{
РЛ ТЕХНОЛОГИЯ
\
к в а н т о в ы
е
На одной из выставок мое внимание при-
влек сиявший яркими огоньками стенд,
который при более подробном ознаком-
лении оказался экспозицией карманных
фонариков. Не обычных, с лампочкой на-
каливания , а светодиодных - в них источ
ником света служит суперяркий светоди-
од. Фонарики были маленькие и симпа-
тичные и имели самый разный дизайн -
от брелоков к ключам до солидных хро-
мированных металлических цилиндров
с оптической системой. Самое же инте-
ресное было написано в про< пекте: ут-
верждалось, что срок службы фонари-
ков от одной батарейки составляет де
сятки и сотни часов. Это утверждение
для электронщика выглядело сомнитель-
ным - светили фонарики очень ярко, на
светодиод смотреть глазами невозмож
но, батарейки явно маленькие - откуда
же берется столы о энергии? Правда, со-
здаваемый фонариками луч слабо сфо-
кусирован и освещает большую пло-
щадь, поэтом; создавав",ое им освеще
ние субъект /зно кажется слабее, чем у
сфокусированного в точку луча обычных
фонарей, но различие в яркости не
объясняло столь большое различие во
времени работы - обычный фонарик
светит часа два-три. Рекламное заявле-
ние требовало проверки. Через некото-
рое время я увйдел один из фонариков-
брелоков в магазине и ради любопытства
купил. Дома проверяю - в темноте све-
тит неплохо, свет белый, с голубоватым
оттенком, ориентироваться и читать книж-
ку вполне можно. Естественно, вскрываю
и обнаруживаю внутри две последова-
тельно соединенные трехвольтовые ли-
тиевые батарей!
.1
для часов и калькуля-
торов и светодиод с выключателем За-
меряю ток через диод - 80 мА Емкость
батарейки я знаю - примерно 120 мА/ч.
Делим 120 мА/ч на ток 80 мА, получаем
1,5 часа непрерывной работы. Продавец
же обещал 50 часов. Так, 1,5 часа и 50
часов - разница слишком большая, что-
бы объяснить ее погрешностями измере-
ний и вариациями емкости батареи. Не-
ужели рекламный трюк? На всякий слу-
чай решаю проверить время работы на-
прямую. Кладу тяжелую железку на кног
ку выключателя фонарика и оставляю
фонарик включенным. Через 2 часа, бу-
дучи уверенным,, что он еле светит или
погас, проверяю фонарик и обнаружи-
ваю, что он светит почти так же ярко, как
и вначале. Странно, видно батарейка по-
палась очень свежая, никак не садится
Проверяю еще через час - продолжает
светить. Жду еще - ничего не меняется.
Отправляюсь спать. Утром встаю, смот-
рю - светит! Не столь ярко, как вначале,
но вполне при! |Ично, субъективно раза в
фонарики
2 слабее. А ведь прошло уже 12 часов с
момента включения. Какое-то чудо, ма-
гия, явно нарушены законы электриче-
ства. Если так пойдет, то шансы на то,
что заявленное в рекламе время работы
окажется не “уткой”, явно высокие. Сно-
ва разбираю фонарик и начинаю изме-
рять токи и напряжения. Ток упал в 5 раз,
батарейка по всем критериям разряже-
на, а он все светит! Через некоторое вре-
мя ток падает уже в 10 раз - а светит ярко.
Если светить с перерывами, во время ко-
торых батарейка частично восстанавли-
вается, то суммарное время свечения как
раз и подходит к заявленным 50 часам.
Так, начинаю понимать - парадокс зак-
лючается в прямолинейности мышления
технаря. Если в обычной лампочке нака-
ливания уменьшить ток на 15%, ее яр-
кость сильно падает, а если ток умень-
шить на 50%, то она перестает све гить. В
дорогих криптоновых лампочках для фо-
нарей ток меняется менее, чем на 10%.
