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LEDライトの調光回路

 以前の記事の、 実体顕微鏡のLEDライトの製作の中で出てきた回路ですが、電子工作のカテゴリでもう少し詳しくご紹介したいと想います。

◇回路図
回路図
 LEDは12並列あるので、最大240mA(20mA×12)の電流を流す回路です。動作としては、LEDの電流をオペアンプとQ1で一定に保ちます。オペアンプなど使わないでも、トランジスタで工夫すれば同じような回路は作れるのでしょうが、ボリュームの回転角とLED電流を比例させたかったのでこの方式にしました。R3の電圧はLED電流に比例(厳密にはLED電流はQ1のベース電流の分だけ少ない)、R3は1Ωなので、最大電流時には240mV。ということで、オペアンプの入力は、最大240mVになるようにR1とVRの分圧比を設定します。

 Q1の2SC3964はスイッチング用なので、こういうアナログ動作は苦手かもしれませんが、オペアンプの帰還ループに入れてしまえば問題無いでしょう。何しろこの石は、秋月なら8個で200円と安いのでよく使ってます。

 電源には16Vに安定化されているスイッチングタイプのACアダプタを使っています。なので、U2の3端子レギュレーターは省略しても構わない(R1は要調整)のですが、後で気が変わって普通のトランスタイプのACアダプタに変えても問題無いように入れておきました。

 ところで、この16Vという電源電圧は絶妙な値です。LED 4個の電圧降下は13.2V、LEDのバランス抵抗Rsで0.94V、R3の電圧降下の0.24Vを合計すると14.38Vになります。つまり、Q1では残りの1.62Vを処理するだけでよいので、発熱は、たった0.39Wで済みます。
 ちなみに、トランスタイプのACアダプタを使うと、レギュレーションが悪いので、余剰電圧が大きくなりQ1の発熱が増える場合があるので注意が必要です。その場合でもある程度は大丈夫なように、Q1はアルミケースにネジ止めして放熱できるようにしておきました。

◇外観
全体
 この調光器は長く使いたいので、得意の100円ショップのグッズ流用ではなく、小型のアルミシャーシを使いました。右側は16V/1AのACアダプタです。

◇内部
内部
 基板の左の石は3端子レギュレータで、ケースにアルミのLアングルでネジ止めしてあります。これは放熱のためではなく、単にネジ穴として使っているだけです。(^_^)v

 ということで、LED調光器完成です。

 ところで、もしLEDと同じ明るさの照明を電球で作るとなると、回路の方式は変わってきますが、たぶんこの10倍以上の電力を取り扱う回路が必要になるはずです。技術の進歩はありがたいものです。
 あと、調光回路としては、PWMでやれば今風で格好いいのでしょうが、ちょっとそこまでの技術力は現在の私にはありません。
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クルマで使用するには・・・

はじめまして、こんにちは~
突然のコメで失礼致します!
クルマのLED照明で調光できないかといろいろググっていたら、偶然、本記事を見つけました。
ズバリ、クルマのバッテリーを電源にしてこの回路を使用したいと思っています。ただ、電源電圧が13.5~14.5Vと割と不安定ですし、少なくとも16Vに満たないのでちょっと電圧不足かな、と思い、素人考えでLEDのバランス抵抗をとっぱらえばいいのかな~と思ったりもしてますが、正直、自信がないので教えていただけると嬉しいですm(_ _)m
当方、電子工作は大好きですが、電子回路の知識はほとんどありません(笑)

re:クルマで使用するには・・・

華太郎っさん、おはようございます。

この回路を車で使うなら、LEDが4つ直列になっているのを3つ直列に変更するだけで大丈夫です。バランス抵抗はあったほうが安全です。

それと車で使うならヒューズ入れるとか、がっちり配線して振動でも大丈夫に作らないといけませんが、みんからのブログ拝見すると大丈夫そうですね。

No title

こんにちは。
トランジスタの2SC3964が手に入りません。
代替品を教えていただけませんか。
それに伴い変える必要がある部品(定数)が
ありましたら教えて下さい。

norikenさん、こんにちは

こんな記事があったのですね。自分で書いておきながらすっかり忘れていました。

この回路の2SC3964の代替としては、パッケージが同じ物なら2SC3422がいいと思います。

私は手持ちの関係で適当に選んだ2SC3964を使いました。でもパッケージが大きいTO-220の物を使った方が、熱的には安全です。この場合は2SD2012を使った方がいいです。

どちらも秋月で一つ50円でした。この回路ではコレクタ電圧と耐圧、耐電力が大丈夫ならNPNのどのトランジスタを持ってきても動くはずです。

それと、もし可能だったらボリュームはAカーブの物を使った方が光量の変化が人間の感覚に近づきます。
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