joule thief tunen

Fcapri, ga je topic met belangstelling volgen, want ben ook regelmatig bezig met JT's en stuit op hetzelfde probleem. Maar het is en blijft een leuke en zinvolle schakeling.

Heb je niet toevallig de polariteit van de windingen verkeerd-om zitten?

nee, want als die verkeerd zitten, doet die niks

de versie met nr1 toroid en nr2. nr1 gaf nog steeds de beste resultaten

laatste versie met de dubbele parallel wikkeling. rechts ervan zie je die gebruikte toroid uit een schakelende voeding

ik heb gekozen voor die dubbele omdat het hier ook gedaan werd (4x 4Turn)
http://webpages.charter.net/dawill/tmoranwms/Elec_JT.html.

maar of ik nu die 2de spoel aansluit of niet, het maakt geen verschil bij de led

Als je dit semi-wetenschappelijk aan wilt pakken, zou je moeten bekijken wat de parameters zijn die invloed hebben.

De ene kern is de andere niet; sommige kernen hebben een hele hoge Al waarde (veel inductie per winding), maar verzadigen sneller. Dit zijn o.a. de kernen die je vind in common mode chokes. Andere hebben juist een veel lagere Al, en verzadigen veel minder snel, en deze zijn bedoeld om energie op te slaan, zoals bij buck- en boost converters.

Hoewel de kleur lang niet altijd indicatief is, is mijn ervaring dat (donker) groene kernen meestal een hoge Al hebben en ongeschikt zijn voor opslag, terwijl (licht) gele/witte kernen vaak een lagere Al hebben en wel geschikt zijn voor opslag.

De doorsnede (dus oppervlakte van de magnetische "geleider) is belangrijk; groter is beter, omdat de dichtheid van de veldlijnen kleiner is, bij hetzelfde totale veld. Een kern met een grotere diameter kan handig zijn omdat je er meer draad op kwijt kan, maar de magnetische padlengte is ook groter, en dat is juist weer een nadeel, als je veel inductie wilt hebben.

Een kern heeft ook kernverliezen, afhankelijk van het materiaal en de frequentie. Een bepaalde kern kan het bijvoorbeeld prima doen op 100kHz, en echt waardeloos op 5MHz, omdat de kernverliezen op die hogere frequentie veel groter zijn. Het zou dus kunnen helpen om de wikkelverhouding hetzelfde te laten, maar beide wikkeling met veel meer windingen te leggen, om de frequentie omlaag te krijgen.

Ik denk dat de interne weerstand van de batterij ook vrij groot is, zeker als hij bijna leeg is, en dan zou het voordelig kunnen zijn om een geschikte condensator (metaalfilm o.i.d.) parallel te zetten met de batterij.

batterij is een volle AA.
heb daarnet ff gespeeld en blijkbaar krijg ik meer licht als in minder windingen gebruik aan de collector.

op mijn laatste foto heb ik die oranje wikkelingen halverwege doorgeknipt en krijg ineens 85mA stroom.
heb dan nog eens gehalveerd (heb nog een 4tal wikkelingen) en de stroom gaat al over de 100mA, maar de led verminderd wel (vermoed meer verlies nu ergens)

ik ga de boel nu hersolderen zodat ik de stroom door de led kan meten ipv de accustroom

De 2 transistor oplossing is wat makkelijker. Is niet kritisch qua onderdelen...

die heb ik al gemaakt destijds, of toch gelijkaardig.

maar die is toch minder geschikt voor powerleds, en bijkomend wou dat ding bij mij niet werken op volle batterijen van 1,6V.

ik ben met die joulethiefs begonnen voor 1 reden: op het autoforum is er iemand met een oude bmw waar een lampje in de sleutel zit. en die is kapot.
nu blijkt dat lampje een heel zeldzaam ding te zijn op 1,5V en die kan je dus niet ff wisselen met een led
nu zijn er speciale ic's waar je dat toch heel compact kan oplossen. heb ze al besteld in china.

maar tijdens het surfen kwam ik nog intressant spul tegen en daarbij dacht ik: das een leuke

en nu probeer ik er wat meer uit te halen. zo zou ik iets willen bouwen dat van een 1,5V naar een 3,5V 50-200mA geraakt om een powerled van 1W op 1 AA cell te laten draaien.
op internet laten ze zelf 4W spaarlampen op zoiets werken,

als dat kan, dan moet een powerled toch ook lukken. alleen lukt het mij dus niet. ik heb nu nog wat gespeeld en met mijn ordinaire toroid haal ik 9mA stroom door de led (let wel, nog steeds een foutieve DMM meting!!!). ik heb het nu omhoog gekregen tot 13mA en de led is aanzienlijk feller, maar bijlange na nog geen powerled licht.

