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2011年4月10日 (日)

乾電池1個で使える白色LEDランプの製作 #2

 前回のLEDライトの回路を改良してケースに入れて製作しました。
 トランジスタをもう一個追加しています。この目的はLEDの電流を
監視する代わりに、入力電圧を監視して、電圧が高いときにLEDの
電流を減らすようにしています。これにより全体でみると、電池一個
の電圧範囲で電圧の高い電池でも電流があまり増えないように調
整することができます。一方で電圧が低いときは補正動作しません。
 この回路は電流検出も不要なので効率の悪化もありません。

Led4

 D1とD2は必ず小信号用のショットキーバリアダイオード(SBD)を使
います。このダイオードはVFが小さいのが特徴のひとつでこの特性を
利用します。品種はなんでもいいです。
D2はQ2が逆トランジスタ動作するのを防止します。
 入力電圧が高いとき、Q2がQ1のベース電流の一部を引き抜いて、
Q1のベース電流を減少させます。これにより、LEDの電流がより制限
されます。R3を調整して1.2~1.65Vの範囲で電流変化が少なくなる
ように調整します。R2はこれが無いと制御の感度が高くなるので
直流帰還でQ2の利得を下げる働きをします。
 尚シミュレーション結果では、簡単な回路の分、トランジスタの特性
影響を受けやすいようです。LED電流をみながらR1~R3は調整が
必要な場合があると思います。Q1のエミッタ抵抗はとってしまいました
が、あったほうがいい場合もあるかもしれません。

以上をユニバーサル基板で作成。
今回はトロイダルコアを(千石で売ってたT37の標準材?だったか)
入手して自作。0.28mmのUEW線をツイストペアにして11Tsで巻いてます。
これでインダクタンスは34uH程になりました。
これも真面目に設計すると、磁束密度の確認が必要なのですが、
回路側で勝手に電流制限がかかるので飽和してもあまり問題なく光
ります。

 トランスはコアから巻線します。まず2本平行線にしてよじりまず。
そのあと写真のように巻きつけます。回路図のDOTは巻き始めを
あらわしています。皮膜はウレタン線であればはんだで融けます。
最後に2つある巻線の巻き始めと巻き終わりをよじって繋げば完成です。
ワイヤーにマジックで印をつけておくと分かりやすいです。

Led8

アレンジで小型のSMD部品を使っているので基板も小さくできました。


Led5

タカチのケースに組み込みました。
手のひらに収まる大きさで使いやすいです。
リモコンのおまけのマンガン乾電池(アルカリでない)でも半日
たっても点いています。かなり長時間光ります。

Led7

 白色LEDに高輝度タイプを使うとかなり明るく光ります。
うちのアパート、節電で夜9時くらいまで外の照明がつかない
ので、夜帰宅したときの郵便受けの確認や鍵穴の確認に
重宝しています。

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