3 лучших схемы джоуля-вора

Схема джоулева вора - это, по сути, эффективная автоколебательная схема повышения напряжения, построенная с использованием одного транзистора, резистора и катушки индуктивности, которая может повышать напряжение от любого мертвого элемента AAA 1.5 до 0,4 В до гораздо более высоких уровней.

Технически может показаться невозможным зажечь светодиод 3,3 В источником 1,5 В, но удивительная концепция «похитителя джоулей» делает этот вид таким простым, эффективным и практически невероятным. Кроме того, схема дополнительно гарантирует, что ни одна капля джоуля не останется неиспользованной в ячейке.

Схема джоулева вора довольно популярна среди всех любителей электроники, потому что эта концепция позволяет нам управлять даже белыми и синими светодиодами от источника 1,5 В, который обычно требует 3 В. для яркого свечения.

Дизайн # 1: светодиодный драйвер мощностью 1 Вт Joule thief

В данной статье обсуждаются 3 такие схемы, однако здесь мы заменяем традиционный светодиод диаметром 5 мм светодиодом мощностью 1 Вт.

Обсуждаемая здесь концепция остается в точности идентичной обычной конфигурации «похититель джоулей», мы просто заменяем обычно используемый 5-миллиметровый светодиод на 1-ваттный светодиод.

Конечно, это будет означать, что батарея разрядится намного раньше, чем 5-миллиметровый светодиод, но это все еще экономичнее, чем использование двух 1,5-ячеек, не включая схему вора джоулей.

Попробуем разобраться в предлагаемой схеме по следующим пунктам:

Если вы видите принципиальную схему, единственной, казалось бы, сложной частью является катушка, остальные части просто настроить. Однако, если у вас есть подходящий ферритовый сердечник и несколько запасных тонких медных проводов, вы сделаете катушку за считанные минуты.

Вышеуказанная конструкция может быть дополнительно улучшена путем подключения выпрямительной цепи с использованием диода и конденсатора, как показано ниже:

Список деталей

• R1 = 1K, 1/4 Вт
• C1 = 0,0047 мкФ / 50 В
• C2 = 1000 мкФ / 25 В
• Т1 = 2N2222
• D1 = 1N4007 лучше, если использовать BA159 или FR107
• Катушка = 20 витков с каждой стороны с использованием 1 мм эмалированного медного провода над ферритовым кольцом, которое удобно вмещает обмотку

Катушка может быть намотана на тороидальный ферритовый сердечник T13 с использованием суперэмалированного медного провода 0,2 мм или 0,3 мм. Примерно двадцати поворотов с каждой стороны будет вполне достаточно. Фактически, любой ферритовый сердечник, ферритовый стержень или стержень также хорошо послужат этой цели.

После этого остается только закрепить детали показанным способом.

Если все будет сделано правильно, то подключение фонарика на 1,5 В мгновенно очень ярко осветит подключенный светодиод мощностью 1 Вт.

Если вы обнаружите, что соединения в цепи в порядке, но светодиод не горит, просто поменяйте местами клеммы обмотки катушки (первичные или вторичные), это немедленно решит проблему.

Как работает схема

Когда схема включена, T1 получает триггер смещения через R1 и соответствующую первичную обмотку TR1.

T1 включает и подтягивает все напряжение питания к земле и в ходе этого подавляет ток через первичную обмотку катушки, так что смещение на T2 высыхает, мгновенно отключая T1.

Вышеупомянутая ситуация отключает напряжение на вторичной обмотке, вызывая обратную ЭДС от катушки, которая эффективно сбрасывается через подключенный светодиод. Светодиод горит !!

Однако мгновенное отключение T1 также освобождает первичную обмотку и восстанавливает ее до исходного состояния, так что напряжение питания теперь может проходить через базу T1. Это снова запускает весь процесс, и цикл повторяется с частотой от 30 до 50 кГц.

Подключенный светодиод также загорается с такой же скоростью, однако из-за постоянного обзора мы находим его непрерывным.

На самом деле светодиод горит только 50 процентов времени, и это делает устройство таким экономичным.

Кроме того, поскольку TR1 может генерировать напряжения, которые могут быть во много раз выше, чем напряжение питания, необходимое 3,3 В для светодиода сохраняется даже после того, как напряжение элемента упало примерно до 0,7 В, поддерживая светодиод хорошо освещенным даже на этих уровнях.

Как намотать катушку Torroid

Как видно на показанных схемах джоулева похищения, в идеале катушка выполнена поверх тороидального сердечника. Подробнее о катушке можно прочитать в следующей статье. Конструкция катушки точно такая же и совместима со схемами, обсуждаемыми на этой странице.

