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电路设计->光电电路图->其他光电实用电路图->只需一节7号电池点亮超高亮LED

只需一节7号电池点亮超高亮LED

作者:dolphin时间:2016-09-20

  一、电路设计  
  
  一节镍氢电池的电压只有1.2V,而超高亮LED需要3.3V以上的工作电压才能保证足够的亮度,因此,必须设法将电压升高,常见的升压电路一般有二种形式,即高频振荡电路和电磁感应升压电路。对于升压电路,有两种电路可选择,如上图和中图所示。
  
  上图的电路使用一个脉冲小变压器,功率管VT3将高频振荡信号放大,加在L1通过变压器T直接升压。
  
  中图是利用电感的自感高压来实现对电压的提升,当振荡信号输入VT3的基极时,VT3将周期性地饱和、截止,当饱和时,电感L通电,电能转化为磁能储存在L中,此时二极管截止,靠C3储存的能量向负载供电;当VT3截止时,电感将产生下正上负的自感电动势。二极管VD导通,该自感电动势与电源电动势叠加,向电容C3充电和负载供电,由于两个电动势正串,可以得到比电源还要高的电压,具体大小主要由负载和VT3饱和时电感L通过的电流之比确定。
  
  这两种电路都可以将1.2V升高到3.3V以上,第一种电路如果在变压器上加绕正反馈线圈,可以免去振荡电路,使电路更加简洁,但使用这种电路计算较复杂,输出功率较难调节,变压器的绕制也有些麻烦。第二种只需一个小电感,电感量也没有较大的要求,调节电感的驱动电流,就能方便地调节输出电压。在此采用第二种电路。
  
  振荡电路采用下图所示的电路,虽然能在1.2V电压下正常工作的振荡电路有不少,但经实践证明,下图的电路制作容易,计算简单。成功率高,振荡频率也容易确定,而且,调节R4的大小,就能在不影响信号频率的前提下调节信号的幅度,因如果R1=R4,R2=R3=RC1=C2=C,VT1和VT2相同电路对称则方波脉冲周期为T=1.386R*C此采用这种电路产生一个高频方波脉冲为升压电路做准备。
  
  这样一来,电路设计完成,由中图和下图共同组成。

  二、计算参数
  
  关于电路参数计算,关键在于功率,电感通电后,储存的电能为E=L12/2,设f为方波的频率,1s内开关管将导通f次,这样,电感每秒储存的电能为W=f×E.设这些能量转化向负载的效率为T1,那么输出功率为P=T1×W+P。,P。为电源直接向负载供电的功率(因为电源与自感高压叠加,必须考虑这一点)。
  
  现进行估算。驱动一个LED约要100mW,电源的P。约为20mW,为了保证供给,按P=100mW计算。取η=80%,再随便找一个几百μH的电感,如500μH:另一方面,根据能量守恒。3.3V约为1.2V的3倍,再由于效率问题,电感的驱动电流差不多要LED工作电流的3-4倍,就取为120mA,这样一来,便可算出振荡频率为34kHz左右,这样,取R=2kΩ,C=0.01μF便能达到要求。确定参数时。频率可高不可低,电感宁大勿小,这样才能保证输出功率足够大,才能有足够的调节空间。
  
  元件表

  三、制作
  
  由于电路简单,元件体积不大,可将其装在2×2cm的板上。电压不高,也可以采用硬纸板制作,方法更简单,排布更紧凑。
  
  只要操作无误,接通电源电路就能工作,先不要接上LED,用万用表测出输出电压,这时候,调节R4的大小,R4越大,输出电压越小,反之亦然,当输出电压在3.2V左右时,可接上LED,再调节R4的大小,使其足够亮,注意,不可让LED两端的电压超过3.6V,否则有可能烧毁LED。这样一来,电路便调试完成。

  这里着重介绍机壳的制作,如图所示。

  采用白铁皮加工外壳和灯罩,采用焊锡连接。而电池座,则是找了一个大小恰好的药瓶,在瓶底处装一磷铜片,瓶盖处装一硬铜片。瓶底连线,瓶盖不连,瓶盖直接利用铜片和金属外壳之间连通,这样,金属外壳就变成了电源正极,需注意的是,要防止短路,但这样一来,可以十分方便的取出电池;至于开关,可以找一个超小型的开关,让外壳看起来光洁。
  
  外壳的制作要尽可能缩小体积。可增加LED的数量。不过参数要重新计算。



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