Потужні світлодіодні ліхтарики

ПОТУЖНІ СВІТОДІОДНІ ФОНАРИКИ

Пропоную на ваш розсуд відразу три варіанти схем потужних світлодіодних ліхтариків, якими користувався тривалий час, і особисто мене цілком влаштовує яскравість світіння і тривалість роботи (в реалі однієї зарядки мені вистачає на місяць використання - тобто пішов, нарубав дров або сходив куди небудь). Світлодіод використовував у всіх схемах потужністю 3 Вт. C відмінністю лише в кольорі світіння (теплий білий або холодний білий), але особисто мені здається, що холодний білий світить яскравіше, а теплий приємніший для читання, тобто легко сприйнятливий для очей, так що вибір за вами.

Перший варіант схеми ліхтарика

На випробуваннях ця схема показала неймовірну стабільність в межах напруги живлення 3.7-14вольт (але знайте, при підвищенні напруги падає ККД). Як налаштував на виході 3.7 вольт, так і було у всьому діапазоні напруги (вихідна напруга задаємо резистором R3, при зменшенні цього опору збільшується вихідна напруга, але не раджу занадто зменшувати, якщо експериментуєте, розраховуйте максимальний струм на світлодіоді LED1 і максимальна напруга на другому) . Якщо маємо цю схему від Li-ion акумуляторів, то ККД приблизно дорівнює 87-95%. Запитайте, а для чого тоді придумали ШІМ? Якщо не вірите, порахуйте самі.

При 4.2вольта ККД = 87%. При 3.8вольт ККД = 95%. P = U * I

Світлодіод споживає 0.7А при 3.7 вольт, а це значить 0.7 * 3.7 = 2.59 Вт, віднімаємо напруга зарядженого акумулятора і множимо на струм споживання: (4.2 - 3.7) * 0.7 = 0.35Вт. Тепер дізнаємося ККД: (100 / (2.59 + 0.37)) * 2.59 = 87.5%. І половина відсотка на нагрів інших деталей і доріжок. Конденсатор C2 - плавний пуск для безпечного включення світлодіода і захист від перешкод. Обов'язково потужний світлодіод встановлювати на радіатор, я використовував один радіатор від комп'ютерного блоку живлення. Варіант розташування деталей:

Приступимо до другого варіанту діодного ліхтаря

Перший ліхтарик продав і відчув, що без нього вночі трохи напружує, а деталей не було щоб повторити попередню схему, тому довелося імпровізувати з того, що було в той момент, а саме: КТ819, КТ315 і КТ361. Так, навіть на таких деталях, можливо зібрати низьковольтний стабілізатор, але з трохи більшими втратами. Схема нагадує попередню, але в цій все зовсім навпаки. Конденсатор С4 тут теж плавно подає напругу. Різниця в тому, що тут вихідний транзистор відкритий резистором R1 і КТ315 закриває його до певної напруги, а в попередній схемі вихідний транзистор закритий і відкривається другим. Варіант розташування деталей:

Користувався, близько півроку, поки лінза не тріснула пошкодивши контакти всередині світлодіода. Він ще працював, але за все три осередки з шести. Тому пішов як подарунок :) Тепер розповім, чому така хороша стабілізація із застосуванням додаткового світлодіода. Кому цікаво Новомосковськ, може стати в нагоді при проектуванні низьковольтних стабілізаторів або пропускаємо і переходимо до останнього варіанту.

Отже, почнемо з температурної стабілізації, хто проводив досліди знає на скільки це важливо взимку або влітку. Так ось, в цих двох потужних ліхтариках діє така система: при збільшенні температури напівпровідниковий канал збільшується дозволяючи проходити більшій кількості електронів ніж зазвичай, тому здається що опір каналу зменшується і отже прохідний струм збільшується, так як на всіх напівпровідниках діє однакова система, струм через світлодіод теж збільшується закриваючи всі транзистори до певного рівня, а то є напруги стабілізації (експерименти проводилися в температурному діапазоні -21. +50 град сов Цельсія). Я збирав багато схем стабілізаторів в інтернеті і дивувався "як можна було допускати такі помилки!" Хтось навіть рекомендував свою схему для живлення лазера, в якій 5 градусів перевищення температури готувало лазер на викид, так що враховуйте і такий нюанс!

Тепер про сам светодиоде. Кожен, хто грався з напругою живлення світлодіодів знає, що при його збільшенні різко збільшується і струм споживання. Тому при незначній зміні вихідної напруги стабілізатора транзистор (КТ361) у багато разів легше реагує, ніж з простим резисторного дільником (для якого необхідний серйозний коефіцієнт посилення) що вирішує всі проблеми низьковольтних стабілізаторів і зменшує кількість деталей.

Третій варіант LED ліхтаря

Приступимо до останньої розглянутій схемі і використовується мною до сьогоднішнього дня. ККД більше, ніж в попередніх схемах, і яскравість світіння вище, і природно, до светодиоду купив додаткову фокус лінзу, також тут вже 4 акумулятора, що приблизно дорівнює ємності 14А * год. Принципова ел. схема:

Схема досить проста і зібрана в SMD виконанні, тут немає додаткового світлодіода і транзисторів, які споживають зайвий струм. Для стабілізації застосований TL431 і цього цілком достатньо, ККД тут від 88 - 99%, якщо не вірите - порахуйте. Фото готового саморобного пристрою:

LED ліхтар в дії:

Так, до речі про яскравість, тут я дозволив на виході схеми 3.9 вольт і користуюся вже більше року, світлодіод досі живий, тільки радіатор трохи гріється. Але кому захочеться, може собі встановити і менше напруга живлення, підбором вихідних резисторів R2 і R3 (раджу це робити на лампі розжарювання, коли вийти потрібний вам результат підключайте світлодіод). Дякую за увагу, з вами був Лівша Леша (Степанов Олексій).