Поэтому емкость батареи и начальный
ток однозначно определяют время рабо-
ты. В случае же светодиода уменьшение
тока в 10 раз приводит
>
мшь к некоторо-
му уменьшению субъективной яркости,
поскольку чувствительность таза носит
логарифмический характер. Вооможнс
что при уменьшении тока светодиода от
максимального до некоторого среднего
значения увеличивается КПД, но узнать
об этом пока нс удалось. Поэтому рас-
считать время свечения светодиода го-
раздо сложнее, непостаточно измере-
ний в одной точке, а нужно знать всю
вольтамперную характеристику. И неиз-
вестно также, на сколько дольше может
протянуть батарейка за границами тех-
нических условий. Испытанный мной эк-
земпляр светодиода ослепительно сиял
при токе 120 мА, вполне ярко светил при
20 мА, при токе 2 мА освещение на рас-
сгоянии 10 см позволяло читать текст,
при токе 0,1 мА работал как обычный
светодиод, при токах менее 50 мкА све-
чение уже почти не видно. Обычный
светодиод можно использовать как ин-
дикатор при токе 1,5.
..2,0 мА, так что
примерно 20-кра1НОе повышение эф
фективности преобразования тока в
свет налицо. Минимальное напряжение
на светодиоде находится в обратной
зависимости от длины волны: для крас-
ных светодиодов оно составляет 1,5 В,
для белых - 2,2 В и синих - 2,9 В. По-
этому для синих светодиодов напряже-
ния двух элементов уже недостаточно,
нужно три элемента или преобразова-
тель напряжения.
Некоторое время спустя я приобрел
светодиодный фонарик фирмы Сате!юп.
Он снабжен приличным рефлектором и
Александр Еркин
в нем есть преобразователь напряжение-
ток, благодаря которому он, во-первых,
может работать от двух пальчиковых ба-
тареек АА и, во-вторых, яркость свечения
не зависит от напряжения батарей, мож-
но даже работать от одной батарейки. Ми-
ниатюрная схема преобразователя смон-
тирована на рколе светодиода, в целом
конпрукция стала похожа по размерам
на обычную лампочку для карманного фо-
наря с цоколем. Ток потребления оказал-
ся довольно большим -240 мА, почти как
у обычной лампочки. Пришлось разоб
раться со схемой. Один транзистор транс-
форматор на колечке. КПД оказался ме-
нее 30%. Может, попался бракованный
фонарик поскольку стоил он подозри-
тельно дешевс Пришлось переделать
схему преобразователя, взяв за основу
DC DC-преобразователь ADS1110 фир-
мы Analog Devicer. Ток потребления сни-
зился до 80 мА, КПД составил 75%. По-
лучился приличный фонарик, теперь он
действительно может светить часов 30.
Погы гался улучшить оптику фонарика.
Из-за направленного излучения рефлек-
тор оказывается неэффективным. Гораз-
до лучше использовать линзу, которая
дает красивый ярко освещенный круг и
главное - внутри круга равномерное ос-
Bei
i !ение, в отличие иг обычного фонаря.
Идеальный фонарик Далее я попробо-
вал установить светодиод с преобразо-
вателем в карманный фонарик с динами-
ческим генератором - “жучок” Получг
лось отлично - из наполгающего руку,
мерцающего и нервирующего аппарати-
ка получается довольно удобный в
пользовании (динамо стало крутиться по-
чти без усилий) фонарик с равномерным,
не прыгающим лучом. При этом практг
чески вечный - срок службы светодиода
100 тысяч часов, и только механика из-
носится быстрее или корпус разобьется.
..
Суперяркий светодиод - родственник
полупроводникового лазера, в основе его
работы лежат парадоксальные законы
квантового мира. Энергия электрическо-
го тока почти полностью преобразуется
в энергию квантов света, КПД приближа-
ется к 90%. Если потрогать корпус свето-
диода. он холодный - потери тока на теп-
ло малы. Но если зажать светодиод паль-
цами, становится горячо: свет поглощь
ется кожей и нагревает ее. Точно так же
как свет солнца. Так что суперяркий све-
тодиод оказывается очень интересным
прибором, и фонарики на его основе най-
дут свое постоянное место на рынке бы-
товой электроники.
Печатается с разрешения
редакции журнала “CHIP NEWS'.
"CHIP NEWS", №5,2003 г.
----------------------------------------------------------------1 37
Радиолюбитель - 0 2 /2 0 0 5 |
предыдущая страница 38 Радиолюбитель 2005-02 читать онлайн следующая страница 40 Радиолюбитель 2005-02 читать онлайн Домой Выключить/включить текст