Diversi semplici circuiti di alimentazione LED. Riparazione e ammodernamento fai-da-te delle luci Lentel, Photon, Smartbuy Colorado e LED ROSSO Schema elettrico

Blocco – generatoreè un generatore di impulsi a breve termine ripetuti a intervalli abbastanza ampi.

Uno dei vantaggi dei generatori di blocco è la loro semplicità comparativa, la capacità di collegare un carico tramite un trasformatore, un'elevata efficienza e il collegamento di un carico sufficientemente potente.

Gli oscillatori di blocco sono molto spesso utilizzati nei circuiti radioamatoriali. Ma faremo funzionare un LED da questo generatore.

Molto spesso durante le escursioni, la pesca o la caccia è necessaria una torcia. Ma non hai sempre una batteria o batterie da 3 V a portata di mano. Questo circuito può far funzionare il LED a piena potenza da una batteria quasi scarica.

Un po 'sullo schema. Dettagli: qualsiasi transistor (n-p-n o p-n-p) può essere utilizzato nel mio circuito KT315G.

Il resistore deve essere selezionato, ma ne parleremo più avanti.

L'anello di ferrite non è molto grande.

E un diodo ad alta frequenza con una bassa caduta di tensione.

Allora, stavo pulendo un cassetto della mia scrivania e ho trovato una vecchia torcia con una lampadina a incandescenza, ovviamente bruciata, e recentemente ho visto uno schema di questo generatore.

E ho deciso di saldare il circuito e metterlo in una torcia.

Bene, cominciamo:

Per prima cosa, assembliamo secondo questo schema.

Prendiamo un anello di ferrite (l'ho estratto dal reattore di una lampada fluorescente) e avvolgiamo 10 spire di filo da 0,5-0,3 mm (potrebbe essere più sottile, ma non sarà conveniente). Lo avvolgiamo, facciamo un cappio o un ramo e lo avvolgiamo altri 10 giri.

Ora prendiamo il transistor KT315, un LED e il nostro trasformatore. Montiamo secondo lo schema (vedi sopra). Ho anche posizionato un condensatore in parallelo al diodo, quindi brillava più intensamente.

Quindi lo hanno raccolto. Se il LED non si accende, cambiare la polarità della batteria. Ancora spento, controlla che il LED e il transistor siano collegati correttamente. Se tutto è corretto e ancora non si accende, il trasformatore non è avvolto correttamente. Ad essere onesti, neanche il mio circuito ha funzionato la prima volta.

Ora integriamo il diagramma con i restanti dettagli.

Installando il diodo VD1 e il condensatore C1, il LED si illuminerà più luminoso.

L'ultima fase è la selezione del resistore. Invece di un resistore costante, ne inseriamo uno variabile da 1,5 kOhm. E iniziamo a girare. Devi trovare il punto in cui il LED brilla di più e devi trovare il punto in cui se aumenti anche solo leggermente la resistenza, il LED si spegne. Nel mio caso è 471 Ohm.

Ok, ora più vicino al punto))

Smontiamo la torcia

Tagliamo un cerchio dalla fibra di vetro sottile unilaterale alla dimensione del tubo della torcia.

Ora andiamo a cercare parti dei tagli richiesti di diversi millimetri di dimensione. Transistor KT315

Ora segniamo la tavola e tagliamo la pellicola con un coltello da cancelleria.

Armeggiamo il tabellone

Correggiamo i bug, se presenti.

Ora per saldare la scheda abbiamo bisogno di una punta speciale, altrimenti non importa. Prendiamo un filo di spessore 1-1,5 mm. Lo puliamo accuratamente.

Ora lo avvolgiamo sul saldatore esistente. L'estremità del filo può essere affilata e stagnata.

Bene, iniziamo a saldare le parti.

Puoi usare una lente d'ingrandimento.

Bene, sembra che tutto sia saldato, tranne il condensatore, il LED e il trasformatore.

Ora prova. Attacciamo tutte queste parti (senza saldature) al "moccio"

Evviva!! Accaduto. Ora puoi saldare tutte le parti normalmente senza paura

All'improvviso mi sono interessato a quale fosse la tensione di uscita, quindi l'ho misurata

Per la sicurezza e la capacità di continuare le attività attive al buio, una persona ha bisogno dell'illuminazione artificiale. I primitivi respingevano l'oscurità dando fuoco ai rami degli alberi, poi inventarono una torcia e una stufa a cherosene. E solo dopo l'invenzione del prototipo di una batteria moderna da parte dell'inventore francese Georges Leclanche nel 1866, e della lampada a incandescenza nel 1879 da parte di Thomson Edison, David Mizell ebbe l'opportunità di brevettare la prima torcia elettrica nel 1896.

Da allora, nulla è cambiato nel circuito elettrico dei nuovi campioni di torce elettriche, fino a quando nel 1923, lo scienziato russo Oleg Vladimirovich Losev scoprì una connessione tra la luminescenza nel carburo di silicio e la giunzione p-n, e nel 1990 gli scienziati riuscirono a creare un LED con maggiore luminosità efficienza, consentendo loro di sostituire una lampadina a incandescenza L'uso dei LED al posto delle lampade a incandescenza, grazie al basso consumo energetico dei LED, ha permesso di aumentare ripetutamente il tempo di funzionamento delle torce con la stessa capacità di batterie e accumulatori, aumentare l'affidabilità delle torce e rimuovere praticamente tutte le restrizioni su l'area del loro utilizzo.

La torcia ricaricabile a led che vedete in fotografia è venuta da me in riparazione con la denuncia di essere stata acquistata l'altro giorno lanterna cinese Lentel GL01 per $ 3, non si accende, anche se l'indicatore di carica della batteria è acceso.

L'ispezione esterna della lanterna ha fatto un'impressione positiva. Fusione di alta qualità della custodia, comoda maniglia e interruttore. Le aste di connessione per il collegamento alla rete domestica per caricare la batteria sono retrattili, eliminando la necessità di riporre il cavo di alimentazione.

Attenzione! Quando si smonta e si ripara la torcia, se è connessa alla rete, è necessario prestare attenzione. Il contatto con parti del corpo non protette e fili e parti non isolati può provocare scosse elettriche.

Come smontare la torcia ricaricabile Lentel GL01 LED

Sebbene la torcia fosse soggetta a riparazione in garanzia, ricordando le mie esperienze durante la riparazione in garanzia di un bollitore elettrico difettoso (il bollitore era costoso e l'elemento riscaldante al suo interno si è bruciato, quindi non è stato possibile ripararlo con le mie mani), ho ho deciso di fare la riparazione da solo.

È stato facile smontare la lanterna. È sufficiente ruotare di un piccolo angolo in senso antiorario l'anello che fissa il vetro protettivo ed estrarlo, quindi svitare diverse viti. Si è scoperto che l'anello è fissato al corpo mediante una connessione a baionetta.

Dopo aver rimosso una delle metà del corpo della torcia, è apparso l'accesso a tutti i suoi componenti. A sinistra nella foto puoi vedere un circuito stampato con LED, al quale è fissato un riflettore (riflettore di luce) tramite tre viti. Al centro c'è una batteria nera con parametri sconosciuti, c'è solo un segno della polarità dei terminali. A destra della batteria c'è il circuito stampato caricabatterie e indicazioni. Sulla destra c'è una presa di corrente con aste retrattili.

Dopo un esame più attento dei LED, si è scoperto che sulle superfici di emissione dei cristalli di tutti i LED erano presenti punti o punti neri. È diventato chiaro anche senza controllare i LED con un multimetro che la torcia non si accendeva a causa del loro esaurimento.

