Нижеприведенная схема ("Joule thief") позволяет питать светодиод белого или синего свечения, требующих напряжения питания около 3 В, от одного гальванического элемента или аккумулятора NiCD,NiMH, даже разряженных до напряжения 0,8 В под нагрузкой.
Схема представляет вариант блокинг-генератора и была предложена Z. Kaparnik.
Блокинг-генератор - однотранзисторный генератор с сильной трансформаторной обратной связью, создающий импульсы малой длительности, периодически повторяющиеся через сравнительно большие промежутки времени.
Питание от элемента LR6/AA напряжением 1,5 В (сохраняется работоспособность при разряде до 0,35 В - схема может непрерывно работать неделю от одной батарейки).
Основа схемы - это индуктивность, подключенная с одной стороны к источнику напряжения, и ключ (транзистор), периодически подключающий ее с другой стороны на землю. Вывод обмотки, подключенный к ключу, также подключен к высокоскоростному диоду (1N4005), передающему энергию генерируемых импульсов напряжения на индуктивности при размыкании ключа к нагрузке (обычно светодиоду) или конденсатору.
Трансформатор - две обмотки на ферритовом кольце (по 12 витков каждая).
Резистор ограничивает ток базы.
Транзистор - ВС547, очень популярный 2N3904.
Работа этой схемы основано на быстром переключении транзистора. Первоначально ток протекает через одну из обмоток трансформатора и базу транзистора и "открывает" его. При этом рост напряжения на обмотке будет производить отрицательное напряжение на второй обмотке из-за встречного включени обмоток. Это вызывает постепенное уменьшение напряжения на коллекторе транзистора и выключает транзистор. Внезапное прекращение тока базы вызывает возникновение ЭДС в первой обмотке, которая трансформируется в положительное напряжение на второй обмотке. Это включает транзистор снова, и цикл повторяется.
Транзистор поглощает очень мало энергии в этой схеме, поскольку он большую часть времени находится в состоянии отсечки.
Частота переключения составляет десятки кГц. Светодиод будет мигать с такой скоростью, но инерция человеческого глаза не замечает этого.
Модификации схемы :
уменьшение количества витков первичной обмотки для снижения обратных импульсов напряжения на базе транзистора (не все малосигнальные транзисторы выдерживают их)
применение древних германиевых транзисторов для работы от очень разряженных батареек - до 0,3 вольт,
причем большинство из них - PNP, что требует обратной полярности в схеме
добавление диода и конденсатора
Продолжение следует...
