Několik jednoduchých LED napájecích obvodů. Svépomocné opravy a modernizace světel Lentel, Photon, Smartbuy Colorado a RED LED Schéma elektrického zapojení

Blokování – generátor je generátor krátkodobých pulzů opakovaných v dosti velkých intervalech.

Jednou z výhod blokovacích generátorů je jejich srovnatelná jednoduchost, možnost připojení zátěže přes transformátor, vysoká účinnost a připojení dostatečně výkonné zátěže.

V radioamatérských obvodech se velmi často používají blokovací oscilátory. Ale budeme provozovat LED z tohoto generátoru.

Velmi často při turistice, rybaření nebo lovu potřebujete baterku. Ale ne vždy máte po ruce baterii nebo 3V baterie. Tento obvod může napájet LED na plný výkon z téměř vybité baterie.

Něco málo o schématu. Podrobnosti: v mém obvodu KT315G lze použít jakýkoli tranzistor (n-p-n nebo p-n-p).

Rezistor je třeba vybrat, ale o tom později.

Feritový prstenec není příliš velký.

A vysokofrekvenční dioda s malým úbytkem napětí.

Takže jsem uklízel zásuvku ve svém stole a našel jsem starou baterku s žárovkou, samozřejmě vypálenou, a nedávno jsem viděl schéma tohoto generátoru.

A rozhodl jsem se zapájet obvod a dát ho do baterky.

No, začněme:

Nejprve se sestavíme podle tohoto schématu.

Vezmeme feritový kroužek (vytáhl jsem ho z předřadníku zářivky) a navineme 10 závitů drátu 0,5-0,3 mm (může být tenčí, ale nebude to pohodlné). Namotáme, uděláme smyčku nebo větev a namotáme dalších 10 závitů.

Nyní vezmeme tranzistor KT315, LED a náš transformátor. Sestavíme podle schématu (viz výše). Paralelně s diodou jsem umístil i kondenzátor, takže svítila jasněji.

Tak to sesbírali. Pokud LED nesvítí, změňte polaritu baterie. Stále nesvítí, zkontrolujte, zda jsou LED a tranzistor správně připojeny. Pokud je vše v pořádku a stále nesvítí, pak není transformátor správně navinut. Abych byl upřímný, ani můj okruh nefungoval poprvé.

Nyní doplňujeme schéma o zbývající detaily.

Instalací diody VD1 a kondenzátoru C1 bude LED svítit jasněji.

Poslední fází je výběr rezistoru. Místo konstantního odporu jsme dali 1,5 kOhm proměnný. A začínáme točit. Musíte najít místo, kde LED svítí jasněji, a musíte najít místo, kde když byť jen trochu zvýšíte odpor, LED zhasne. V mém případě je to 471 Ohm.

Dobře, teď blíže k věci))

Rozebíráme baterku

Z jednostranného tenkého sklolaminátu vystřihneme kruh na velikost tubusu svítilny.

Nyní jdeme a hledáme části požadovaných nominálních hodnot o velikosti několika milimetrů. Tranzistor KT315

Nyní si desku označíme a papírenským nožem nařízneme fólii.

Poškrábeme desku

Opravujeme případné chyby.

Nyní k pájení desky potřebujeme speciální hrot, pokud ne, na tom nezáleží. Bereme drát o tloušťce 1-1,5 mm. Důkladně vyčistíme.

Nyní jej namotáme na stávající páječku. Konec drátu lze nabrousit a pocínovat.

No, začneme pájet díly.

Můžete použít lupu.

No, všechno se zdá být připájené, kromě kondenzátoru, LED a transformátoru.

Nyní zkušební provoz. Všechny tyto díly (bez pájení) připevníme na „šňup“

Hurá!! Stalo. Nyní můžete všechny díly bez obav pájet normálně

Najednou mě začalo zajímat jaké je výstupní napětí, tak jsem měřil

Pro bezpečnost a možnost pokračovat v aktivní činnosti ve tmě člověk potřebuje umělé osvětlení. Primitivní lidé zahnali temnotu zapálením větví stromů, pak přišli s pochodní a petrolejovým vařičem. A teprve po vynálezu prototypu moderní baterie francouzským vynálezcem Georgesem Leclanchem v roce 1866 a žárovky v roce 1879 Thomsonem Edisonem měl David Mizell v roce 1896 možnost patentovat první elektrickou svítilnu.

Od té doby se v elektrickém obvodu nových vzorků svítilen nic nezměnilo, až v roce 1923 ruský vědec Oleg Vladimirovič Losev našel souvislost mezi luminiscencí v karbidu křemíku a p-n přechodem a v roce 1990 se vědcům podařilo vytvořit LED s větší svítivostí. účinnost, což jim umožňuje nahradit žárovku Použití LED místo žárovek, vzhledem k nízké spotřebě energie LED, umožnilo opakovaně prodloužit provozní dobu svítilen se stejnou kapacitou baterií a akumulátorů, zvýšit spolehlivost svítilen a prakticky odstranit všechna omezení na oblast jejich použití.

LED nabíjecí svítilna, kterou vidíte na fotografii, mi přišla na opravu s reklamací, že byla koupena druhý den čínská lucerna Lentel GL01 za 3 dolary, nesvítí, přestože svítí indikátor nabití baterie.

Vnější prohlídka lucerny udělala pozitivní dojem. Kvalitní odlitek pouzdra, pohodlná rukojeť a vypínač. Zásuvkové tyče pro připojení k domácí síti pro nabíjení baterie jsou zasouvací, takže není nutné skladovat napájecí kabel.

Pozornost! Při demontáži a opravě baterky, pokud je připojena k síti, byste měli být opatrní. Dotyk nechráněných částí těla neizolovaných vodičů a částí může způsobit úraz elektrickým proudem.

Jak rozebrat nabíjecí svítilnu Lentel GL01 LED

Baterka sice podléhala záruční opravě, ale při vzpomínce na své zážitky při záruční opravě vadné rychlovarné konvice (konvice byla drahá a vyhořelo v ní topné těleso, takže ji nebylo možné opravit vlastníma rukama) rozhodl se opravit sám.

Rozebrat lucernu bylo snadné. Stačí otočit kroužkem, který zajišťuje ochranné sklo, o malý úhel proti směru hodinových ručiček a stáhnout jej, poté odšroubovat několik šroubů. Ukázalo se, že prsten je připevněn k tělu pomocí bajonetového spojení.

Po vyjmutí jedné z polovin těla svítilny se objevil přístup ke všem jejím součástem. Vlevo na fotce je vidět plošný spoj s LED, ke kterému je pomocí tří šroubů připevněn reflektor (světelný reflektor). Uprostřed je černá baterie s neznámými parametry, je zde pouze označení polarity svorek. Napravo od baterie je deska s plošnými spoji nabíječka a indikace. Vpravo je napájecí zástrčka s výsuvnými tyčemi.

Při bližším zkoumání LED diod se ukázalo, že na vyzařovacích plochách krystalů všech LED jsou černé skvrny nebo tečky. Že baterka nesvítila kvůli jejich vyhoření, se ukázalo i bez kontroly LED multimetrem.

Na krystalech dvou LED diod instalovaných jako podsvícení na desce indikace nabíjení baterie byly také začerněné plochy. V LED lampách a páscích obvykle jedna LED selže a funguje jako pojistka a chrání ostatní před spálením. A všech devět LED diod ve svítilně selhalo zároveň. Napětí na baterii se nemohlo zvýšit na hodnotu, která by mohla poškodit LED diody. Abych zjistil důvod, musel jsem nakreslit schéma elektrického obvodu.

