Мініатюрний світлодіодний ліхтарик

Принципова схема ліхтаря представлена на рис. 1. Представлена схема зібрана на дискретних елементах. При вмиканні живлення струм бази протікає через котушку L2, що призводить до поступового відкриття транзистора. Відкриття транзистора призводить до замикання котушки на землю (через перехід колектор-еміттер), і напруга на колекторі падає до мінімального значення.

   Рис. 1 Принципова схема світлодіодного ліхтарика

Струм бази підтримується протягом короткого часу за рахунок енергії, накопиченої в L2 і C2. Транзистор відкривається, імпульс самоіндукції з котушки L1 проходить через діод D1 і заряджає конденсатор С3, від якого живляться світлодіоди. Цепка котушка L2 – конденсатор C2 накопичує енергію, струм бази знову починає течіти – цикл замкнуто.

Номінали елементів були обрані для досягнення максимально можливого ККД при оптимальному використанні діодів. Роль резистора R1 полягає в обмеженні струму бази. Параметри струму і напруги представлені в таблиці 1.

Схема справно працює навіть при низьких напругами живлення — 0,7 В. Напруга база-еміттер, при якому відкривається транзистор, достатня для появи коливань. Це дозволяє працювати з сильно розрядженою батареєю, за рахунок зниження яскравості.

На рис. 2 показані тимчасові залежності напруг на базі (синій) і колекторі (жовтий) транзистора. Добре видно, що нахили сигналу на колекторі круті, що означає малий час перемикання. Це бажано через створюване в котушці напруга самоіндукції, яке тим вище, чим швидше змінюється струм в ній.

Рис. 2 Тимчасові залежності напруг на колекторі і базі Т1

Вся схема була зібрана на односторонній друкованій платі розмірами 57х15 мм — це розміри касети для батарейок типу AA. Друкована плата представлена на рис. 3.

   Рис. 3 Друкована плата для світлодіодного ліхтарика

Дросель L1 повинен мати як можна менше опору обмотки. Використовувані в прототипі світлодіоди мають маркування LED F5 WW і характеризуються наступними параметрами:

номінальний струм: 20 мА,
яскравість: 18 кд,
колір освітлення: білий, теплий,
Кут освітлення: 15°

Установка двох діодів на певній відстані (близько 35 мм) один від одного означає, що світло не фокусується в одній точці – як це було б у випадку з одним діодом. Правильно зібрана схема не потребує наладки і відразу готова до роботи.

Необхідно подбати про те, щоб обидва світлодіоди були завжди підключені, оскільки в цій схемі немає петлі негативного зворотного зв'язку для управління вихідною напругою. Вимкнення навантаження призведе до збільшення напруги, що може призвести до пошкодження компонентів.

Для захисту електроніки від вологи і механічних ушкоджень варто помістити плату ліхтарика в пластиковий корпус.

Зовнішній вигляд ліхтарика:

Переклад статті з журналу ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 8/2014

Список радіоелементів