« 大地震が(2018/1/6) | トップページ | LEDランプ消し忘れ防止SW »

Joule Thiefの検討(12) FETをHT7730で駆動する。成功!

2018/3/23追記
★Joule Thiefの検討(13) MOS-FETで1W駆動に成功!
http://jyougasaki-2.cocolog-nifty.com/blog/2018/03/joule-thief13-m.html
---------------------------------------------------

■久しぶりにトライして、うまくいって嬉しいです■

Power MOS-FETを使うと、効率の良い昇圧回路を組めることが分かった。
2年前の書き込み:
●Joule Thiefの検討(5) FETでやってみた。
jyougasaki-2.cocolog-nifty.com/blog/2016/04/joule-thief6ht7.html

しかし、コントロールがうまくいかないので断念していた。

8年ほど前からLTC3490を使った昇圧回路を組んで、懐中電灯やヘッドランプなどに使っていた。
これはLEDを350mAの定電流駆動し、おまけに電源電池の電圧が低下すると、shut downするという、LEDと電池の双方に優しいICだ。
最近、そのうちの幾つがくたばってきた。
理由は分からないが、タンタルコンデンサがくたばって、ICが過熱してしまったらしい。
積層セラミックに取り換えたものは長生きしている。
その時購入したICを使い切ってしまったので、なんとか代替回路を組まなくてはいけない。

以前にHT7730を購入して使ってみたが、うまく使えていない。

●Joule Thiefの検討(6)HT7730を試してみる。
http://jyougasaki-2.cocolog-nifty.com/blog/2016/04/joule-thief6ht7.html

●Joule Thiefの検討(7) HT7730の利用を断念した。
http://jyougasaki-2.cocolog-nifty.com/blog/2016/04/joule-thief7-ht.html

その時は、電圧制御型のこのICを、LEDの電流制御駆動に利用できない、と結論した。

LEDの温度特性は以前調べて、熱暴走が恐ろしいことになることは分かっていた。

●Joule Thiefの検討(10) LEDの温度特性を調べてみた
http://jyougasaki-2.cocolog-nifty.com/blog/2016/05/joule-thief10-l.html

定電圧駆動では怖くて使えないのだ。

今回、再度、電流を検出して制御をかけようと試行錯誤している過程で、なんと下記の簡単な回路を組んでみたところ、うまく働くことが分かった。
Ht7733
(クリックすると拡大します)
【試作品1号】HT7733を使った小型LEDの駆動回路。

LEDは手持ちの中から、明るくて、Vf:3.10Vの物を選別した。
これに、電流検出用に0.2Vを加えて、合計3.30Vになるように抵抗を加えた。

コイルは、手巻きで100μHのものをいくつか試作した。
その中に良いものがあって、変換効率が(10Ωの抵抗の分を含めて)電源2.5Vで90%、1.23Vで86%と、とても良かった。

ところで、この回路は定電圧駆動じゃないか?って。

定電圧駆動だと、LEDの温度が上がった場合、電流が増加しようとする。
しかし、この回路の場合、10Ωの抵抗の両端の電圧が増加し、その分LEDを駆動する電圧が低下し電流の増加が抑制される。
結果として熱暴走が抑制される。実際、うまく働いている。

以前測定したLEDの温度特性を使ってシミュレートしてもうまくいく計算になる。
完全な定電流回路では無いが十分に熱暴走を抑えてはくれる。

試作はバラックで組んだ。
これを小型の旧型のMini Maglite 懐中電灯に組み込もうと考えていたのだが、実装を試作しているうちに、格好は良いが、あまり明るくなく、使い道がないことに気づいて、このプロジェクトは中止することにした。
単四電池1本で10時間近く使えるので、どこかに使えるかもしれないが。

----------------------
【1Wへの利用】MOS-FETを駆動してみる。

20mA版がうまくいったので、1W LEDを駆動する回路を作ってみた。
Ht7730_fet
(クリックすると拡大します)
【HT7730とMOS-FETを使った1W LED駆動回路。】

CreeのLEDのVfが、2.80Vなので電流検出に0.2Vを利用すればHT7730(3.00Vで制御)が使える。0.57Ωの抵抗は100Wのニクロム線を必要な長さに切って、両端を圧着端子に接続して作成した。
2SC1815は、当初FETを使って、その方が綺麗に終段のFETを駆動できたのだが、製作途中で燃やしてしまい、やむなくこのTrを利用した。

この回路の弱点は、HT7733(3.3V) or HT7730(3.0V)の二種類の電圧の選択肢しかないので、LEDのVfによっては、効率の良い組み合わせを見つけることが難しい点だ。

例えば、このLEDは、もっと高い電圧をかけて大電流で駆動することもできるが、その場合にはHT7733(3.3V)を使わなくてはならず、そうすると電流検出で0.3V以上の電圧降下をさせることになり、10%以上の電力のロスになる。

------------------
【追加回路】
このセットは階段下の狭い収納スペースの照明に利用した。
アーム付きのマイクロスイッチを電源スイッチとして、扉を開いたときに点灯するようにセットした。
が、扉の閉め忘れが結構あって、電池の消耗が激しい。
そこで、消し忘れ防止回路もついでに作った。
それは次の書き込みで。

|

« 大地震が(2018/1/6) | トップページ | LEDランプ消し忘れ防止SW »

コメント

コメントを書く



(ウェブ上には掲載しません)




« 大地震が(2018/1/6) | トップページ | LEDランプ消し忘れ防止SW »