destijds heb ik al gewone draagbare lampen zoals de TL22A (http://cdn.instructables.com/F5A/XC55/FZ8J4G4G/F5AXC55FZ8J4G4G.LARGE.j… omgebouwd naar leds. en die kleurfilters mochten dan weg door gebruik te maken van verschillende kleuren leds.
ENKEL, het was absoluut niet werkende te maken op 3V aan batterijen (2x Dcell) buiten het rode licht. ik heb in de behuizing dan maar li-ion's gebruikt. lichtgewicht spul, dat wel.

zou toch handiger zijn als ik een lege plastic behuizing zoals een Dcell in serie zou kunnen zetten met een echte Dcell batterij en dat die dat een powerled laten branden (waarbij de electronica dan in die lege batterijcell zit)

Met de BCxxx transistoren die je gebruikt gaat het zeker niet lukken, die kunnen max. 100mA leveren.
(een witte 1W led trekt iets van 700mA uit een 1.5v batterij)

[edit]
Net geprobeerd, 2 transistorschakeling werkt prima op 1...3v.
Of je een 1W led op volle kracht krijgt met een van deze schakelingen betwijfel ik ten zeerste. (misschien met een hele grote spoel)

Zo'n schakeling in serie met de LED en 1 batterij gaat sowieso niet lukken, je hebt een aparte ground nodig, om buiten de LED om de spoel te kunnen opladen.

Heb je enig idee wat de inductie van de spoelen nu is?

Heb je een LCR meter, en een scope en functiegenerator? Je kunt best wel meten aan onbekende spoelkernen als je iets aan meetapparatuur hebt.

geen apparatuur thuis, enkel een zelfbouw functiegenerator.
op het werk wel een scoop beschikbaar maar geen LCR meter (en daar ook geen electronica spullen voor handen).

ik zou gewoon dit principe iets beter willen uitwerken door bv een krachtigere spoel te maken of een betere transistor te gebruiken.

ik versta wel dat die BCxxx transistoren te zwak zijn, maar zolang die blijven leven en niet opwarmen, loopt er nog niet teveel stroom?
ik ken alleen de theorie er niet achter, met name hoe de stroom enzo bepaald wordt.
voor zover ik er iets uit begrijp loop er stroom door de basis, de transistor geleid waardoor de wikkeling aan de collector een magnetisch veld maakt. dit veld keer de basiswikkeling om waardoor de transistor gaat sperren. tijdens dit sperren maakt die wikkeling aan de collector een inductiepiek die de led doet oplichten.
volgens mij schakelt de transistor te snel uit voor er genoeg energie in de spoel zit. als de spoel niet genoeg energie bezit, kan ze ook geen grote pieken veroorzaken.

om meer licht te krijgen zou ik dus meer energie in de spoel moeten kunnen steken, en de frequentie ook kunnen opdrijven (hoe kan ik dit 2de doen??? andere transistor die nog sneller is?

Op 15 januari 2016 16:05:39 schreef SparkyGSX:
Zo'n schakeling in serie met de LED en 1 batterij gaat sowieso niet lukken, je hebt een aparte ground nodig, om buiten de LED om de spoel te kunnen opladen.

??? de spoel wordt nu toch opgeladen door de transistor die de collector naar ground trekt? en daarna komt de geladen spoel in serie met de accu over de led te staan. net hetzelfde als die andere schakelingen.
alleen werken andere schakelingen met 2 transistoren als oscilator die een spoel snel schakelen, en wordt bij de schakeling met 1 transistor 2 wikkelingen gebruikt om de transistor aan en uit te schakelen

[Bericht gewijzigd door fcapri op vrijdag 15 januari 2016 17:22:38 (22%)]

Veel hangt van de spoel af. Daar moet tenslotte de energie in worden opgeslagen. Van een 5mm toroid kun je niks verwachten.
Zoals bij batterijen en elco's geldt ook voor spoelen: groter is beter... (liefst geschikt voor tweemaal de stroom die er werkelijk door loopt)

Probeer eens de transistor 2SD965.
Heb daar ooit eens een joule-thief mee gebouwd. Die tor doet het erg goed.
Ik moet nog ergens een schema hebben..

edit:

Zomaar een gedachte en nog niet uitgeprobeerd: Zou je niet meerdere JT's parallel kunnen zetten?

Secundair een raar schema. Waar zou het MPP van de uitgangsspanning liggen? Hij kan tot 40V leveren dus je zou zeggen dat ze de LED's in serie hadden gezet. Parallelle LED's presteren niet optimaal dus het MPP moet wel bij een erg lage spanning liggen wil je hier niet meer uit kunnen halen.