Erano inoltre presenti zone annerite sui cristalli di due LED installati come retroilluminazione sul pannello indicatore di carica della batteria. Nelle lampade e strisce LED, solitamente un LED si guasta e, agendo come un fusibile, protegge gli altri dalla bruciatura. E tutti e nove i LED della torcia si sono guastati contemporaneamente. La tensione sulla batteria non può aumentare fino a un valore tale da danneggiare i LED. Per scoprirne il motivo ho dovuto disegnare uno schema elettrico.

Trovare la causa del guasto della torcia

Il circuito elettrico della torcia è composto da due parti funzionalmente complete. La parte del circuito situata a sinistra dell'interruttore SA1 funge da caricabatterie. E la parte del circuito mostrata a destra dell'interruttore fornisce la luce.

Il caricabatterie funziona come segue. La tensione della rete domestica a 220 V viene fornita al condensatore limitatore di corrente C1, quindi al raddrizzatore a ponte assemblato sui diodi VD1-VD4. Dal raddrizzatore, la tensione viene fornita ai terminali della batteria. Il resistore R1 serve a scaricare il condensatore dopo aver rimosso la spina della torcia dalla rete. Ciò impedisce la scossa elettrica dovuta alla scarica del condensatore nel caso in cui la mano tocchi accidentalmente due poli della spina contemporaneamente.

Il LED HL1, collegato in serie con il resistore limitatore di corrente R2 nella direzione opposta al diodo in alto a destra del ponte, a quanto pare si accende sempre quando la spina viene inserita nella rete, anche se la batteria è difettosa o scollegata dal circuito.

Il commutatore della modalità operativa SA1 viene utilizzato per collegare gruppi separati di LED alla batteria. Come puoi vedere dallo schema, risulta che se la torcia è collegata alla rete per la ricarica e l'interruttore a scorrimento è in posizione 3 o 4, anche la tensione dal caricabatteria va ai LED.

Se una persona accende la torcia e scopre che non funziona e, non sapendo che l'interruttore a scorrimento deve essere impostato sulla posizione "off", di cui non si dice nulla nelle istruzioni per l'uso della torcia, collega la torcia alla rete per la ricarica, quindi a spese. Se si verifica un picco di tensione all'uscita del caricabatterie, i LED riceveranno una tensione significativamente superiore a quella calcolata. Una corrente superiore a quella consentita fluirà attraverso i LED e questi si bruceranno. Quando una batteria ad acido invecchia a causa della solfatazione delle piastre di piombo, la tensione di carica della batteria aumenta, il che porta anche alla bruciatura dei LED.

Un'altra soluzione circuitale che mi ha sorpreso è stata il collegamento in parallelo di sette LED, cosa inaccettabile in quanto le caratteristiche corrente-tensione anche di LED dello stesso tipo sono diverse e quindi anche la corrente che passa nei LED non sarà la stessa. Per questo motivo, quando si sceglie il valore del resistore R4 in base alla corrente massima consentita che scorre attraverso i LED, uno di essi potrebbe sovraccaricarsi e guastarsi, e ciò porterà a una sovracorrente dei LED collegati in parallelo e si bruceranno.

Rielaborazione (ammodernamento) del circuito elettrico della torcia

È diventato evidente che il guasto della torcia era dovuto a errori commessi dagli sviluppatori del suo schema elettrico. Per riparare la torcia ed evitare che si rompa nuovamente è necessario rifarla, sostituendo i led e apportando piccole modifiche al circuito elettrico.

Affinché l'indicatore di carica della batteria segnali effettivamente che è in carica, il LED HL1 deve essere collegato in serie alla batteria. Per accendere un LED è necessaria una corrente di diversi milliampere e la corrente fornita dal caricabatterie dovrebbe essere di circa 100 mA.

Per garantire queste condizioni è sufficiente scollegare la catena HL1-R2 dal circuito nei punti indicati dalle croci rosse e installare in parallelo ad essa un ulteriore resistore Rd del valore nominale di 47 Ohm e della potenza di almeno 0,5 W . La corrente di carica che scorre attraverso Rd creerà una caduta di tensione di circa 3 V ai suoi capi, che fornirà la corrente necessaria per l'accensione dell'indicatore HL1. Allo stesso tempo, il punto di connessione tra HL1 e Rd deve essere collegato al pin 1 dello switch SA1. COSÌ in modo semplice verrà esclusa la possibilità di fornire tensione dal caricabatteria ai led EL1-EL10 durante la carica della batteria.

Per equalizzare l'entità delle correnti che fluiscono attraverso i LED EL3-EL10, è necessario escludere il resistore R4 dal circuito e collegare in serie a ciascun LED un resistore separato con un valore nominale di 47-56 Ohm.

Schema elettrico dopo la modifica

Piccole modifiche apportate al circuito hanno aumentato il contenuto informativo dell'indicatore di carica di una torcia a LED cinese economica e ne hanno notevolmente aumentato l'affidabilità. Spero che i produttori Luci a LED Dopo aver letto questo articolo, apporteranno modifiche ai circuiti elettrici dei loro prodotti.

Dopo la modernizzazione, elettrica schema elettrico ha preso la forma come nel disegno sopra. Se è necessario illuminare la torcia per un lungo periodo e non è necessaria un'elevata luminosità del suo bagliore, è inoltre possibile installare un resistore limitatore di corrente R5, grazie al quale il tempo di funzionamento della torcia senza ricarica raddoppierà.

Riparazione torcia a batteria LED

Dopo lo smontaggio, la prima cosa che devi fare è ripristinare la funzionalità della torcia, quindi iniziare ad aggiornarla.

Il controllo dei LED con un multimetro ha confermato che erano difettosi. Pertanto, è stato necessario dissaldare tutti i LED e liberare i fori dalla saldatura per installare nuovi diodi.

A giudicare dall'aspetto, la scheda era dotata di tubi LED della serie HL-508H con un diametro di 5 mm. Erano disponibili LED del tipo HK5H4U di una lampada LED lineare con caratteristiche tecniche simili. Sono tornati utili per riparare la lanterna. Quando si saldano i LED alla scheda, è necessario ricordarsi di rispettare la polarità; l'anodo deve essere collegato al terminale positivo della batteria o della batteria.

Dopo aver sostituito i LED, il PCB è stato collegato al circuito. La luminosità di alcuni LED era leggermente diversa da altri a causa della comune resistenza di limitazione della corrente. Per eliminare questo inconveniente è necessario rimuovere il resistore R4 e sostituirlo con sette resistori, collegati in serie a ciascun LED.

Per selezionare un resistore che garantisca il funzionamento ottimale del LED, è stata misurata la dipendenza della corrente che scorre attraverso il LED dal valore della resistenza collegata in serie ad una tensione di 3,6 V, pari alla tensione batteria lanterna

In base alle condizioni di utilizzo della torcia (in caso di interruzioni dell'alimentazione elettrica all'appartamento), non erano richieste elevata luminosità e portata di illuminazione, quindi è stato scelto il resistore con un valore nominale di 56 Ohm. Con un tale resistore di limitazione della corrente, il LED funzionerà in modalità luce e il consumo di energia sarà economico. Se è necessario ottenere la massima luminosità dalla torcia, è necessario utilizzare un resistore, come si può vedere dalla tabella, con un valore nominale di 33 Ohm e creare due modalità di funzionamento della torcia accendendo un'altra corrente comune- resistore limitatore (nello schema R5) con un valore nominale di 5,6 Ohm.

Per collegare una resistenza in serie a ciascun LED è necessario prima preparare il circuito stampato. Per fare ciò, è necessario tagliare su di esso qualsiasi percorso che trasporta corrente, adatto a ciascun LED, e creare cuscinetti di contatto aggiuntivi. I percorsi di corrente sulla scheda sono protetti da uno strato di vernice, che deve essere raschiato via con la lama di un coltello dal rame, come nella fotografia. Quindi stagnare i contatti nudi con la saldatura.

