3 bästa Joule Thief Circuits

En joule-tjuvkrets är i grunden en effektiv, självoscillerande spänningsförstärkarkrets, byggd med en enda transistor, motstånd och en induktor, som kan öka spänningar så låga som 0,4 V från alla döda AAA 1,5-celler till mycket högre nivåer.

Tekniskt sett kan det verka omöjligt att belysa en 3,3 V LED med en 1,5V-källa, men det fantastiska konceptet med joule tjuv gör att det ser så enkelt och effektivt ut och praktiskt taget otroligt. Dessutom ser kretsen dessutom till att inte en enda droppe 'joule' lämnas oanvänd i cellen.

En joule-tjuvkrets är ganska populär bland alla elektroniska hobbyister, eftersom konceptet tillåter oss att hantera även de vita och de blå lysdioderna från en 1,5V-källa som normalt kräver 3V för att lysa starkt.

Design # 1: Joule thief 1 watt LED Driver

Den här artikeln diskuterar 3 sådana kretsar, men här byter vi ut den traditionella 5 mm LED med en 1 watt LED.

Konceptet som diskuteras här förblir exakt identiskt med den vanliga joule tjuvkonfigurationen, vi ersätter bara den vanligtvis använda 5mm LED med en 1 watt LED.

Naturligtvis skulle detta innebära att batteriet dräneras ganska mycket tidigare än en 5 mm LED, men det är fortfarande ekonomiskt än att använda två 1,5 celler och inte inkluderar en joule-tjuvkrets.

Låt oss försöka förstå den föreslagna cirkuiteten med följande punkter:

Om du ser kretsschemat är den enda till synes svåra delen spolen, resten av delarna är alldeles för lätt att konfigurera. Men om du har en lämplig ferritkärna och några extra tunna koppartrådar, skulle du göra spolen inom några minuter.

Ovanstående design kan förbättras ytterligare genom att ansluta ett likriktande nätverk med en diod och en kondensator, som visas nedan:

Dellista

• R1 = 1K, 1/4 watt
• C1 = 0,0047uF / 50V
• C2 = 1000uF / 25V
• T1 = 2N2222
• D1 = 1N4007 bättre om BA159 eller FR107 används
• Spole = 20 vänder på varje sida med 1 mm emaljerad koppartråd över en ferritring som rymmer lindningen bekvämt

Spolen kan lindas över en T13 torroidal ferritkärna med en super emaljerad koppartråd på 0,2 mm eller 0,3 mm. Cirka tjugo varv på varje sida räcker nog. I själva verket kommer varje ferritkärna, en ferritstav eller stång också att tjäna syftet väl.

När detta är gjort handlar det om att fixera delarna på det visade sättet.

Om allt görs korrekt skulle anslutning av en 1,5 V-penna-cell omedelbart lysa upp den anslutna 1 watt-lampan mycket starkt.

Om du tycker att kretsanslutningarna är okej, ändå lyser inte lysdioden, byt bara ut spolens lindningsterminaler (antingen de primära ändarna eller de sekundära ändarna) så skulle problemet lösa omedelbart.

Hur kretsfunktionerna fungerar

När kretsen slås PÅ, mottager T1 en förspänningsavtryckare via R1 och tillhörande primärlindning av TR1.

T1 slår PÅ och drar hela matningsspänningen till jord och kväver under kursen strömmen över spolens primärlindning så att förspänningen till T2 torkar upp och stänger av T1 omedelbart.

Ovanstående situation stänger av spänningen över sekundärlindningen som utlöser en omvänd emf från spolen som effektivt tappas över den anslutna lysdioden. LED-lampan tänds !!

Stängningen av T1 frigör emellertid också omedelbart den primära lindningen och återställer den till ursprungligt skick så att matningsspänningen nu kan passera över till basen av T1. Detta initierar hela processen igen och cykeln upprepas med en frekvens på cirka 30 till 50 kHz.

Den anslutna lysdioden tänds också i denna takt, men på grund av den ihållande synen ser vi att den lyser kontinuerligt.

Egentligen lyser lysdioden endast under 50 procent av tidsperioden, och det är det som gör enheten så ekonomisk.

Också för att TR1 kan generera spänningar som kan vara många gånger större än matningsspänningen, upprätthålls den nödvändiga 3,3 V till lysdioden även efter att cellspänningen har sjunkit till cirka 0,7 V, vilket håller lysdioden väl upplyst även vid dessa nivåer.

Hur man lindar Torroid-spolen

Som framgår av de visade joule-tjuvkretsarna är spolen idealiskt tillverkad över en torroidkärna. Detaljerna om spolen kan hittas i följande artikel. Spolstrukturen är exakt lik och kompatibel med de kretsar som diskuteras på denna sida.

