超高亮度LED手電筒的原理及制作

一．電路原理及特點

超高亮度LED手電筒原理電路圖見附圖所示。圖中VT、R和T構(gòu)成高頻脈沖振蕩器，將1.5V直流電源逆變成為高頻脈沖交流電．經(jīng)脈沖變壓器T升壓后，再通過VD和C整流、濾波成為較高的直流電壓，點亮LED。實際上，這個直流變換器是一種自激振蕩反激式直流變換器。工作原理如下：

接通電源后，電源通過L1b和R向VT提供基極電流，VT開始導(dǎo)通，集電極電流Ic增大，VT逐漸飽和導(dǎo)通。這時L2感應(yīng)出電壓，但是電壓極性是上負下正，VD不能導(dǎo)通，電源能量轉(zhuǎn)變成為電磁能，存儲在脈沖變壓器T中：VT飽和后，由于電感中的電流不能突變，使得Ic下降，L2上感應(yīng)出較高上正下負的電壓，此時VD導(dǎo)通，向C充電，進而點亮LED，電感磁能又變換為電能供給負載（LED）。VT相當于一個開關(guān)，T是儲能元件，VT交替導(dǎo)通和截止，低壓直流電源就被升壓成為高壓直流電，這就是直流變換器的工作原理。

二、元件的選用和調(diào)試

電路中，脈沖變壓器T是關(guān)鍵元件，要用高導(dǎo)磁率磁環(huán)繞制，這是一種功率鐵氧體，具有適應(yīng)高頻大功率的特點，可以從舊節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器或舊電腦主板上拆取磁環(huán)，一般都是高導(dǎo)磁率的，可以滿足要求。宜選用大點的磁環(huán)，太小的磁環(huán)線圈不容易繞下，L1使用普通單股絕緣導(dǎo)線繞10匝，在6匝處抽頭，將L1分成L1a（6匝）和L1b（4匝）兩段，L2用同樣的導(dǎo)線繞10～12匝，單股絕緣導(dǎo)線若不好繞，也可用高強度漆包線繞制。

VT選用電子鎮(zhèn)流器中常用的3DD13003或者MJE13003，要求HFE≥20，R選用100Ω普通金膜電阻．VD選用IN4148開關(guān)管，如果用高頻整流管FR107那就更好了。LED選用直徑8mm～10mm的LED，若用普通的5mm LED，可用2～3只并聯(lián)使用，要挑選性能參數(shù)一致性好的LED管，以防亮度不均勻。

由于電路簡單、使用元件少，所以不必使用印刷電路板，直接用元件搭接就可以了，也可用刀刻出一小塊印刷電路板，安裝在手電筒中。

T的繞組同名端不能接錯，同名端已在電路中用黑點標出，L1和L2的同名端是L1和L2繞制時的起始端。電路焊接好后，必須認真檢查一下，確認電路無誤后方可接通電源調(diào)試。調(diào)試很簡單，將萬用表電流擋串接入電源，調(diào)節(jié)到總電流在100mA左右即可，如果電流太大，可能是VT的放大倍數(shù)太小或者T的磁環(huán)不合格所致，需要更換。

本電路還可以用于1.5v電源的教學(xué)用激光發(fā)射器（電子教鞭）和市售的一些LED小臺燈。如果在本電路中使用更大的磁環(huán)，增加L1和L2的匝數(shù)，提高L2與L1的匝數(shù)比，VT換成3DD13005等更大的功率管，VD和C換成耐壓更高的，電源電壓提高到9v～12v，改進后的電路可以作為簡單的直流高壓發(fā)生器。