风速与风力:1.5V LED手电筒制作电路图

LED高亮发光二极管具有节能、寿命长、高亮度等优点。非常受欢迎，因此我就在这里介绍怎么样使用发光LED制作1.5V的手电筒，供初学都参考。
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制作元器件：1、电路磁环选用T9*5*3/2K，也可用T10*6*5等，在废弃的电子镇流器上也可寻到，用0.3mm漆包线双线并绕20T，按图中同名端连接。R1用1/4W碳膜电阻1K，TR1选8050或9014，D1选4937、4148或107，C1用普通电解电容47UF,D2 LED选用高亮白色发光二极管，电路板可用万能或塑料板。
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2010-5-6 11:57
1.5V LED手电筒制作电路图
板凳 大 中 小 发表于 2010-5-6 12:00 只看该作者
2.市场上出现一种廉价的LED手电筒，这种手电前端为5～8个高亮度发光管，使用1～2节电池。由于使用超高亮度发光管的原因，发光效率很高，工作电流比较小，实测使用一节五号电池5头电筒， 电流只有100 mA左右。非常省电。如果使用大容量充电电池，可以连续使用十几个小时，笔者就买了一个。从前端拆开后，根据实物绘制了电路图，如图1所示。

图1 LED手电驱动电路原理图
工作原理：
接通电源后，VT1因R1接负极，而c1两端电压不能突变。VT1(b)极电位低于e极，VT1导通，VT2(b)极有电流流入，VT2也导通，电流从电源正极经L、VT2(c)极到e极，流回电源负极，电源对L充电，L储存能量，L上的自感电动势为左正右负。经c1的反馈作用，VT1基极电位比发射极电位更低，VT1进入深度饱和状态，同时VT2也进入深度饱和状态，即Ib>Ic/β(β为放大倍数)。随着电源对c1的充电，C1两端电压逐渐升高，即VTI(b)极电位逐渐上升，Ib1逐渐减小， 当Ib1<=Ic1/β时，VT1退出饱和区，VT2也退出饱和区，对L的充电电流减小。此时．L上的自感电动势变为左负右正，经c1反馈作用。VT1基极电位进一步上升，VT1迅速截止，VT2也截止，L上储存的能量释放，发光管上的电源电压加到L上产生了自感电动势，达到升压的目的。此电压足以使LED发光。
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。如图1和图2所示
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2010-5-6 12:03
图1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。

图2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。
振荡电路采用图3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，图3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，由图2和图3共同组成。
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2010-5-6 12:04
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=LI2/2，设f为方波的频率，1a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η，那么输出功率为P=η×W+Po，Po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Po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uH的电感，如500 uH：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=0.01 uF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
元器件
型号
说明
R1
0.1-2 kΩ
500Ω为宜。大些有利于VT1的饱和。小些有利于电路对称
R2
2 kΩ
R3
2 kΩ
R4
100 Ω
具体数值视驱动电流而定
C1
0.01 uF
C2
0.01 uF
C3
10-100u F 电解电容
VT1
VT2
9014
β≥ 40的NPN管皆可，两管型号最好一致
VT3
8050
Pcm ≥1W。Icm≥1A。β≥40的中功率NPN管皆可
电感L
几百uH 宁大勿小
二极管VD
1N5819
最好是锗管。其压降小。若无。硅管也行
电池
7号
三、制作
由于电路简单。元件在2×2cm的板上。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。