È meglio e più conveniente preparare un circuito stampato per montare resistori e saldarli se la scheda è montata su un riflettore standard. In questo caso, la superficie delle lenti LED non verrà graffiata e sarà più comodo lavorare.

Collegando la scheda diodi dopo la riparazione e la modernizzazione alla batteria della torcia è stato dimostrato che la luminosità di tutti i LED era sufficiente per l'illuminazione e la stessa luminosità.

Prima che avessi il tempo di riparare la lampada precedente, ne è stata riparata una seconda, con lo stesso guasto. Sul corpo della torcia sono presenti informazioni sul produttore e specifiche tecniche Non sono riuscito a trovarlo, ma a giudicare dallo stile di produzione e dalla causa del guasto, il produttore è lo stesso, Chinese Lentel.

In base alla data riportata sul corpo della torcia e sulla batteria è stato possibile stabilire che la torcia aveva già quattro anni e, secondo il suo proprietario, la torcia funzionava perfettamente. È evidente che la torcia è durata a lungo grazie al cartello di avvertimento “Non accendere durante la ricarica!” su un coperchio incernierato che copre un vano in cui è nascosta una spina per collegare la torcia alla rete elettrica per caricare la batteria.

In questo modello di torcia i LED sono inseriti nel circuito secondo le regole; in serie ad ognuno di essi è installata una resistenza da 33 Ohm. Il valore del resistore può essere facilmente riconosciuto mediante codifica a colori utilizzando un calcolatore online. Un controllo con un multimetro ha mostrato che tutti i LED erano difettosi e anche i resistori erano rotti.

Un'analisi della causa del guasto dei LED ha mostrato che a causa della solfatazione delle piastre acide della batteria, la sua resistenza interna è aumentata e, di conseguenza, la sua tensione di carica è aumentata più volte. Durante la ricarica, la torcia è stata accesa, la corrente attraverso i LED e i resistori ha superato il limite, causandone il guasto. Ho dovuto sostituire non solo i led, ma anche tutte le resistenze. In base alle condizioni operative della torcia sopra menzionate, sono stati scelti per la sostituzione resistori con un valore nominale di 47 Ohm. Il valore della resistenza per qualsiasi tipo di LED può essere calcolato utilizzando un calcolatore online.

Riprogettazione del circuito di indicazione della modalità di ricarica della batteria

La torcia è stata riparata e puoi iniziare ad apportare modifiche al circuito di indicazione di carica della batteria. Per fare ciò, è necessario tagliare il percorso verso scheda a circuito stampato caricabatterie e indicazione in modo tale che la catena HL1-R2 sul lato LED sia scollegata dal circuito.

La batteria AGM al piombo era completamente scarica e il tentativo di caricarla con un caricabatterie standard non ha avuto successo. Ho dovuto caricare la batteria utilizzando un alimentatore stazionario con funzione di limitazione della corrente di carico. Alla batteria è stata applicata una tensione di 30 V, mentre all'inizio consumava solo pochi mA di corrente. Nel tempo, la corrente ha iniziato ad aumentare e dopo alcune ore è aumentata fino a 100 mA. Dopo la ricarica completa, la batteria è stata installata nella torcia.

La ricarica di batterie AGM al piombo-acido profondamente scariche con una tensione maggiore a seguito di una conservazione a lungo termine consente di ripristinarne la funzionalità. Ho testato il metodo sulle batterie AGM più di una dozzina di volte. Le nuove batterie che non vogliono essere caricate dai caricabatterie standard vengono ripristinate quasi alla loro capacità originale quando vengono caricate da una fonte costante con una tensione di 30 V.

La batteria è stata scaricata più volte accendendo la torcia in modalità operativa e caricata utilizzando un caricabatterie standard. La corrente di carica misurata è stata di 123 mA, con una tensione ai terminali della batteria di 6,9 V. Purtroppo la batteria era esaurita ed è stata sufficiente per far funzionare la torcia per 2 ore. Cioè, la capacità della batteria era di circa 0,2 Ah e per il funzionamento a lungo termine della torcia è necessario sostituirla.

La catena HL1-R2 sul circuito stampato è stata posizionata con successo ed è stato necessario tagliare solo un percorso di corrente ad angolo, come nella foto. La larghezza di taglio deve essere di almeno 1 mm. Il calcolo del valore della resistenza e i test pratici hanno dimostrato che per un funzionamento stabile dell'indicatore di carica della batteria è necessaria una resistenza da 47 Ohm con una potenza di almeno 0,5 W.

La foto mostra un circuito stampato con un resistore di limitazione della corrente saldato. Dopo questa modifica l'indicatore di carica della batteria si accende solo se la batteria è effettivamente in carica.

Modernizzazione del cambio della modalità operativa

Per completare la riparazione e l'ammodernamento delle luci, è necessario risaldare i fili ai terminali dell'interruttore.

Nei modelli di torce in riparazione, per l'accensione viene utilizzato un interruttore a scorrimento a quattro posizioni. Il perno centrale nella foto mostrata è generale. Quando la slitta dell'interruttore è nella posizione estrema sinistra, il terminale comune è collegato al terminale sinistro dell'interruttore. Quando si sposta il cursore dell'interruttore dalla posizione di estrema sinistra a una posizione a destra, il suo pin comune è collegato al secondo pin e, con ulteriore movimento del cursore, in sequenza ai pin 4 e 5.

Al terminale comune centrale (vedi foto sopra) è necessario saldare un filo proveniente dal terminale positivo della batteria. Pertanto, sarà possibile collegare la batteria a un caricabatterie o ai LED. Al primo pin si può saldare un filo proveniente dalla scheda principale con i led, al secondo si può saldare un resistore limitatore di corrente R5 da 5,6 Ohm per poter accendere la torcia modalità di risparmio energetico lavoro. Saldare il conduttore proveniente dal caricabatterie al pin più a destra. Ciò ti impedirà di accendere la torcia mentre la batteria è in carica.

Riparazione e modernizzazione
Faretto LED ricaricabile "Foton PB-0303"

Ho ricevuto un'altra copia di una serie di torce a LED di fabbricazione cinese chiamate faretti a LED Photon PB-0303 per la riparazione. La torcia non ha risposto quando è stato premuto il pulsante di accensione; il tentativo di caricare la batteria della torcia utilizzando un caricabatterie non ha avuto successo.

La torcia è potente, costosa, costa circa $ 20. Secondo il produttore, il flusso luminoso della torcia raggiunge i 200 metri, il corpo è realizzato in plastica ABS resistente agli urti e il kit comprende un caricabatterie separato e una tracolla.

La torcia LED Photon ha una buona manutenibilità. Per accedere al circuito elettrico è sufficiente svitare l'anello in plastica che fissa il vetro protettivo, ruotando l'anello in senso antiorario guardando i LED.

Quando si riparano apparecchi elettrici, la risoluzione dei problemi inizia sempre dalla fonte di alimentazione. Pertanto, il primo passo è stato misurare la tensione ai terminali della batteria ad acido utilizzando un multimetro acceso in modalità. Era 2,3 V, invece dei 4,4 V richiesti. La batteria era completamente scarica.

Quando si collega il caricabatterie, la tensione ai terminali della batteria non è cambiata, è diventato evidente che il caricabatterie non funzionava. La torcia è stata utilizzata fino a quando la batteria non è stata completamente scarica, quindi non è stata utilizzata per un lungo periodo, il che ha portato a uno scaricamento profondo della batteria.

Resta da verificare la funzionalità dei LED e di altri elementi. Per fare ciò, è stato rimosso il riflettore, per il quale sono state svitate sei viti. Sul circuito stampato c'erano solo tre LED, un chip (chip) a forma di goccia, un transistor e un diodo.