Overunity-krets med Joule Thief-konceptet

Dellista

R1 = 1K, 1/4 watt T1 = 8050 TR1 = se text LED = 1 watt, hög ljus Cell = 1,5V AAA penna

Ovanstående krets kan också drivas med en likströmsmotor. En enkel diod och en filterkorrigering skulle räcka för att omvandla matningen från motorn som är lämplig för att lysa upp lysdioden mycket starkt.

Om motorns rotation upprätthålls med hjälp av ett turbin / propellerarrangemang och drivs av vindenergi kan lysdioden hållas tänd kontinuerligt, helt gratis.

Dellista

• R1 = 1K, 1/4 watt
• T1 = 8050
• TR1 = se text
• LED = 1 watt, hög ljusstark cell = 1,5V Ni-Cd
• D1 --- D4 = 1N4007
• C1 = 470uF / 25V
• M1 = Liten 12V likströmsmotor med propeller

Design nr 2: lyser upp en blå lysdiod med 1,5 V-cell

Lysdioder blir populära dag för dag och införlivas för många applikationer varhelst en ekonomisk belysningslösning blir ett problem. Lysdioder är i sig mycket ekonomiska när det gäller strömförbrukning, men forskningarna är aldrig nöjda och de försöker hårt, obevekligt för att göra enheten ännu effektivare med sina energibehov.

Här är en alternativ joule-tjuvdesign av en enkel blå och vit LED-drivrutin som fungerar med bara 1,5 volt för de lysande 3,3 V-lysdioderna, och ser ganska fantastisk ut och för bra för att vara sant.

Om vi ​​går igenom databladet för en blå eller en vit lysdiod kan vi lätt upptäcka att dessa enheter behöver minst 3 volt för att tändas optimalt.

Emellertid använder den nuvarande designen bara en enda 1,5 V-cell för att producera samma som med ett 3 V-batteri.

Det är där hela konfigurationen blir mycket speciell.

Induktorens betydelse

Tricket ligger hos induktorn L1 som faktiskt blir kretsens hjärta.

Hela kretsen är uppbyggd kring en enda aktiv komponent T1, som är ansluten som en omkopplare och ansvarar för att växla lysdioden med mycket hög frekvens och relativt hög spänning.

Således tänds lysdioden aldrig PÅ kontinuerligt, utan förblir endast PÅ under en viss del av tidsperioden, men på grund av bestående syn ser vi att den är PÅ permanent utan någon svängning.

Och på grund av denna partiella omkoppling blir också energiförbrukningen partiell vilket gör förbrukningen mycket ekonomisk.

Denna LED Joule-tjuvkrets kan simuleras med följande punkter:

Hur det fungerar

Som framgår av diagrammet involverar kretsen endast en enda transistor T1, ett par motstånd R1, R2 och induktorn L1 för huvudoperationen.

När strömmen slås PÅ är transistorn T1 förspänd direkt genom den vänstra halvlindningen av L1. Detta drar strömmen som är lagrad inuti L1 genom T1-samlaren till jord, vilket är tekniskt sett dubbelt så mycket som värdet för den applicerade matningsspänningen.

Jordning av L1 stängs omedelbart av T1 eftersom åtgärden hämmar basförspänningsströmmen för T1.

Men i det ögonblick som T1 stängs av dumpas en toppspänning dubbelt så mycket som matningsspänningen, som genereras som ett resultat av en bakre EMF från spolen, inuti LED-lampan och lyser upp den starkt.

Villkoret förblir dock bara en bråkdel av en sekund eller ännu mindre när T1 slås PÅ igen, eftersom dess samlare inte längre drar basenheten till marken under det ögonblicket.

Cykeln fortsätter att upprepas och byter lysdioden enligt beskrivningen ovan i en mycket snabb takt.

Lysdioden förbrukar nominellt 20 mA i PÅ-tillstånd, vilket gör hela processen verkligt effektiv.

Att göra spolen L1

Tillverkningen av L1 är inte alls svår, det har faktiskt inte mycket kritik, du kan prova ett antal versioner genom att variera antalet varv och genom att prova olika material som kärnan, naturligtvis måste de alla vara magnetisk av naturen.

För den föreslagna kretsen kan man använda ledningen från en kasserad 1amp-transformator. Använd sekundärlindningstråden.

En spik på 3 tum kan väljas som kärnan över vilken ovanstående tråd måste lindas.

Ursprungligen kan du försöka linda cirka 90 till 100 varv över den, glöm inte att ta bort mittkranen vid 50: e lindningen.