Схема Overunity с использованием концепции Joule Thief

Список деталей

R1 = 1K, 1/4 Вт T1 = 8050 TR1 = см. Текст Светодиод = 1 Вт, высокая яркость Ячейка = 1,5 В фонарик AAA

Вышеупомянутая схема также может приводиться в движение с помощью двигателя постоянного тока. Простого диода и выпрямительного конденсатора фильтра было бы достаточно, чтобы преобразовать питание от двигателя, подходящее для очень яркого освещения светодиода.

Если вращение двигателя поддерживается с помощью конструкции турбина / пропеллер и приводится в действие энергией ветра, светодиод можно поддерживать непрерывно, совершенно бесплатно.

Список деталей

• R1 = 1K, 1/4 Вт
• Т1 = 8050
• TR1 = см. Текст
• Светодиод = 1 Вт, ярко-яркий элемент = 1,5 В Ni-Cd
• D1 --- D4 = 1N4007
• C1 = 470 мкФ / 25 В
• M1 = Маленький двигатель постоянного тока 12 В с пропеллером

Схема №2: Освещение синего светодиода с помощью элемента 1,5 В

Светодиоды становятся популярными день ото дня и используются во многих областях, где экономичное решение для освещения становится проблемой. Светодиоды сама по себе очень экономичны, насколько потребление энергии касается, однако исследования никогда не удовлетворены, и они изо всех сил стараются, неумолимо сделать устройство еще дальше эффективного их энергопотреблении.

Вот альтернативный дизайн простого сине-белого светодиодного драйвера, который работает с напряжением всего 1,5 В для освещения светодиодов 3,3 В и выглядит довольно потрясающе и слишком хорошо, чтобы быть правдой.

Если мы просмотрим данные синего или белого светодиода, мы легко обнаружим, что этим устройствам требуется минимум 3 вольта для оптимального свечения.

Однако в настоящей конструкции используется только один элемент на 1,5 В для получения того же напряжения, что и для аккумулятора 3 В.

Вот где вся конфигурация становится особенной.

Важность индуктора

Уловка заключается в индуктивности L1, которая фактически становится сердцем схемы.

Вся схема построена вокруг единственного активного компонента T1, который соединен как переключатель и отвечает за переключение светодиода на очень высокой частоте и при относительно высоком напряжении.

Таким образом, светодиод никогда не включается постоянно, а остается включенным только в течение определенного периода времени, однако из-за постоянства зрения мы обнаруживаем, что он включен постоянно, без каких-либо колебаний.

И из-за этого частичного переключения потребление энергии также становится частичным, что делает потребление очень экономичным.

Эту схему «похитителя Джоуля» можно смоделировать с помощью следующих точек:

Как это устроено

Как видно на схеме, в схеме задействован только один транзистор T1, пара резисторов R1, R2 и индуктор L1 для основной работы.

При включении питания транзистор T1 мгновенно смещается в прямом направлении через левую половину обмотки L1. Это протягивает ток, хранящийся внутри L1, через коллектор T1 на землю, что технически вдвое превышает значение приложенного напряжения питания.

Заземление L1 мгновенно отключает T1, так как действие подавляет базовый ток смещения T1.

Однако в момент выключения T1 пиковое напряжение, в два раза превышающее значение напряжения питания, генерируемое в результате обратной ЭДС от катушки, сбрасывается внутри светодиода, ярко освещая его.

Однако это состояние сохраняется только на долю секунды или даже меньше, когда T1 снова включается, потому что его коллектор больше не тянет базовый привод на землю в этот момент.

Цикл продолжает повторяться, переключая светодиод, как описано выше, с очень высокой скоростью.

Светодиод потребляет номинальный ток 20 мА во включенном состоянии, что делает весь процесс действительно эффективным.

Изготовление катушки L1

Изготовление L1 совсем не сложно, на самом деле он не несет особой критичности, вы можете попробовать несколько версий, варьируя количество витков и пробуя другой материал в качестве сердечника, конечно, все они должны быть магнитный по своей природе.

Для предложенной схемы можно использовать провод от выброшенного трансформатора на 1 ампер. Используйте провод вторичной обмотки.

В качестве сердечника, на который необходимо намотать вышеуказанный провод, может быть выбран гвоздь диаметром 3 дюйма.

Сначала вы можете попробовать намотать на него от 90 до 100 витков, не забудьте снять центральный отвод на 50-й обмотке.