Hledání příčiny selhání baterky

Elektrický obvod svítilny se skládá ze dvou funkčně ucelených částí. Část obvodu umístěná vlevo od spínače SA1 funguje jako nabíječka. A část obvodu zobrazená napravo od spínače poskytuje záři.

Nabíječka funguje následovně. Napětí z domácí sítě 220 V je přiváděno do kondenzátoru C1 omezujícího proud, poté do můstkového usměrňovače namontovaného na diodách VD1-VD4. Z usměrňovače je napětí přiváděno na svorky baterie. Rezistor R1 slouží k vybití kondenzátoru po vytažení zástrčky svítilny ze sítě. Tím se zabrání úrazu elektrickým proudem z vybití kondenzátoru v případě, že se vaše ruka náhodně dotkne dvou kolíků zástrčky současně.

LED HL1, zapojená do série s odporem omezujícím proud R2 v opačném směru s pravou horní diodou můstku, jak se ukazuje, se vždy rozsvítí při zasunutí zástrčky do sítě, i když je vadná nebo odpojená baterie z okruhu.

Přepínač provozních režimů SA1 slouží k připojení samostatných skupin LED k baterii. Jak můžete vidět ze schématu, ukazuje se, že pokud je svítilna připojena k síti pro nabíjení a přepínač je v poloze 3 nebo 4, napětí z nabíječky baterií jde také do LED.

Pokud člověk zapne svítilnu a zjistí, že nefunguje, a neví, že posuvný spínač musí být nastaven do polohy „vypnuto“, o čemž se v návodu k obsluze svítilny nic nepíše, připojí svítilnu k síti pro nabíjení, pak na úkor Dojde-li k napěťovému rázu na výstupu nabíječky, dostanou LEDky napětí výrazně vyšší než vypočítané. Proud, který překročí přípustný proud, bude protékat LED diodami a ty se spálí. Jak kyselá baterie stárne kvůli sulfataci olověných desek, zvyšuje se nabíjecí napětí baterie, což také vede k vyhoření LED.

Dalším obvodovým řešením, které mě překvapilo, bylo paralelní zapojení sedmi LED, což je nepřijatelné, jelikož proudově-napěťová charakteristika sudých LED stejného typu je rozdílná a tudíž proud procházející LED také nebude stejný. Z tohoto důvodu při volbě hodnoty rezistoru R4 na základě maximálního přípustného proudu protékajícího LED může dojít k přetížení a selhání jedné z nich, což povede k nadproudu paralelně zapojených LED a také k jejich spálení.

Přepracování (modernizace) elektrického obvodu svítilny

Bylo zřejmé, že selhání baterky bylo způsobeno chybami, které udělali vývojáři schématu elektrického obvodu. Chcete-li svítilnu opravit a zabránit jejímu opětovnému rozbití, musíte ji předělat, vyměnit LED diody a provést drobné změny v elektrickém obvodu.

Aby indikátor nabití baterie skutečně signalizoval, že se nabíjí, musí být LED HL1 zapojena do série s baterií. K rozsvícení LED je zapotřebí proud několika miliampérů a proud dodávaný nabíječkou by měl být asi 100 mA.

K zajištění těchto podmínek stačí odpojit řetězec HL1-R2 od obvodu v místech označených červenými křížky a paralelně s ním nainstalovat přídavný rezistor Rd o jmenovité hodnotě 47 Ohmů a výkonu alespoň 0,5 W. . Nabíjecí proud protékající Rd na něm vytvoří úbytek napětí asi 3 V, což poskytne potřebný proud pro rozsvícení indikátoru HL1. Současně musí být spojovací bod mezi HL1 a Rd připojen k pinu 1 přepínače SA1. Tak jednoduchým způsobem bude vyloučena možnost napájení LED EL1-EL10 napětím z nabíječky při nabíjení baterie.

Pro vyrovnání velikosti proudů protékajících LED EL3-EL10 je nutné z obvodu vyloučit rezistor R4 a zapojit do série s každou LED samostatný rezistor o jmenovité hodnotě 47-56 Ohmů.

Elektrické schéma po úpravě

Drobné změny provedené v obvodu zvýšily informační obsah indikátoru nabití levné čínské LED svítilny a výrazně zvýšily její spolehlivost. Doufám, že výrobci Led světla Po přečtení tohoto článku provedou změny v elektrických obvodech svých produktů.

Po modernizaci elektro Kruhový diagram měl podobu jako na obrázku výše. Pokud potřebujete svítilnu svítit dlouhodobě a nepožadujete vysokou svítivost její žhavení, můžete dodatečně nainstalovat proudový omezovací odpor R5, díky kterému se provozní doba svítilny bez dobíjení zdvojnásobí.

Oprava LED baterky

Po demontáži je jako první potřeba obnovit funkčnost svítilny a poté začít s upgradem.

Kontrola LED pomocí multimetru potvrdila, že jsou vadné. Proto bylo nutné všechny LED odpájet a uvolnit otvory od pájky pro instalaci nových diod.

Soudě podle vzhledu byla deska osazena trubicovými LED z řady HL-508H o průměru 5 mm. K dispozici byly LED typu HK5H4U z lineární LED lampy s podobnými technickými vlastnostmi. Přišly vhod na opravu lucerny. Při pájení LED na desku je třeba dbát na polaritu, anoda musí být připojena ke kladnému pólu baterie nebo baterie.

Po výměně LED byla PCB zapojena do obvodu. Jas některých LED se mírně lišil od ostatních kvůli společnému odporu omezujícímu proud. Pro odstranění tohoto nedostatku je nutné odstranit rezistor R4 a nahradit jej sedmi rezistory, zapojenými do série s každou LED.

Pro výběr rezistoru, který zajišťuje optimální činnost LED, byla naměřena závislost proudu protékajícího LED na hodnotě sériově zapojeného odporu při napětí 3,6 V rovném napětí baterie lucerna

Na základě podmínek pro použití svítilny (při přerušení dodávky elektřiny do bytu) nebyl vyžadován vysoký jas a dosah osvětlení, proto byl zvolen rezistor s nominální hodnotou 56 Ohmů. S takovým odporem omezujícím proud bude LED pracovat ve světelném režimu a spotřeba energie bude ekonomická. Pokud potřebujete z baterky vymáčknout maximální jas, pak byste měli použít rezistor, jak je vidět z tabulky, s nominální hodnotou 33 Ohmů a vytvořit dva režimy provozu svítilny zapnutím dalšího společného proudu - omezovací rezistor (ve schématu R5) o jmenovité hodnotě 5,6 Ohm.

Chcete-li zapojit rezistor do série s každou LED, musíte nejprve připravit desku s plošnými spoji. Chcete-li to provést, musíte na něm vyříznout jednu proudovou cestu vhodnou pro každou LED a vytvořit další kontaktní plošky. Proudové cesty na desce jsou chráněny vrstvou laku, který je nutné seškrábnout čepelí nože na měď, jako na fotografii. Poté holé kontaktní plošky pocínujte pájkou.

Lepší a pohodlnější je připravit plošný spoj pro osazení rezistorů a jejich pájení, pokud je deska osazena na standardním reflektoru. V tomto případě nebude povrch čoček LED poškrábán a bude pohodlnější pracovat.

