많은 사람들이 단일 1.5V 배터리로 구동되는 소형 손전등을 본 적이 있습니다. 이론적으로 이 전압은 백색 LED를 켜는 데 충분하지 않습니다. 이는 케이스 아래에 필요한 수준까지 전압을 높이는 일종의 장치가 숨겨져 있음을 의미합니다. 이 장치는 저렴하고 접근 가능한 부품을 사용하여 30분 안에 직접 손으로 만들 수 있습니다. 이 기사에서는 LED를 1.5V 배터리에 연결하는 방법을 자세히 설명합니다.
작동 방식 및 원리
1.5V 배터리의 LED 전원 공급 장치 회로가 그림에 나와 있습니다. 주요 기능 요소는 단일 스테이지 트랜지스터 증폭기와 펄스 변압기로, 이로 인해 깊은 포지티브 피드백이 달성됩니다. 트랜지스터의 기본 전류는 저항 R1에 의해 제한되며 출력 매개 변수를 최적화하기 위해 다이오드 VD1과 커패시터 C1이 설치됩니다. 이에 대해서는 나중에 설명하겠습니다.
하나의 배터리의 LED 전원 공급 장치 회로는 차단 생성기의 원리에 따라 작동합니다. 펄스의 형성은 트랜지스터의 잠금을 해제하고 포지티브 피드백을 사용하여 포화 모드로 전환하여 수행됩니다. 포화 상태에서 벗어나는 것은 베이스 전류의 감소로 인해 발생합니다. 트랜지스터가 꺼지고 변압기 에너지가 부하로 버려집니다. 결과적으로 LED가 짧은 시간 동안 깜박입니다.
이제 그림에 표시된 회로의 작동을 자세히 살펴 보겠습니다. 인덕터의 전류는 즉시 변할 수 없는 것으로 알려져 있습니다. 첫째, 배터리로부터 전압이 인가되면 트랜지스터는 닫힌 상태가 된다. 컬렉터와 베이스 권선의 전류가 점진적으로 증가하면 트랜지스터가 원활하게 잠금 해제됩니다. 이로 인해 컬렉터 권선을 통해 흐르는 컬렉터 전류가 증가합니다. 이러한 전류 증가는 베이스 권선으로 변환되어 베이스 전류를 더욱 증가시킵니다.
이러한 눈사태와 같은 과정의 결과로 포화 상태가 트랜지스터에 들어갑니다. 포화 모드에서는 컬렉터 전류의 증가가 멈춥니다. 이는 베이스 권선의 전압이 0이 된다는 것을 의미합니다. 이로 인해 베이스 전류가 감소하고 트랜지스터가 포화 상태에서 벗어날 것입니다. 베이스 권선의 전압은 극성을 변경하여 트랜지스터를 거의 순간적으로 차단합니다. 결과적으로 축적된 모든 에너지가 부하로 유입됩니다. LED가 깜박이고 전류를 자체적으로 통과시켜 컬렉터 전류 값에서 0으로 감소합니다. 이 시간 간격에서 변압기에서 역 차단 프로세스가 발생하여 다음 트랜지스터 잠금 해제로 이어집니다. 그런 다음주기가 반복됩니다.
회로는 수십 킬로헤르츠의 주파수에서 작동합니다. 따라서 초당 수천 번의 섬광은 인간의 눈에 지속적인 빛으로 인식됩니다. 그러나 LED를 통해 0으로 떨어지는 전류를 제거하고 여기에 평활 커패시터와 다이오드를 추가하면 회로를 약간 수정할 수 있습니다. 커패시터 C1은 극성을 관찰하여 LED에 병렬로 연결되고 다이오드 VD1은 부하 전류 흐름 회로에 직렬로 연결됩니다. VD1은 커패시터가 개방형 트랜지스터로 방전되는 것을 방지합니다.
이 다이어그램에 따르면 LED를 배터리에 연결하려면 한 가지 규칙을 준수해야 합니다. 부하 없이는 조립된 장치를 켤 수 없습니다(트랜지스터가 소손될 수 있음).
