2,7-5V feszültségű LED lámpák készítése

Kis méretű LCD kijelzőkben a LED-es háttér világítás meghajtására kapcsoló üzemű feszültségemelő IC-ket alkalmaznak. Egy ilyen IC az MP3202 is, kis méretei (SOT23-6) és egyszerű kapcsolása miatt esett rá a választásom.

Az IC gyártó adatlapjából egy pár adat:

• max. tápfeszültség: 6V
• 1,3MHz a kapcsoló frekvencia
• max. LED áram 180mA
• max. LED feszültség 28V
• kis feedback (FB pin 3) feszültség 104mV

Három alkalmazási kapcsolást osztok meg veletek. Elsőként egy tükrös régi elemlámpa izzóját cseréltem egy hasonló méretű LED lámpával. A kis izzólámpa fém foglalatára került a LED lámpa, így az elemlámpán nem kellett semmit alakítani. 4 LED modul került sorba kötve, modulonként 3 párhuzamos LED-el, így összesen 12 LED lett. A LED-ek meghajtó feszültsége kb. 14,2V / 60mA áramfelvételnél. A LED-ek áramfelvételét a LED-ekkel soros ellenálláson eső feszültség szabja meg. A 60mA áramot úgy állítjuk be, hogy a soros ellenálláson 104mV legyen (FB pin 3). A pontos soros ellenállás értékét (1,73 Ohm) több párhuzamosan kötött ellenállással értem el. Más áramú LED-ek meghajtására át kell számolni az ellenállást. A többi kapcsolásban is hasonló. Ezt a 104mV értéket 2,7V-6V tápfeszültség változásra tartja, vagyis konstans áram. 4,5V-ról (3db 1,5V-os elem) az áramfelvétel 192mA, ez azt jelenti hogy kb. 96% körül van a hatásfok. A többi itt bemutatásra kerülő kapcsolások is hasonló jó hatásfokkal működnek. A kapcsolás egy 8,5x16mm-es 0.5mm vastag és egy oldalas nyákra került. Az izzó fém foglalatába a nyák 1/4-e belefért, erre kerültek a LED-ek. A LED-ek egy 4 oldalas keretre lettek felforrasztva. A keret 4 oldalainak méretei 8x12,5mm. Az oldalak 2 oldalas 0.5mm vatag nyákból készültek. Arra az oldalra ahová a LED-ek kerülnek, függőlegesen karcolással ketté osztottam a rézfelületet. A másik oldalakat derékszögbe össze raktam és forrasztással rögzítettem. A LED-es keret átlójába belefér az alkatrészes kis nyák. Lásd a képen. Az összeszerelt lámpa az elemlámpa tükrében ha nem fókuszálódik, még van egy állítási lehetőség: a LED-es keret elmozdítása a nyák hosszán, majd a fókuszban ragasztóval rögzítettem.

A második LED lámpát a mikroszkóphoz készítettem, mint segédvilágítást. A mikroszkópnak a már meglévő világítása pár cm-re elegendő de nagyobb távolságra 15-20 cm-re, mint nagyítót használva már nem elegendő. Ezért készítettem egy LED lámpát amely a mikroszkóp kerek részére (nyakára) fogható fel. A LED-ek üzemeltetését 5V-ra választottam (USB vagy akkupack stb.) 8 darab 6-6,2V-os LED-et alkalmaztam sorban, majd párhuzamosan. A soros LED-ek feszültsége 24,8V, 120mA áramfelvétel mellett. Itt is a soros ellenállás szabja meg az áramot a LED-eknek. Értéke 0,88 Onm, itt is több párhuzamos ellenállásokból alakítottam ki. Itt a kb. 104mV egy 4,7Kohm-os ellenálláson keresztül kerül az IC FB bemenetére. Az FB bemenetre vezetett külső nagyobb feszültség az 1,3MHz-es kapcsolóimpulzusok szélesség csökkenéséhez vezet. Csökken a feszültség, de a fényerő is. Így oldottam meg a fényerő szabályozást.
A nyák 1,5mm vastag.

A harmadik kapcsolás 5V-ról hajt meg egy 3W-os LED modult, 9,6-10V/0,3A. A kapcsolásban a LED modul fogyasztása túllépi a megengedett 180mA-t (300mA), ezért egy külsö kapcsoló FET-et alkalmaztam, átvéve az IC-ben lévő FET teljesítménykapcsoló szerepét. Mivel a FET fázist fordít (90°, fordított üzemet jelentene), ezért a FET meghajtását fázisban újra megfordítottam egy pnp tranzisztorral. Több próbálkozás után, ennél az egyszerűbb kapcsolásnál döntöttem. A kisebb LED feszültség egy kisebb induktivitást is kért (10µH), javult a hatásfok. A soros ellenállás itt 0,35 ohm, és a fényerő szabályzó hasonlóan van megoldva, mint az előbbi kapcsolásnál. Az alkalmazott FET bontásból származik. A kapcsolás nyákja 1,5mm vastag és egy USB csatlakozót is szereltem rá. üdv.Jóska