ずっと同じ明るさを保持するLEDランタン ― 2014/12/30 17:09:47
以前に、100円均一で売っている3LEDランタンを高輝度化（白・電球色）で改造方法を紹介したが、電池の残量が減っていくと、明るさも落ちていく。ずっと一定の明るさを保つようにしたいものだ。という訳で、簡単な回路で一定の明るさを保つ回路を紹介する。
これが、その回路図。手持ち部品で構成したが、FETはPチャンネルのパワーMOS FETなら大抵はOKだろう。
PNPトランジスタとPチャンネルFETの典型的な定電流回路である。NPNトランジスタ2つ使った構成はラジオペンチさんのページで紹介されている。
R1は、電源が切れていても蓄光的にLEDを光らせるための抵抗。必要に応じて入れておく。この抵抗はスイッチに並列に接続してもOK。
R2,3,4は合成抵抗で3.3Ωとなるようにしている。もちろん1本でも良いが、その場合は1/4～1/6Wの抵抗を使用。この値はLEDの輝度に密接に関係している。
100均のLEDランタンは中がスカスカなので、空中配線で埋め込んだｗ FETは電池が新品の時は、多少熱くなるので、文房具のガチャックで挟み込んで放熱。放熱については、実際使うLEDと設計電流によって検討が必要だろう。
また、このLEDランタン。なんと赤リードがマイナス、青リードがプラスと、なんともひねくれた色使いなのだｗ 改造時は十分注意（ロットによる差異あり）
2.5Ω（抵抗4パラ）時の定電流特性。260mA程度。ただ6V時ではFETが熱くなるので、最終的には3パラの150mA程度に調整した。このランタンは家族に渡すもので、自分で使うわけで無から慎重になった。
電源試験では3.6Vまで定電流をキープ。それ以下でも暗くなるだけでLEDは光り続ける。
3.6Vは1本あたり0.9Vなので、乾電池の終止電圧まで使える事になる。
電池は3本でも動くのだが、エネループ使用を考慮し、4本構成のままとした。
スイッチとLEDの配線を変更して最終チェックをして、
動作に問題がないことを確認してから、ホットボンドで回路を固める。
これで、電池が少なくなってきても明るさが全く変わらないランタンの完成である。
電球色はなかなかいいね。応用として、ACアダプタを差し込める様に改造してもいいだろう。
ランタンの高輝度LED化については、以前の100円均一で売っている3LEDランタンを高輝度化（白・電球色）に情報を公開している。
備えあれば憂いなし (・∀・)
コメント
_ 通りすがり ― 2019/12/05 12:14:01
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まず、記事にありますR1は不要かと思いますがいかがでしょうか？
蓄光が必要とならば、R1の代わりに上昇回路を設けて電池の電圧が下がったとしても、電圧電流を供給された方が安全かと思います。
電源を切っている状態でも点灯させるという事ならば、2点スイッチの片方を100Kに接続してスイッチの切り替えで１００Kと定電流回路と切り替えた方が良いかと思います。
回路図を見て１００K抵抗とは言え、使用時も含め数ミリWを消費させるのは少しもったいないかと思ってしまいました。
そして、1015のベースに掛ける電流値が大きすぎはしないか心配になりました。
FETは電圧での開閉ですので、電流とはあまり関係がないので、そのままでも良いかと思いますが、トランジスタのグレードが解かりませんので具体的な抵抗値を示すことは出来ませんが、１～１０Kの抵抗を挟んだ方がより安全かと思いますが如何でしょうか？
FETに接続されている電流はそうでもないにしろ、万が一のショートや発振などのトラブルが発生した場合、その回路だとトランジスタが焼けてしまう場合があります。
スイッチがあるので、直ぐに消せば問題はないかと思いますが、R11の１００K抵抗が挟まっておりますから、完全にLEDを切断出来ないようですし、一つ問題が生じたら回路全体が共倒れになってしまう可能性がありますので、気になってしまいました。
手に持ってかざすような事も無くつるしたりおいたりして使う用途だと思いますが、万が一のためにも誤作動防止の為に発振を防ぐ意味でもコンデンサーをトランジスターのベースとFETのゲート部分に居れ、１００Kか１０K程の抵抗も電流の逃げ場として設けたほうが更に安全かと思います。
LEDでもパワーLEDは大電流を必要とするパーツですから、折角のLEDを守る為もご参考にして居ただけたら幸いです。
それでは、ながながと申し訳ありませんでした。
共に良い電子工作ライフをこれからも楽しんでいければ幸いです。
ではでは。