Cinque fili andavano dalla scheda e dalla batteria alla maniglia. Per comprendere la loro connessione è stato necessario smontarlo. Per fare ciò, utilizzare un cacciavite Phillips per svitare le due viti all'interno della torcia, che si trovavano accanto al foro in cui passavano i fili.

Per staccare l'impugnatura della torcia dal suo corpo è necessario allontanarla dalle viti di montaggio. Questo deve essere fatto con attenzione per non strappare i fili dalla scheda.

Come si è scoperto, nella penna non c'erano elementi radioelettronici. Due fili bianchi sono stati saldati ai terminali del pulsante di accensione/spegnimento della torcia, ed il resto al connettore per il collegamento del caricabatterie. Un filo rosso è stato saldato al pin 1 del connettore (la numerazione è condizionata), l'altra estremità è stata saldata all'ingresso positivo del circuito stampato. Al secondo contatto è stato saldato un conduttore bianco-blu, l'altra estremità del quale è stata saldata al pad negativo del circuito stampato. Al pin 3 è stato saldato un filo verde, la cui seconda estremità è stata saldata al terminale negativo della batteria.

Schema del circuito elettrico

Dopo aver affrontato i fili nascosti nella maniglia, puoi disegnare uno schema elettrico della torcia Photon.

Dal terminale negativo della batteria GB1 viene fornita tensione al pin 3 del connettore X1 e poi dal suo pin 2 attraverso un conduttore bianco-blu viene fornita al circuito stampato.

Il connettore X1 è progettato in modo tale che quando la spina del caricabatterie non è inserita in esso, i pin 2 e 3 sono collegati tra loro. Quando la spina è inserita, i pin 2 e 3 sono scollegati. Ciò garantisce la disconnessione automatica della parte elettronica del circuito dal caricabatterie, eliminando la possibilità di accendere accidentalmente la torcia durante la ricarica della batteria.

Dal terminale positivo della batteria GB1 viene fornita tensione a D1 (microcircuito-chip) e all'emettitore di un transistor bipolare tipo S8550. Il CHIP svolge solo la funzione di trigger, consentendo a un pulsante di accendere o spegnere la luce dei LED EL (⌀8 mm, colore della luce - bianco, potenza 0,5 W, consumo di corrente 100 mA, caduta di tensione 3 V.). Quando si preme per la prima volta il pulsante S1 dal chip D1, viene applicata una tensione positiva alla base del transistor Q1, si apre e la tensione di alimentazione viene fornita ai LED EL1-EL3, la torcia si accende. Premendo nuovamente il pulsante S1, il transistor si chiude e la torcia si spegne.

Da un punto di vista tecnico, una tale soluzione circuitale è analfabeta, poiché aumenta il costo della torcia, ne riduce l'affidabilità e inoltre, a causa della caduta di tensione alla giunzione del transistor Q1, fino al 20% della batteria la capacità è persa. Tale soluzione circuitale è giustificata se è possibile regolare la luminosità del fascio luminoso. In questo modello, al posto del pulsante, è stato sufficiente installare un interruttore meccanico.

È stato sorprendente che nel circuito i LED EL1-EL3 siano collegati in parallelo alla batteria come lampadine a incandescenza, senza elementi limitatori di corrente. Di conseguenza, all'accensione, attraverso i LED passa una corrente, la cui entità è limitata solo dalla resistenza interna della batteria e quando è completamente carica, la corrente può superare il valore consentito per i LED, il che porterà al loro fallimento.

Controllo della funzionalità del circuito elettrico

Per verificare la funzionalità del microcircuito, del transistor e dei LED, una tensione di 4,4 V CC è stata applicata da una fonte di alimentazione esterna con una funzione di limitazione di corrente, mantenendo la polarità, direttamente ai pin di alimentazione del circuito stampato. Il valore limite di corrente è stato fissato a 0,5 A.

Dopo aver premuto il pulsante di accensione, i LED si accendono. Dopo aver premuto nuovamente, uscirono. I LED e il microcircuito con il transistor si sono rivelati riparabili. Resta solo da capire la batteria e il caricabatterie.

Recupero batterie acide

Dato che la batteria ad acido da 1,7 A era completamente scarica e il caricabatterie standard era difettoso, ho deciso di caricarla da una fonte di alimentazione fissa. Collegando la batteria per la ricarica ad un alimentatore con una tensione impostata di 9 V, la corrente di carica era inferiore a 1 mA. La tensione è stata aumentata a 30 V: la corrente è aumentata a 5 mA e dopo un'ora a questa tensione era già 44 mA. Successivamente, la tensione è stata ridotta a 12 V, la corrente è scesa a 7 mA. Dopo 12 ore di ricarica della batteria con una tensione di 12 V, la corrente è salita a 100 mA e la batteria è stata caricata con questa corrente per 15 ore.

La temperatura della custodia della batteria rientrava nei limiti normali, il che indicava che la corrente di carica non veniva utilizzata per generare calore, ma per accumulare energia. Dopo aver caricato la batteria e finalizzato il circuito, di cui parleremo di seguito, sono stati eseguiti i test. La torcia con batteria ripristinata si è illuminata ininterrottamente per 16 ore, dopodiché la luminosità del fascio ha iniziato a diminuire e quindi è stata spenta.

Utilizzando il metodo sopra descritto, ho dovuto ripristinare ripetutamente la funzionalità di batterie ad acido di piccole dimensioni profondamente scariche. Come ha dimostrato la pratica, è possibile ripristinare solo le batterie riparabili che sono state dimenticate per qualche tempo. Le batterie acide che hanno esaurito la loro durata non possono essere ripristinate.

Riparazione del caricabatterie

Misurando il valore della tensione con un multimetro ai contatti del connettore di uscita del caricabatterie ne è stata evidenziata l'assenza.

A giudicare dall'adesivo incollato sul corpo dell'adattatore, si trattava di un alimentatore che emette una tensione continua non stabilizzata di 12 V con una corrente di carico massima di 0,5 A. Nel circuito elettrico non c'erano elementi che limitassero la quantità di corrente di carica, quindi è sorta la domanda: perché in un caricabatterie di qualità hai utilizzato un normale alimentatore?

Quando l'adattatore è stato aperto, è apparso un odore caratteristico di cavi elettrici bruciati, che indicava che l'avvolgimento del trasformatore era bruciato.

Un test di continuità dell'avvolgimento primario del trasformatore ha evidenziato che era rotto. Dopo aver tagliato il primo strato di nastro isolante dell'avvolgimento primario del trasformatore, è stato scoperto un fusibile termico, progettato per una temperatura di esercizio di 130°C. I test hanno dimostrato che sia l'avvolgimento primario che il fusibile termico erano difettosi.

La riparazione dell'adattatore non era economicamente fattibile, poiché era necessario riavvolgere l'avvolgimento primario del trasformatore e installare un nuovo fusibile termico. L'ho sostituito con uno simile che era a portata di mano, con una tensione continua di 9 V. Il cavo flessibile con connettore doveva essere risaldato da un adattatore bruciato.

La foto mostra un disegno del circuito elettrico di un alimentatore bruciato (adattatore) della torcia LED Photon. L'adattatore sostitutivo è stato assemblato secondo lo stesso schema, solo con una tensione di uscita di 9 V. Questa tensione è abbastanza sufficiente per fornire la corrente di carica della batteria richiesta con una tensione di 4,4 V.

Per puro divertimento ho collegato la torcia a un nuovo alimentatore e ho misurato la corrente di carica. Il suo valore era 620 mA, e questo era ad una tensione di 9 V. Ad una tensione di 12 V, la corrente era di circa 900 mA, superando significativamente la capacità di carico dell'adattatore e la corrente di carica della batteria consigliata. Per questo motivo l'avvolgimento primario del trasformatore si è bruciato a causa del surriscaldamento.

