Leuchtet 100 LEDs von 6 Volt Batterie

Der Artikel erklärt eine innovative Methode zum Ansteuern von mehr als hundert weißen LEDs aus einer 6-Volt-Batterie. Die Schaltung verwendet den IC 555 zum Ansteuern eines Aufwärtstransformators, dessen Ausgang schließlich zum Beleuchten der LEDs verwendet wird. Eine spezielle PWM-Konfiguration macht die Schaltung sehr energieeffizient.

Hauptphasen des Designs

Die Hauptstufen dieses 6V 100 LED-PWM-Treibers unter Verwendung des IC 555 sind eine stabile Multivibratorstufe, die mit einer PWM-Steuereinrichtung konfiguriert ist, und eine Aufwärtstransformator-Aufwärtsstufe.

Die von der PWM-Stufe erzeugten Impulse werden zum Entladen und Sättigen der Eingangswicklung des Transformators verwendet, die an der Ausgangswicklung des Transformators, die die dort angeschlossenen LED-Bündel antreibt, auf die angegebenen Pegel verstärkt werden.

Verwendung des IC 555 für die PWM-Steuerung

Der IC 555 ist in seiner üblichsten Konfiguration als stabiler Multivibrator verkabelt. Alles an der Schaltung sieht ziemlich häufig aus, da die Pinbelegung des IC mit dem üblichen Format konfiguriert ist, mit Ausnahme der zwei Dioden und einiger Voreinstellungen, wodurch sich die Schaltung ein wenig von den typischen 555 Astable-Setups unterscheidet.

Die Einbeziehung der beiden Dioden und der Voreinstellungen ermöglicht hier die diskrete Steuerung der Impulsformationen.

Diese Steuerung der Impulse wird als PWM- oder Impulsbreitenmodulation bezeichnet.

Die PWM-Implementierung in der Schaltung kann unter Bezugnahme auf das Diagramm und mit den folgenden Punkten verstanden werden:

Wenn die Schaltung mit Strom versorgt wird, geht Pin 2, der Trigger-Pin des IC, anfänglich auf LOW, wobei sich der Kondensator im Entlademodus befindet und der Ausgang niedrig gehalten wird.

Sobald C2 vollständig entladen ist, wird der Ausgang, der anfangs niedrig bis hoch war, umgedreht. An diesem Punkt beginnt der Kondensator C2 über D1 und P1 zu laden, bis die Spannung an C2 2/3 der Versorgungsspannung erreicht, wenn Pin 6 des IC wird geschaltet, was dazu führt, dass der Ausgang und Pin # 7 wieder auf Low gehen.

Schaltplan

Der obige Vorgang wird wiederholt und verursacht anhaltende Schwingungen am Ausgang.

Da jedoch die Lade- und Entladeperioden von C2 direkt den Ausgangsperioden der Impulse entsprechen, bedeutet dies einfach, dass wir durch separate Variation oder Steuerung des Lade- und Entladevorgangs von C2 in der Lage sein sollten, die Ausgangsimpulse entsprechend zu dimensionieren.

Die Potis oder die Voreinstellungen P1 und P2 sind genau für diese Einstellungen platziert und bilden daher die PWM-Funktion.

Die PWM-Anwendung trägt zu einer weiteren wichtigen Funktion für die vorliegende Anwendung bei. Durch geeignete Optimierung der Impulse können wir die Schaltung in eine äußerst wirtschaftliche Position bringen, um bei relativ geringem Batterieverbrauch eine optimale Helligkeit der LEDs zu erzielen.

Der Ausgang des IC wird von seinem Pin Nummer drei genommen und zum Ansteuern als Leistungstransistor verwendet.

Da der Kollektor des Leistungstransistors mit der Sekundärwicklung (Niederspannungswicklung) eines gewöhnlichen AC / DC-Transformators verbunden ist, wird die gesamte Versorgungsspannung periodisch in diesen Abschnitt der Transformatorinduktivität geleitet.

Wie erwartet induziert diese gepulste Spannung, die in die Sekundärwicklung gedrückt wird, eine proportionale Spannungsgröße in die Primärwicklung des Transformators.

Der Prozess ist im Vergleich zu der Situation, in der der Transformator mit seinen normalen AC-DC-Adapteranwendungen verwendet wird, völlig umgekehrt.

Die Spannung wird erhöht und nicht auf etwa 230 Volt gesenkt, was zufällig die normale Primärwicklungsspezifikation ist.

Diese an den freien Wicklungsenden des Transformators verfügbare erhöhte Spannung wird tatsächlich zum Ansteuern einer großen Anzahl von LEDs verwendet, die über lange Reihen und einige parallele Verbindungen verdrahtet sind.

Wie die Schaltung mit Strom versorgt wird

Die vorgeschlagene 6V 100 LED-Treiberschaltung wird von einer SMF-Batterie mit 6 Volt und einer Kapazität von etwa 4 AH gespeist. Die Leistung der Batterie scheint recht hoch zu sein, aber die Parameter eignen sich nicht zum Ansteuern einer sehr hohen Anzahl von LEDs.

Ich habe bereits in einigen meiner früheren Beiträge über dieses Problem gesprochen. Grundsätzlich sind LEDs spannungsgesteuerte Geräte und kein Strom. Wenn die angelegte Spannung der Durchlassspannung entspricht, leuchten die LEDs mit Nennstrompegeln. Wenn die Spannung nicht mit der Durchlassspannungsspezifikation der LEDs übereinstimmt, leuchtet die LED nicht auf selbst wenn der angelegte Strom das 100-fache des Sättigungswerts beträgt.

Ein weiterer mit LEDs verbundener Faktor ist, dass diese Geräte in Reihe mit den angegebenen Mindeststrompegeln betrieben werden können.

Das heißt, wenn die Spannung der Serie mit der gesamten Durchlassspannung der Serie übereinstimmt, würde der erforderliche Strom nur ungefähr die Größe betragen, die zum Beleuchten einer einzelnen LED erforderlich wäre.

Dieser Parameter ist eher bei der Verkabelung von LEDs erforderlich, wenn die Quellenspannung recht niedrig ist.

Somit wird zum Ansteuern einer großen Anzahl von LEDs, wie für die vorgeschlagene Schaltung diskutiert, von einer 6-Volt-Quelle die obige Regel notwendig und wurde effektiv angewendet.

Liste der Einzelteile

Die folgenden Teile werden benötigt, um die obige PWM-LED-Treiberschaltung herzustellen:

Alle Widerstände sind ¼ Watt, sofern nicht anders angegeben.

• R1, R2 = 1K,
• R3 = 10 K,
• R4, R5, R6 = 100 Ohm,
• P1, P2 = 100 K.
• C1 = 10 uF / 25 V, C2 = 0,001 uF, Keramikscheibe,
• IC = LM 555,
• T1 = TYP 127,
• TR1 = Sek. - 0 - 6 V, prim. - 0 - 230 V, 500 mA
• Batterie - 6 Volt, 4 AH, SUNCA-Typ,
• PCB - Veroboard, entsprechend der gewünschten Größe zugeschnitten.
• LEDs - 5 mm, weiß, hochhell, hocheffizient. VORSICHT - Die Schaltung basiert auf den vom Autor vorgenommenen Annahmen und wurde nicht praktisch überprüft. Die Diskretion der Betrachter wird empfohlen.