Ekonomiczny, bateryjny zasilacz 5 białych LED

Zasilanie białych LED, zwłaszcza w aplikacjach bateryjnych, wiąże się z jedną niedogodnością: koniecznością wytworzenia odpowiednio wysokiego napięcia z wykorzystaniem źródła niskonapięciowego. Problem jest tym poważniejszy im większą liczbę białych LED mamy zasilić. W artykule przedstawiono prostą w wykonaniu przetwornicę DC/DC, za pomocą której można zasilić do 6 białych LED z dwóch ogniw LiON.

Schemat elektryczny przetwornicy pokazano na rys. 1. Zastosowano w niej scalony konwerter DC/DC podwyższający napięcie – miniaturowy układ L5100 produkowany przez tajwańską firmę UTC. Jest on wykonany w technologii bipolarnej, w obudowie SOT23-5 zintegrowano wszystkie elementy przetwornicy poza diodą odcinającą D1 i dławikiem L1. Dzięki wysokiej częstotliwości taktowania, wynoszącej 1,2 MHz, wymiary dławika mogą być niewielkie.

Rys. 1. Schemat elektryczny przetwornicy

Przetwornicę zmontowano wraz z LED-ami na płytce, której schemat montażowy pokazano na rys. 2. Na płytce przewidziano miejsce dla 5 białych LED (do 20 mA), prąd obciążenia jest stabilizowany.

Rys. 2. Schemat montażowy od strony elementów

Rys. 3. Widok ścieżek od strony elementów

Rys. 4. Widok płytki drukowanej od strony lutowania

Podczas testów przetwornicy okazało się, że jej parametry eksploatacyjne są lepsze niż podaje producent: minimalne napięcie, przy którym przetwornica stabilnie pracowała, wynosi ok. 2,1 VDC (fot. 5), przy czym stabilny start wymagał napięcia co najmniej 2,45 VDC. Taka właściwość układu L5100 pozwala maksymalnie wykorzystać pojemność akumulatorów przy długotrwałej pracy ciągłej. Na wyjściu przetwornicy uzyskano napięcie impulsowe o wartości ok. 18 VDC (rys. 6).

Fot. 5. Przetwornica podczas pracy na napięciu ok. 2,1 VDC

Rys. 6. Wykres napięcia impulsowego na wyjściu przetwornicy

Na rysunku widać także impuls próbkujący, którego wypełnienie zależy od prądu obciążenia i napięcia wejściowego. Przetwornicę przetestowano podczas pracy z zasilaniem napięciem do 9,2 VDC, a zgodnie z danymi katalogowymi powinna pracować prawidłowo do 12 VDC.

Wykaz elementów