Alternativt, om du har några längder av telefonledning i din skräpbox, kan du prova det för designen.

Riv isär en av trådarna från tvillingavsnittet och lind den över en järnspik med en längd på cirka 2 tum. Vind upp åtminstone 50 varv och följ procedurerna som förklaras ovan.

Resten av sakerna kan monteras med hjälp av den givna schemat.

Om du slår på strömmen till den sammansatta kretsen tänds lysdioden direkt och du kan använda enheten för alla relevanta önskade applikationer.

Dellista

Du kommer att behöva följande delar för den föreslagna 1,5 vita / blå LED-drivkretsen:

• R1 = 1K5,
• R2 = 22 ohm,
• Cl = 0,01 uF
• T1 = BC547B,
• L1 = som förklaras i texten.
• SW1 = Tryck på ON-omkopplaren.
• LED = 5 mm, blå, vit LED. UV-lysdioder kan också drivas med denna krets.
• Supply = Från 1,5 penlight cell eller en knappcell.

Design # 3: lyser fyra 1 watt lysdioder med 1,5 V-cell

Kan du tänka dig att lysa upp fyra nummer med 1 watt lysdioder genom några 1,5V-celler? Ser ganska omöjligt ut. Men det kan göras helt enkelt med hjälp av en spole med vanlig högtalarkabel, en transistor, ett motstånd och naturligtvis en 1,5V-penna cell.

Idén föreslogs av en av de entusiastiska anhängarna av den här bloggen Ms MayaB, här är detaljerna, låt oss lära dem:

Kretsdrift

FYI, jag försökte denna enkla JT med en 40ft. parad högtalarkabel (24AWG) köpt i dollarbutik (naturligtvis för $ 1).

Ingen torroid, ingen ferritstav, bara enkel luftkärna lindad för att göra den mer som en spole (ca 3'-diameter) och bundna tråden med en twistie-slips (så att tråden förblir som en spole).

Jag använde 2N2222-transistor, 510 ohm-motstånd (fick reda på att det är bäst med hjälp av potentiometer) och kunde tända lätt (det är allt jag hade) 1 watt hög effekt-LED i serie (som kräver samma mängd ström som om den bara användes för en LED) med två 1,5V AA-batterier (det vill säga 3V strömförsörjning).

Kan bara användas en 1,5AA men kommer att vara svag (förstås). Jag har också lagt till en diod 1N4148 vid transistorns insamlingsstift precis före lysdioden men kan inte säga om den ökade någon ljusstyrka.

Många har använt en kondensator parallellt med batteriet och hävdar att det tänder lysdioderna längre, jag har inte testat den delen ännu.

Jag har läst att lägga till en 220uF / 50V elektrolytkondensator parallellt med batteriet skulle göra att lamporna lyser längre, om man lägger till en 470pF / 50V keramisk skivkondensator parallell med motståndet kommer det att återvinna avfallsströmmen i motståndet och lägga till en 1N4148-diod (det är en byta diod men jag vet inte hur det skulle påverka ljusstyrkan) vid transistorns samlare innan lysdioderna i serie gör lysdioderna ljusare.

Använda AAA 1,5V-celler

Jag har inget oscilloskop för att kontrollera alla dessa effekter. Jag skulle dock vilja använda uppladdningsbara batterier istället för vanligt AAA 1,5 V-batteri och göra det självreglerat (eller åtminstone halvregulerat) kretsar genom att lägga till en miniräknare solcell och en mini Joule Thief på en liten toroid för att fortsätta ladda batteriet håller mycket-mycket längre.

Jag måste verkligen lägga till en LDR för att tända lysdioderna endast i mörker och ladda batterierna under dagtid. Dina förslag och idéer är alltid välkomna. Tack än en gång för ditt intresse.

Hälsningar,

MayaB

Kretsschema

Prototypbilder

Feedback från MayaB

Hej Swagatam, även om det är länge känt Joule Thief-krets, inte något nytt jag upptäckte men tack för att du publicerade en ny artikel på uppdrag av mig, jag uppskattade det.

Hälsningar, MayaB

Hur man förbättrar lysdiodernas ljusstyrka

Ps. Under helgen hybridiserade jag din krets med kretsen jag skickade hit och det visade sig vara bländande (varning: kan förblinda din syn, hehe).

Jag använde samma högtalarkabel (nämnts ovan), en 8050SL-transistor, 2,2K-motstånd (parallellt med en 470pf kondensator), en 1W högeffekts-LED, en 100uH choke (ansluten från transistorns kollektor till den positiva skenan för strömförsörjningen) och 1 diod (1N5822 ansluten vid transitorns bas till strömförsörjningens positiva skena).