Připojení diodové desky po opravě a modernizaci na baterii svítilny ukázalo, že svítivost všech LED je dostatečná pro rozsvícení a stejný jas.

Než jsem stačil opravit předchozí lampu, byla opravena druhá, se stejnou závadou. Na těle svítilny jsou informace o výrobci a Technické specifikace Nemohl jsem to najít, ale soudě podle stylu výroby a příčiny poruchy je výrobce stejný, čínský Lentel.

Podle data na těle svítilny a na baterii bylo možné zjistit, že svítilna je již čtyři roky stará a dle slov jejího majitele svítilna fungovala bezchybně. Že baterka vydržela dlouho, je zřejmé díky výstražnému nápisu „Nezapínat během nabíjení!“ na odklápěcím víku zakrývajícím přihrádku, ve které je ukryta zástrčka pro připojení svítilny do elektrické sítě pro nabíjení baterie.

V tomto modelu svítilny jsou LED diody zahrnuty v obvodu podle pravidel, 33 Ohm rezistor je instalován v sérii s každou z nich. Hodnotu odporu lze snadno rozpoznat pomocí barevného kódování pomocí online kalkulačky. Kontrola multimetrem ukázala, že všechny LED jsou vadné a odpory jsou také rozbité.

Analýza příčiny selhání LED ukázala, že v důsledku sulfatace desek kyselé baterie se zvýšil její vnitřní odpor a v důsledku toho se několikrát zvýšilo její nabíjecí napětí. Během nabíjení byla svítilna zapnutá, proud přes LED a odpory překročil limit, což vedlo k jejich selhání. Musel jsem vyměnit nejen LEDky, ale i všechny odpory. Na základě výše uvedených provozních podmínek svítilny byly pro výměnu zvoleny odpory o jmenovité hodnotě 47 Ohmů. Hodnotu odporu pro jakýkoli typ LED lze vypočítat pomocí online kalkulačky.

Přepracování obvodu indikace režimu nabíjení baterie

Svítilna byla opravena a můžete začít měnit obvod indikace nabíjení baterie. Chcete-li to provést, musíte odříznout cestu k tištěný spoj nabíječka a indikace tak, že řetěz HL1-R2 na straně LED je odpojen od obvodu.

Olověná baterie AGM byla hluboce vybitá a pokus o nabití běžnou nabíječkou byl neúspěšný. Baterii jsem musel nabíjet pomocí stacionárního zdroje s funkcí omezení zátěžového proudu. Na baterii bylo přivedeno napětí 30 V, přičemž v prvním okamžiku spotřebovávala jen pár mA proudu. Postupem času se proud začal zvyšovat a po několika hodinách se zvýšil na 100 mA. Po úplném nabití byla baterie nainstalována do svítilny.

Nabíjení hluboce vybitých olověných AGM akumulátorů zvýšeným napětím v důsledku dlouhodobého skladování umožňuje obnovit jejich funkčnost. Metodu jsem testoval na AGM bateriích více než tucetkrát. Nové baterie, které se nechtějí nabíjet ze standardních nabíječek, se při nabíjení z konstantního zdroje napětím 30 V obnovují téměř na původní kapacitu.

Baterie byla několikrát vybita zapnutím svítilny v provozním režimu a nabita běžnou nabíječkou. Naměřený nabíjecí proud byl 123 mA, s napětím na svorkách baterie 6,9 ​​V. Baterie byla bohužel vybitá a vystačila na provoz svítilny na 2 hodiny. Čili kapacita baterie byla cca 0,2 Ah a pro dlouhodobý provoz baterky je potřeba ji vyměnit.

Řetěz HL1-R2 na desce plošných spojů byl úspěšně umístěn a bylo nutné šikmo vyříznout pouze jednu proudovodnou dráhu, jako na fotografii. Šířka řezu musí být minimálně 1 mm. Výpočet hodnoty rezistoru a testování v praxi ukázaly, že pro stabilní provoz indikátoru nabíjení akumulátoru je potřeba rezistor 47 Ohm s výkonem alespoň 0,5 W.

Na fotografii je deska s plošnými spoji s pájeným odporem omezujícím proud. Po této úpravě se indikátor nabití baterie rozsvítí pouze v případě, že se baterie skutečně nabíjí.

Modernizace přepínače provozních režimů

Pro dokončení opravy a modernizace světel je nutné přepájet vodiče na svorkách spínače.

U modelů svítilen v opravě se k zapínání používá čtyřpolohový posuvný vypínač. Prostřední kolík na zobrazené fotografii je obecný. Když je posuvný spínač v krajní levé poloze, je společná svorka připojena k levé svorce spínače. Při pohybu šoupátka spínače z krajní levé polohy do jedné polohy doprava se jeho společný čep spojí s druhým čepem a dalším pohybem šoupátka postupně s čepy 4 a 5.

Ke prostřední společné svorce (viz foto výše) je třeba připájet vodič vycházející z kladného pólu baterie. Baterii tedy bude možné připojit k nabíječce nebo LED diodám. K prvnímu kolíku můžete připájet drát vycházející ze základní desky s LED, k druhému můžete připájet proud omezující rezistor R5 5,6 Ohmů, abyste mohli přepnout svítilnu na režim úspory energie práce. Připájejte vodič vycházející z nabíječky na kolík úplně vpravo. Zabráníte tak rozsvícení svítilny během nabíjení baterie.

Opravy a modernizace
LED dobíjecí reflektor "Foton PB-0303"

Dostal jsem k opravě další kopii série LED svítilen čínské výroby s názvem Photon PB-0303 LED reflektor. Svítilna nereagovala po stisknutí tlačítka napájení, pokus o nabití baterie svítilny pomocí nabíječky byl neúspěšný.

Baterka je výkonná, drahá, stojí asi 20 dolarů. Světelný tok svítilny podle výrobce dosahuje 200 metrů, tělo je vyrobeno z nárazuvzdorného ABS plastu, součástí stavebnice je samostatná nabíječka a ramenní popruh.

Svítilna Photon LED má dobrou údržbu. Chcete-li získat přístup k elektrickému obvodu, jednoduše odšroubujte plastový kroužek držící ochranné sklo a při pohledu na LED otočte kroužkem proti směru hodinových ručiček.

Při opravách jakýchkoli elektrických spotřebičů začíná odstraňování problémů vždy u zdroje energie. Proto bylo prvním krokem měření napětí na svorkách kyselinové baterie pomocí multimetru zapnutého v režimu. Bylo to 2,3 V, místo požadovaných 4,4 V. Baterie byla zcela vybitá.

Při připojení nabíječky se napětí na svorkách baterie nezměnilo, bylo zřejmé, že nabíječka nefunguje. Svítilna byla používána do úplného vybití baterie a poté nebyla delší dobu používána, což vedlo k hlubokému vybití baterie.

Zbývá zkontrolovat provozuschopnost LED a dalších prvků. K tomu byl odstraněn reflektor, pro který bylo odšroubováno šest šroubů. Na desce plošných spojů byly pouze tři LED, čip (čip) v podobě kapky, tranzistor a dioda.

Z desky a baterie šlo do rukojeti pět drátů. Aby bylo možné pochopit jejich spojení, bylo nutné jej rozebrat. K tomu použijte křížový šroubovák a odšroubujte dva šrouby uvnitř svítilny, které se nacházely vedle otvoru, do kterého šly dráty.