계산 및 조립 세부정보
실제 구현에 필요한 모든 무선 구성 요소는 저렴하거나 무선 아마추어 재고로 제공됩니다. 예외는 약간의 작업이 필요한 변압기입니다.
변압기는 결함이 있는 소형 형광등이나 스위칭 전원 공급 장치에서 분해된 페라이트 링을 사용하여 손으로 제작됩니다. 링의 외경은 약 10mm이며 양방향 공차가 가능합니다. 권선에는 단면적 0.5mm 2의 동일한 길이의 두 개의 단일 코어 와이어가 사용됩니다. LAN 네트워크 연결에 사용되는 트위스트 페어 케이블이 이상적입니다.
두 와이어 (가급적 다른 색상)는 서로를 향해 접혀서 링 주위에 감겨져 원주를 따라 회전합니다. 총 20턴이 되어야 합니다. 이 경우 전선의 시작 부분이 한쪽에 나오고 끝이 다른 쪽에 나옵니다. 그런 다음 한 가지 색상의 와이어 시작 부분이 다른 색상의 와이어 끝에 연결되고 배터리 양극에 연결됩니다. 나머지 두 끝은 트랜지스터 컬렉터와 저항기에 연결됩니다.
과열을 방지하기 위해 이중 마진을 적용한 가장 높은 콜렉터 전류를 기준으로 트랜지스터가 선택됩니다. 이 경우에는 KT315V나 KT3102A가 적합합니다. 대신 다음 매개변수를 사용하여 가져온 BC547A를 설치할 수 있습니다.
- 최대 컬렉터 전류 - 100mA;
- 최대 컬렉터-이미터 전압 – 45V;
- h 21E – 100-220을 얻습니다.
h21E 값이 100에 가까운 트랜지스터를 선택하는 것이 좋습니다.
최대 작동 콜렉터 전류를 25mA로 설정하면 기본 전류를 계산할 수 있습니다. I B = I K / h 21E = 25/100 = 0.25 mA.
이론적으로 저항 R1의 저항은 R1=(U BAT -U BE)/I B =(1.5-0.6)/0.00025=3600 Ohm 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
그러나 실제로는 공칭 값이 1kOhm인 저항이면 충분합니다. 계산에서는 전원의 입력 저항과 고주파 작동 모드 및 안정기 구성 요소인 자화 전류를 고려하지 않기 때문입니다. 콜렉터 전류. 배터리의 EMF가 감소하면 저항이 낮은 저항이 더 효과적이라는 점도 고려해야 합니다. 1kOhm-0.125W±5% 저항을 사용하면 LED 전류의 진폭 값이 26mA를 초과하지 않습니다.
이 회로는 1.5V 배터리뿐만 아니라 1.2V AA 배터리에서도 전원을 공급받을 수 있습니다.
이 경우 다이오드 VD1은 개방 상태에서 낮은 전압 강하를 가져야 합니다. 이러한 목적에는 1N5817-1N5819 유형의 쇼트키 다이오드가 적합하며, 저전류에서의 전압 강하는 0.2-0.4V입니다. 커패시터 C1은 10uF-6.3V에서 전해됩니다. 이 용량은 LED의 전류 리플을 완화하는 데 충분합니다.
작동 중에는 배터리 용량이 줄어들고 배터리 단자의 전압이 감소합니다. 이 경우 조건이 충족되는 한 LED는 계속해서 켜집니다: U BAT >U BE(평균 0.6V). 따라서 하나의 배터리의 LED 전원 공급 회로를 통해 AA 배터리를 최대 효율로 사용할 수 있습니다.
인쇄 회로 기판
가장 간단한 차단 발생기의 인쇄 회로 기판을 다운로드할 수 있습니다. 손전등 본체에 쉽게 들어갈 수있는 10 x 20 mm 크기의 단면 보드입니다. 부품과 LED 배선이 포함된 완성된 보드를 열 튜브에 넣고 배터리 옆에 놓는 것이 좋습니다. 커패시터가 있는 다이오드를 제외하고 SMD 트랜지스터와 저항을 사용하면 가장 작은 손전등을 위한 더 작은 보드를 만들 수 있습니다.
