Блимає білим світлодіод працює від однієї лужної батареї

  1. посилання

Журнал РАДІОЛОЦМАН, листопад 2015

Anthony Smith

EDN

Пропонується спрощена схема управління миготливим білим світлодіодом, альтернативна опублікованій раніше в [ 1 ]. Призначена для використання в портативних приладах і пристроях з живленням від однієї батареї, ця схема формує добре видимі попереджувальні спалаху, наприклад, індиціюється включення пристрою, розряд батареї або повідомляють про іншу подію за допомогою кидається в очі візуального сигналу. Однак пряме напруга типових білих світлодіодів лежить в діапазоні від 3 до 5 В. З огляду на, що перед закінченням заряду вихідна напруга одиночного елемента живлення зменшується до 1 В, управління білим світлодіодом при настільки низькій напрузі вимагає спеціальних схемних рішень. Робота схеми, показаної на рисунку 1, заснована на здатності універсального конфигурируемого двухвходового логічного вентиля NC7SV57 компанії Fairchild працювати при дуже низькій напрузі. для NC7SV57 достатньо напруги 0.9 В, що і є ключовою вимогою до додатків з одиночним елементом харчування.

Продукція, що випускається в 6-вивідному корпусі SC70, мікросхема має входи з тригерами Шмітта. Пристрій можна настроїти так, щоб воно виконувало логічну функцію «І», «І-НЕ», «АБО», «виключає АБО» або «НЕ». При з'єднанні висновків згідно Малюнку 2, утворюється двовходовий елемент «АБО-НЕ». Безпосередньо після включення живлення конденсатор C1 розряджений, і напруга VC1 на ньому дорівнює нулю. На той час, поки C1 утримує вхід A в низькому логічному стані, мікросхема IC1 перетворюється в інвертор і утворює простий автоколебательний генератор, що працює на частоті, яка визначається параметрами компонентів C2 і R2. Прямокутні імпульси на виході IC1 керують ключовим транзистором Q2.

Коли рівень напруги на виході IC1 стає високим, включається транзистор Q2 і переходить в режим насичення, відкриваючи шлях току IL, поточного через дросель L1. Струм через дросель наростає зі швидкістю, яка визначається, в основному, напругою батареї VBATT, індуктивністю дроселя L1 і часом tON включення транзистора Q2. На цьому інтервалі світлодіод D1 і транзистор Q1 вимкнені. За умови, що дросель не насититься, ток IL наростає лінійно і в кінці перед вимиканням транзистора досягає пікового значення IL (PEAK).

Коли вихід IC1 переходить в стан логічного нуля, транзистор Q2 закривається, протидії ЕРС дроселя L1 відкриває світлодіод D1, і напруга VA на його аноді піднімається до рівня, що перевищує напругу батареї VBATT. Струм проходить через L1 і D1 і, в міру спадання енергії, накопиченої в L1, лінійно спадає до нуля. При ємності конденсатора C2 дорівнює 100 пФ і опорі R2 = 220 кОм частота коливань генератора встановлюється в діапазоні приблизно від 20 до 30 кГц. У кожному циклі коливань імпульс струму з піковим рівнем IL (PEAK) проходить через світлодіод. Завдяки високій частоті повторення і інерційності зору світлодіод здається постійно включеним.

За відсутності елементів Q1 і R3 автоколебательний генератор працював би безупинно, і світлодіод був би запалено постійно. Однак Q1 і R3 створюють шлях заряду для конденсатора C1. У тій частині кожного періоду прямокутних імпульсів генератора, коли VA стає більше VBATT, перехід база-емітер транзистора Q1 відкривається напругою, що падає на резисторі R3, дозволяючи імпульсу струму проходити через Q1 в конденсатор C1. Величина цього імпульсу струму залежить, перш за все, від прямого падіння напруги на D1 і опору резистора R3. Після кожного імпульсу струму заряд конденсатора C1 трохи збільшується, і напруга на конденсаторі зростає. Коли напруга заряду досягає верхнього порогу перемикання входу A мікросхеми IC1, генератор зупиняється, і на виході IC1 встановлюється низький рівень напруги. Відповідно, Q2 і світлодіод закриваються, і імпульси струму перестають проходити через Q1.

Потім конденсатор C1 розряджається через резистор R1, і напруга VC1 падає зі швидкістю, яка визначається тільки постійною часу R1C1. D1 залишається вимкненим доти, поки напруга VC1 не впаде нижче нижнього порога перемикання вхідного тригера Шмітта мікросхеми IC1, після чого коливання генератора поновлюються, світлодіод почне працювати, а цикл світіння повторюється.

При зазначених на рисунку 1 номіналах елементів C1 і R1 час включеного стану світлодіода в першому наближенні пропорційно величині опору R3. Якщо ця величина відносно невелика, спалах буде короткою, тоді як збільшення опору дозволить збільшити час включення світлодіода до декількох секунд. Час, протягом якого світлодіод залишається вимкненим, залежить тільки від значень C1 і R1. Для того, щоб напруга VC1 могло гарантовано перевищити верхній поріг перемикання IC1, опір резистора R1 повинно бути більше, ніж опір R3.

