на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Светодиодные USB-светильники

Светотехника
3 недели назад

Простые светодиодные USB-светильники (часть 2)


Во время работы за компьютером, особенно за ноутбуком, часто возникает необходимость в дополнительном освещении клавиатуры. Приходится в вечернее время включать дополнительное внешнее освещение. Даже самая энергосберегающая лампа потребляет мощность не менее нескольких ватт. Светодиодный светильник с питанием от USB-разъёма ноутбука с учётом КПД блока питания и преобразователя потребляет мощность в пределах 100...150 мВт. Выигрыш в потребляемой мощности очевиден, правда, при этом освещённость, конечно, будет немного меньше.

Для освещения клавиатуры желательно использовать светодиод белого свечения с диаметром корпуса 10 мм, например BL-L101UWC [4]. Для стабилизации тока светодиода можно применить микросхему, указанную выше - NSI45020AT1G. Однако многие производители рекомендуют ограничивать ток через светодиоды с диаметром корпуса 10 мм на уровне 16...17 мА. Видимо, это связано с плохой теплопроводностью материала корпуса светодиода, с возможным перегревом кристалла и, как следствие, с его ускоренной деградацией и быстрым выходомиз строя.

Рис. 14.

 

Чтобы стабилизировать ток светодиода, можно применить полевой транзистор с p-n переходом [5]. Схема светильника показана на рис. 14. Не все полевые транзисторы подойдут для использования в таком светильнике. Необходимое условие - начальный ток стока должен превышать требуемое значение, в нашем случае 16 мА. Подойдут n-канальные полевые транзисторы КП302Б-КП302Г. Сопротивление резистора R1 можно рассчитать по формуле

R1 =UO(1 - √(I/IH))/I, 

где UO - напряжение отсечки, I - требуемый ток, IH - начальный ток стока. Поскольку и напряжение отсечки, и начальный ток стока имеют значительный разброс, в вышеприведённую формулу можно подставить средние справочные значения и рассчитать сопротивление резистора. Но можно на место резистора поставить подстроечный или переменный резистор и, перемещая движок, добиться необходимого тока. Затем, измерив сопротивление подстроечного или переменного резистора, устанавливают постоянный резистор ближайшего большего сопротивления.

А как быть, если в наличии нет полевых транзисторов с требуемым большим начальным током стока? В этом случае можно применить полевые транзисторы с p-n переходом с меньшим начальным током стока n-канальные (рис. 15) или p-канальные (рис. 16).

Рис. 15.

 

Рис. 16.

 

Желательно подбирать транзисторы с начальным током стока, близким к требуемому: n-канальные - КП303Е или КП303Г или p-канальные - КП103М. Их придётся использовать, минимум, два и включить параллельно. Возможно, удастся подобрать экземпляр КП303Е, у которого окажется необходимый или близкий к необходимому начальный ток стока. Тогда можно обойтись одним транзистором. В авторском варианте были применены два p-канальных транзистора КП103М без подборки по начальному току стока. Ток светодиода оказался около 12 мА.

Рис. 17.

 

Рис. 18.

 

Рис. 19.

 

Светильник собран в футляре от игрушки. Светодиод и транзисторы размещены на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1 мм. Чертёж печатной платы и расположение элементов при использовании двух p-канальных полевых транзисторов показаны на рис. 17. Аналогичные платы были разработаны для двух n-канальных транзисторов (рис. 18) и для n-канального транзистора с резистором (рис. 19). Резистор монтируют перпендикулярно плате. Провода от разъёма припаивают непосредственно к печатным проводникам. Будьте внимательны, не перепутайте полярность подключения! Провод от контакта 1 разъёма ХР1 должен быть припаян к проводнику, к которому припаян вывод анода светодиода, а провод от контакта 4 разъёма ХР1 - к печатному проводнику, с которым соединены выводы стоков p-канальных транзисторов или выводы затворов (или затвора) n-канальных (n-канального) транзисторов. Фотография собранной платы с двумя p-канальными транзисторами показана на рис. 20, собранное устройство - на рис. 21, а устройство, подключённое к ноутбуку, в действии - на рис. 22.

Рис. 20.

 

Рис. 21.

 

Рис. 22.

 

Немного о соединительных проводах. В авторском варианте применён двухжильный медный провод для сетевой электропроводки сечением 2x1,5 мм2. Отрезок длиной 1 м навивают на оправку диаметром 8...10 мм. В авторском варианте в качестве оправки использован карандаш. Опытная эксплуатация показала, что жёсткостьполучившейся "пружины" недостаточна. Во время работы на ноутбуке нажатия на клавиши вызывают небольшие колебания светильника. Можно использовать сетевой провод большего сечения или использовать отрезок стальной проволоки диаметром 1...2 мм, накоторый навивают два монтажных провода, желательно с различного цвета изоляцией.

Следует обратить внимание, что транзисторы упомянутых серий могут выпускаться в различных корпусах, например в пластмассовом ТО92 (КП303х1, КП303х1, КП302х1) или в корпусе для поверхностного монтажа SOT23 (КП303х9). Как правило, транзисторы в пластмассовых корпусах дешевле транзисторов в металлических корпусах.

Литература

1.Round Type LED lamp BL-L502. - URL: https://static.chipdip.ru/lib/247/DOC0002 47620.pdf (30.06.22).

2.NSI45020AT1G Constant Current Regulator & LED Driver. - URL: https://static. chipdip.ru/lib/872/DOC011872432.pdf (30.06.22).

3.LED LAMP. FYL-3014UWC1A. - URL: https://static.chipdip.ru/lib/251/DOC0002 51152.pdf (30.06.22).

4.Round Type LED lamp BL-L101. - URL: https://static.chipdip.ru/lib/346/DOC0043 46178.pdf (30.06.22).

5.Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1983, с. 62.

Автор: И. Подушкин, г. Москва


Рекомендуем к данному материалу ...

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения

Изготовление печатных плат