Chcete-li oddělit rukojeť svítilny od jejího těla, musíte ji oddálit od upevňovacích šroubů. To musí být provedeno opatrně, aby nedošlo k odtržení drátů z desky.

Jak se ukázalo, v kotci nebyly žádné radioelektronické prvky. Dva bílé vodiče byly připájeny na svorky tlačítka zapnutí/vypnutí svítilny a zbytek na konektor pro připojení nabíječky. Na pin 1 konektoru byl připájen červený vodič (číslování je podmíněno), jehož druhý konec byl připájen ke kladnému vstupu plošného spoje. K druhému kontaktu byl připájen modro-bílý vodič, jehož druhý konec byl připájen k negativní plošce plošného spoje. Na kolík 3 byl připájen zelený vodič, jehož druhý konec byl připájen k zápornému pólu baterie.

Schéma elektrického obvodu

Po vypořádání se s dráty skrytými v rukojeti můžete nakreslit schéma elektrického obvodu svítilny Photon.

Ze záporného pólu baterie GB1 je napětí přivedeno na pin 3 konektoru X1 a následně z jeho pinu 2 přes modro-bílý vodič přivedeno na desku plošných spojů.

Konektor X1 je navržen tak, že když do něj není zasunutá zástrčka nabíječky, jsou piny 2 a 3 vzájemně spojeny. Po zasunutí zástrčky jsou kolíky 2 a 3 odpojeny. Tím je zajištěno automatické odpojení elektronické části obvodu od nabíječky, čímž se eliminuje možnost náhodného zapnutí svítilny při nabíjení baterie.

Z kladného pólu baterie GB1 je napětí přiváděno na D1 (mikroobvodový čip) a emitor bipolárního tranzistoru typu S8550. CHIP plní pouze funkci spouště, umožňující tlačítko pro zapnutí nebo vypnutí svitu EL LED (⌀8 mm, barva svitu - bílá, výkon 0,5 W, odběr proudu 100 mA, úbytek napětí 3 V.). Při prvním stisknutí tlačítka S1 z čipu D1 se na bázi tranzistoru Q1 přivede kladné napětí, ten se otevře a přivede se napájecí napětí do LED EL1-EL3, svítilna se rozsvítí. Když znovu stisknete tlačítko S1, tranzistor se uzavře a svítilna zhasne.

Z technického hlediska je takové obvodové řešení negramotné, neboť prodražuje svítilnu, snižuje její spolehlivost a navíc díky poklesu napětí na přechodu tranzistoru Q1 až 20 % baterie kapacita je ztracena. Takové obvodové řešení má své opodstatnění, pokud je možné upravit jas světelného paprsku. V tomto modelu stačilo místo tlačítka nainstalovat mechanický spínač.

Překvapivé bylo, že v obvodu jsou LED EL1-EL3 zapojeny paralelně k baterii jako klasické žárovky, bez prvků omezujících proud. Výsledkem je, že při zapnutí prochází LED diodami proud, jehož velikost je omezena pouze vnitřním odporem baterie a při jejím plném nabití může proud překročit přípustnou hodnotu pro LED, což povede k jejich selhání.

Kontrola funkčnosti elektrického obvodu

Pro kontrolu provozuschopnosti mikroobvodu, tranzistoru a LED bylo přivedeno stejnosměrné napětí 4,4 V z externího zdroje s funkcí proudového omezení při zachování polarity přímo na napájecí piny desky plošných spojů. Mezní hodnota proudu byla nastavena na 0,5 A.

Po stisknutí tlačítka napájení se LED diody rozsvítily. Po opětovném stisknutí zhasli. LED a mikroobvod s tranzistorem se ukázaly jako provozuschopné. Zbývá jen zjistit baterii a nabíječku.

Obnova kyselé baterie

Vzhledem k tomu, že kyselinokyselinová baterie s kapacitou 1,7 A byla zcela vybitá a standardní nabíječka byla vadná, rozhodl jsem se ji nabíjet ze stacionárního zdroje. Při připojení akumulátoru pro nabíjení ke zdroji s nastaveným napětím 9 V byl nabíjecí proud menší než 1 mA. Napětí bylo zvýšeno na 30 V - proud se zvýšil na 5 mA a po hodině na tomto napětí to bylo již 44 mA. Dále bylo napětí sníženo na 12 V, proud klesl na 7 mA. Po 12 hodinách nabíjení baterie napětím 12 V stoupl proud na 100 mA a baterie se tímto proudem nabíjela 15 hodin.

Teplota bateriového pouzdra byla v normálních mezích, což naznačovalo, že nabíjecí proud neslouží k vytváření tepla, ale k akumulaci energie. Po nabití baterie a dokončení obvodu, o kterém bude řeč níže, byly provedeny testy. Svítilna s obnovenou baterií svítila nepřetržitě 16 hodin, poté se jas paprsku začal snižovat a proto byla vypnuta.

Výše popsanou metodou jsem musel opakovaně obnovovat funkčnost hluboce vybitých malých kyselinových baterií. Jak ukázala praxe, lze obnovit pouze provozuschopné baterie, které byly nějakou dobu zapomenuty. Kyselé baterie, které vyčerpaly svou životnost, nelze obnovit.

Oprava nabíječky

Měření hodnoty napětí multimetrem na kontaktech výstupního konektoru nabíječky ukázalo jeho absenci.

Soudě podle nálepky nalepené na těle adaptéru se jednalo o zdroj, který vydává nestabilizované stejnosměrné napětí 12 V s maximálním zatěžovacím proudem 0,5 A. V elektrickém obvodu nebyly žádné prvky omezující velikost nabíjecího proudu, takže vyvstala otázka, proč v kvalitní nabíječce, použili jste běžný zdroj?

Po otevření adaptéru se objevil charakteristický zápach spálené elektroinstalace, který naznačoval spálené vinutí transformátoru.

Test kontinuity primárního vinutí transformátoru ukázal, že je přerušeno. Po přestřižení první vrstvy pásky izolující primární vinutí transformátoru byla objevena tepelná pojistka dimenzovaná na provozní teplotu 130°C. Testování ukázalo, že jak primární vinutí, tak tepelná pojistka byly vadné.

Oprava adaptéru nebyla ekonomicky proveditelná, protože bylo nutné převinout primární vinutí transformátoru a nainstalovat novou tepelnou pojistku. Vyměnil jsem jej za podobný, který byl po ruce, se stejnosměrným napětím 9 V. Ohebnou šňůru s konektorem bylo nutné přepájet z přepáleného adaptéru.

Na fotografii je nákres elektrického obvodu spáleného zdroje (adaptéru) LED svítilny Photon. Náhradní adaptér byl sestaven podle stejného schématu, pouze s výstupním napětím 9 V. Toto napětí je zcela dostatečné pro zajištění požadovaného nabíjecího proudu baterie s napětím 4,4 V.

Jen pro zajímavost jsem baterku připojil na nový zdroj a změřil nabíjecí proud. Jeho hodnota byla 620 mA, a to při napětí 9 V. Při napětí 12 V byl proud cca 900 mA, výrazně převyšující zatížitelnost adaptéru a doporučený nabíjecí proud baterie. Z tohoto důvodu došlo k přehřátí primárního vinutí transformátoru.