В качестве альтернативы, если у вас в ящике для мусора есть несколько длинных телефонных проводов, вы можете попробовать его для дизайна.

Разорвите один из проводов двойной секции и намотайте его на железный гвоздь длиной около 2 дюймов. Сделайте не менее 50 оборотов и следуйте процедурам, описанным выше.

Остальное можно собрать по данной схеме.

При включении питания собранной схемы немедленно загорается светодиод, и вы можете использовать устройство для любого необходимого применения.

Список деталей

Для предлагаемой схемы драйвера белого / синего светодиода 1.5 потребуются следующие детали:

• R1 = 1K5,
• R2 = 22 Ом,
• C1 = 0,01 мкФ
• Т1 = BC547B,
• L1 = как объяснено в тексте.
• SW1 = Нажмите на переключатель ON.
• LED = 5 мм, синий, белый светодиод. УФ-светодиоды также могут работать с этой схемой.
• Поставка = От 1,5 карманного фонарика или кнопочного элемента.

Схема №3: ​​Освещение четырех светодиодов мощностью 1 Вт с помощью элемента питания 1,5 В

Можете ли вы представить себе, как через несколько ячеек на 1,5 В осветить четыре ряда светодиодов по 1 Вт? Выглядит совершенно невозможным. Но это можно сделать, просто используя катушку из обычного провода динамика, транзистор, резистор и, конечно же, карандашную ячейку на 1,5 В.

Идея была предложена мне одной из ярых подписчиков этого блога г-жой MayaB, вот подробности, давайте изучим их:

Схема работы

К вашему сведению, я пробовал этот простой JT, используя 40-футовый. парный провод динамика (24AWG) куплен в долларовом магазине (разумеется, за 1 доллар).

Нет тороида, нет ферритового стержня, просто намотан простой воздушный сердечник, чтобы сделать его больше похожим на катушку (диаметром около 3 футов), и привязан провод крутильной стяжкой (чтобы провод оставался как катушка).

Я использовал транзистор 2N2222, резистор 510 Ом (выяснил, что это лучший вариант с помощью потенциометра), и смог ЯРКО зажег четыре (это все, что у меня было) последовательно включенных 1-ваттных светодиода высокой мощности (для чего требуется такое же количество тока. как если бы он использовался только для одного светодиода) от двух батареек AA 1,5 В (то есть источника питания 3 В).

Можно использовать только один 1.5AA, но он будет тусклым (конечно). Я также добавил диод 1N4148 на вывод коллектора транзистора непосредственно перед светодиодом, но не могу сказать, увеличил ли он яркость.

Многие люди использовали конденсатор параллельно с батареей, утверждая, что он будет светить светодиоды дольше, я еще не тестировал эту часть.

Я читал, что добавление электролитического конденсатора 220 мкФ / 50 В параллельно аккумулятору заставит свет работать дольше, добавление керамического дискового конденсатора 470 пФ / 50 В параллельно резистору компенсирует потери тока в резисторе и добавление диода 1N4148 (это переключающий диод, но я не знаю, как это повлияет на яркость) на коллекторе транзистора до того, как светодиоды последовательно сделают светодиоды ярче.

Использование элементов AAA 1,5 В

У меня нет осциллографа, чтобы проверить все эти эффекты. Однако я хотел бы использовать аккумуляторные батареи вместо обычной батареи AAA 1,5 В и сделать ее саморегулирующейся (или, по крайней мере, полусаморегулируемой) схемой, добавив солнечную батарею калькулятора и мини-джоулевый вор на маленьком тороиде, чтобы продолжать зарядку. батарея прослужит намного дольше.

Мне действительно нужно добавить LDR, чтобы светодиоды зажигались только в темноте и заряжались в дневное время. Ваши предложения и идеи всегда приветствуются. Еще раз спасибо за проявленный интерес.

С уважением,

MayaB

Принципиальная электрическая схема

Образцы изображений

Отзыв от MayaB

Привет, Свагатам, Хотя это давно известная схема Joule Thief, я не обнаружил чего-то нового, но спасибо за публикацию новой статьи от моего имени, я оценил это.

С уважением, MayaB

Как улучшить яркость светодиодов

Пс. На выходных я скрестил вашу схему с схемой, которую отправил вам сюда, и она оказалась ослепительно яркой (предупреждение: может ослепить ваше зрение, хе-хе).

Я использовал тот же провод динамика (упомянутый выше), транзистор 8050SL, резистор 2,2 кОм (параллельно с конденсатором 470 пФ), один светодиод высокой мощности 1 Вт, дроссель 100 мкГн (подключенный от коллектора транзистора к положительной шине источника питания) и 1 диод (1N5822 подключен на базе транзистора к положительной шине источника питания).

