利用一節鎳氫電池設計超高亮LED燈
發布時間:2012-01-21
中心議題:
一、電路設計
一節鎳氫電池的電壓隻有1.2V,而超高亮LED需要3.3V以yi上shang的de工gong作zuo電dian壓ya才cai能neng保bao證zheng足zu夠gou的de亮liang度du。因yin此ci。必bi須xu設she法fa將jiang電dian壓ya升sheng高gao,常chang見jian的de升sheng壓ya電dian路lu一yi般ban有you二er種zhong形xing式shi,即ji高gao頻pin振zhen蕩dang電dian路lu和he電dian磁ci感gan應ying升sheng壓ya電dian路lu。對dui於yu升sheng壓ya電dian路lu,有you兩liang種zhong電dian路lu可ke選xuan擇ze。如ru圖tu1和圖2所示。
圖1的電路使用一個脈衝小變壓器,功率管VT3將高頻振蕩信號放大,加在L1通過變壓器T直接升壓。
圖2是利用電感的自感高壓來實現對電壓的提升。當振蕩信號輸入VT3的基極時,VT3將周期性地飽和、截止。當飽和時,電感L通電,電能轉化為磁能儲存在L中,此時二極管截止,靠C3儲存的能量向負載供電;當VT3截止時。電感將產生下正上負的自感電動勢。二極管VD導通,該自感電動勢與電源電動勢疊加,向電容C3充電和負載供電,由於兩個電動勢正串。可以得到比電源還要高的電壓,具體大小主要由負載和VT3飽和時電感L通過的電流之比確定。
這兩種電路都可以將1.2V升高到3.3V以yi上shang,第di一yi種zhong電dian路lu如ru果guo在zai變bian壓ya器qi上shang加jia繞rao正zheng反fan饋kui線xian圈quan。可ke以yi免mian去qu振zhen蕩dang電dian路lu。使shi電dian路lu更geng加jia簡jian潔jie。但dan使shi用yong這zhe種zhong電dian路lu計ji算suan較jiao複fu雜za。輸shu出chu功gong率lv較jiao難nan調tiao節jie,變bian壓ya器qi的de繞rao製zhi也ye有you些xie麻ma煩fan。第di二er種zhong隻zhi需xu一yi個ge小xiao電dian感gan。電dian感gan量liang也ye沒mei有you較jiao大da的de要yao求qiu,調tiao節jie電dian感gan的de驅qu動dong電dian流liu,就jiu能neng方fang便bian地di調tiao節jie輸shu出chu電dian壓ya。在zai此ci采cai用yong第di二er種zhong電dian路lu。
振蕩電路采用圖3所示的電路,雖然能在1.2V電壓下正常工作的振蕩電路有不少,但經實踐證明,圖3的電路製作容易,計算簡單。成功率高。振蕩頻率也容易確定。而且。調節R4的de大da小xiao,就jiu能neng在zai不bu影ying響xiang信xin號hao頻pin率lv的de前qian提ti下xia調tiao節jie信xin號hao的de幅fu度du,因yin此ci采cai用yong這zhe種zhong電dian路lu產chan生sheng一yi個ge高gao頻pin方fang波bo脈mai衝chong為wei升sheng壓ya電dian路lu做zuo準zhun備bei。這zhe樣yang一yi來lai,電dian路lu設she計ji完wan成cheng,由you圖tu2和圖3共同組成。
二、計算參數
關於電路參數計算,關鍵在於功率。電感通電後,儲存的電能為E=LI2/2,設f為方波的頻率,1a內開關管將導通f次,這樣。電感每秒儲存的電能為W=f×E,設這些能量轉化向負載的效率為η,那麼輸出功率為P=η×W+Po,Po為電源直接向負載供電的功率(因為電源與自感高壓疊加。必須考慮這一點)。
現進行估算。驅動一個LED約要100mW。電源的Po約為20mW。為了保證供給,按P=100mW計算。取η=80%,再隨便找一個幾百uH的電感,如500 uH:另一方麵,根據能量守恒。3.3V約為1.2V的3倍。再由於效率問題。電感的驅動電流差不多要LED工作電流的3-4倍,就取為120mA,這樣一來。便可算出振蕩頻率為34kHz左右,這樣,取R=2kΩ,C=0.01 uF便能達到要求。確定參數時。頻率可高不可低,電感寧大勿小,這樣才能保證輸出功率足夠大,才能有足夠的調節空間。
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元件表
三、製作
由於電路簡單。元件在2×2cm的板上。隻要操作無誤,接通電源電路就能工作。先不要接上LED,用萬用表測出輸出電壓,這時候,調節R4的大小,R4越大,輸出電壓越小。反之亦然,當輸出電壓在3.2V左右時,可接上LED,再調節R4的大小,使其足夠亮,注意,不可讓LED兩端的電壓超過3.6V,否則有可能燒毀LED。這樣一來,電路便調試完成。
- 利用一節鎳氫電池設計超高亮LED燈
- 在變壓器上加繞正反饋線圈
- 調節電感的驅動電流
一、電路設計
一節鎳氫電池的電壓隻有1.2V,而超高亮LED需要3.3V以yi上shang的de工gong作zuo電dian壓ya才cai能neng保bao證zheng足zu夠gou的de亮liang度du。因yin此ci。必bi須xu設she法fa將jiang電dian壓ya升sheng高gao,常chang見jian的de升sheng壓ya電dian路lu一yi般ban有you二er種zhong形xing式shi,即ji高gao頻pin振zhen蕩dang電dian路lu和he電dian磁ci感gan應ying升sheng壓ya電dian路lu。對dui於yu升sheng壓ya電dian路lu,有you兩liang種zhong電dian路lu可ke選xuan擇ze。如ru圖tu1和圖2所示。