Dokončení schématu elektrického obvodu
LED dobíjecí svítilna "Photon"

Pro odstranění narušení obvodu pro zajištění spolehlivého a dlouhodobého provozu byly provedeny změny v obvodu svítilny a upravena deska plošných spojů.

Na fotografii je schéma elektrického obvodu převedené Photon LED svítilny. Další instalované rádiové prvky jsou zobrazeny modře. Rezistor R2 omezuje nabíjecí proud baterie na 120 mA. Chcete-li zvýšit nabíjecí proud, musíte snížit hodnotu odporu. Rezistory R3-R5 omezují a vyrovnávají proud protékající LED diodami EL1-EL3 při rozsvícení svítilny. Pro indikaci procesu nabíjení baterie je instalována LED EL4 se sériově zapojeným odporem R1 omezujícím proud, protože vývojáři svítilny se o to nestarali.

Pro instalaci odporů omezujících proud na desku byly vytištěné stopy vyříznuty, jak je znázorněno na fotografii. Rezistor R2 omezující nabíjecí proud byl na jednom konci připájen ke kontaktní plošce, ke které byl předtím připájen kladný vodič přicházející z nabíječky, a pájený vodič byl připájen ke druhé svorce rezistoru. Ke stejné kontaktní ploše byl připájen další vodič (na fotografii žlutý), určený k připojení indikátoru nabíjení baterie.

Rezistor R1 a indikační LED EL4 byly umístěny v rukojeti svítilny, vedle konektoru pro připojení nabíječky X1. Kolík anody LED byl připájen ke kolíku 1 konektoru X1 a odpor R1 omezující proud byl připájen k druhému kolíku, katodě LED. Na druhou svorku rezistoru byl připájen vodič (na fotografii žlutý), který jej připojil ke svorce rezistoru R2, připájený k desce plošných spojů. Rezistor R2 pro snadnou instalaci mohl být umístěn v rukojeti svítilny, ale jelikož se při nabíjení zahřívá, rozhodl jsem se jej umístit do volnějšího prostoru.

Při finalizaci obvodu byly použity rezistory typu MLT o výkonu 0,25W kromě R2, který je dimenzován na 0,5W. EL4 LED je vhodná pro jakýkoli typ a barvu světla.

Tato fotografie ukazuje indikátor nabíjení během nabíjení baterie. Instalace indikátoru umožnila nejen sledovat proces nabíjení baterie, ale také monitorovat přítomnost napětí v síti, stav napájecího zdroje a spolehlivost jeho připojení.

Jak vyměnit vyhořelý CHIP

Pokud náhle selže CHIP - specializovaný neoznačený mikroobvod ve svítilně Photon LED nebo podobný obvod sestavený podle podobného obvodu, lze jej pro obnovení funkčnosti svítilny úspěšně nahradit mechanickým spínačem.

Chcete-li to provést, musíte z desky vyjmout čip D1 a místo tranzistorového spínače Q1 připojit obyčejný mechanický spínač, jak je znázorněno na výše uvedeném elektrickém schématu. Vypínač na těle svítilny lze nainstalovat místo tlačítka S1 nebo na jakékoli jiné vhodné místo.

Opravy a úpravy LED svítilny
14 led Smartbuy Colorado

LED svítilna Smartbuy Colorado se přestala zapínat, přestože byly nainstalovány tři nové baterie typu AAA.

Vodotěsné tělo bylo vyrobeno z eloxované hliníkové slitiny a mělo délku 12 cm.Svítilna vypadala stylově a snadno se ovládala.

Jak zkontrolovat vhodnost baterií v LED svítilně

Oprava jakéhokoli elektrického zařízení začíná kontrolou zdroje energie, proto i přes skutečnost, že do svítilny byly nainstalovány nové baterie, opravy by měly začít jejich kontrolou. Ve svítilně Smartbuy jsou baterie instalovány ve speciální nádobě, ve které jsou zapojeny do série pomocí propojek. Abyste získali přístup k bateriím svítilny, musíte ji rozebrat otočením zadního krytu proti směru hodinových ručiček.

Baterie musí být vloženy do kontejneru, přičemž dodržujte polaritu vyznačenou na obalu. Polarita je vyznačena i na nádobce, proto je nutné ji vložit do těla svítilny tou stranou, na které je vyznačeno znaménko „+“.

Nejprve je nutné vizuálně zkontrolovat všechny kontakty nádoby. Pokud jsou na nich stopy oxidů, je třeba kontakty očistit do lesku brusným papírem nebo oxid seškrábnout čepelí nože. Aby se zabránilo opětovné oxidaci kontaktů, lze je namazat tenkou vrstvou libovolného strojního oleje.

Dále je třeba zkontrolovat vhodnost baterií. Chcete-li to provést, dotkněte se sond multimetru zapnutého v režimu měření stejnosměrného napětí, musíte změřit napětí na kontaktech nádoby. Tři baterie jsou zapojeny do série a každá z nich by měla produkovat napětí 1,5 V, proto by napětí na svorkách nádoby mělo být 4,5 V.

Pokud je napětí menší, než je uvedeno, je nutné zkontrolovat správnou polaritu baterií v nádobě a změřit napětí každé z nich jednotlivě. Snad jen jeden z nich se posadil.

Pokud je s bateriemi vše v pořádku, pak je potřeba vložit nádobku do těla svítilny, dodržet polaritu, našroubovat víčko a zkontrolovat její funkčnost. V tomto případě je třeba dávat pozor na pružinu v krytu, přes kterou se přenáší napájecí napětí do těla svítilny a z něj přímo do LED diod. Na jeho konci by neměly být žádné stopy koroze.

Jak zkontrolovat, zda přepínač funguje správně

Pokud jsou baterie dobré a kontakty jsou čisté, ale LED diody nesvítí, musíte zkontrolovat spínač.

Svítilna Smartbuy Colorado má utěsněný tlačítkový spínač se dvěma pevnými polohami, uzavírající vodič vycházející z kladného pólu bateriového pouzdra. Při prvním stisknutí spínacího tlačítka se jeho kontakty sepnou a při dalším stisknutí se rozepnou.

Vzhledem k tomu, že svítilna obsahuje baterie, můžete spínač zkontrolovat také pomocí multimetru zapnutého v režimu voltmetru. Chcete-li to provést, musíte ji otočit proti směru hodinových ručiček, pokud se podíváte na LED diody, odšroubujte její přední část a odložte ji. Dále se jednou multimetrovou sondou dotkněte těla svítilny a druhým dotykem kontaktu, který je umístěn hluboko ve středu plastové části zobrazené na fotografii.

Voltmetr by měl ukazovat napětí 4,5 V. Pokud není žádné napětí, stiskněte spínací tlačítko. Pokud funguje správně, objeví se napětí. V opačném případě je nutné spínač opravit.

Kontrola stavu LED diod

Pokud se předchozí kroky vyhledávání nepodařilo detekovat poruchu, pak v další fázi musíte zkontrolovat spolehlivost kontaktů dodávajících napájecí napětí desce s LED diodami, spolehlivost jejich pájení a provozuschopnost.

V hlavě svítilny je pomocí ocelového odpruženého kroužku upevněna deska plošných spojů s do ní zatavenými LED diodami, přes které je současně přiváděno napájecí napětí ze záporného pólu bateriového pouzdra k LED diodám podél těla svítilny. Na fotografii je kroužek ze strany, kterou přitlačuje k desce plošných spojů.

