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zoom RSS 1.5Vで白色LEDを点滅する――CMOSチャージポンプ(2)

<<   作成日時 : 2015/11/23 20:52   >>

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――高速点滅で連続点灯に見える改良回路――

前回製作したチャージポンプは、
発振器のデューティ比が50%で効率が悪く、
約0.9秒ごとに点滅するものでした。

今回はデューティ比を変更して効率を改善し、
点滅が高速になったため、ほぼ連続点灯に見えるようになりました。

■ 回路図



 IC:74HC00            VDD 1.5V ―●―
    (4回路入りNAND)                 │
                             R2 そ
    VDD:14                   1k そ
    GND:7        13             そ
                  +―│ ̄  11 │/│  │
          +―――――――● │  )○――│/│――●
          │       +―│_     │/│  │
          │      12           + │
          │  │ │            C2  │
+―――――――●―⌒――│ │――+         47μ │
│       │ │  │ │  │             │
│       │ │       │             そ
│  R1   そ │  C1   │         R4  そ
│  330k そ │  0.1μ │         20Ω そ
│       そ │       │             │
│1      │ │4      │             │
+―│ ̄    │ ●―│ ̄   6│       白色LED │
  │  )○―●―● │  )○―●            ―――
+―│_   3│ +―│_    │          ← \ /
│2      │  5      │          ← ―――
│   R11 そ         │             │
│   51k そ  C11    │         C3  │
│       そ  0.033μ │         47μ │
│       │         │10     +     │
│       │   │ │   ●―│ ̄  8  │/│  │
+―――――――●―――│ │―――● │  )○――│/│――●
            │ │   +―│_     │/│  │
                   9            そ
                             R3 そ
                             1k そ 
                                │ 
                               ―――
                               ///

■ 回路の説明


前半はマルチバイブレータで、点灯デューティを約5%にしています。
動作のしくみは
ダイオードを使わずにCMOSマルチバイブレータのデューティ比を変える
http://yaneno-suzume.at.webry.info/201511/article_3.html

後半は前回と同じ3倍チャージポンプですが、部品の定数を変更しました。
詳しい説明は
1.5Vで白色LEDを点滅する――CMOSチャージポンプ
http://yaneno-suzume.at.webry.info/201105/article_2.html

■ 動作


乾電池1本(1.5V)をつなぐと、数十HzでLEDが点滅し、
連続点灯のように見えます。
暗くなりますが電源電圧が約1.23Vまで低下しても点灯しました。

■ 部品の定数について


チャージポンプの部品定数を多少変化させても動作にはほとんど影響しませんでした。
(これは意外なことでした。)
値に幅があると思えばよいでしょう。

C2,C3  3.3μ〜470μ
       1μ以下にすると暗くなる

R2,R3  1k〜2k
       3.3kでは少し暗くなる

R4     10〜100Ω
       LED保護用の電流制限抵抗ですが、適値が分かりません。
       100Ωにすれば安心ですが、少し暗くなります。

上記の値はLEDによって異なってくると思います。
LEDの種類によっては全く点灯しないかもしれません。

■マルチバイブレータの定数を変更すると、点滅動作もできます。
一例として、
 C1, R1 =0.1μ,4.7M
 C11,R11=0.1μ,470k
で毎秒3回くらい点滅します。
目印や警告用にはこれくらいが良いかもしれません。

■ ダイオードでデューティ比を変える


ダイオードを使ってマルチバイブレータのデューティ比を変える一般的な
回路も実験したところ、同様に動作しました。
ダイオードを使わない回路と比べても、機能・性能にはあまり差がないようでした。

部分的な回路図を示します。

             │ │
+―――●―――●――――│ │――+
│   │   │    │ │  │
│   │   │         │
│  ―――  そ   0.01μ │
│  \ /  そ         │
│  ―――  そ 330k    │
│   │   │         │
│   +―――●         │
│1SS133 │         │
│       そ         │
│       そ 33k     │
│       そ         │
│1      │  4      │
●―│ ̄    │ +―│ ̄   6│
│ │  )○―●―● │  )○―●―→10,9
●―│_   3│ +―│_    
 2      │  5
        ↓
       13,12

■ 用途について


昇圧・点滅回路は工事現場や庭園灯などソーラーLEDに使われています。
(回路方式は違うと思いますが)
たいてい内部のバッテリーは1.2Vで1本となっています。

実際には充電状態で1.4V前後あるので、
今回の回路もある程度動作することでしょう。

買えば良いという話もありますが… (^_^;;


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