- Харчування світлодіодів безпосередньо від батарейки
- Харчування світлодіодів зі зниженням напруги
- Харчування світлодіодів з підвищенням напруги
На цю тему: Електронний баласт для світлодіодної лампи. Схемотехніка.
Стабілізатор струму світлодіода. Схемотехніка.
У зв'язку з широким розповсюдженням світлодіодних ліхтариків, виробники мікросхем пропонують широкий спектр драйверів для таких застосувань. Такі мікросхеми при харчуванні від літієвої батарейки забезпечують високоефективну роботу світлодіода або ланцюжка світлодіодів з підвищенням або пониженням напруги на виході.
Харчування світлодіодів безпосередньо від батарейки
Велика кількість найпростіших ліхтариків харчуються безпосередньо від батарейки. Наприклад, білий світлодіод з напругою 3,5 Вольта працює від двох літієвих батарей, кожна з яких має напругу на холостому ходу 3 Вольта. Струм через світлодіод в такій схемі включення обмежується внутрішнім опором елементів живлення. Для батарейки CR2032 він становить 50 - 100 мА і три світлодіода, включених в паралель, цілком прийнятно світять. Сучасні більш ефективні білі світлодіоди мають меншу напругу - 3,2 або навіть 3,0 Вольта. Такі світлодіоди часто працюють від однієї батарейки.
Така схема має значні недоліки.
По-перше, струм через світлодіоди визначається якістю і свіжістю батарейки. Якщо елемент живлення "занадто" хороший, струм може перевищити допустимі значення і світлодіоди прослужать недовго. Не дарма кажуть, що для "китайських" ліхтариків краще використовувати "китайські" батарейки.
По-друге, паралельне включення світлодіодів взагалі неприпустимо. Природний розкид параметрів призводить до того, що струм через світлодіоди може відрізнятися в 2 або більше разів. Отже, світлодіоди не працюватимуть довго.
По-третє, яскравість світіння ліхтарика буде знижуватися в міру розряду батарей і лише першу, незначну частину часу роботи, яскравість ліхтарика буде хорошою.
Така схема живлення світлодіодів безпосередньо від батарейки використовується в дешевих ліхтариках невисокої потужності. Харчування в них здійснюється за допомогою дискових (літієвих, марганцево-цинкових або цинк-срібних) елементів з високим внутрішнім опором (більше 50 Ом).
Харчування світлодіодів зі зниженням напруги
Більш дорогі вироби мають у своєму складі найпростіші драйвери світлодіодів у вигляді резистора або стабілізатора струму.
Найбільш просто зробити якісний ліхтарик - поставити хороший елемент живлення і захистити світлодіоди за допомогою резистора (баласту). Така схема харчування дозволяє зберегти світлодіоди і забезпечити тривалий термін служби ліхтарика, звичайно треба використовувати і якісний світлодіод. Однак, зберігається недолік - яскравість ліхтарика падає в міру розряду батареї. Особливо помітно зниження яскравості при використанні лужних батарей, які мають падаючу характеристику розряду. Срібно-цинкові батареї і багато акумулятори володіють кращою розрядної кривої і дають хороший результат.
Використовувати батарею до межі можливостей, дозволяє схема з нелінійним баластом - стабілізацією струму. Яскравість світлодіодів буде постійною до повної розрядки батареї.
Схеми з лінійним або нелінійним баластом дозволяють зробити якісний джерело світла, але неефективно використовують потужність батареї. Велика частина енергії елемента живлення розсіюється у вигляді тепла на баласті. Знизити такі непотрібні втрати дозволяють схеми з імпульсними перетворювачами. Для живлення світлодіодів застосовуються схемні рішення, які дозволяють з високою ефективністю перетворити енергію батареї в необхідний для роботи світлодіода ток.
Харчування світлодіодів з підвищенням напруги
З розвитком елементної бази, стають доступні зручні драйвери світлодіодів, які з високою ефективністю живлять світлодіоди від елементів живлення з меншою напругою, ніж це необхідно. Підвищують перетворювачі в основному працюють на двох принципах перетворення - індуктивних і конденсаторних. З урахуванням дешевизни і малих габаритів сучасних конденсаторів, другий спосіб знаходить більше застосування в випромінювачі малої потужності. Індуктивні перетворювачі використовуються в потужних джерелах живлення світлодіодів.
Перетворювачі харчування зі зниженням і підвищенням напруги зберігають встановлений вихідний струм як при перевищує необхідну светодиоду напрузі, так і при зниженні його до практично нуля. Такі схеми дозволяють використовувати ємність батареї живлення повністю. Слід, однак зазначити, що такі схеми недешеві і залишкова ємність батареї в кінці розрядної характеристики незначна, щоб за нею ганятися.