基于 34063 的 LED 驱动电路:组装与调试

在家里憋了一个寒假的我,昨天终于高高兴兴地回学校啦(←_← 这是神马人啊)!回学校的第一件事就是把寒假想到的基于 MC34063 的 LED 驱动电路付诸实践。

由于在设计 PCB 的时候选用了 100mil 的网格,因此电路能很方便的焊在万用板上,而且不用飞线。上图咯(都是手机照的,凑合凑合看吧,在学校就是没有相机这点不好)。

板子的设计文件已经托管在 github 了。

正面。布局和上次大家看到的 Gerber 是一样的。

由于找不到 330pF 的定时电容所以改用 220pF 的了。这样开关频率会稍微高一点。电感是拿废节能灯高频变压器的磁芯绕的(啥?很丑?没有吧?!)。所有的电阻都是精密金属膜电阻,一是因为绕线电阻有感抗,二是因为上个学期的电路测试实验剩下来了一大堆 -_-|| 。MC43063 是安森美产的。整流二极管采用废开关电源的 1N5819 ,取样电路中的 D3 则是废电源初级的 FR107 。(够环保有木有!)

背面,还算能看。我比较懒,短一点的线就直接搭锡搞定了。这个电路不需要飞线。

测试用的 7 串 LED 的板子,LED 都是随手抓的,不保证颜色跟伏安特性相同。

LED 板背面,确实是串联嗷。


那么下面开始测试。

测试时使用单节锂离子电池作为电源。

仔细观察一下 LED 的发光情况。几个 LED 为不同批次的产品,甚至颜色都不尽相同,既有暖白光的也有冷白光的(手机拍的反映不出来,从镜头的眩光中可以看出来一点)。但是它们的亮度却基本相同,因为 LED 的亮度跟通过它的电流成正比,而串联的组态确保了每只 LED 的电流相等。

  1. 空载电压测试

    空载电压是 29.7V 。按设计值应为 1.25V × (51kΩ + 2kΩ) / 2kΩ = 33.1V 。很不幸,偏差超过 10% 了,也许跟 D3 的反向漏电流有关。不过这并不影响它驱动 LED 。
  2. 带载电压测试

    LED 在通过 20mA 左右电流时两端电压大约是 3.3V ,7 只串联就应该有 23.1V 了。这次实验数据 跟理论吻合的很好,不过这个电压并不能精确的反映电流。
  3. 测流回路反馈电压测试

    设计情况下这个电压应该为 1.25V 加上 D3 二极管的正向压降,大约 1.45V (对于肖特基二极管)到 1.75V (对于普通硅二极管)左右。由于是 0 型系统,34063 的比较输入未必就一定是 1.25V ,这就是照片中电压低于 1.45V 的原因。
  4. LED 电流测试

    设计值为 1.45V / 51Ω = 28.4mA 。照片中的结果为 24.3mA ,有点偏小,不过也属于驱动 LED 很合适的电流。

换用单 LED 也有类似的测试数据,除了电流反馈电压略高。整个过程中 34063 芯片无明显发热现象,电感没有发出异常的声音。可以说这个电路按设计正常运行了。

电路的效率没有专门去测定,但是应该不会很高。次级 LED 跟总输出电压之比为 23.1 / (23.1 + 1.309) = 94.6% ,考虑到基于 MC34063 的 boost 电路一般只有 80% 的效率,总的效率约为 94% × 80% = 75% 。

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