2013年11月12日火曜日

25W LEDの駆動回路 ~投光器の製作~

こんにちは、kohtaです。

今回は、25WのパワーLEDを入手したので点灯させる回路を作りました。秋月電子通商やデジットで販売されているものです。
投光器として使えるようにします。
汎用性を高めるために、電源は10~25Vとしました。鉛バッテリーでも使用できます。

このタイプのパワーLEDは、発熱がとても多いので放熱させなければなりません。
私は、CPUクーラーを使いました。

 ヒートシンクにM3のネジ穴をタッピングして固定しました。写真には写っていませんが、ファンも使います。ファンがないと放熱が追いつきません。

ケースは、ダイソーのペンケースを使いました。本当は防水仕様にしたかったのですが、放熱の関係で難しいです。
このペンケースは歪んでいるものが沢山あるので選ばなければなりませんw

 電源ジャックは5.5-2.5mmのDCジャックにしました。ノートPCのACアダプタはこのコネクタが多いので、ノートPCのACアダプタでも動かすことができます。


LEDの上に付いているのは、温度センサーです。シリコンダイオードを3個直列にしたものです。
LEDの温度によってファンを自動でON/OFFさせます。



基板は(不)安定のアイロン転写。今回は片面で、表面実装部品は使いませんでした。
この基板、緑が美しいですw


やってみたかったフェイズシフト昇圧チョッパ、コントローラはTL494です。若干大げさな気はしますが……。
 TL494はFET氏から頂きました。インダクタは秋月で買ったものです。90uHの物ですが、20回解きます。(実測15uHになります(多分))


 動作テストのようす。勿論、明るさは可変できるようにしています。
なお、真の定電流駆動!(言ってみたかった

ところで、コネクタを使うと完成度が高まる気がしますw



 回路図
TL494以外は秋月電子で手に入る物です。MOSFETは今はなきPJP75N75を使いました。(ちなみにaitendoで取り扱われています)
50V50AぐらいのNchMOSFETならなんでも良いと思います。FETの放熱板は適当なアルミ板で十分でしょう。
オペアンプはCMOSの入出力RtoRのものでなければなりません。決してLM358などを使ってはいけません。

電源電圧範囲が30Vまでとなっていますが、実際は27VぐらいからLEDが光りだしてしまいます(Vfに近すぎる)ので、25Vが限界だと思います。
MOSFETのゲート耐圧が心配という方が居ると思いますが、ツェナーダイオードがどこかに潜んでいますので探してみてください。

この回路は昇圧型のものなので、感電する可能性があります。注意してください。
一応、LEDが繋がっていなければ45Vで停止するようになっています


これはアパートの2階から駐車場を照らしてみた時の写真です。
とても明るいことがわかります。屋外の作業灯にできそうです。


今後の問題点としては、
・投光器自体の固定方法………三脚に取り付けられるようにするとか
・LEDの加熱保護………温度ヒューズをLEDに直列に付けたい
といったところでしょうか。

パワーLEDは直視すると危険なので扱おうと思っている人は注意してください<(。ε゜)>

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