(http://img-fotki.yandex.ru/get/9300/223583489.8/0_2a55d4_ffa768cf_L.gif) (http://img-fotki.yandex.ru/get/9300/223583489.8/0_2a55d4_ffa768cf_orig.gif)
Стабилизатор тока светодиода построен на ШИМ-контроллере LM2576T-ADJ. Для повышения КПД выходной ключ микросхемы усилен P-канальным полевиком с очень малым сопротивлением перехода в открытом состоянии IRF4905. Для этой же цели, т.е. повышения КПД, предусмотрен узел стабильного тока VT4, R9, добавляющий 1 вольт на токоизмерительном резисторе R12 для обратной связи микросхемы. Напряжение обратной связи микросхемы равно 1,23 вольта и, если этому одному вольту не надо падать на токоизмерительном резисторе и рассеиваться в виде бесполезного тепла, то получается реальная экономия. При 2-х амперах на светодиоде таким образом экономится 2 ватта из 10...12, которые мы можем снять со слабенького генератора Д6,Д8.
Таблица измерений потребления фары и вычисление КПД
(http://img-fotki.yandex.ru/get/16162/223583489.c/0_2c6dd2_379fb4f9_L.gif) (http://img-fotki.yandex.ru/get/16162/223583489.c/0_2c6dd2_379fb4f9_orig.gif)
Схема начинает работать с 4.5 вольт и на светодиоде до открытия транзистора VT5 держится ток 0,61 ампера. Приблизительно с 8-ми вольт начинает открываться транзистор VT5, ток на светодиоде начинает плавно расти и к 11-ти вольтам фара горит в полную яркость. Если смотреть по оборотам двигателя, то на полную яркость, а это 2 ампера на светодиоде, фара выходит приблизительно к 2400 об/мин, т.е. это чуть выше холостого хода Д'эшки.
В схеме реализована еще одна хитрость. На малых оборотах двигателя генератор вырабатывает очень мало энергии и, чтобы ее хватило на зажигание, ток потребления фары делается значительно меньше. Узел схемы, отвечающий за изменение тока, собран на R2,R3,VT5,R10. Работает это так: На малых оборотах, пока напряжение с выхода генератора маленькое, с делителя R2,R3 на затвор VT5 подается недостаточное напряжение для его открытия, а когда двигатель наберет обороты, то напряжение с делителя открывает VT5 и тот через открытый переход с очень малым сопротивлением шунтирует токоизмерительный резистор R12 и микросхема вынуждена добавить ток проходящий через светодиод. Фактически, токоизмерительным резистором становится R10.
Еще немного по схеме: R8,C3 - демпфирующая цепочка, которая служит для подавления паразитных колебаний на выходе токового ключа VT3. Два диода шоттки тоже для небольшого повышения КПД схемы и уменьшения нагрева. Если оставить один диод, то он греется, а когда два, то оба холодные и во всей схеме единственным элементом выделяющим тепло остается дроссель L1.
КПД схемы получился довольно высоким и составляет около 95% при входном напряжении 5 вольт и около 80% при питающем напряжении 12 вольт. Если же сделать схему проще и не применять усиление токового ключа микросхемы, то в этом случае теряется около 25% - проверено на практике при разработке данной схемы.
Конденсатор C4 желательно подбирать с минимальным ESR
(equivalent series resistance - эквивалентное последовательное сопротивление). Если окажется конденсатор с большим ESR, то он будет плохо сглаживать импульсы тока, которые попадут на светодиод и он будет сильно греться из-за чего его ресурс может сократится.
Подбор конденсаторов по ESR и емкости
Перед пайкой на плату подбирал конденсаторы по ESR и самое удивительное оказалось, что конденсаторы с материнской платы с обозначением 2200 мкф 6,3 вольт показывали емкость от 7300 до 8600 микрофарад. :o
Чтобы убедиться, что у прибора не "снесло крышу", перепробовал кучу других конденсаторов, в том числе и с материнских плат, но другие показывали вменяемые значения близкие к обозначенным, а именно эти 2200 мкф 6,3 вольт все как один с очень низким ESR и завышенной в несколько раз емкостью.
Этот самый емкий и с самым маленьким ESR припаял на плату в качестве выходного.
(http://img-fotki.yandex.ru/get/15508/223583489.10/0_2cf238_f2627c92_orig.jpg)
Все остальные конденсаторы 2200 мкф 6,3 вольт показывали похожие значения ESR и емкости:
(http://img-fotki.yandex.ru/get/6419/223583489.10/0_2cf239_7649d2a5_orig.jpg)
Конденсаторы на 470 мкф 35 вольт все показывали от 370 до 410 мкф и ESR от 0,10 до 0,15 Ом
(http://img-fotki.yandex.ru/get/4803/223583489.10/0_2cf259_6871522f_orig.jpg)