후문
고려된 회로 솔루션은 최대 30mA의 전류로 모든 색상의 1-3개 LED를 켜는 경우 효과적입니다. 단일 배터리로 더욱 강력한 LED에 전원을 공급하려면 몇 가지 조정이 필요합니다. 위의 회로에서는 저항의 저항을 줄여 콜렉터 전류의 진폭을 높일 수 있습니다(그러나 최대 정격 값을 초과할 수는 없음).
1W LED를 연결하려면 회로의 모든 부분을 더 강력한 부품으로 교체해야 합니다. 즉, 더 큰 코어가 있는 변압기와 최소 500mA의 콜렉터 전류가 있는 트랜지스터입니다. 하나의 배터리에 손전등 회로를 설정할 때 오실로스코프를 사용하여 LED 전류를 모니터링해야 합니다.
인터넷에서는 LED를 배터리에 연결하는 방법에 대한 많은 다이어그램을 찾을 수 있습니다. 동시에 저자는 부하 전류가 저전력 LED(30mA)의 허용 값을 초과하는 측정 사진을 주저하지 않고 보여줍니다. 왜 LED가 타지 않습니까? 사실 대부분의 멀티미터는 40-400Hz 범위에서만 교류 전압과 전류를 측정하며 이는 지침에 명시되어 있습니다. 그러나 많은 라디오 아마추어들은 이러한 뉘앙스를 모릅니다. 당연히 멀티미터는 수십 kHz의 주파수로 맥동하는 LED 전류를 측정할 수 없으며 화면에 임의의 숫자를 표시합니다.
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LED는 오랫동안 거의 모든 분야에서 백열 전구를 대체해 왔습니다. 이는 이해할 수 있습니다. LED는 에너지 소비를 고려할 때 램프보다 밝습니다.
그러나 LED에는 여러 가지 단점도 있습니다. 물론, 우리는 그들 모두에 대해 이야기하지 않을 것이지만, 우리는 한 가지에 대해 논의할 것입니다. 이는 초기 전력 임계값이 높으며 약 1.8-2.2V입니다. 당연히 배터리 하나로 전원을 공급할 수는 없습니다.
이러한 단점을 극복하기 위해 우리는 최소한의 부품을 사용하여 간단한 변환기를 구축할 것입니다.
이 변환기 덕분에 LED(또는 여러 개의 LED)를 하나의 배터리에 연결하여 작은 손전등을 만들 수 있습니다.
우리는 다음이 필요합니다:
- 발광 다이오드.
- 2N3904 또는 BC547 실리콘 트랜지스터 또는 기타 n-p-n 구조.
- 철사.
- 저항 1kΩ.
- 링 코어 또는 페라이트 코어.
변환기 회로
두 가지 도표를 드리겠습니다. 하나는 링 변압기를 권선하기 위한 것이고, 다른 하나는 링 코어가 없는 사람들을 위한 것입니다.
이것은 자유 여기 주파수를 갖는 가장 간단한 차단 발생기입니다. 아이디어는 시간만큼 오래되었습니다. 이 장치는 높은 효율성을 갖습니다.
인덕터 권선
링 코어를 사용하든 일반 페라이트 코어를 사용하든 관계없이 각 권선을 10바퀴 감습니다. 귀하의 인덕터는 이를 위한 준비가 되어 있습니다.
발전기 점검
다이어그램에 따라 조립하고 확인합니다. 발전기는 작동해야 하며 조정이 필요하지 않습니다.갑자기 요소가 제대로 작동하는데도 LED가 켜지지 않으면 유도 변압기 권선 중 하나의 끝을 변경해 보십시오.
이제 배터리가 방전된 경우에도 LED가 매우 밝게 빛납니다. 전체 장치의 전원 공급 장치의 하한은 이제 약 0.6V입니다.
링 코어가 있는 변압기의 효율은 약간 더 높습니다. 물론 중요하지는 않지만 명심하십시오.
