Преобразователь для питания белых светодиодов от 1,5 В
Дожил до пенсии и понял, что как-то упустил занятия таким преобразователем в своем радиолюбительском прошлом. Не , ну может пару раз блокинг делал, но результат совсем не интересный. Статью мне писать лень, но пару фоток я сделал, поэтому запостю тут, чтоб не пропадали..... Вот что мне в 10000 статей на эту тему в сети не нравилось. Нарисуют кучу фоток как мотать дроссель на гвозде, а как доходит дело до тока светодиода - забывают написать, или что-нибудь неопределенное - ну, 20...30 мА. И еще мне совсем непонятны обсуждения КПД таких схем. Ну, действительно, по доброй воле человек без всякого внешнего принуждения выбирает питание 1 вольт, а потом начинает мучаться из-за низкого КПД. А по мне, так тут нужно про проблемы с головой обсуждать, если голова категорически отказывается от лития, к примеру. В общем, ладно. Мне просто стало интересно, до какого тока можно разогнать блокинг или схемку на двух транзисторах ( конкретно из китайского фонарика "Космос" на одном АА акк. с зарядкой от сети, на преднем плане на фото).
Как выглядит макетка содержащая один транзистор, дроссель и светодиод. У меня получилось, что выглядит где-то так:
В макетке использована имитация десятиваттного светодиода (слева) - 12 одноваттных светодиодов на радиаторе от пентиума.
Вот такой светодиод :
Сразу о результатах, чтобы было понятно, чего я вообще с этим вылез на форуме. А потому, что результаты такие отсутсвуют на просторах сети.
здесь первый прибор - напряжение на входе - 1,2 В ( Ni-MH аккумулятор, свеженький, имитация блоком питания), второй - входной ток. Поскольку шунт имеет сопротивление 0,05R, прибор показывает входной ток 3,16 А. Два других прибора - параметры выхода. Напряжение на светодиоде 2,86 В, ток 679 ( 
) мА! На самом деле, для входного напряжения 1.2 В это реально много. КПД, столь любимый авторами статей про блокинг на батарейке около 50%. Посмотрите на первую картинку. Там провода толстенные. Падает напряжение везде при таких токах. На свежезаряженном аккумуляторе напряжение 1,2 В будет, только если поставить 2..3 штуки параллельно.
На макетке установлена по входу и выходу огромная куча электролитов. Причем почти по 1000 мкф только тантала! Нужно это, для того,чтобы как раз прикинуть этот нелюбимый мной ( в данной области ) КПД. Начитался я в сети как люди кпд таких схем тестером меряют и получают 80...120%..... :-). Пульсация напряжения на входе при максимальном токе около 3 ампер не более 100 мВ. Тут даже мультиметр без true RMS будет правильно показывать напряжение и ток.
запитывалось все вот так:
По картинке видно, что на пути от БП к преобразователю уже 0,3 В потерялось!
Кратко от том что тут сделано. Использована схемка с 39 страницы данной темы на форуме. На полевике.
Сразу отмечу ,что конденсатор 0,047 тут лишний, а от сопротивления резистора 100 Ом....1,5 кОм работа схемы практически не зависит. Конденсатор, возможно конкретно в моем макете, приводит к самовозбуждению схемы генератора.Звучит странновато про генератор, который и так самовозбуждается, но думаю, по картинкам ниже будет понятно.
Это нормальная работа преобразователя, напряжение на стоке полевика.
а это с электролитом, заземляющим конец обмотки. Ниже фотка , где развертка побыстрее.
Что касается доступных мощных транзисторов с материнских плат, то нужно смотреть. И смотреть прежде всего на напряжение при котором начинает открываться затвор. Желательно, чтобы было ниже вольта. У меня некоторые КМОП-ы с материнки запускались только с напряжения питания 1.4...1.9 В. Токи светодиода от типа транзистора ( да и от конкретного экземпляра) зависят существенно! Куча перепробованных транзисторов видна на первой картинке (слева) и на фото ниже по тексту.
