В схеме фонарика использованы 2 светодиода диаметром 5мм со следующими характеристиками:
- номинальный ток: 20 мА
- сила света: 18 кд
- цвет свечения: теплый белый
- угол свечения: 15°
Установка светодиодов на определенном расстоянии друг от друга (ок. 35 мм) позволяет получить более равномерное освещение. Правильно собранная схема не требует каких-либо настроек, и сразу готова к работе.
Рисунок печатной платы (8,2 KiB, скачано: 1 126)