초고휘도 발광 다이오드(LED)는 가용성과 상대적으로 저렴한 가격으로 인해 다양한 아마추어 장치에 사용할 수 있습니다. 처음으로 디자인에 LED를 사용하는 초보 라디오 아마추어는 LED를 배터리에 연결하는 방법에 대해 종종 궁금해합니다. 이 자료를 읽은 후 독자는 거의 모든 배터리에서 LED를 켜는 방법, 이 경우 또는 해당 경우에 사용할 수 있는 LED 연결 다이어그램, 회로 요소를 계산하는 방법을 배웁니다.
LED에는 어떤 배터리를 연결할 수 있나요?
원칙적으로는 배터리를 사용하여 간단히 LED를 켤 수 있습니다. 라디오 아마추어와 전문가가 개발한 전자 회로를 사용하면 이 작업에 성공적으로 대처할 수 있습니다. 또 다른 문제는 특정 LED(LED) 및 특정 배터리를 사용하여 회로가 지속적으로 작동하는 시간입니다.
이 시간을 추정하려면 화학 전지든 배터리든 모든 배터리의 주요 특성 중 하나가 용량이라는 점을 알아야 합니다. 배터리 용량 - C는 암페어시로 표시됩니다. 예를 들어, 일반적인 AAA AA 배터리의 용량은 유형과 제조업체에 따라 0.5~2.5암페어시 범위일 수 있습니다. 결과적으로, 발광 다이오드는 수십 및 수백 밀리암페어에 달하는 작동 전류를 특징으로 합니다. 따라서 다음 공식을 사용하여 배터리 지속 시간을 대략적으로 계산할 수 있습니다.
T= (C*U 바트)/(U 작업 주도 *I 작업 주도)
이 공식에서 분자는 배터리가 할 수 있는 일이고 분모는 발광 다이오드가 소비하는 전력입니다. 이 공식은 특정 회로의 효율성과 전체 배터리 용량을 완전히 사용하는 것이 극히 문제가 된다는 사실을 고려하지 않습니다.
배터리 구동 장치를 설계할 때 일반적으로 전류 소비가 배터리 용량의 10~30%를 초과하지 않도록 노력합니다. 이러한 고려 사항과 위의 공식을 바탕으로 특정 LED에 전원을 공급하는 데 주어진 용량의 배터리 수를 추정할 수 있습니다.
AA 1.5V AA 배터리 연결 방법
안타깝게도 단일 AA 배터리로 LED에 전원을 공급하는 쉬운 방법은 없습니다. 사실 발광 다이오드의 작동 전압은 일반적으로 1.5V를 초과합니다. 이 값의 범위는 3.2 - 3.4V입니다. 따라서 하나의 배터리로 LED에 전원을 공급하려면 전압 변환기를 조립해야 합니다. 아래는 20밀리암페어의 작동 전류로 1~2개의 초고휘도 LED에 전원을 공급하는 데 사용할 수 있는 트랜지스터 2개가 있는 간단한 전압 변환기의 다이어그램입니다.
이 변환기는 트랜지스터 VT2, 변압기 T1 및 저항 R1에 조립된 차단 발진기입니다. 차단 발생기는 전원 전압보다 몇 배 더 높은 전압 펄스를 생성합니다. 다이오드 VD1은 이러한 펄스를 정류합니다. 인덕터 L1, 커패시터 C2 및 C3은 앤티앨리어싱 필터의 요소입니다.
트랜지스터 VT1, 저항 R2 및 제너 다이오드 VD2는 전압 안정기의 요소입니다. 커패시터 C2 양단의 전압이 3.3V를 초과하면 제너 다이오드가 열리고 저항 R2 양단에 전압 강하가 생성됩니다. 동시에 첫 번째 트랜지스터가 열리고 VT2가 잠기고 차단 생성기가 작동을 중지합니다. 이는 3.3V에서 컨버터 출력 전압의 안정화를 보장합니다.
개방 상태에서 전압 강하가 낮은 쇼트키 다이오드를 VD1로 사용하는 것이 좋습니다.
Transformer T1은 2000NN 등급의 페라이트 링에 감을 수 있습니다. 링의 직경은 7~15mm가 될 수 있습니다. 에너지 절약형 전구 변환기의 링, 컴퓨터 전원 공급 장치의 필터 코일 등을 코어로 사용할 수 있습니다. 권선은 직경 0.3mm, 각각 25회전의 에나멜 와이어로 만들어집니다.
