Однажды потребовалось простое и наименее трудоемкое решение для питания самодельного фонарика работы с тремя светодиодами белыми типа 5730 SMD (3 светодиода х 3 В / 150 мА = 3 В / 0,45 А). В качестве источника питания использовался литий-ионный аккумулятор 18650 (3,7-4,2 В) в связи с тем, что их у каждого целая куча. Для этого понадобился понижающий драйвер с низким входным напряжением. Естественно попроще и посамодельнее))
Известно, что падение напряжения происходит из-за разницы в напряжении светодиода и источника питания, для питания белого светодиода от одного Li-Ion элемента необходим стабилизатор с очень низким падением напряжения. Использование резистора, ввиду малого запаса по вольтажу, не подходит.
Стабилизаторы тока для LED с низким падением напряжения
Источник без заметного падения может быть реализован на LM334.
На транзисторах источник тока с низким падением также будет возможно сделать.
Или вот ещё более подходящий для сборки вариант:
Тут Q1 и Q2 работают по схеме, подобной токовому зеркалу. Токовое зеркало — это схема, которая повторяет ток, используя равенство напряжений Ube (напряжений база-эмиттер) двух транзисторов — если напряжения Ube идентичны, это означает что токи эмиттера равны.
Это зеркало отличается тем, что резисторы R1 и R4 заставляют ток Q1 быть почти в 10 раз больше, чем ток Q2, что означает Ube напряжения должны отличаться на 60 мВ (это связано с уравнением Шокли), данная разница отложит R2, если через него протекает достаточно большой ток.
Если ток светодиода D1 слишком низкий, и напряжение на R2 слишком низкое, Q1 и Q2 будут несбалансированы, ток Q1 упадет, что приведет к увеличению напряжения коллектора Q1, и больше тока будет течь к базе Q3 и Q4 для компенсации.
Так была создана схема, которая «наблюдает» за падением напряжения на R2, так что оно составляет около 60 мВ. Моделирование показывает, что это значение ближе к 50 мВ (т.е. 500 мА при 0,1 Ом), потому что токи не находятся точно в 1:10, но ближе к 1:7, потому что напряжения на R1 и R4 разные.
Моделирование также показывает, что схема работает начиная от 3,3 В — это хорошее конечное напряжение, ниже которого батареи уже мало заряжены, и свет фонарика будет ослабевать, поэтому станет понятно — нужно подзарядить. Следовательно не нужна дополнительная защита от разряда батареи — фонарик выключится, когда он потеряет свою яркость. Но обратите внимание, что ток при <3 В не равен нулю, и оставление фонаря в таком состоянии на долгое время, в конечном итоге разрядит аккумулятор ниже безопасного минимума.