Як Q1 ви можете використовувати будь-який малосигнальний pnp транзистор з хорошим коефіцієнтом передачі струму, оскільки його параметри для схеми некритичні. Однак для максимального використання напруги батареї в якості Q2 виберіть прилад з низькою напругою насичення колектор-емітер. Якщо напруга насичення досить мало, щоб їм можна було знехтувати, розрахувати піковий струм дроселя можна за формулою

Якщо напруга насичення досить мало, щоб їм можна було знехтувати, розрахувати піковий струм дроселя можна за формулою

Інтенсивність світіння світлодіода пропорційна його середньому прямому струму і, таким чином, частково визначається величиною IL (PEAK). Для отримання оптимальної яскравості світіння підберіть час його включення і величину індуктивності L1 такими, щоб струм IL (PEAK) був максимальним, але, в той же час, не перевищував граничних значень, допустимих для D1 і L1. Фактична значення L1 не є критичним, проте хороші характеристики і прийнятний ККД виходять в тому випадку, якщо індуктивність вибирається з діапазону від 100 до 330 мкГн.

При великих значеннях номіналів C1, R1 і R3, світлодіод спалахує досить рідко. Якщо вибрати C1 = 3.3 мкФ, R1 = 1 МОм і R3 = 100 кОм, то при напрузі батареї 1.6 В світлодіод буде запалюватися з частотою приблизно 0.4 Гц. При зниженні напруги VBATT до 0.8 В трохи змінюється частота спалахів. Яскравість, з якої горить світлодіод при напрузі батареї 1.6 В, залишається практично незмінною навіть тоді, коли напруга опускається до 0.8 В. Схема продовжує працювати і при розряді батареї до 0.65 В, хоча яскравість світлодіода при такій напрузі зменшується вже має велике значення.

Згідно з довідковими даними на мікросхему NC7SV57, її робота гарантується в діапазоні напруг живлення від 0.9 В до 3.6 В, що дозволяє використовувати вентиль в схемах з однією або двома лужними батареями, нікель-кадмієвих акумуляторами або з одним 3-вольта літієвим елементом. мікросхему SN74LVC1G57 з аналогічними функціями випускає Texas Instruments , Проте вона здатна працювати в більш високому діапазоні напруг від 1.65 В до 5.5 В. Якщо миготливий режим вам не знадобиться, просто видаліть зі схеми C1, R1, R3 і Q1. Для керування включенням і вимиканням світлодіода ви можете підвести відкриває сигнал до входу A мікросхеми IC1.

посилання

  1. Smith, Anthony, «Single cell flashes white LED,» EDN, Dec 11, 2003 pg 84.

Матеріали по темі

  1. Datasheet Fairchild NC7SV57
  2. Datasheet Texas Instruments SN74LVC1G57

Новости

Цена гидроизоляции крыши
Во-1-х, этот комплекс действий защищает сооружение от разрушительного воздействия осадков. Без гидроизоляции в строении возникают протечки (а гидроизолирующее покрытие держит воду даже при резких перепадах

Гидроизоляция пола в ванной
Процесс выполнения гидроизоляции Гидроизоляционный раствор следует наносить в 2 этапа: первый слой раствора следует нанести на пол, а через 4-6 часов второй . Как правило, выполняется она специальными

Гидроизоляционная пленка для кровли
Основные разновидности пленочных гидроизоляционных материалов Для защиты крыши от негативного воздействия влаги, могут применяться следующие виды материалов: Именно мембраны считаются оптимальным выбором

Гидроизоляция пола перед стяжкой
В повседневной жизни рано или поздно все сталкиваются с «несанкционированным» проникновением воды из или в помещения проживания. Мы топим, нас топят, или в своем доме на первом этаже появляются непредусмотренные

Гидроизоляционная пленка: Что это, какие бывают пленки, инструкция по монтажу, цены за рулон
Гидроизоляционная пленка – это материал, который используется для защиты здания от влаги, конденсата и атмосферных осадков. Позволяет существенно продлить эксплуатацию не только здания, но и его основных

Организация кровельного пирога - пароизоляция, утепление, гидроизоляция кровли
Принципиально увидеть, что, беря во внимание подобные тенденции, строй компании сразу строят новые дома с мансардой жилого плана, но и обладатели уже построенных особняков также хотят переоборудовать

Обмазочная гидроизоляция для бетона: виды, требование и применение
Задачей строительства является не просто построить здание, но и защитить поверхности от проникновения воды. Фундамент, подвал, полы, крыша всегда соприкасаются с водой. Защиты требуют не только места,

Пароизоляция и гидроизоляция: отличие и назначение
Каждому человеку хочется, чтобы условия проживания в доме были одинаково комфортны как в летний зной, так и в зимнюю стужу. Но что нужно, чтобы создать в доме благоприятную атмосферу? Конечно же, в условиях

Мастика гидроизоляционная: история появления, многообразие видов
Нет необходимости говорить, что гидроизоляция продлевает срок эксплуатации конструктивных элементов зданий и сооружений. Видов защиты от проникновения влаги большое количество. Нас же в этой статье

Гидроизоляция стен от фундамента: материалы, правила
Так как фундамент является основой всего дома, то особое внимание необходимо уделить его гидроизоляции. Она будет надежно защищать строение от попадания внутрь как грунтовых вод, так и поверхностных вод