이 체계는 안정화 요소를 제거함으로써 쉽게 단순화될 수 있습니다. 원칙적으로 회로는 초크와 커패시터 C2 또는 C3 중 하나 없이 작동할 수 있습니다. 초보 라디오 아마추어라도 자신의 손으로 간단한 회로를 조립할 수 있습니다.
전원전압이 0.8V까지 떨어질 때까지 계속 동작하기 때문에 회로도 양호하다.
3V 배터리 연결 방법
별도의 추가 부품 없이 초고휘도 LED를 3V 배터리에 연결할 수 있습니다. LED의 작동 전압은 3V보다 약간 높기 때문에 LED가 최대 강도로 빛나지 않습니다. 때로는 유용할 수도 있습니다. 예를 들어 컴퓨터 마더보드에 사용되는 스위치가 있는 LED와 3V 디스크 배터리(일반적으로 태블릿이라고 함)를 사용하면 작은 손전등 열쇠고리를 만들 수 있습니다. 이 소형 손전등은 다양한 상황에서 유용할 수 있습니다.
이러한 배터리 - 3V 태블릿에서 LED에 전원을 공급할 수 있습니다.
1.5V 배터리 한 쌍과 구입했거나 집에서 만든 변환기를 사용하여 하나 이상의 LED에 전원을 공급하면 더욱 진지한 디자인을 만들 수 있습니다. 이러한 변환기(부스터) 중 하나의 다이어그램이 그림에 나와 있습니다.
LM3410 칩 및 여러 부착물을 기반으로 하는 부스터는 다음과 같은 특성을 갖습니다.
- 입력 전압 2.7 – 5.5V.
- 최대 출력 전류는 최대 2.4A입니다.
- 연결된 LED 수는 1에서 5까지입니다.
- 0.8 ~ 1.6MHz의 변환 주파수.
측정 저항 R1의 저항을 변경하여 컨버터의 출력 전류를 조정할 수 있습니다. 기술 문서에 따르면 마이크로 회로는 5개의 LED를 연결하도록 설계되어 있지만 실제로는 6개를 연결할 수 있습니다. 이는 칩의 최대 출력 전압이 24V이기 때문입니다. LED가 빛나도록 합니다(디밍). 칩의 네 번째 핀(DIMM)이 이러한 목적으로 사용됩니다. 이 핀의 입력 전류를 변경하여 디밍을 수행할 수 있습니다.
9V 크로나 배터리 연결 방법
"Krona"는 용량이 상대적으로 작기 때문에 고출력 LED에 전원을 공급하는 데는 적합하지 않습니다. 이러한 배터리의 최대 전류는 30~40mA를 초과해서는 안 됩니다. 따라서 20mA의 작동 전류로 직렬 연결된 3개의 발광 다이오드를 연결하는 것이 좋습니다. 3V 배터리에 연결하는 경우와 마찬가지로 최대 전력에서는 빛나지 않지만 배터리는 더 오래 지속됩니다.
크로나 배터리 전원 공급 회로
LED를 전압과 용량이 다른 배터리에 연결하는 다양한 방법을 하나의 재료로 다루는 것은 어렵습니다. 우리는 가장 믿을 수 있고 심플한 디자인에 대해 이야기하려고 노력했습니다. 이 자료가 초보자와 경험이 많은 라디오 아마추어 모두에게 도움이 되기를 바랍니다.
1.5V 이하의 전압을 갖는 배터리에서는 현실적이지 않습니다. 이는 대부분의 LED가 이 수치를 초과하는 전압 강하를 갖기 때문입니다.
1.5V 배터리로 LED를 켜는 방법
이 상황에서 벗어나는 방법은 간단한 하나의 트랜지스터와 인덕턴스를 사용하는 것입니다. 본질적으로 그것은 특이합니다. 이 회로는 1.5V 배터리로 구동되는 간단한 차단 생성기로, 인덕터에 에너지를 펌핑하여 상당히 강력한 펄스를 생성합니다. 회로는 간단하고 문자 그대로 10분 안에 조립할 수 있습니다.