Wat de transistorkeuze betreft, misschien is die Japanse tor een low-sat type, dat zou ook aan het rendement mee kunnen helpen. Meerdere torren parallell klinkt me niet optimaal in de oren. Je zou opzich nog kunnen kijken of de schakeling met een MOSFET aan de praat te krijgen is.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op vrijdag 15 januari 2016 21:17:37 (15%)]

De NXP PBSSxxx transistoren zouden ook kunnen (ook lage Vcesat)

Minder onderdelen is meestal moeilijker. Zeker bij zelf-oscillerende kringen. Het is gebaseerd op een Amstrong oscillator

Zonder scoop en lcr meter is dat best lastig. Bedenk ook dat je DMM om stroom te meten extra zelfinductie, weerstand en capaciteit toevoegd. Een ideaal recept om een oscillator stil te krijgen ?

Wat dingen die me te binnen schieten. De stippen bij de trafo duiden de wikkelrichting aan. Dat is dus tegengesteld om voldoende fasedraai te krijgen. Heb je daar rekening mee gehouden.

Het heeft weinig zin om random wat te wikkelen. Met de ene kern kom je met 10 windingen op 1 uH, bij een andere op 10mH.

Zelfresonantie betekent dat er capaciteit moet zijn. Dat lukt meestal niet met weinig windingen. Je zou er een condensator over kunnen zetten.

De spoel en dus kern moet weinig verlies hebben om te blijven oscilleren en zo dicht mogelijk bij de optimale fasedraai te blijven. Dus geen smoorspoelen maar schakelspoelen gebruiken. Bij boost converters (dit is niets meer dan een minimalistische boost converter) is de spoel vaak het moeilijkste deel en die hoeft dan niet eens spontaan te oscilleren.
Dit soort min of meer zelfresonante schakelingen worden in sommige oude scoops gebruikt voor de HV.
Ik zou zelf een pwm regelaar gebruiken. Meestal niet meer dan een DIL-8 IC, mosfetje, schottky, spoel, en een paar weerstanden. Ik bouw zoiets wel eens op om flyback trafo's te testen. Stelt weinig voor.

Je moet zorgen dat de oscillator aan blijft terwijl je load toch genoeg stroom kan trekken

De twee transistorschakeling is wat dat betreft makkelijk, werkt hier met spoeltjes van 47uH tot 10mH...

Fred heeft zeker gelijk wat smoorspoelen betreft: deze zijn vaak specifiek gemaakt om op hoge frequenties veel kernverliezen te hebben, en dat is precies wat je hier niet wilt.

Ik heb zelf alleen een simpele LCR meter die alleen op 120Hz en 1kHz kan meten, maar als het moet kan ik met een functiegenerator en scope natuurlijk met meer werk op hogere frequenties testen. Als je op 120Hz en 1kHz significant verschillende inducties meet, weet je wel hoe laat het is.

Een verzadigingsmeter is niet moeilijk te bouwen (aangenomen dat je een scope hebt), en wel heel nuttig als je met spoelen werkt. Ik heb een optocoupler met gate driver uitgang genomen, een flinke MOSFET, diode, 12 kleine low-ESR elco's, en een meetweerstand op een stukje experimenteerprint gezet, en kan daarmee tot zo'n 150A testen.

TS: ontkoppelen is wel belangrijk, minstens een elko over de batterij zetten.

weer ff verder aan het zoeken. ook een variant met een fet gevonden

en nog een andere, maar ze zetten wel een BC547 bij het fet icoontje

het principe verschil precies wel aangezien ze hier de 'basis' wikkeling gebruiken om de led te voeden

en nog een andere, maar ze zetten wel een BC547 bij het fet icoontje

Inderdaad vreemd getekend, de 2N3904 en 2N4401 zijn immers ook gewone transistors.

leuke pagina met veel info gevonden
http://www.talkingelectronics.com/projects/LEDTorchCircuits/LEDTorchCi…

FYI: De originele joulethief is bedoeld om een wit ledje van zo'n 20mA op een bijna lege batterij te laten werken.

Op de een of andere manier zit er in het originele schema "verstopt" in de componenten waardes dat er 1-20mA moet gaan lopen. Dat moet die toroid, de 1k of de transistor zijn (of een combinatie daarvan). Andere componenten zijn er niet. Volgens mij speelt een parasitaire capaciteit ergens nog een rol. Mogelijk als je die vergroot dat hij grotere stroom gaat doen. Probeer bijvoorbeeld een condensator over de BE van de tor te zetten.

Trouwens, als je van 1.5V 3V, gemiddeld 300mA wil maken (1W), moet er zo'n 0.6A uit de 1.5V getrokken worden. Dat gaat een BC547 niet leuk vinden.

@fcapri, leuk artikel en zonet eens geprobeerd met 10 nf op een normale JT. Het resultaat was dat op bijna alle plekken waar ik een 10 nF plaatste, de LED uit ging. Maar behalve over de 1k R, daarmee was wel een reductie ( ca 40-50%) in stroom, met behoud van lichtsterkte.
Mits je onder 1,5 V blijft. Zal dat proberen verder te bekijken. Overigens is deze JT met 30/30 wdg en BC 547b.