Pojistný kroužek je upevněn poměrně pevně a bylo možné jej odstranit pouze pomocí zařízení zobrazeného na fotografii. Takový hák můžete ohnout z ocelového pásu vlastními rukama.

Po sejmutí přídržného kroužku se z hlavy svítilny snadno sundal plošný spoj s LED diodami, který je na fotografii. Okamžitě mě zaujala absence proud omezujících rezistorů, všech 14 LED bylo zapojeno paralelně a přes vypínač přímo na baterie. Připojování LED přímo k baterii je nepřijatelné, protože velikost proudu procházejícího LED je omezena pouze vnitřním odporem baterií a může LED poškodit. V lepším případě výrazně sníží jejich životnost.

Vzhledem k tomu, že všechny LED ve svítilně byly zapojeny paralelně, nebylo možné je zkontrolovat multimetrem zapnutým v režimu měření odporu. Proto byla deska plošných spojů napájena stejnosměrným napájecím napětím z externího zdroje 4,5 V s proudovým omezením 200 mA. Všechny LED se rozsvítily. Ukázalo se, že problémem baterky byl špatný kontakt mezi deskou s plošnými spoji a pojistným kroužkem.

Aktuální spotřeba LED svítilny

Pro zajímavost jsem měřil proudový odběr LED z baterií, když byly zapnuté bez proudu omezujícího rezistoru.

Proud byl více než 627 mA. Svítilna je vybavena LED diodami typu HL-508H, jejichž provozní proud by neměl přesáhnout 20 mA. 14 LED je zapojeno paralelně, proto by celkový odběr proudu neměl překročit 280 mA. Proud procházející LED diodami tedy více než zdvojnásobil jmenovitý proud.

Takový vynucený režim provozu LED je nepřijatelný, protože vede k přehřátí krystalu a v důsledku toho k předčasnému selhání LED. Další nevýhodou je rychlé vybíjení baterií. Budou stačit, pokud LED nejprve nevyhoří, na ne více než hodinu provozu.

Konstrukce svítilny neumožňovala připájet odpory omezující proud v sérii s každou LED, takže jsme museli instalovat jeden společný pro všechny LED. Hodnota odporu musela být určena experimentálně. Za tímto účelem byla svítilna napájena kalhotovými bateriemi a do mezery v kladném vodiči byl zapojen ampérmetr v sérii s odporem 5,1 Ohm. Proud byl asi 200 mA. Při instalaci rezistoru 8,2 Ohm byl proudový odběr 160 mA, což, jak ukázaly testy, je zcela dostačující pro dobré osvětlení na vzdálenost alespoň 5 metrů. Rezistor nebyl na dotek horký, takže bude stačit jakýkoli výkon.

Přepracování konstrukce

Po prostudování se ukázalo, že pro spolehlivý a trvanlivý provoz svítilny je nutné dodatečně instalovat odpor omezující proud a duplikovat spojení desky plošných spojů s LED a upevňovacího kroužku přídavným vodičem.

Pokud dříve bylo nutné, aby se záporná sběrnice plošného spoje dotýkala těla svítilny, tak kvůli instalaci rezistoru bylo nutné kontakt eliminovat. K tomu byl z desky s plošnými spoji po celém jejím obvodu, ze strany proudových cest, vybroušen jehlovým pilníkem roh.

Aby se upínací kroužek při upevňování desky s plošnými spoji nedotýkal vodivých drah, byly na ni pomocí lepidla Moment nalepeny čtyři pryžové izolátory o tloušťce asi dva milimetry, jak je znázorněno na fotografii. Izolátory mohou být vyrobeny z jakéhokoli dielektrického materiálu, jako je plast nebo silná lepenka.

Rezistor byl předem připájen ke svěrnému kroužku a kus drátu byl připájen na krajní dráhu desky s plošnými spoji. Přes vodič byla umístěna izolační trubice a poté byl drát připájen ke druhé svorce rezistoru.

Po jednoduchém vylepšení baterky vlastníma rukama se začala stabilně rozsvěcovat a světelný paprsek dobře osvětloval předměty na vzdálenost větší než osm metrů. Navíc se životnost baterie více než ztrojnásobila a spolehlivost LED se mnohonásobně zvýšila.

Analýza příčin poruch opravených čínských LED žárovek ukázala, že všechny selhaly kvůli špatnému designu elektrická schémata. Zbývá jen zjistit, zda se tak stalo záměrně za účelem úspory na součástkách a zkrácení životnosti baterek (aby si více lidí kupovalo nové), nebo v důsledku negramotnosti vývojářů. Přikláním se k prvnímu předpokladu.

Oprava LED svítilny RED 110

Opravena byla baterka s vestavěnou kyselinovou baterií od čínského výrobce značky RED. Svítilna měla dva zářiče: jeden s paprskem v podobě úzkého paprsku a jeden vyzařující rozptýlené světlo.

Na fotce je vzhled svítilny RED 110. Baterka se mi hned zalíbila. Pohodlný tvar těla, dva provozní režimy, poutko pro zavěšení na krk, výsuvná zástrčka pro připojení k síti pro nabíjení. Ve svítilně svítila LED sekce rozptýleného světla, ale úzký paprsek ne.

Pro provedení opravy jsme nejprve odšroubovali černý kroužek zajišťující reflektor a poté odšroubovali jeden samořezný šroub v oblasti závěsu. Pouzdro lze snadno rozdělit na dvě poloviny. Všechny díly byly zajištěny samořeznými šrouby a byly snadno demontovatelné.

Obvod nabíječky byl vyroben podle klasického schématu. Ze sítě bylo přes proud omezující kondenzátor o kapacitě 1 μF přiváděno napětí na usměrňovací můstek o čtyřech diodách a dále na svorky baterie. Napětí z baterie do úzkopaprskové LED bylo přiváděno přes odpor omezující proud 460 Ohmů.

Všechny díly byly osazeny na jednostranné desce plošných spojů. Vodiče byly připájeny přímo na kontaktní plošky. Vzhled Deska plošných spojů je zobrazena na fotografii.

Paralelně bylo zapojeno 10 LED diod bočního světla. Napájecí napětí jim bylo přiváděno přes běžný proud omezující rezistor 3R3 (3,3 Ohm), i když podle pravidel musí být pro každou LED instalován samostatný odpor.

Při vnější kontrole úzkopaprskové LED nebyly zjištěny žádné závady. Když bylo napájení přiváděno přes spínač svítilny z baterie, na svorkách LED bylo přítomno napětí a zahřívala se. Bylo zřejmé, že krystal byl rozbit, a to bylo potvrzeno testem kontinuity multimetrem. Odpor byl 46 ohmů pro jakékoli připojení sond ke svorkám LED. LED byla vadná a bylo potřeba ji vyměnit.

Pro usnadnění ovládání byly vodiče odpájeny z LED desky. Po uvolnění vývodů LED z pájky se ukázalo, že LED byla pevně držena celou rovinou rubové strany na desce plošných spojů. Abychom ji oddělili, museli jsme desku upevnit v postranicích stolního počítače. Dále umístěte ostrý konec nože na spojnici LED a desky a lehce udeřte do rukojeti nože kladivem. LED se odrazila.

Jako obvykle nebyly na krytu LED žádné značky. Proto bylo nutné určit jeho parametry a vybrat vhodnou náhradu. Na základě celkových rozměrů LED, napětí baterie a velikosti proud omezujícího rezistoru bylo stanoveno, že k výměně by byla vhodná 1W LED (proud 350 mA, úbytek napětí 3 V). Z „Referenční tabulky parametrů oblíbených LED diod SMD“ byla k opravě vybrána bílá LED6000Am1W-A120.