T1 인덕터는 직경 7mm(치수는 K7x4x3)의 페라이트 링으로 만들어졌습니다. 권선에는 직경 0.35mm의 이중으로 접힌 에나멜 PEV 구리선으로 만들어진 21개의 회전이 포함되어 있습니다.
권선이 완료된 후 와이어 중 하나의 끝을 다른 와이어의 시작 부분에 연결해야 합니다. 결과는 권선 중앙의 탭입니다. 저항을 선택하면 더 나은 광 출력을 얻을 수 있습니다.
따라서 우리는 Panasonic RF-800UEE-K 라디오 수신기를 보유하고 있으며 모든 장점과 단점에 대한 정보가 인터넷에 많이 있습니다. 장점으로는 튜너의 매우 좋은 품질, 목재(합판) 케이스, 이 수신기 부문에 적합한 음질에 주목하고 싶습니다. 분해가 매우 쉽고 걸쇠가 없으며 후면 패널에 나사 5개, 전면 패널을 합판 본체에 고정하는 나사 2개가 더 있습니다.
단점은 모노 사운드와 일반 저음 부족입니다. 하지만 입력과 출력이 있으니 저음이 부족하신 분들은 외부 스피커에 연결하시면 됩니다.
수신기는 매우 성공적이어서 이 장치를 멀티미디어 센터 클래스에 포함시키지 않기 위해 제조업체는 MP3 플레이어의 일부 기능을 줄이고 수신기 규모에 백라이트를 설치하지 않았습니다. 전면 패널이 거기에 있어야했습니다. 몸체는 압착된 부스러기로 서로 접착되어 있으며 꽤 느슨하지만 쉽게 고칠 수 있습니다.
완전히 마를 때까지 "슬라이드"를 사용하여 가구 만드는 PVA로 모든 이음새를 붙입니다.
그런 다음 끝과 내부에 폴리우레탄 바니시를 함침시키면 침투가 매우 잘되므로 3~4겹을 넉넉하게 도포해야 합니다.
건조 후에는 본체가 늘어나고 기타의 전면 공명판처럼 "소리"가 나기 시작합니다. :-)
조명 설치를 위해 시트를 측정합니다. 이 경우 길이 90mm, 너비 7mm의 소켓입니다.
호일 PCB를 필요한 크기의 패널로 자릅니다.
수신기는 6V의 전압으로 전원을 공급받으며 조명을 위해 2.1V의 직접 전압으로 주황색과 노란색 LED를 사용해 보고 싶습니다. 나는 그것들을 쌍으로 놓을 것이고 그러한 회로의 초과 전압은 1.8V가 될 것이며 저항에 입금할 것입니다. 저항 값은 옴의 법칙 R=U/I에 따라 계산됩니다. 우리의 경우 U=1.8V, 전류 I=20mA(이 유형의 LED에 허용되는 최대 순방향 전류), R=90Ω에서 모든 것이 작동해야 하지만 더 나아가 전류를 제한하겠습니다. 10-9mA까지, 밝기는 크게 감소하지 않습니다. 우리는 R=220Ω을 얻습니다. 계산은 본 포스팅 하단의 링크를 통해 진행하실 수 있습니다.
노란색과 주황색 두 개의 스트립을 조립합니다. 다른 유형 LED. 소란을 피우지 않기 위해 호일 PCB의 한쪽을 마이너스로, 다른 쪽을 플러스로 사용합니다. 
주황색 SMD LED는 더욱 강렬한 빛을 발산했습니다.
이 판자가 작동했습니다. 양면 테이프로 붙이고 LED가 스케일 끝 부분에 엄격하게 빛나는데 거기에 기술 격차가 있습니다.
마법의 규모.
전원 노브로의 추가 출력(볼륨 조절)
전원 커넥터의 중앙 코어에 마이너스가 있습니다. 이 전환 방식을 사용하면 백라이트는 외부 전원 공급 장치로 작동할 때만 작동하며, 배터리 모드에서는 켜지지 않아 배터리가 절약됩니다. 제조사에서 의도적으로 두 개의 전원 회로를 다이오드를 통해 분리한 것 같습니다.