Finalizzazione dello schema elettrico
Torcia LED ricaricabile "Photon"

Per eliminare le violazioni del circuito e garantire un funzionamento affidabile e a lungo termine, sono state apportate modifiche al circuito della torcia e il circuito stampato è stato modificato.

La foto mostra lo schema elettrico della torcia LED Photon convertita. Gli ulteriori elementi radio installati sono visualizzati in blu. Il resistore R2 limita la corrente di carica della batteria a 120 mA. Per aumentare la corrente di carica è necessario ridurre il valore del resistore. I resistori R3-R5 limitano ed equalizzano la corrente che scorre attraverso i LED EL1-EL3 quando la torcia è illuminata. Il LED EL4 con un resistore limitatore di corrente R1 collegato in serie è installato per indicare il processo di ricarica della batteria, poiché gli sviluppatori della torcia non se ne sono occupati.

Per installare resistori limitatori di corrente sulla scheda, le tracce stampate sono state tagliate, come mostrato nella foto. Il resistore limitatore di corrente di carica R2 è stato saldato ad un'estremità al cuscinetto di contatto, a cui era stato precedentemente saldato il filo positivo proveniente dal caricabatterie, e il filo saldato è stato saldato al secondo terminale del resistore. Allo stesso pad di contatto è stato saldato un ulteriore filo (giallo nella foto), destinato a collegare l'indicatore di carica della batteria.

Il resistore R1 e l'indicatore LED EL4 sono stati posizionati nell'impugnatura della torcia, accanto al connettore per il collegamento del caricabatterie X1. Il pin dell'anodo del LED è stato saldato al pin 1 del connettore X1 e un resistore di limitazione della corrente R1 è stato saldato al secondo pin, il catodo del LED. Un filo (giallo nella foto) è stato saldato al secondo terminale del resistore, collegandolo al terminale del resistore R2, saldato al circuito stampato. Il resistore R2, per comodità di installazione, potrebbe essere posizionato anche nell'impugnatura della torcia, ma poiché si scalda durante la ricarica, ho deciso di posizionarlo in uno spazio più libero.

Durante la finalizzazione del circuito sono stati utilizzati resistori di tipo MLT con una potenza di 0,25 W, ad eccezione di R2, che è progettato per 0,5 W. Il LED EL4 è adatto a qualsiasi tipo e colore di luce.

Questa foto mostra l'indicatore di carica mentre la batteria è in carica. L'installazione di un indicatore ha permesso non solo di monitorare il processo di ricarica della batteria, ma anche di monitorare la presenza di tensione nella rete, lo stato dell'alimentatore e l'affidabilità della sua connessione.

Come sostituire un CHIP bruciato

Se improvvisamente un CHIP - un microcircuito specializzato non contrassegnato in una torcia LED Photon o uno simile assemblato secondo un circuito simile - si guasta, per ripristinare la funzionalità della torcia può essere sostituito con successo con un interruttore meccanico.

Per fare ciò, è necessario rimuovere il chip D1 dalla scheda e collegare un normale interruttore meccanico al posto dell'interruttore a transistor Q1, come mostrato nello schema elettrico sopra. L'interruttore sul corpo della torcia può essere installato al posto del pulsante S1 o in qualsiasi altro luogo adatto.

Riparazione e alterazione della torcia a LED
14Led Smartbuy Colorado

La torcia LED Smartbuy Colorado ha smesso di accendersi, sebbene siano state installate tre nuove batterie AAA.

Il corpo impermeabile era realizzato in lega di alluminio anodizzato e aveva una lunghezza di 12 cm.La torcia aveva un aspetto elegante ed era facile da usare.

Come verificare l'idoneità delle batterie in una torcia a LED

La riparazione di qualsiasi dispositivo elettrico inizia con il controllo della fonte di alimentazione, pertanto, nonostante nella torcia siano state installate nuove batterie, le riparazioni dovrebbero iniziare con il loro controllo. Nella torcia Smartbuy, le batterie sono installate in un contenitore speciale, nel quale sono collegate in serie tramite ponticelli. Per poter accedere alle batterie della torcia è necessario smontarla ruotando il coperchio posteriore in senso antiorario.

Le batterie devono essere installate nel contenitore, rispettando la polarità su di esso indicata. La polarità è indicata anche sul contenitore, quindi va inserita nel corpo della torcia con il lato su cui è segnato il segno “+”.

Prima di tutto è necessario controllare visivamente tutti i contatti del contenitore. Se sono presenti tracce di ossido su di essi, i contatti devono essere puliti fino a renderli lucidi utilizzando carta vetrata oppure l'ossido deve essere raschiato via con una lama di coltello. Per prevenire la riossidazione dei contatti, è possibile lubrificarli con uno strato sottile di qualsiasi olio per macchine.

Successivamente è necessario verificare l'idoneità delle batterie. Per fare ciò, toccando le sonde di un multimetro acceso in modalità di misurazione della tensione continua, è necessario misurare la tensione ai contatti del contenitore. Si collegano tre batterie in serie e ciascuna di esse deve produrre una tensione di 1,5 V, quindi la tensione ai terminali del contenitore dovrebbe essere di 4,5 V.

Se la tensione è inferiore a quella specificata, è necessario verificare la corretta polarità delle batterie nel contenitore e misurare la tensione di ciascuna di esse singolarmente. Forse solo uno di loro si è seduto.

Se tutto è in ordine con le batterie, allora è necessario inserire il contenitore nel corpo della torcia, rispettando la polarità, avvitare il tappo e verificarne la funzionalità. In questo caso bisogna prestare attenzione alla molla presente nel coperchio, attraverso la quale la tensione di alimentazione viene trasmessa al corpo della torcia e da essa direttamente ai LED. Non dovrebbero esserci tracce di corrosione alla sua estremità.

Come verificare se l'interruttore funziona correttamente

Se le batterie sono buone e i contatti sono puliti, ma i LED non si accendono, è necessario controllare l'interruttore.

La torcia Smartbuy Colorado è dotata di un interruttore a pulsante sigillato con due posizioni fisse, che chiude il filo proveniente dal terminale positivo del contenitore della batteria. Quando si preme il pulsante dell'interruttore per la prima volta, i suoi contatti si chiudono e quando lo si preme nuovamente si aprono.

Poiché la torcia contiene batterie, puoi anche controllare l'interruttore utilizzando un multimetro acceso in modalità voltmetro. Per fare ciò è necessario ruotarlo in senso antiorario, se guardi i LED, svita la sua parte anteriore e mettila da parte. Successivamente, tocca il corpo della torcia con una sonda del multimetro e con la seconda tocca il contatto, che si trova in profondità al centro della parte in plastica mostrata nella foto.

Il voltmetro dovrebbe mostrare una tensione di 4,5 V. Se non c'è tensione, premere il pulsante dell'interruttore. Se funziona correttamente, verrà visualizzata la tensione. Altrimenti, l'interruttore deve essere riparato.

Controllo dello stato dei LED

Se i passaggi di ricerca precedenti non sono riusciti a rilevare un guasto, nella fase successiva è necessario verificare l'affidabilità dei contatti che forniscono la tensione di alimentazione alla scheda con LED, l'affidabilità della loro saldatura e la manutenibilità.

Un circuito stampato con i LED sigillati al suo interno è fissato nella testa della torcia tramite un anello in acciaio caricato a molla, attraverso il quale la tensione di alimentazione dal terminale negativo del contenitore della batteria viene fornita contemporaneamente ai LED lungo il corpo della torcia. La foto mostra l'anello dal lato in cui preme contro il circuito stampato.

L'anello di sicurezza è fissato abbastanza saldamente ed è stato possibile rimuoverlo solo utilizzando il dispositivo mostrato nella foto. Puoi piegare un gancio del genere da una striscia di acciaio con le tue mani.

