Měnič pro bílou LED 1W s obvodem L6920

V tomto případě jsem zatoužil upgradovat svou čelovku, a místo žárovky použít modul s výkonovou bílou LED.
Příznivé pro takovou akci bylo to, že svou oblíbenou čelovku jsem sehnal v prodejně GES za pouhých 80,- kč,
a modul 1W teple bílé LED pro změnu v prodejně GM za "pouhých" 85,- kč.
Naopak problémem bylo opět vyrobit vhodný měnič, který by napětí dvou tužkových AA baterií zvýšil na přibližně 3,3V potřebných pro LED modul, navíc při proudu kolem 300mA.

Pro tentokrát jsem použil obvod L6920 firmy ST Microelectronics.
Jedná se o obvod spínaného zdroje zvyšující napětí, vyžadující minimum externích součástek. Obvod má umožňovat odebírat proud až 400mA, má stabilizované výstupní napětí nastavitelné úrovně (mezi 3,3 a 5V), pracuje již od napájecího napětí 1V,
a má nastavitelnou úroveň vlastního vypnutí při vybitých bateriích.
Na pohled tedy ideální součástka pro danou aplikaci, jediný problém je obvod sehnat :) , ale i to se nakonec podařilo.



Zapojení obvodu je na obrázku, asi nemá cenu k tomu něco dodávat, vše je podle doporučeného zapojení
v datasheetu.

Snad jen několik poznámek k funkci obvodu a výsledkům :
1.
Při zatížení proudem více jak 100mA je potřeba počítat s poklesem napětí na výstupu, ale to v našem případě
vůbec nevadí, nastaví se prostě takové napětí aby LED modulem šel příslušný proud.
(Při nižším napájecím napětí proudová zatížitelnost samozřejmě klesá, při 1V je již pokles napětí z 5 na 4,5V při 50mA)
2.
Při nastavování výstupního napětí např. potenciometrem je potřeba postupovat dost opatrně, při "nevhodné"
velikosti nastavovacích odporů (třeba v krajní poloze potenciometru) najednou prudce stoupne odběr proudu obvodem,
zřejmě se něco rozkmitá nebo obvod prostě "zblbne", a je velká pravděpodobnost jeho zničení.. (podařilo se mi :)
3.
Vypínání obvodu funguje výborně, při napětí na LBI menším jak 1,23V je na LBO nula, a tou se na SHDN obvod vypne.
(To ovšem znamená že se jen vypne měnič, a na výstup stále proniká napájecí napětí, což ale v našem případě opět nevadí,
protože nápajecí napětí je cca 2,5V, a to LED modul ještě nesvítí.)
Odporový dělič jsem nastavil tak, aby došlo k vypnutí při napětí baterií nižším než cca 1,8 až 2V.
4.
Vlastnosti měniče dost závisí na použité cívce. Když má míň závitů tlustším drátem dosáhne se větší proudové zatížitelnosti,
ale při horší účinnosti. Při cívce s hodně závity slabším drátem je dobrá účinnost, ale ne tak tvrdý výstup.
Na druhou stranu stačí cívka malých rozměrů bez nároků na materiál a pod. Já použil SMD cívku cca 22uH.
(může být tak 15 závitů drátu průměru 0,3mm na jádru)
5.
Proud LED modulem jsem nakonec nastavil na 250mA jako optimum mezi jasem a účinností.
Při nominálním proudu modulu 350mA není tak dobrá účinnost, a přírustek světla není tak znatelný,
při 200mA je naopak již vidět pokles svítivosti, za to účinnost se blíží 90%.
Při 250mA do zátěže a napájení 2,5V je odběr cca 400mA, účinnost se tedy pohybuje někde lehce nad 80%.
6.
Proud LED modulem, resp. výstupní napětí je krásně stabilizováno v rozsahu napájecího napětí
2 až 2,5V, takže i při vybíjejících se bateriích svítí čelovka stále stejně intenzivně než definitivně vypne.



Závěrem bych chtěl poznamenat, že jsem se zapojením náramně spokojen, obvod L6920 se zdá být to pravé ořechové,
měnič má všechny potřebné vlastnosti (výborná účinnost, stabilizace proudu, vypnutí při vybitých bateriích, nízké napájecí napětí),
a co se týká svítivosti modulu, připadá mi zhruba 3x jasnější než předchozí žárovička (2,5V/300mA),
nemluvě o rovnoměrném rozložení jasu v okolí hlavního kuželu daného reflektorem čelovky.
Odběr proudu je sice o polovinu vyšší, ale i tak to vychází na alespoň dvojnásobné zlepšení :)