2012年06月

秋月電子の 定電流方式ハイパワーLEDドライバモジュール 3W [OSMR16-W1213]
を180円で買いました
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-04790/
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現物を見て回路図を調べました。手書きなので汚いです。
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CL6807というICを使っています。
これは入力電圧範囲8V to 30V 最大出力電流1Aの、LEDドライバーです。
http://www.ic-on-line.cn/download.php?id=1671406&pdfid=303C6D9C90A0EF2DE4EEDD23C16A07E8&file=0337\;cl6807_2194231.pdf

このモジュールを改造して、4V入力で白色LEDを駆動できたらいいな。と思っていましたが。
CL6807には Undervoltage Lockout (UVLO) という回路が入っていて。
CL6807の入力電圧が7V以下になると、内部のスイッチングFETがOFFになってしまいます。
そのため7V以下では使用できないようです。

ダイソーのヘッドランプを改造して、LED仕様にしました

写真です。
急いで作ったので、細かいところはかなり雑です。
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LEDは秋月電子でこれを1個買いました。
3Wナチュラルホワイト色パワーLED 72ルーメン S42180
1個 ¥450(税込)
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-03629/


厚さ2mmのアルミ板を35mm×25mmの大きさに切って放熱器にして。
これにLEDをセメダインスーパーXで接着しました。

スイッチングはPchのパワーFET IRLM6402 を使いました。
NchのFETを使った方が回路が簡単になって良いけれど。
NchのパワーFETで小型でON抵抗が小さくて、2VでON/OFFできる物が入手できなかったのでこれを使いました。
IRLM6402の仕様は Vgs(th)=0.55V RDS(on)=0.05Ω Id=3.7A SOT-23パッケージ 秋月電子で10個200円

抵抗やトランジスタやコイルは手持ち品を使ったので無駄に大きいです。

回路全体の測定結果(下記のデータは周囲温度等で変化するので参考程度にして下さい)
電源電圧 2.0V時 LED電流0.43A
電源電圧 2.4V時 LED電流0.47A
電源電圧 3.0V時 LED電流0.52A


回路図です
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回路について説明します。
この回路は、2~3Vを入力して、3.6V 0.5Aを出力して、白色LEDを駆動する。
実際には、トランジスタのVBEはICと温度で0.4~0.7Vに変化するので、電流は完全に一定ではない。

LMC555-5pin(CONTROL)の電圧を上下すると、Tlowは少ししか変化しないが、Thiは多く変化するので注意。
LMC555-5pin(CONTROL)の電圧を上げると、Tlowはわずかに短くなり、Thiはかなり長くなる。
LMC555-5pin(CONTROL)の電圧を下げると、Tlowはわずかに長くなり、Thiはかなり短くなる。
LMC555-5pin(CONTROL)の電圧を0Vにすると、Tlowが連続して、Thiが無しになる。

もし温度変化や電源電圧の変化でLEDの電流が増えても、以下の順に制御されて、一定になる。
しかし実際には、トランジスタのVBEはICと温度で0.4~0.7Vに変化するので完全に一定ではない。
 LED電流が増える →
 TR1のベース電圧が上がって、TR1のコレクタ電流が増える →
 LMC555-5pin(CONTROL)の電圧が上がって、LMC555-3pin(OUTPUT)のThiが長くなる →
 周期が長くなる(1秒間にコイルに充放電する回数が減る) →
 LEDの電圧が下がって、LED電流が減る

R1は、TaとTbの比率(Ta:Tb)が 1:1~5:1になる値に決める。
ただしSB1を外さないとこの波形は見えない。SB1を通してC2に充電していると、Tbが無になる。
R2は、Ton期間がコイルが磁気飽和するよりも少し短くなる値に決める。(この値はかなり重要)

現状の問題点と次への構想
この回路は、LMC555-5pin(CONTROL)の電圧を上下して、出力電流を制御(増減)している。
LMC555-5pin(CONTROL)の電圧を上下すると、TlowとThiの両方が変化するので、理想的な制御ができない。
電源電圧を2V→3Vに増加すると、電源電流(この回路に入る電流)は減るのに。
なぜか、電源電圧を3V以上にすると、電源電流が増えてしまう。
Thiは常に一定で、Tlowだけが変化する回路にすれば改善すると思う。

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