Jag använde två 1,5V (totalt 3V) AA-batterier för strömförsörjning. Och btw, en LDR mellan 2,2K motstånd och den negativa skenan kan läggas till för att stänga av LED under dagsljuset. Tyvärr kunde inte tända mer än en 1W LED med 8050SL transistor i denna konfiguration.

En annan design för att lysa upp högeffektiva lysdioder

Konceptet diskuterar ännu en populär Joule Thief Circuit, den här gången med kraft BJT 2n3055, improviserad av min gamla vän Steven på sitt eget unika sätt. Låt oss gå till kärnan i utvecklingen med följande artikel:

I några tidigare artiklar behandlade vi några intressanta teorier som sammanfattas enligt nedan:

• Stevens strålande joule tjuv batteriladdare kretsprov och resultat söndag 9 maj 2010.
• Den strålande joule-tjuvkretsen jag byggde från en kretsschemat som visas på en YouTube-video och här är resultaten Hittills
• Med ett batteri i aa-storlek, med en mätspänning på endast 1.029 volt kvar i det fick jag en utgång från den strålande Joule-tjuven-batteriladdaren på 12,16 volt @ 14,7 milli ampere.
• Test 2 med ett litet a23-batteri med en uppmätt spänning på 9,72 volt i det fick jag 10,96 volt från kretsen @ 0,325 milli ampere.
• Test 3 Jag använde ett fulladdat nimh uppladdningsbart 9 volt batteri med en uppmätt laddning på 9,19 volt likström i och jag fick 51,4 volt @ 137,3 milli ampere från den strålande joule tjuven batteriladdarkrets.
• Test 4 Jag använde ett 3575a knappcellsbatteri med en uppmätt laddning på 1,36 volt i och jag fick 12,59 volt ut @ 8,30 milli ampere.
• Test 5 Jag använde ett l1154-knappcellsbatteri med 1,31 volt uppmätt i det och jag fick en effekt på 12,90 volt @ 7,50 milli ampere.
• Med ett slr-batteri med en spänning på 12 volt kvar i det fick jag 54,9 volt uteffekt @ 0,15 ampere.

Här är den förenklade ritningen som jag byggde Radiant joule thief-batteriladdaren av. Induktorn lindade så många varv tills den var för full till vind längre.

Men jag tog med 2x 5 eller 6 meter längder av strängad koppartråd okänd mätare från dicksmiths elektronikisolerad tråd, och jag lindade det mesta på förutom att jag tror att det är några meter kvar.

Det senaste testet Jag använde mitt penna-energizer-batteri men jag mätte inte spänningarna i det igen.

Jag drev den strålningsenergiska Joule-tjuven med den och vid utgångarna satte jag en 2200uf elektrolytkondensator med 50 volt.

Jag sprang mina multimeterledningar från den och stod upp till innan jag stoppade 35,8 volt, och det är laddningen som matas in i kondensatorn till,

Innan dess fick jag 27,8 volt men när kondensatorn laddades förbi halvvägsmarkeringen avtog spänningsökningen, kanske på grund av att spänningen från batteriet blev låg.

Jag måste mäta om det och göra testet igen mer detaljerat.

Kortslutning av kondensatorn gav ett snäppljud och gnistor. Jag försökte det igen att ladda det hittills men den här gången tappade jag kondensatorladdningen tillbaka i ingången och detta belyste neon i en sekund innan takavgiften sjönk

Nästa experiment var annorlunda. Jag hade utgångarna till min mätare inställd på 200 millivolt intervall och den negativa ingången hade jag min A23-energisnegernegativ på den negativa ingången och den övre positiva

Mitt finger var bara på den när det gällde den positiva ingången, den kördes till en rektangel på kretskortet på änden av en tråd som hålls i luften av ett aligaterklämma.

Avläsningen klättrade snabbare. Jag fick 47,2 millivolt innan jag stoppade den och jag fick kraft

En bra hastighet från ingenstans med en öppen krets här men jag höll också batterifodralet medan jag gjorde experimentet. Jag upprepade just dessa tester och fick mycket förbättrade resultat nu .....

Mina tester kommer att fortsätta, och jag kommer att hålla er alla uppdaterade med det senaste, tills dess fortsätta göra.

Tja, det här var de 3 bästa kretsarna med hjälp av Joule Thief-konceptet som jag presenterade för dig. Om du har fler sådana exempel är du välkommen att skicka informationen genom dina värdefulla kommentarer.

Referens: https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief