Joule Thief - Operation und die "aufgeladene" Version

Ich habe einen Joule-Dieb gemacht, und es funktioniert ziemlich gut, aber nicht so gut, wie ich es gerne hätte.

Es versorgt eine 3,2-V-LED mit einer 1,2-V-Batterie, ist aber sehr schwach. Ich hoffe, dass eine Erhöhung der Spannung vom JT diese verbessern wird, bin mir aber nicht sicher, wie ich das Tastverhältnis des Transistors erhöhen kann. Tatsächlich bin ich mir nicht sicher, warum der Transistor ausgeschaltet wird - anscheinend sättigt sich der Toroidkern und schaltet ihn irgendwie aus, aber ich verstehe nicht wirklich, WARUM das passieren würde.

Ich habe auch die "aufgeladene" Version ausprobiert, die anscheinend fast 30% effizienter ist, aber der einzige Unterschied scheint zu sein, dass die LED schwächer ist.

Von http://rustybolt.info/wordpress/?p=221

Das hier ist ein Jahr alt, aber ich werde es nekrotisieren, weil ich denke, ich kann etwas Nützliches sagen.

Joule Thief-Rennstrecken haben vor einiger Zeit einen schlechten Ruf bekommen, weil einige Leute in der übereinheitlichen, energiegeladenen Menge verrückt danach waren, so dass viele Leute keine Zeit damit verbringen werden, darüber zu reden. Es stellt sich heraus, dass man immer noch nichts für nichts bekommen kann. Also weiter.

Stellen Sie sich für einen Moment vor, die Batterie ist im Moment nicht angeschlossen. Kein Strom, keine Spannung irgendwo anders im Stromkreis. Das ist unser Ausgangspunkt.

Wenn die Batterie zum ersten Mal angeschlossen wird, fließt nur Strom in die Basis des Transistors. Wenn der Transistor vorgespannt wird, steigt der Strom vom Kollektor zum Emitter abhängig vom genauen verwendeten Transistor schnell als Vielfaches des in die Basis fließenden Stroms an. Der zunehmende Strom beginnt, wie bei jedem anderen Induktor, Energie in der Sekundärwicklung zu speichern.

Sehen Sie, dass diese Punkte oben und unten am Transformator sind? Ein Strom, der links oben in die Spule fließt, wird zu einem Strom, der rechts unten aus der Spule fließt. Dieser Strom kann die LED nicht besonders ansteuern, daher fließt sie durch den Transistor.

Was als nächstes passiert, ist etwas schwer zu erklären. Der einfachste Weg, dies zu erklären, besteht darin, diesen Punkten zu folgen. Der Strom, der jetzt auf beiden Seiten des Transformators von oben nach unten fließt, erzeugt gegensätzliche Spannungspolaritäten. Und der Strom auf der rechten Seite ist dank der Verstärkerwirkung des Transistors höher. Die Spule auf der linken Seite erhält also eine Spannungsverstärkung von der Spule auf der rechten Seite, und diese Verstärkung wirkt dem winzigen Strom entgegen, der in die Basis des Transistors fließt und diesen abschaltet.

Nun, der Strom in der rechten Spule kann nicht genau aufhören; es speicherte Energie im gegenseitigen Magnetfeld, das irgendwohin gehen muss. Wenn dieses Feld aufgrund des Mangels an irgendetwas, das es stützt, zusammenbricht, beginnt es bei immer höheren Spannungen zu pushen. Schließlich wird diese Spannung hoch genug, um diese LED in Vorwärtsrichtung vorzuspannen, und die rechte Spule beendet ihren Entladezyklus, während die LED Licht emittiert.

Der Joule Thief ist keine Magie, er funktioniert genauso wie jeder andere Aufwärtswandler. Es ist einfach eine sehr clevere Verwendung der gegenseitigen Induktivität, um einen oszillierenden Schalter einzurichten, der den induktiven Kick erzeugt, so dass er mit extrem niedrigen Spannungsquellen arbeiten kann.

Es gibt also nur drei reale Dinge zu ändern - den Transformator, den Transistor und die LED. Einige LEDs sind von Natur aus ziemlich dunkel, selbst wenn sie ordnungsgemäß geliefert werden. Angenommen, dies ist nicht das Problem, das den Transistor und den Toroid verlässt.

Ohne zu rechnen, würde ich mit Sicherheit sagen, dass Sie einen Transistor mit einem ziemlich hohen Beta-Wert (dem Verhältnis von Kollektorstrom zu Basisstrom) wollen, der ziemlich viel Strom verarbeiten kann.

Die in den Kommentaren veröffentlichten Websites sind ziemlich genau. Sie benötigen so wenig Spulen wie möglich um einen Toroid mit angemessener Größe, um in kürzester Zeit die größtmögliche Energie zu speichern. Vergessen Sie nicht, dass 1 Volt an einem Draht mit sehr geringem Widerstand immer noch eine erhebliche Strommenge erzeugen kann. Verwenden Sie daher keinen kleinen Magnetdraht. Die andere Rückkopplungsspule (linke Hand) kann im Vergleich dazu relativ schwach sein - der Transistor-Basisstrom durch diesen Widerstand sollte in der Größenordnung von Mikroampere liegen.

LEDs würden in diesen Schaltkreisen in der Primärwicklung dunkler werden, hätten viel zu viel Induktivität, der Transistor hatte einen relativ hohen Einschaltwiderstand oder möglicherweise, weil die Spulen nicht gegeneinander gewickelt waren - die LED könnte genau das finden genug Saft aus der Batterie, um schwach vorzuspannen, und der Rückkopplungspfad würde den Transistor einfach in einem harten, in Sperrrichtung vorgespannten Zustand halten.