Dopo aver rimosso l'anello di ritegno, il circuito stampato con i LED, visibile in foto, è stato facilmente rimosso dalla testa della torcia. L'assenza di resistenze limitatrici di corrente ha subito attirato la mia attenzione: tutti i 14 LED erano collegati in parallelo e direttamente alle batterie tramite un interruttore. Collegare i LED direttamente alla batteria è inaccettabile, poiché la quantità di corrente che scorre attraverso i LED è limitata solo dalla resistenza interna delle batterie e può danneggiare i LED. Nella migliore delle ipotesi, ridurrà notevolmente la loro durata.

Poiché tutti i LED della torcia erano collegati in parallelo, non è stato possibile controllarli con un multimetro acceso in modalità di misurazione della resistenza. Pertanto il circuito stampato è stato alimentato con una tensione di alimentazione CC da una fonte esterna di 4,5 V con un limite di corrente di 200 mA. Tutti i LED si accesero. È diventato evidente che il problema con la torcia era lo scarso contatto tra il circuito stampato e l'anello di ritenzione.

Consumo attuale della torcia a LED

Per divertimento, ho misurato il consumo di corrente dei LED delle batterie quando erano accesi senza resistore limitatore di corrente.

La corrente era superiore a 627 mA. La torcia è dotata di LED di tipo HL-508H, la cui corrente operativa non deve superare i 20 mA. 14 LED sono collegati in parallelo, pertanto il consumo di corrente totale non deve superare 280 mA. Pertanto, la corrente che scorre attraverso i LED è più che raddoppiata rispetto alla corrente nominale.

Una modalità così forzata di funzionamento dei LED è inaccettabile, poiché porta al surriscaldamento del cristallo e, di conseguenza, al guasto prematuro dei LED. Un ulteriore svantaggio è che le batterie si scaricano rapidamente. Saranno sufficienti, se non si bruciano prima i led, per non più di un'ora di funzionamento.

Il design della torcia non consentiva di saldare resistori di limitazione della corrente in serie con ciascun LED, quindi abbiamo dovuto installarne uno comune per tutti i LED. Il valore del resistore doveva essere determinato sperimentalmente. Per fare ciò, la torcia è stata alimentata da batterie pantaloni e un amperometro è stato collegato all'intercapedine del filo positivo in serie con un resistore con un valore nominale di 5,1 Ohm. La corrente era di circa 200 mA. Quando si installa una resistenza da 8,2 Ohm, il consumo di corrente è stato di 160 mA, che, come hanno dimostrato i test, è abbastanza sufficiente per una buona illuminazione ad una distanza di almeno 5 metri. Il resistore non si è surriscaldato al tatto, quindi va bene qualsiasi potenza.

Riprogettazione della struttura

Dopo lo studio, è diventato evidente che per un funzionamento affidabile e duraturo della torcia è necessario installare inoltre un resistore limitatore di corrente e duplicare la connessione del circuito stampato con i LED e l'anello di fissaggio con un conduttore aggiuntivo.

Se in precedenza era necessario che il bus negativo del circuito stampato toccasse il corpo della torcia, allora a causa dell'installazione del resistore è stato necessario eliminare il contatto. A tale scopo è stato tagliato un angolo del circuito stampato lungo tutta la sua circonferenza, dal lato dei percorsi di corrente, utilizzando una lima ad ago.

Per evitare che l'anello di serraggio tocchi le piste che trasportano corrente durante il fissaggio del circuito stampato, su di esso sono stati incollati quattro isolanti di gomma spessi circa due millimetri con la colla Moment, come mostrato nella fotografia. Gli isolanti possono essere realizzati con qualsiasi materiale dielettrico, come plastica o cartone spesso.

Il resistore è stato pre-saldato all'anello di serraggio e un pezzo di filo è stato saldato alla pista più esterna del circuito stampato. Un tubo isolante è stato posizionato sopra il conduttore, quindi il filo è stato saldato al secondo terminale del resistore.

Dopo aver semplicemente aggiornato la torcia con le proprie mani, ha iniziato ad accendersi stabilmente e il raggio luminoso ha illuminato bene gli oggetti a una distanza di oltre otto metri. Inoltre, la durata della batteria è più che triplicata e l’affidabilità dei LED è aumentata molte volte.

Un'analisi delle cause dei guasti delle lampade LED cinesi riparate ha dimostrato che tutte si sono guastate a causa di una progettazione inadeguata schemi elettrici. Resta solo da scoprire se ciò sia stato fatto intenzionalmente per risparmiare sui componenti e abbreviare la vita delle torce (in modo che più persone ne acquistassero di nuove), o come risultato dell'analfabetismo degli sviluppatori. Io propendo per la prima ipotesi.

Riparazione della torcia LED RED 110

È stata riparata una torcia con batteria ad acido incorporata del produttore cinese RED. La torcia aveva due emettitori: uno con un fascio a forma di fascio stretto e uno che emetteva luce diffusa.

La foto mostra l'aspetto della torcia RED 110. La torcia mi è subito piaciuta. Comoda forma del corpo, due modalità operative, un passante per appenderlo al collo, una spina retrattile per il collegamento alla rete per la ricarica. Nella torcia brillava la sezione LED a luce diffusa, ma il fascio stretto no.

Per effettuare la riparazione, abbiamo prima svitato l'anello nero che fissa il riflettore e poi una vite autofilettante nella zona della cerniera. La custodia si separa facilmente in due metà. Tutte le parti sono state fissate con viti autofilettanti e sono state facilmente rimosse.

Il circuito del caricabatterie è stato realizzato secondo lo schema classico. Dalla rete, attraverso un condensatore limitatore di corrente con una capacità di 1 μF, la tensione veniva fornita al ponte raddrizzatore di quattro diodi e quindi ai terminali della batteria. La tensione dalla batteria al LED a fascio stretto veniva fornita tramite un resistore limitatore di corrente da 460 Ohm.

Tutte le parti sono state montate su un circuito stampato a lato singolo. I fili sono stati saldati direttamente ai cuscinetti di contatto. Aspetto Il circuito stampato è mostrato nella foto.

10 LED delle luci laterali sono stati collegati in parallelo. La tensione di alimentazione è stata fornita loro tramite un resistore limitatore di corrente comune 3R3 (3,3 Ohm), sebbene secondo le regole sia necessario installare un resistore separato per ciascun LED.

Durante un controllo esterno del LED a fascio stretto non sono stati riscontrati difetti. Quando l'alimentazione veniva fornita tramite l'interruttore della torcia dalla batteria, la tensione era presente sui terminali del LED e si riscaldava. È apparso evidente che il cristallo era rotto e ciò è stato confermato da un test di continuità con un multimetro. La resistenza era di 46 ohm per l'eventuale collegamento delle sonde ai terminali del LED. Il LED era difettoso e doveva essere sostituito.

Per facilità d'uso, i fili sono stati dissaldati dalla scheda LED. Dopo aver liberato i cavi del LED dalla saldatura, si è scoperto che il LED era tenuto saldamente dall'intero piano del retro del circuito stampato. Per separarlo abbiamo dovuto fissare la tavola nelle aste della scrivania. Successivamente, posiziona l'estremità affilata del coltello alla giunzione tra il LED e la scheda e colpisci leggermente il manico del coltello con un martello. Il LED rimbalzò.

Come al solito, non c'erano indicazioni sull'alloggiamento del LED. Pertanto, è stato necessario determinarne i parametri e selezionare un sostituto adeguato. In base alle dimensioni complessive del LED, alla tensione della batteria e alla dimensione della resistenza di limitazione della corrente, è stato stabilito che un LED da 1 W (corrente 350 mA, caduta di tensione 3 V) sarebbe adatto per la sostituzione. Dalla "Tabella di riferimento dei parametri dei LED SMD più diffusi", è stato selezionato per la riparazione un LED bianco LED6000Am1W-A120.

