HT7750A DC/DC コンバーターで白色LEDを定電流駆動 3:1LED 2BAT.

    HT7750A関連
    01 /20 2014
    高輝度白色LED1個を電池2個で定電流点灯させるのを想定した試験。
    5mmの白色LEDとしては大電流なもののドライブを想定している。
    5mmの白色LEDでチョット大電流な30mAと超高輝度品の50mA相当で試験する。
     50mA品とはOSW54L5111P 15度 75cd(Typ.) 、OSW54L5B61P 60度 20cd(Typ.) とか。
    Vfが少し高めな紫外線LEDにも向いているかもしれない。

    回路図
    HT7750A_I30.gif
    基本的な部品は前回と同じ。
    R1は入力3Vまでなので2.2kに変更。
    R2は30mA用に22Ω、50mA用に12Ωがなかったので10+2.2Ωである。
    LED側のCは30mA時に1uF+1uF、50mA時には1uF+33uF(電解コン)にした
     50mA時に4.7uFも試したが不足、1uF+33uF(電解コン)はオーバースペック。
     恐らく1uF+22uF(電解コン)で充分。(まあ、多くてもいいんだけど。)
    50mAのLEDは持っていないのでVfの揃ったLEDを2個パラ(パラレル=並列)にして測定した。

    データ
      全体                   部分拡大
    HT7750A_Iw30.gif HT7750A_Iw31.gif

    HT7750A_Iw32.gif HT7750A_Iw33.gif
    LED電流が3V時の半分になる入力電圧(グラフから読み取り値)
     22Ω  約1.35V
     12.2Ω 約1.4V
     22Ω(30mA)が意外と高いのはフリーラン領域であり純粋に抵抗値が高い影響と思われる。
     アルカリ乾電池の終止電圧0.9V*2=1.8Vにはまだ余裕があるし、LED電流のグラフの傾きからしても、もう少し電流を流しても大丈夫と思われる。(10Ω 60mAは全然大丈夫なはず。)

     逆に0.8V(0.4V*2個)位でも光るので全く使い道がない位へたった乾電池でも手元、装置のパネル位は照らせる。 常夜灯にも使える。 (但し、乾電池の液漏れの可能性は増します。)
       常夜灯については別の記事をご覧願います。
     そういう意味では大電流でなくても電池2個+白色LED1個での点灯は興味深い。

    ・12.2Ω(50mA)の入力電流と効率
    HT7750A_Iw34.gif
    電流からすると1.6Vまでフリーラン、それ以上でスイッチング制御と思われる。

    DC/DCとしての出力効率(電流制限抵抗込みの効率)とLEDへの電力としてみた場合の効率(電流制限抵抗分はロスとみる)。
    LEDでの電力効率としては60~70%位とあまり良くない。
     最大の原因はLEDが3.1V位に対して電流制限抵抗で0.6V食うこと。
      LEDは複数個直列の方がこのロスは相対的に少なくなる。
     次の原因はDC/DCとしての効率が80%前後なのは悪くはないがよくもないため。
      ブレッド・ボードで100mA前後の電流(ピークは数倍)を流しているためか、マイクロインダクターでは少し無理があるのかもしれない。

    アルカリ乾電池での点灯時間
     単三 2000mAh(@0.9V)
     1.8~3Vまでの平均電流は94.4mAなので計算すると21.2時間
     LED電流(明るさ)が半分になるのは約1.4Vなので実際はもう少し使える。
      視覚的には照度(電流)1/10で明るさ半分に見えるので実際はもう少し下まで使える。
     アルカリ乾電池を十分に使いきることができる。

    今回の回路は出力電流的にハイパワーLEDの点灯には役不足。
    だが、そもそも1A前後の電流が必要なハイパワーLEDを電池で点灯すると単四、単三で1~2時間程しか点灯できない。
    ハイパワーLEDの電池駆動は明るさの点ではインパクトがあるが実用面では厳しいのではないかと思う。
    個人的は最低冬場の一晩、約16時間以上はもって欲しいと思う。

    それでもハイパワーLEDを使いたい場合(100~200mA)は、インダクターはLHL08NB470K(秋月電子通商)、コンデサC3は47~100uFにした方がスイッチングの安定、効率の点でよい。

    次回も引き続きデータ測定です。
     複数個のLED、電池三本も試さなくてはならないので後2回位はかかりそうです。
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    コメント

    非公開コメント

    LED20mAはダメでしょうか?

    全くの初心者ですが、最近、LEDに興味を持って何か作りたくて、色々と調べていたら、実例をデータと共にまとめられていて、とても参考になります。

    この記事では30mA、50mAでの例ですが、20mAで長時間、使うは可能ですか?
    乾電池1本の例では、18mAで紹介されていたので。
    今回は電気の損失(効率)を重視されているのかもしれませんが。

    LED20mAではダメでしょうか?修正版

    パスワードが分からなくて修正版です。

    全くの初心者ですが、最近、LEDに興味を持って何か作りたくて、色々と調べていたら、実例をデータと共にまとめられていて、とても参考になります。

    この記事では30mA、50mAでの例ですが、抵抗30Ωで20mAのLEDの点灯は可能ですか?
    乾電池1本の例では、18mAで紹介されていたので。
    今回は電気の損失(効率)を重視されているのかもしれませんが。

    Re:LED20mAはダメでしょうか?

    しん 様
    こんばんは。

    まず、最大20mAのLEDで20mA流すのはLEDの寿命の点で好ましくないので33Ωにして18.2mAにした方が良いでしょう。
    それに明るさ(LED電流)が2倍違っても人間はチョット暗く/明るくなったかなという程度しか感じないので30Ωでも33Ωでも違いは分かりません。
    人間は明るさ、音量は10倍位違って半分/2倍と感じるようです。
    この記事の30mAの回路で20mAでも動くと思いますが、18.2mAで最適化した(効率が良いい)記事は下記です。
    http://eleclabyrinth.blog.fc2.com/blog-entry-155.html

    それと抵抗器を買う場合、1本だけ買うならどうでもよいのですが、100本100円とか買う場合なるべくよく使われる抵抗値にした方がいいです。
    それにはなるべくE系列の低いものにするということです。30ΩはE-24系列ですが33ΩはE6系列です。
    http://sim.okawa-denshi.jp/keiretu.htm
    E系列の詳しい説明は下記をご参考になさって下さい。
    https://synapse.kyoto/tips/E_series/page001.html

    それと、HT7750A関連の記事の目次は下記になります。
    http://eleclabyrinth.blog.fc2.com/blog-category-5.html#ht7750a

    分かりやすい説明に感謝!

    Friendship 7さん、抵抗の解説からありがとうございます!

    見よう見まねで、原理は全く理解できていないのですが、なんとか1つずつでも作っていきます。

    電流の測定は、電流測定アダプターで、抵抗1%のもので作成済みです。

    本当にありがとうございます。

    Friendship 7

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