Plošný spoj, na kterém je LED instalována, je vyrobena z hliníku a zároveň slouží k odvodu tepla z LED. Proto je při její instalaci nutné zajistit dobrý tepelný kontakt z důvodu těsného dosednutí zadní roviny LED k desce plošných spojů. K tomu byla před utěsněním na kontaktní plochy povrchů aplikována tepelná pasta, která se používá při instalaci radiátoru na počítačový procesor.

Aby bylo zajištěno těsné uchycení roviny LED k desce, musíte ji nejprve položit na rovinu a mírně ohnout vývody směrem nahoru, aby se od roviny odchylovaly o 0,5 mm. Dále pocínujte svorky pájkou, naneste teplovodivou pastu a nainstalujte LED na desku. Poté jej přitlačte k desce (vhodné je to udělat pomocí šroubováku s odstraněným bitem) a zahřejte vodiče páječkou. Dále vyjměte šroubovák, přitlačte jej nožem v místě ohybu tuhy k desce a nahřejte páječkou. Po vytvrzení pájky nůž vyjměte. Díky pružinovým vlastnostem vývodů bude LED pevně přitlačena k desce.

Při instalaci LED je třeba dbát na polaritu. Je pravda, že v tomto případě, pokud dojde k chybě, bude možné vyměnit vodiče napájení. LED dioda je připájená a můžete kontrolovat její činnost a měřit odběr proudu a úbytek napětí.

Proud protékající LED byl 250 mA, úbytek napětí 3,2 V. Spotřeba energie (proud je potřeba vynásobit napětím) tedy byla 0,8 W. Bylo možné zvýšit provozní proud LED snížením odporu na 460 Ohmů, ale neudělal jsem to, protože jas záře byl dostatečný. Ale LED bude fungovat v lehčím režimu, bude se méně zahřívat a provozní doba svítilny na jedno nabití se prodlouží.

Kontrola zahřívání LED po hodině provozu ukázala efektivní odvod tepla. Zahřívalo se na teplotu ne vyšší než 45 °C. Zkoušky na moři ukázaly dostatečný dosah osvětlení ve tmě, více než 30 metrů.

Výměna olověné baterie v LED svítilně

Poškozenou kyselinovou baterii v LED svítilně lze nahradit buď podobnou kyselinovou baterií, nebo lithium-iontovou (Li-ion) nebo nikl-metal hydridovou (Ni-MH) baterií AA nebo AAA.

Opravované čínské svítilny byly vybaveny olověnými AGM bateriemi různých velikostí bez označení s napětím 3,6 V. Kapacita těchto baterií se dle propočtů pohybuje od 1,2 do 2 A×hod.

V prodeji najdete podobnou kyselinovou baterii od ruského výrobce pro UPS Delta DT 401 4V 1Ah, která má výstupní napětí 4 V s kapacitou 1 Ah, stojí pár dolarů. Chcete-li jej vyměnit, jednoduše znovu připájejte dva vodiče, dodržujte polaritu.

Přes široký výběr LED svítilen různých provedení v obchodech radioamatéři vyvíjejí vlastní verze obvodů pro napájení bílých supersvítivých LED. V podstatě jde o to, jak napájet LED z jedné baterie nebo akumulátoru, a provést praktický výzkum.

Po obdržení pozitivní výsledek, schéma je rozebráno, díly jsou vloženy do krabice, zkušenost je dokončena, nastává morální uspokojení. Často se zde výzkum zastaví, ale někdy se zkušenost s montáží konkrétní jednotky na prkénko promění ve skutečný design vyrobený podle všech pravidel umění. Níže je několik jednoduché obvody, vyvinuté radioamatéry.

V některých případech je velmi obtížné určit, kdo je autorem schématu, protože stejné schéma se objevuje na různých stránkách a v různých článcích. Autoři článků často upřímně píší, že tento článek byl nalezen na internetu, ale není známo, kdo tento diagram publikoval poprvé. Mnoho obvodů je jednoduše zkopírováno z desek stejných čínských baterek.

Proč jsou potřeba převodníky?

Jde o to, že přímý úbytek napětí je zpravidla ne menší než 2,4...3,4V, takže je prostě nemožné rozsvítit LED z jedné baterie s napětím 1,5V a ještě více z baterie s napětím 1,2V. Jsou zde dvě cesty ven. Buď použijte baterii se třemi a více galvanickými články, nebo postavte alespoň ten nejjednodušší.

Právě převodník vám umožní napájet svítilnu pouze jednou baterií. Toto řešení snižuje náklady na napájecí zdroje a navíc umožňuje plnohodnotnější využití: mnoho měničů je provozuschopných s hlubokým vybitím baterie až 0,7V! Použití převodníku také umožňuje zmenšit velikost svítilny.

Obvod je blokovací oscilátor. Jedná se o jeden z klasických elektronických obvodů, takže pokud je správně sestaven a v dobrém funkčním stavu, začne okamžitě fungovat. Hlavní věcí v tomto obvodu je správně navinout transformátor Tr1 a nezaměnit fázování vinutí.

Jako jádro pro transformátor můžete použít feritový kroužek z nepoužitelné desky. Stačí navinout několik závitů izolovaného drátu a připojit vinutí, jak je znázorněno na obrázku níže.

Transformátor lze navinout navíjecím drátem jako je PEV nebo PEL o průměru nejvýše 0,3 mm, což vám umožní umístit na kroužek o něco větší počet závitů, alespoň 10...15, což poněkud zlepšit provoz okruhu.

Vinutí by měla být navinuta do dvou vodičů, poté připojte konce vinutí, jak je znázorněno na obrázku. Začátek vinutí ve schématu je znázorněn tečkou. Můžete použít jakýkoli nízkoenergetický npn tranzistor vodivost: KT315, KT503 a podobně. V dnešní době je snazší najít importovaný tranzistor, jako je BC547.

Pokud nemáte po ruce tranzistor n-p-n struktur, pak můžete použít například KT361 nebo KT502. V tomto případě však budete muset změnit polaritu baterie.

Rezistor R1 je vybrán na základě nejlepšího svitu LED, ačkoli obvod funguje, i když je jednoduše nahrazen propojkou. Výše uvedený diagram je určen jednoduše „pro zábavu“, pro provádění experimentů. Takže po osmi hodinách nepřetržitého provozu na jedné LED baterii klesne z 1,5V na 1,42V. Dá se říci, že se téměř nevybíjí.

Chcete-li prozkoumat nosnost obvodu, můžete zkusit paralelně zapojit několik dalších LED. Například se čtyřmi LED diodami obvod nadále pracuje celkem stabilně, se šesti LED se tranzistor začne zahřívat, s osmi LED jas znatelně klesne a tranzistor se velmi zahřeje. Ale schéma stále funguje. Ale to je pouze pro vědecký výzkum, protože tranzistor v tomto režimu nebude dlouho fungovat.

Pokud plánujete vytvořit jednoduchou svítilnu založenou na tomto obvodu, budete muset přidat několik dalších dílů, které zajistí jasnější záři LED.