Я использовал две батарейки АА 1,5 В (всего 3 В) для питания. И, кстати, можно добавить LDR между резистором 2,2 кОм и отрицательной шиной, чтобы выключить светодиод при дневном свете. К сожалению, в этой конфигурации не удалось зажечь более одного светодиода мощностью 1 Вт с транзистором 8050SL.

Еще одна конструкция для освещения светодиодов большой мощности

В концепции обсуждается еще одна популярная схема «похититель джоулей», на этот раз использующая силовой BJT 2n3055, импровизированный моим старым другом Стивеном в его собственном уникальном стиле. Давайте рассмотрим суть разработок в следующей статье:

В нескольких предыдущих статьях мы рассмотрели несколько интересных теорий, кратко изложенных ниже:

• Схема зарядного устройства Stevens Radiant Joule Thief и результаты испытаний в воскресенье, 9 мая 2010 г.
• Схема радиантного джоулева вора, которую я построил из схемы, представленной на видео на YouTube, и вот результаты.
• С аккумулятором блока питания размера AA, с оставшимся в нем измеряемым напряжением всего 1,029 вольт, я получил выходной сигнал от излучающего зарядного устройства Joule Thief, равный 12,16 вольт при 14,7 мА.
• Тест 2 с использованием небольшой батареи блока питания a23. При измеренном напряжении в ней 9,72 В я получил 10,96 В из цепи при 0,325 мА.
• Тест 3 Я использовал полностью заряженную перезаряжаемую батарею nimh на 9 вольт с измеренным зарядом 9,19 вольт постоянного тока, и я получил 51,4 вольт при 137,3 мА на выходе из схемы зарядного устройства излучающей джоулевой батареи.
• Тест 4 Я использовал кнопочную батарею 3575a с измеренным зарядом в ней 1,36 В, и я получил 12,59 В на выходе при 8,30 мА.
• Тест 5 Я использовал батарейку-таблетку l1154 с измеренным в ней 1,31 В, и я получил выходное напряжение 12,90 В при 7,50 мА.
• С аккумулятором SLR с оставшимся напряжением 12 вольт я получил выход 54,9 вольт при 0,15 ампер.

Вот упрощенный чертеж, с помощью которого я построил зарядное устройство Radiant joule thief. Катушка индуктивности, которую я намотал так много витков, что намотать больше не стала.

Но я принес 2x5 или 6 метров многожильного медного провода неизвестного калибра из изолированного провода dicksmiths Electronics, и я намотал большую его часть, за исключением, кажется, нескольких футов.

В последнем тесте я использовал свой карандашный блок питания Battery, но я не повторно измерял в нем напряжение.

Я запитал с его помощью похитителя энергии излучения Джоуля, а на выходах я поставил электролитический конденсатор емкостью 2200 мкФ, рассчитанный на 50 вольт.

Я вытащил от него провода мультиметра и до остановки дошел до 35,8 вольт, и это заряд, подаваемый на конденсатор,

Раньше у меня было 27,8 вольт, но когда конденсатор заряжался до половины отметки, подъем напряжения замедлялся, возможно, из-за низкого напряжения батареи.

Придется заново измерить и провести тест еще раз более подробно.

Замыкание конденсатора дало щелчок и искры. Я попробовал еще раз зарядить его, но на этот раз я сбросил заряд конденсатора обратно во вход, и это загорелось неон за секунду до снижения максимального заряда

Следующий эксперимент был другим, у меня были выходы моего измерителя, установленные на диапазон 200 милливольт, а отрицательный вход У меня был отрицательный блок питания A23, сидящий на отрицательном входе и верхнем положительном колодце.

Мой палец был на нем только, поскольку для положительного входа он был проведен к прямоугольному участку печатной платы на конце провода, удерживаемого в воздухе зажимом aligater.

Показания росли с большей скоростью, я получил 47.2 милливольт, прежде чем я остановился.

Хорошая скорость из ниоткуда с обрывом здесь, но я также держал корпус батареи во время эксперимента. Я просто повторил эти тесты и теперь получил значительно улучшенные результаты ...

Мои тесты будут продолжаться, и я буду держать вас в курсе последних новостей, а пока продолжаю заниматься своими руками.

Что ж, это были 3 лучшие схемы, использующие концепцию вора джоуля, которую я вам представил, если у вас есть еще такие примеры, пожалуйста, не стесняйтесь публиковать информацию через свои ценные комментарии.

Ссылка: https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief