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文檔簡介
1、1.5VLED手電筒制作電路1.LED高亮發(fā)光二極管具有節(jié)能、壽命長、高亮度等優(yōu)點。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。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漆包線雙線并繞 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 47UFQ2LED 選用高亮白色發(fā)光二極管,電路板可用萬能或塑料板。2.市場上出現(xiàn)一種廉價的 LED手電筒,這種手電前端為 58個高亮度發(fā)光管,使用12節(jié)電池。因
2、為使用超高亮度發(fā)光管的原因,發(fā)光效率很高,工作電流比較小,實測使用 一節(jié)五號電池5頭電筒,電流只有100mA左右。非常省電。如果使用大容量充電電池,可以連續(xù)使用十幾個小時,筆者就買了一個。從前端拆開后,根據(jù)實物繪制了電路圖,如圖1所示。工作原理:接通電源后,VT1因R1接負極,而cl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,流回電源負極,電源對 L充電,L儲存能量,L上的自感電動勢為左正右負。經(jīng) cl的反饋作用,VT1基極電位比發(fā)射極電位更低,VT1進入深度飽和狀態(tài),同時 VT2也進入深度飽和狀
3、態(tài),即lb>lc/B (為放大倍數(shù))。隨著電源對cl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<=lc1/ B時,VT1退出飽和區(qū),VT2也退出飽和區(qū),對L的充電電流減小。此時.L上的自感電動勢變?yōu)樽筘撚艺?jīng)cl反饋作用。VT1基極電位進一步上升, VT1迅速截止,VT2也截止,L上儲存的能量釋放,發(fā)光管上的電源電壓加到L上產(chǎn)生了自感電動勢,達到升壓的目的。此電壓足以使LED發(fā)光。、電路設(shè)計一節(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,常見的升壓電路一般有二種形式,即
4、高頻振蕩電路和電磁感應(yīng)升壓電路。對于升壓電路,有兩種電路可選擇。如圖1和圖2所示升壓輸岀12ffi 1® 2圖1的電路使用一個脈沖小變壓器,功率管VT3將高頻振蕩信號放大,加在 L1通過變壓器T直接升壓。圖2是利用電感的自感高壓來實現(xiàn)對電壓的提升。當(dāng)振蕩信號輸入VT3的基極時,VT3將周期性地飽和、截止。當(dāng)飽和時,電感 L通電,電能轉(zhuǎn)化為磁能儲存在 L中,此時二極管截止,靠C3儲存的能量向負載供電;當(dāng) VT3截止時。電感將產(chǎn)生下正上負的自感電動勢。二極管 VD導(dǎo)通,該自感電動勢與電源電動勢疊加,向電容 C3充電和負載供電, 因為兩個電動勢正串??梢缘玫奖入娫催€要高的電壓,具體大小主要
5、由負載和VT3飽和時電感L通過的電流之比確定。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圈??梢悦馊フ袷庪娐?。使電路更加簡潔。但使用這種電路計算較復(fù)雜。輸岀功率較難調(diào) 節(jié),變壓器的繞制也有些麻煩。第二種只需一個小電感。電感量也沒有較大的要求,調(diào)節(jié)電感的驅(qū)動電流,就能方便地調(diào)節(jié)輸岀電壓。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)實踐證明,圖3的電路制作容易,計算簡單。成功率高。振蕩頻率也容易確定。而且。調(diào)節(jié)R4的大小,就能在不影響信號頻率的前提下調(diào)節(jié)信號的幅度,因此采用這種電路產(chǎn)生一個高頻方波脈沖
6、為升壓電路做準備。這樣一來,電路設(shè)計完成,由圖2和圖3共同組R4R3vn岸C2VT2如果 RWR4.R2=R3=R C1=C2-GVT1 和 VT2 相 同電路對稱則方波脈沖 周期為T=L 386P*C二、計算參數(shù)關(guān)于電路參數(shù)計算,關(guān)鍵在于功率。電感通電后,儲存的電能為E=LI2/2,設(shè)f為方波的頻率,1a內(nèi)開關(guān)管將導(dǎo)通f次,這樣。電感每秒儲存的電能為W=fxE,設(shè)這些能量轉(zhuǎn)化向負載的效率為 n那么輸出功率為 P=nX w+Po,Po為電源直接向負載供電的功率 (因為電源與自感高壓疊加。必須考慮這一點)?,F(xiàn)進行估算。驅(qū)動一個 LED約要100mW。電源的Po約為20mW。為了保證供給,按 P=
7、100mW 計算。取n =8玖,再隨便找一個幾百 uH的電感,女口 500uH :另一方面,根 據(jù)能量守恒。3.3V約為1.2V的3倍。再因為效率問題。電感的驅(qū)動電流差不多要LED工作電流的3-4倍,就取為120mA,這樣一來。便可算出振蕩頻率為 34kHz左右,這樣,取R=2kQ,C=0.01uF便能達到要求。確定參數(shù)時。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。元件表元器件型號說明R10.1-2k Q500Q為宜。大些有利于VT1的飽和。 小些有利于電路對稱R22k QR32k QR4100Q具體數(shù)值視驅(qū)動電流而定C1O.OluFC2O.OluFC31
8、0-100uF 電解電容VT1 /T2901440的NPN管皆可,兩管型號最好 一致VT38050Pcn> 1W Icm> 1A。B40 的中功率 NPN管皆可電感L幾百uH寧大勿 小二極管VD1N5819最好是鍺管。其壓降小。若無。硅管 也行電池7號三、制作因為電路簡單。元件在 2X2cm的板上。只要操作無誤,接通電源電路就能工作。先不要接上LED,用萬用表測出輸出電壓,這時候,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,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3.6V,否則有可能燒毀 LED。這樣一來,電路便調(diào)試完成。ItLkL330uHQ2R2100K050(20J00K)500ikLED 2www. dian3i6. comLED
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