Je snadné vidět, že v tomto obvodu není LED napájena pulzováním, ale stejnosměrným proudem. Přirozeně v tomto případě bude jas záře o něco vyšší a úroveň pulsací vyzařovaného světla bude mnohem menší. Jakákoli vysokofrekvenční dioda, například KD521 (), bude vhodná jako dioda.

Měniče s tlumivkou

Další nejjednodušší schéma je znázorněno na obrázku níže. Je poněkud složitější než zapojení na obrázku 1, obsahuje 2 tranzistory, ale místo transformátoru se dvěma vinutími má pouze induktor L1. Takovou tlumivku lze navinout na kroužek ze stejné energeticky úsporné žárovky, pro kterou budete muset navinout pouze 15 závitů navíjecího drátu o průměru 0,3...0,5 mm.

Se specifikovaným nastavením induktoru na LED můžete získat napětí až 3,8 V (dopředný úbytek napětí na LED 5730 je 3,4 V), což stačí k napájení 1W LED. Nastavení obvodu zahrnuje volbu kapacity kondenzátoru C1 v rozsahu ±50% maximálního jasu LED. Obvod je funkční při snížení napájecího napětí na 0,7V, což zajišťuje maximální využití kapacity baterie.

Pokud je uvažovaný obvod doplněn o usměrňovač na diodě D1, filtr na kondenzátoru C1 a zenerovu diodu D2, získáte nízkopříkonový zdroj, který lze použít k napájení obvodů operačních zesilovačů nebo jiných elektronických součástek. Indukčnost tlumivky se v tomto případě volí v rozmezí 200...350 μH, dioda D1 se Schottkyho bariérou, zenerova dioda D2 se volí podle napětí napájeného obvodu.

Úspěšnou souhrou okolností lze pomocí takového převodníku získat výstupní napětí 7...12V. Pokud plánujete použít převodník pouze pro napájení LED, lze zenerovu diodu D2 z obvodu vyloučit.

Všechny uvažované obvody jsou nejjednoduššími zdroji napětí: omezování proudu procházejícího LED se provádí v podstatě stejným způsobem jako v různých klíčenkách nebo v zapalovačích s LED.

LED je přes zapínací tlačítko, bez jakéhokoliv omezovacího rezistoru, napájena 3...4 malými diskovými bateriemi, jejichž vnitřní odpor omezuje proud skrz LED na bezpečnou úroveň.

Aktuální obvody zpětné vazby

Ale LED je koneckonců aktuální zařízení. Ne nadarmo se v dokumentaci k LED udává stejnosměrný proud. Proto skutečné LED napájecí obvody obsahují proudovou zpětnou vazbu: jakmile proud procházející LED dosáhne určité hodnoty, koncový stupeň je odpojen od napájení.

Stabilizátory napětí fungují úplně stejně, jen je tam zpětná vazba napětí. Níže je obvod pro napájení LED s proudovou zpětnou vazbou.

Při bližším zkoumání můžete vidět, že základem obvodu je stejný blokovací oscilátor namontovaný na tranzistoru VT2. Tranzistor VT1 je v obvodu řídicí zpětná vazba. Zpětná vazba v tomto schématu funguje následovně.

LED diody jsou napájeny napětím, které se akumuluje přes elektrolytický kondenzátor. Kondenzátor se nabíjí přes diodu pulzním napětím z kolektoru tranzistoru VT2. Usměrněné napětí se používá k napájení LED diod.

Proud LED prochází následující cestou: kladná deska kondenzátoru, diody LED s omezovacími odpory, rezistor s proudovou zpětnou vazbou (senzor) Roc, záporná deska elektrolytického kondenzátoru.

V tomto případě se na zpětnovazebním rezistoru vytvoří úbytek napětí Uoc=I*Roc, kde I je proud procházející LED diodami. S rostoucím napětím (generátor koneckonců pracuje a nabíjí kondenzátor) se zvyšuje proud přes LED a následně se zvyšuje napětí na zpětnovazebním rezistoru Roc.

Když Uoc dosáhne 0,6 V, otevře se tranzistor VT1 a uzavře spojení báze-emitor tranzistoru VT2. Tranzistor VT2 se uzavře, blokovací generátor se zastaví a přestane nabíjet elektrolytický kondenzátor. Vlivem zátěže se kondenzátor vybije a napětí na kondenzátoru klesne.

Snížení napětí na kondenzátoru vede ke snížení proudu procházejícího LED a v důsledku toho ke snížení zpětnovazebního napětí Uoc. Tranzistor VT1 se proto uzavře a neruší činnost blokovacího generátoru. Generátor se spustí a celý cyklus se opakuje znovu a znovu.

Změnou odporu zpětnovazebního odporu můžete měnit proud přes LED v širokém rozsahu. Takové obvody se nazývají stabilizátory pulzního proudu.

Integrované stabilizátory proudu

V současné době se stabilizátory proudu pro LED vyrábějí v integrované verzi. Příklady zahrnují specializované mikroobvody ZXLD381, ZXSC300. Níže zobrazené obvody jsou převzaty z datového listu těchto čipů.

Na obrázku je návrh čipu ZXLD381. Obsahuje PWM generátor (Pulse Control), proudový senzor (Rsense) a výstupní tranzistor. Závěsné části jsou pouze dvě. Jedná se o LED a induktor L1. Typické schéma zapojení je znázorněno na následujícím obrázku. Mikroobvod se vyrábí v balení SOT23. Generační frekvence 350KHz je nastavena vnitřními kondenzátory, nelze ji změnit. Účinnost zařízení je 85%, start pod zátěží je možný i při napájecím napětí 0,8V.

Propustné napětí LED by nemělo být větší než 3,5 V, jak je uvedeno ve spodním řádku pod obrázkem. Proud procházející LED je řízen změnou indukčnosti induktoru, jak je znázorněno v tabulce na pravé straně obrázku. Prostřední sloupec ukazuje špičkový proud, poslední sloupec ukazuje průměrný proud procházející LED. Pro snížení úrovně zvlnění a zvýšení jasu záře je možné použít usměrňovač s filtrem.

Zde používáme LED s propustným napětím 3,5V, vysokofrekvenční diodu D1 se Schottkyho bariérou a kondenzátor C1 nejlépe s nízkým ekvivalentním sériovým odporem (nízké ESR). Tyto požadavky jsou nutné pro zvýšení celkové účinnosti zařízení, co nejmenší zahřívání diody a kondenzátoru. Výstupní proud se volí volbou indukčnosti tlumivky v závislosti na výkonu LED.

Od ZXLD381 se liší tím, že nemá vnitřní výstupní tranzistor a odpor snímače proudu. Toto řešení umožňuje výrazně zvýšit výstupní proud zařízení, a proto použít LED s vyšším výkonem.

Jako proudový snímač je použit externí rezistor R1, jehož změnou hodnoty nastavíte požadovaný proud v závislosti na typu LED. Tento odpor je vypočítán pomocí vzorců uvedených v datovém listu pro čip ZXSC300. Tyto vzorce zde nebudeme uvádět, v případě potřeby je snadné najít datový list a vyhledat vzorce odtud. Výstupní proud je omezen pouze parametry výstupního tranzistoru.

Při prvním zapnutí všech popsaných obvodů je vhodné připojit baterii přes odpor 10 Ohm. To pomůže vyhnout se smrti tranzistoru, pokud jsou například nesprávně připojena vinutí transformátoru. Pokud se LED s tímto rezistorem rozsvítí, pak lze rezistor vyjmout a provést další úpravy.

Boris Aladyškin