Il circuito stampato su cui è installato il LED è in alluminio e allo stesso tempo serve a sottrarre calore al LED. Pertanto, durante l'installazione, è necessario garantire un buon contatto termico grazie alla perfetta aderenza del piano posteriore del LED al circuito stampato. Per fare ciò, prima di sigillare, sulle aree di contatto delle superfici è stata applicata la pasta termica, che viene utilizzata quando si installa un radiatore sul processore di un computer.

Per garantire una perfetta aderenza del piano LED alla scheda, è necessario prima posizionarlo sul piano e piegare leggermente i cavi verso l'alto in modo che si discostino dal piano di 0,5 mm. Successivamente, stagnare i terminali con saldatura, applicare la pasta termica e installare il LED sulla scheda. Quindi, premilo sulla scheda (è conveniente farlo con un cacciavite con la punta rimossa) e scalda i cavi con un saldatore. Successivamente, rimuovere il cacciavite, premerlo con un coltello sulla piega del cavo sulla scheda e scaldarlo con un saldatore. Dopo che la saldatura si è indurita, rimuovere il coltello. A causa delle proprietà elastiche dei cavi, il LED verrà premuto saldamente sulla scheda.

Quando si installa il LED è necessario rispettare la polarità. È vero, in questo caso, se si commette un errore, sarà possibile scambiare i fili di alimentazione. Il LED è saldato ed è possibile verificarne il funzionamento e misurare la corrente assorbita e la caduta di tensione.

La corrente che scorreva attraverso il LED era di 250 mA, la caduta di tensione era di 3,2 V. Quindi il consumo energetico (è necessario moltiplicare la corrente per la tensione) era di 0,8 W. Era possibile aumentare la corrente operativa del LED diminuendo la resistenza a 460 Ohm, ma non l'ho fatto, poiché la luminosità del bagliore era sufficiente. Ma il LED funzionerà in una modalità più leggera, si scalderà meno e il tempo di funzionamento della torcia con una singola carica aumenterà.

Il controllo del riscaldamento del LED dopo un'ora di funzionamento ha mostrato un'efficace dissipazione del calore. Si è riscaldato fino a una temperatura non superiore a 45°C. Le prove in mare hanno mostrato una portata di illuminazione sufficiente al buio, superiore a 30 metri.

Sostituzione di una batteria al piombo in una torcia a LED

Una batteria ad acido guasta in una torcia a LED può essere sostituita con una batteria ad acido simile o con una batteria AA o AAA agli ioni di litio (Li-ion) o nichel-metallo idruro (Ni-MH).

Le lanterne cinesi in riparazione erano dotate di batterie AGM al piombo di varie dimensioni senza contrassegni con una tensione di 3,6 V. Secondo i calcoli, la capacità di queste batterie varia da 1,2 a 2 A×ora.

In vendita puoi trovare una batteria all'acido simile di un produttore russo per l'UPS Delta DT 401 da 4 V 1 Ah, che ha una tensione di uscita di 4 V con una capacità di 1 Ah, che costa un paio di dollari. Per sostituirlo è sufficiente risaldare i due fili rispettando la polarità.

Nonostante l'ampia selezione di torce a LED di vari design nei negozi, i radioamatori stanno sviluppando le proprie versioni di circuiti per alimentare LED bianchi super luminosi. Fondamentalmente, il compito si riduce a come alimentare un LED da una sola batteria o accumulatore e a condurre ricerche pratiche.

Una volta ricevuto risultato positivo, si smonta il diagramma, si mettono le parti in una scatola, l'esperienza si completa, subentra la soddisfazione morale. Spesso la ricerca si ferma qui, ma a volte l'esperienza di assemblare una specifica unità su una breadboard si trasforma in un vero e proprio progetto, realizzato secondo tutte le regole dell'arte. Di seguito ne sono riportati diversi circuiti semplici, sviluppato da radioamatori.

In alcuni casi è molto difficile determinare chi sia l'autore dello schema, poiché lo stesso schema appare su siti diversi e in articoli diversi. Spesso gli autori degli articoli scrivono onestamente che questo articolo è stato trovato su Internet, ma non si sa chi abbia pubblicato questo diagramma per la prima volta. Molti circuiti sono semplicemente copiati dalle schede delle stesse torce cinesi.

Perché sono necessari i convertitori?

Il fatto è che la caduta di tensione diretta è, di regola, non inferiore a 2,4...3,4 V, quindi è semplicemente impossibile accendere un LED da una batteria con una tensione di 1,5 V, e ancor di più da una batteria con una tensione di 1,2 V. Ci sono due vie d'uscita qui. Utilizza una batteria di tre o più celle galvaniche o costruisci almeno quella più semplice.

È il convertitore che ti permetterà di alimentare la torcia con una sola batteria. Questa soluzione riduce il costo degli alimentatori e inoltre consente un utilizzo più completo: molti convertitori funzionano con una scarica profonda della batteria fino a 0,7 V! L'utilizzo di un convertitore consente inoltre di ridurre le dimensioni della torcia.

Il circuito è un oscillatore bloccante. Questo è uno dei classici circuiti elettronici, quindi se assemblato correttamente e in buone condizioni, inizia a funzionare immediatamente. La cosa principale in questo circuito è avvolgere correttamente il trasformatore Tr1 e non confondere la fase degli avvolgimenti.

Come nucleo per il trasformatore, è possibile utilizzare un anello di ferrite da una scheda inutilizzabile. È sufficiente avvolgere più spire di filo isolato e collegare gli avvolgimenti, come mostrato nella figura seguente.

Il trasformatore può essere avvolto con filo di avvolgimento come PEV o PEL con un diametro non superiore a 0,3 mm, che vi permetterà di fare un numero leggermente maggiore di spire sull'anello, almeno 10...15, che sarà un po' migliorare il funzionamento del circuito.

Gli avvolgimenti devono essere avvolti in due fili, quindi collegare le estremità degli avvolgimenti come mostrato in figura. L'inizio degli avvolgimenti nello schema è indicato da un punto. Puoi usare qualsiasi a basso consumo transistor npn conduttività: KT315, KT503 e simili. Al giorno d'oggi è più facile trovare un transistor importato come il BC547.

Se non hai un transistor a portata di mano strutture npn, è possibile utilizzare, ad esempio, KT361 o KT502. Tuttavia, in questo caso dovrai cambiare la polarità della batteria.

Il resistore R1 viene selezionato in base alla migliore luminosità del LED, sebbene il circuito funzioni anche se viene semplicemente sostituito con un ponticello. Il diagramma sopra è inteso semplicemente “per divertimento”, per condurre esperimenti. Pertanto, dopo otto ore di funzionamento continuo su un LED, la batteria scende da 1,5 V a 1,42 V. Possiamo dire che non scarica quasi mai.

Per studiare la capacità di carico del circuito, puoi provare a collegare più LED in parallelo. Ad esempio, con quattro LED il circuito continua a funzionare in modo abbastanza stabile, con sei LED il transistor inizia a riscaldarsi, con otto LED la luminosità diminuisce notevolmente e il transistor diventa molto caldo. Ma lo schema continua ancora a funzionare. Ma questo è solo per la ricerca scientifica, poiché in questa modalità il transistor non funzionerà per molto tempo.

Se hai intenzione di creare una semplice torcia basata su questo circuito, dovrai aggiungere un paio di parti in più, che garantiranno una luminosità più luminosa del LED.