圖2是利用電感的自感高壓來實現對電壓的提升。當振蕩信號輸入VT3的基極時,VT3將周期性地飽和、截止。當飽和時,電感L通電,電能轉化為磁能儲存在L中,此時二極管截止,靠C3儲存的能量向負載供電;當VT3截止時。電感將產生下正上負的自感電動勢。二極管VD導通,該自感電動勢與電源電動勢疊加,向電容C3充電和負載供電,由於兩個電動勢正串。可以得到比電源還要高的電壓,具體大小主要由負載和VT3飽和時電感L通過的電流之比確定。
這兩種電路都可以將1.2V升高到3.3V以yi上shang,第di一yi種zhong電dian路lu如ru果guo在zai變bian壓ya器qi上shang加jia繞rao正zheng反fan饋kui線xian圈quan。可ke以yi免mian去qu振zhen蕩dang電dian路lu。使shi電dian路lu更geng加jia簡jian潔jie。但dan使shi用yong這zhe種zhong電dian路lu計ji算suan較jiao複fu雜za。輸shu出chu功gong率lv較jiao難nan調tiao節jie,變bian壓ya器qi的de繞rao製zhi也ye有you些xie麻ma煩fan。第di二er種zhong隻zhi需xu一yi個ge小xiao電dian感gan。電dian感gan量liang也ye沒mei有you較jiao大da的de要yao求qiu,調tiao節jie電dian感gan的de驅qu動dong電dian流liu,就jiu能neng方fang便bian地di調tiao節jie輸shu出chu電dian壓ya。在zai此ci采cai用yong第di二er種zhong電dian路lu。
振蕩電路采用圖3所示的電路,雖然能在1.2V電壓下正常工作的振蕩電路有不少,但經實踐證明,圖3的電路製作容易,計算簡單。成功率高。振蕩頻率也容易確定。而且。調節R4的de大da小xiao,就jiu能neng在zai不bu影ying響xiang信xin號hao頻pin率lv的de前qian提ti下xia調tiao節jie信xin號hao的de幅fu度du,因yin此ci采cai用yong這zhe種zhong電dian路lu產chan生sheng一yi個ge高gao頻pin方fang波bo脈mai衝chong為wei升sheng壓ya電dian路lu做zuo準zhun備bei。這zhe樣yang一yi來lai,電dian路lu設she計ji完wan成cheng,由you圖tu2和圖3共同組成。

二、計算參數
關於電路參數計算,關鍵在於功率。電感通電後,儲存的電能為E=LI2/2,設f為方波的頻率,1a內開關管將導通f次,這樣。電感每秒儲存的電能為W=f×E,設這些能量轉化向負載的效率為η,那麼輸出功率為P=η×W+Po,Po為電源直接向負載供電的功率(因為電源與自感高壓疊加。必須考慮這一點)。
現進行估算。驅動一個LED約要100mW。電源的Po約為20mW。為了保證供給,按P=100mW計算。取η=80%,再隨便找一個幾百uH的電感,如500 uH:另一方麵,根據能量守恒。3.3V約為1.2V的3倍。再由於效率問題。電感的驅動電流差不多要LED工作電流的3-4倍,就取為120mA,這樣一來。便可算出振蕩頻率為34kHz左右,這樣,取R=2kΩ,C=0.01 uF便能達到要求。確定參數時。頻率可高不可低,電感寧大勿小,這樣才能保證輸出功率足夠大,才能有足夠的調節空間。
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元件表

三、製作
由於電路簡單。元件在2×2cm的板上。隻要操作無誤,接通電源電路就能工作。先不要接上LED,用萬用表測出輸出電壓,這時候,調節R4的大小,R4越大,輸出電壓越小。反之亦然,當輸出電壓在3.2V左右時,可接上LED,再調節R4的大小,使其足夠亮,注意,不可讓LED兩端的電壓超過3.6V,否則有可能燒毀LED。這樣一來,電路便調試完成。
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