Драйвер світлодіоду із не драйвера! LED driver (boost current control converter).

На момент публікації матеріалу гугл не показав такого ж рішення на тих самих компонентах, схожі є правда трохи не того призначення та з іншими компонентами, навіть у китайському списку  можливого, такого не значиться. Саме тому  контент можна вважати унікальним велосипед винайдено з чим себе і привітати, і навіть премію видати у вигляді печива. 

Тут все просто, простий Step-Up + простий регулятор струму.

Ідея прийшла разом з бажанням помацати потужні світлодіоди та можливістю використати літієві акумулятори, які ще не знайшли свого призначення. Для виконання задуманого виявилось необхідним щось впихнути між акумуляторами та світлодіодом для захисту останніх та попередженням надмірного навантаження на акум. Звісно є різні світлодіоди і для них потрібна різна напруга живлення, ой пардон, вони споживають різний струм та починають своє світіння при різних напругах живлення, тобто якщо світлодіод потужністю 1Вт, то це не значить, що він світитиметься буде споживати 1Вт від пальчикової батарейки. Чому так дивно із сарказмом? – так це через ознайомлення із документацією чи її відсутністю на представлену світлодіодну продукцію. Наприклад є якийсь девайс, що містить світлодіоди,  документ каже про 20мА номінального струму цих самих світлодіодів, але не вказує напругу… Що ж, тут все просто - береться лабораторне джерело, виставляється обмеження струму в 20мА починається поступове підняття вихідної напруги до моменту споживання світлодіодом цих самих 20мА. Певно такий алгоритм спричиняє певні труднощі, особливо в проектуванні живлення до промацування самого девайсу. Бувають просто без будь яких характеристик, через унікальність девайсу, або банально через підходящу ціну.   Тоді починається шаманство з ворожінням, скажімо світлодіод має підвищену яскравість, а такі вже споживають більше 20мА, мініатюрні ж світлодіоди споживають менше 20мА, а коли там декілька послідовно увімкнених рахувати по 3В на світлодіод, та обмежувати силу струму в 20мА, навіть у випадку номінального режиму в 10мА при падінні напруги в 2.5В? Звичайно, що вища арифметика розрахунків номінальних режимів роботи світлодіодних девайсів не доступна подібним мені неосвіченим людям, тому шлях катування світлодіодів ніхто не відміняє…  

Отже, є в наявності, саме так, світлодіод, з вказаними характеристиками 300мА, 15-17В потужністю 5Вт, що не може не радувати. Його, цей самий світлодіод, потрібно живити акумуляторами з максимальною напругою в 4,2В (напруга повністю зарядженого літієвого елемента акумуляторної батареї). Спеціалізованих драйверів, які піднімають напругу не зустрічав, та й не дуже сильно шукав. Прості й дешеві Step-Up модулі не регулюють струм, а світлодіоду потрібно його обмежити для довгого і щасливого світіння, таке можна й простим резистором виконати, та коли струм за 0,1А то виникає небезпека попекти щупальця не тільки світлодіодом, а й обмежуючим резистором, хіба що резистор буде більший габаритами за всю світлодіодну конструкцію. Значить необхідно використати Step-Up але якимсь чином обмежити струм.

Вивчення питання привело до форумів забитих темами драйверів на MC34063 і деяких більш спеціалізованих мікросхемах. Після спроби використання MC34063 їй було відмовлено в честі знаходитись поряд зі світлодіодом, м\с стабільно працювала без навантаження, та занадто виділяла тепла при навантаженні 2Вт. Намагання перерахувати режим роботи завели в глухий кут через небажання витрачати час на повну пальпацію проблеми. В запасі виявився козирніший варіант перетворювача, на чисто китайській м\с, назву якої через свої забобони прописувати не буду.

Таке вирішення підглянуто в комерційному модулі з м\с XL4015. Навіть якщо варіант не найоптимальніший за те дієздатний та влаштовує результатом, температурним режимом ну і живучістю самої м\с, яка, варто відзначити, пережила декілька короткочасних коротких замикань, а за допомогою додаткового потенціометра можливо ще й внести регулювання напруги.

Перетворювач запускається відразу, налаштування струму проводяться з сталим навантаженням, по показниках амперметра увімкненого послідовно з навантаженням. Контроль вхідного струму також не буде зайвим, аби не виникло перевантаження чи інших шкідливих явищ в схемі.

Плата виконана відверто не вдало, тому краще її не повторювати. На майбутнє потрібно прокласти полігони на силових ногах м\с перетворювача для кращого тепловідводу, зменшити довжину провідників та створити «екрануючу землю» довкола.

Режим роботи світлодіоду встановлений легше  зазначеного в тех. хар-ках і становить 14,89В 200мА при заряді батареї в 4,2В і відповідно близько 150мА при 3,2В батареї. Збільшення струму світлодіоду спричиняє значне його нагрівання, а також  з не зовсім зрозумілих причин нагрівання самої м\с перетворювача. Ніби то й не багато всього 50мА, а різниця дуже відчутна, можливо потрібно вводити додаткові корегуючі елементи, підбирати робочу індуктивність, загалом детальніше досліджувати та налаштовувати. Вимірювання вхідних та вихідних параметрів наступні:

U2=14,6В,  I2=0,2А, P2= 2,92Вт

U1=4,08В , I1=1,13А, P1= 4,61Вт, та не дуже вражаючі, тому варто використовувати більш спеціалізовані під дані задачі мікросхеми.

Зважаючи на вартість комплектуючих та порівнявши вартість готових модулів, можна сказати про право існування даного пристрою.