È facile vedere che in questo circuito il LED è alimentato non da pulsazioni, ma da corrente continua. Naturalmente, in questo caso la luminosità del bagliore sarà leggermente superiore e il livello di pulsazione della luce emessa sarà molto inferiore. Come diodo sarà adatto qualsiasi diodo ad alta frequenza, ad esempio KD521 ().

Convertitori con induttanza

Un altro diagramma più semplice è mostrato nella figura seguente. È un po' più complicato del circuito della Figura 1, contiene 2 transistor, ma invece di un trasformatore con due avvolgimenti ha solo l'induttore L1. Tale strozzatore può essere avvolto su un anello della stessa lampada a risparmio energetico, per il quale sarà necessario avvolgere solo 15 giri di filo di avvolgimento con un diametro di 0,3...0,5 mm.

Con l'impostazione dell'induttore specificata sul LED, è possibile ottenere una tensione fino a 3,8 V (la caduta di tensione diretta sul LED 5730 è 3,4 V), sufficiente per alimentare un LED da 1 W. L'impostazione del circuito prevede la selezione della capacità del condensatore C1 nell'intervallo ±50% della luminosità massima del LED. Il circuito è operativo quando la tensione di alimentazione è ridotta a 0,7 V, garantendo il massimo utilizzo della capacità della batteria.

Se il circuito considerato è integrato con un raddrizzatore sul diodo D1, un filtro sul condensatore C1 e un diodo zener D2, otterrai un alimentatore a bassa potenza che può essere utilizzato per alimentare circuiti operazionali o altri componenti elettronici. In questo caso, l'induttanza dell'induttore viene selezionata nell'intervallo 200...350 μH, il diodo D1 con barriera Schottky, il diodo zener D2 viene selezionato in base alla tensione del circuito fornito.

Con una combinazione riuscita di circostanze, utilizzando un tale convertitore è possibile ottenere una tensione di uscita di 7...12V. Se si prevede di utilizzare il convertitore per alimentare solo LED, è possibile escludere dal circuito il diodo zener D2.

Tutti i circuiti considerati sono le sorgenti di tensione più semplici: la limitazione della corrente attraverso il LED viene eseguita più o meno allo stesso modo di come avviene in vari portachiavi o negli accendini con LED.

Il LED, tramite il pulsante di accensione, senza alcuna resistenza di limitazione, è alimentato da 3...4 piccole batterie a disco, la cui resistenza interna limita la corrente che attraversa il LED ad un livello di sicurezza.

Circuiti di feedback corrente

Ma un LED è pur sempre un apparecchio attuale. Non per niente la documentazione dei LED indica la corrente continua. Pertanto, i veri circuiti di potenza dei LED contengono un feedback di corrente: una volta che la corrente che attraversa il LED raggiunge un determinato valore, lo stadio di uscita viene disconnesso dall'alimentazione.

Gli stabilizzatori di tensione funzionano esattamente allo stesso modo, solo che c'è il feedback di tensione. Di seguito è riportato un circuito per l'alimentazione dei LED con feedback di corrente.

Ad un esame più attento, puoi vedere che la base del circuito è lo stesso oscillatore di blocco assemblato sul transistor VT2. Il transistor VT1 è quello di controllo nel circuito feedback. Il feedback in questo schema funziona come segue.

I LED sono alimentati dalla tensione che si accumula attraverso un condensatore elettrolitico. Il condensatore viene caricato attraverso un diodo con tensione pulsata dal collettore del transistor VT2. La tensione raddrizzata viene utilizzata per alimentare i LED.

La corrente attraverso i LED passa lungo il seguente percorso: la piastra positiva del condensatore, i LED con resistori di limitazione, il resistore di feedback di corrente (sensore) Roc, la piastra negativa del condensatore elettrolitico.

In questo caso, viene creata una caduta di tensione Uoc=I*Roc attraverso il resistore di retroazione, dove I è la corrente che attraversa i LED. All'aumentare della tensione (il generatore, dopotutto, funziona e carica il condensatore), la corrente attraverso i LED aumenta e, di conseguenza, aumenta la tensione attraverso il resistore di retroazione Roc.

Quando Uoc raggiunge 0,6 V, il transistor VT1 si apre, chiudendo la giunzione base-emettitore del transistor VT2. Il transistor VT2 si chiude, il generatore di blocco si ferma e smette di caricare il condensatore elettrolitico. Sotto l'influenza di un carico, il condensatore si scarica e la tensione ai suoi capi diminuisce.

La riduzione della tensione sul condensatore porta ad una diminuzione della corrente attraverso i LED e, di conseguenza, a una diminuzione della tensione di feedback Uoc. Pertanto, il transistor VT1 si chiude e non interferisce con il funzionamento del generatore di blocco. Il generatore si avvia e l'intero ciclo si ripete ancora e ancora.

Modificando la resistenza del resistore di feedback, è possibile variare la corrente attraverso i LED entro un ampio intervallo. Tali circuiti sono chiamati stabilizzatori di corrente impulsiva.

Stabilizzatori di corrente integrati

Attualmente gli stabilizzatori di corrente per LED vengono prodotti in versione integrata. Gli esempi includono microcircuiti specializzati ZXLD381, ZXSC300. I circuiti mostrati sotto sono presi dal DataSheet di questi chip.

La figura mostra il design del chip ZXLD381. Contiene un generatore PWM (Pulse Control), un sensore di corrente (Rsense) e un transistor di uscita. Ci sono solo due parti sospese. Questi sono LED e induttore L1. Un tipico schema di collegamento è mostrato nella figura seguente. Il microcircuito è prodotto nel pacchetto SOT23. La frequenza di generazione di 350KHz è impostata dai condensatori interni; non può essere modificata. L'efficienza del dispositivo è dell'85%, l'avviamento sotto carico è possibile anche con una tensione di alimentazione di 0,8 V.

La tensione diretta del LED non deve essere superiore a 3,5 V, come indicato nella riga inferiore sotto la figura. La corrente attraverso il LED viene controllata modificando l'induttanza dell'induttore, come mostrato nella tabella sul lato destro della figura. La colonna centrale mostra la corrente di picco, l'ultima colonna mostra la corrente media attraverso il LED. Per ridurre il livello di ondulazione e aumentare la luminosità del bagliore, è possibile utilizzare un raddrizzatore con filtro.

Qui utilizziamo un LED con una tensione diretta di 3,5 V, un diodo ad alta frequenza D1 con barriera Schottky e un condensatore C1 preferibilmente con una bassa resistenza in serie equivalente (bassa ESR). Questi requisiti sono necessari per aumentare l'efficienza complessiva del dispositivo, riscaldando il meno possibile il diodo e il condensatore. La corrente di uscita viene selezionata selezionando l'induttanza dell'induttore in base alla potenza del LED.

Si differenzia dallo ZXLD381 in quanto non ha un transistor di uscita interno e un resistore del sensore di corrente. Questa soluzione consente di aumentare notevolmente la corrente in uscita del dispositivo, e quindi di utilizzare un LED di potenza maggiore.

Come sensore di corrente viene utilizzata una resistenza esterna R1, variando il valore della quale è possibile impostare la corrente richiesta a seconda del tipo di LED. Questo resistore viene calcolato utilizzando le formule fornite nella scheda tecnica del chip ZXSC300. Non presenteremo qui queste formule; se necessario, è facile trovare una scheda tecnica e da lì cercare le formule. La corrente di uscita è limitata solo dai parametri del transistor di uscita.

Quando si accendono per la prima volta tutti i circuiti descritti è consigliabile collegare la batteria tramite una resistenza da 10 Ohm. Ciò contribuirà a evitare la morte del transistor se, ad esempio, gli avvolgimenti del trasformatore sono collegati in modo errato. Se il LED si accende con questo resistore, è possibile rimuovere il resistore ed effettuare ulteriori regolazioni.

Boris Aladyshkin