Как я выжимал ток. А вспомнил вдруг ,что в любой квартире, даже не содержащей внутри радиолюбителя, обязательно найдутся полевики, которые стоят в платах защиты литиевых аккумуляторов. Речь о (FS)8205(A) и о невообразимом количестве клонов. Это транзисторная сборка двух N-канальных полевиков в корпусе TSSOP-8, или SOT-23. Посмотрел даташиты, а там все хорошо с точки зрения данной темы. Gate Threshold Voltage - 0,5 В ( 0,4...0,6 В у разных вариантов). Еще бесплатная "подсказка" в виде второго транзистора сборки. Я попробовал и один и два в параллель, выяснилось, что выходной ток преобразователя растет, при параллельном соединении двух транзисторов. Не, не в два раза, процентов на 15...25.
Дроссель я сначала взял с платы преобразователя DC-DC купленного на Алиэкспрессе ( см. фотографию ниже). Он заведомо несколько ампер должен держать без насыщения и хорош с точки зрения воспроизводимости/повторяемости результатов. Индуктивность дросселя около 60 мкГн. Обмотка - 30 витков провода диаметром 0,5 мм. Кстати, количество витков обмотки обратной связи для полевиков можно сделать побольше, но если использовать современные низковольтные транзисторы, вполне может пробить затвор ( есть с допуском 8, 12 В на затворе). я проверял работу схемы при соотношении витков 1:1 и 1:1.5. При 1:1.5 ток светодиода чуть-чуть больше. Особого смысла не увидел.
Экземпляр колечка с обмоткой ОС на первой картинке справа. На колечке с Али удалось выжать где-то около 460 мА. Больше не получалось. Вот никак! Поэтому я намотал второй тестовый дроссель на Ш-образном феррите (зазор - папиросная бумажка). Он не столько больше и мощнее, сколько более полезен и удобен для выжимания выходного тока потому что намотал я его обмотки с кучей отводов и получил возможность подбирать индуктивность ( на заднем плане на первой фотографии). Да, еще нужно сказать, что на n-p-n транзисторах я схему тоже проверял. максимальный достигнутый ток был ( не помню точно но) где-то под 200 мА. И лучшим транзистором (найденным в закромах) оказался транзистор средней мощности ( в TO-92L) 2N5609 (B=200) как раз от китайского фонарика "Космос". Я именно поэтому и заинтересовался данной платкой. Это же надо, что китайцы ( или исходный разработчик ) схему оптимизировали. В исходном виде , этот фонарик, кстати, выдает с одного АА около 160 мА ( если не путаю). Я этой схемкой на двух транзисторах не успел позаниматься, но простая замена дросселя позволяет увеличить ток выше 200 мА ( сделаю оговорку тут: ток светодиода настолько существенно меняется от напряжения питания на аккумуляторе, что говорить о токах и о сравнении токов в разных вариантах схем и компонентов можно только при условии, что напряжение питания = Const. Я выбрал 1,2 В (нагруженный заряженный Ni-MH) и старался при экспериментах соблюдать это условие).
stump! Спасибо за проделанную работу, и за расширенный комментарий. Как-то не задумывался раньше, а недавно с Китая взял налобную лупу с подсветкой, и неприятно удивился, с какой скоростью при активной работе улетают на свалку батарейки. И вот подумал, приспособить эту схему под работу от слегка "подсевших" элементов 123, (3В) которые уже не в состоянии работать в своей аппаратуре(от 2,8В и ниже), и коих у меня практически бесконечно. Время от времени на объектах меняются элементы питания в датчиках ОПС"Стрелец". А там счёт идёт на десятки и сотни штук, которые приходится выбрасывать. Да и от свежих бы не мешало, чтобы схема работала.
1. Какой Вы совет можете дать по изменению/соотношению числа витков?
2. Вы про резистор, обозначенный на схеме 4,7k пишете "от 100 Ом до 1,5 кОм"?