Предлагаю на ваше усмотрение сразу три варианта схем мощных светодиодных
фонариков, которыми пользовался длительное время, и лично меня вполне
устраивает яркость свечения и длительность работы (в реале одной зарядки
мне хватает на месяц использования – то есть пошел, нарубил дров или
сходил куда нибудь). Светодиод использовал во всех схемах мощностью 3
Вт. C различием лишь в цвете свечения (теплый белый или холодный белый),
но лично мне кажется, что холодный белый светит ярче, а теплый более
приятный для чтения, то есть легко восприимчив для глаз, так что выбор
за вами.
Первый вариант схемы фонарика
На испытаниях эта схема показала невероятную стабильность в пределах
питающего напряжения 3.7-14вольт (но знайте, при повышении напряжения
падает КПД). Как настроил на выходе 3.7 вольт, так и было во всем
диапазоне напряжения (выходное напряжение задаем резистором R3, при
уменьшении этого сопротивления увеличивается выходное напряжение, но не
советую слишком уменьшать, если экспериментируете, рассчитывайте
максимальный ток на светодиоде LED1 и максимальное напряжение на
втором). Если питаем эту схему от Li-ion аккумуляторов, то КПД
приблизительно равен 87-95%. Спросите, а для чего тогда придумали ШИМ?
Если не верите, посчитайте сами. При 4.2вольта КПД = 87%. При 3.8вольт КПД = 95%. P =U*I
Светодиод потребляет 0.7А при 3.7 вольт, а это значит 0.7*3.7=2.59 Вт,
отнимаем напряжение заряженного аккумулятора и умножаем на ток
потребления: (4.2 - 3.7) * 0.7 = 0.35Вт. Теперь узнаем КПД:
(100/(2.59+0.37)) * 2.59 = 87.5%. И половина процента на нагрев
остальных деталей и дорожек. Конденсатор C2 - плавный пуск для
безопасного включения светодиода и защита от помех. Обязательно мощный
светодиод устанавливать на радиатор, я использовал один радиатор от
компьютерного блока питания. Вариант расположения деталей:
Выходной транзистор не должен прикасаться задней металлической стенкой
к плате, просуньте между ними бумагу или нарисуйте на листе тетради
чертеж платы и сделайте ее так, как на другой стороне листа. Для питания
LED фонарика использовал две Li-ion батарейки от ноутбуковского
аккумулятора, но вполне возможно использование телефонных аккумуляторов,
желательно, чтобы их суммарный ток был 5-10А*ч (соединяем параллельно).
Приступим ко второму варианту диодного фонаря
Первый фонарик продал и почувствовал, что без него ночью немного
напрягает, а деталей не было чтобы повторить предыдущую схему, поэтому
пришлось импровизировать из того, что было в тот момент, а именно:
КТ819, КТ315 и КТ361. Да, даже на таких деталях, возможно собрать
низковольтный стабилизатор, но с чуть большими потерями. Схема
напоминает предыдущую, но в этой все совсем наоборот. Конденсатор С4 тут
тоже плавно подает напряжение. Разница в том, что тут выходной
транзистор открыт резистором R1 и КТ315 закрывает его до определенного
напряжения, а в предыдущей схеме выходной транзистор закрыт и
открывается вторым. Вариант расположения деталей: 
Пользовался, около полугода, пока линза не треснула повредив контакты
внутри светодиода. Он еще работал, но всего три ячейки из шести. Поэтому
ушел как подарок:) Теперь расскажу, почему такая хорошая стабилизация с
применением дополнительного светодиода. Кому интересно читаем, может
пригодиться при проектировании низковольтных стабилизаторов или
пропускаем и переходим к последнему варианту. Итак, начнем с
температурной стабилизации, кто проводил опыты знает на сколько это
важно зимой или летом. Так вот, в этих двух мощных фонариках действует
такая система: при увеличении температуры полупроводниковый канал
увеличивается разрешая проходить большему количеству электронов чем
обычно, поэтому кажется что сопротивление канала уменьшается и
следовательно проходимый ток увеличивается, так как на всех
полупроводниках действует одинаковая система, ток через светодиод тоже
увеличивается закрывая все транзисторы до определенного уровня, а то
есть напряжения стабилизации (эксперименты проводились в температурном
диапазоне -21...+50 градусов Цельсия). Я собирал много схем
стабилизаторов в интернете и удивлялся "как можно было допускать такие
ошибки!” Кто-то даже рекомендовал свою схему для питания лазера, в
которой 5 градусов превышения температуры готовило лазер на выброс, так
что учитывайте и такой нюанс!
Теперь о самом светодиоде.
Каждый, кто игрался с напряжением питания светодиодов знает, что при его
увеличении резко увеличивается и ток потребления. Поэтому при
незначительном изменении выходного напряжения стабилизатора транзистор
(КТ361) во много раз легче реагирует, чем с простым резисторным
делителем (для которого необходим серьезный коефициент усиления) что
решает все проблемы низковольтных стабилизаторов и уменьшает количество
деталей.
Третий вариант LED фонаря
Приступим к последней рассматриваемой схеме и использующейся мной до
сегодняшнего дня. КПД больше, чем в предыдущих схемах, и яркость
свечения выше, и естественно, к светодиоду купил дополнительную фокус
линзу, также тут уже 4 аккумулятора, что примерно равняется ёмкости
14А*часа. Принципиальная эл. схема: 
Схема довольно проста и собрана в SMD исполнении, здесь нет
дополнительного светодиода и транзисторов, потребляющих лишний ток. Для
стабилизации применен TL431 и этого вполне достаточно, КПД тут от 88 -
99%, если не верите - посчитайте. Фото готового самодельного устройства:
LED фонарь в действии:
Да, кстати про яркость, тут я разрешил на выходе схемы 3.9 вольт и
пользуюсь уже больше года, светодиод до сих пор живой, только радиатор
немного греется. Но кому захочется, может себе установить и меньше
напряжение питания, подбором выходных резисторов R2 и R3 (советую это
делать на лампе накаливания, когда получиться нужный вам результат
подключайте светодиод). Благодарю за внимание, с вами был Левша Леша
(Степанов Алексей). Самоделкин - Сделай сам, своими руками.
|
