Ремонт налобных светодиодных аккумуляторных фонариков. Светодиодный аккумуляторный фонарь - схема, ремонт, как сделать

Всем доброго времени суток. Валялся дома фонарик с диодной матрицей на 16 светодиодов, захотел его переделать в смысле усовершенствования схемы питания, тем более было из чего. Сама по себе матрица светит достаточно ярко, но все же не то, как говориться. За основу взял светодиод 1 Вт с коллиматором на 60 градусов, в качестве драйвера светодиода взял схему уже мной приводимую в .

Схема номер 1

В качестве источника питания выбрал конечно литиевый аккумулятор SAMSUNG 18650 2600ma/h.

Для контроллера разряда аккумулятора применил специализированный контроллер, который стоит в АКБ мобильных телефонов - микросхему DW01-P с ключом на полевом транзисторе.

Задача стояла всё это хозяйство утолкать без переделки корпуса фонаря, так как свободного места оказалось очень мало, а точнее вообще не оказалось, кроме как внутри резьбовой гайки, крепящей родную диодную матрицу в корпусе. Всё это дело поместил на двух печатных платах: на первой сам контроллер разряда АКБ, на второй драйвер светоизлучающего диода. Светодиод припаян к алюминиевой подложке и прижимается к корпусу фонаря все той же резьбовой гайкой. В виду того, что гайка имеет непосредственный тепловой контакт с подложкой светодиода и корпусом фонаря, который также из алюминия, мы получили превосходный радиатор.

Обсудить статью СХЕМА ФОНАРИКА НА СВЕТОДИОДАХ

Зарядное устройство фонарика собрано не качественно , путем спайки элементов выводами друг к другу. При падении фонарика, элементы зарядного устройства болтаются, как карандаши в стакане, что приводит к разрушению схемы зарядного устройства.

Зарядное устройство состоит из: конденсатора, выпрямительных диодов, активного сопротивления, светодиода для индикации заряда. Возник вопрос, как восстановить схему зарядного устройства, не имея паспорта на фонарик и монтажной схемы. Шутка ли, если что-то перепутаешь в схеме, ее ведь еще в сеть 220В включать. Давайте рассуждать логически по каждому элементу в фонарике, для чего нужен элемент и какую функцию он выполняет.

Что такое переменный электрический ток? Это направленное движение заряженных частиц в проводнике с частотой 50 Гц. Что такое частота тока 50 Гц? Это количество периодов за одну секунду, изменение направления тока, от положительного до отрицательного значения 50 раз за одну секунду.

Как получают переменный ток? Это преобразование механической энергии в электрическую энергию при помощи генератора . Для простоты и наглядного примера рассмотрим простейший генератор, состоящий из двух полюсного магнита и одной обмотки.

На графике изображен один период, отрицательный момент и положительный. На рисунке видим два магнитных полюса, и одна обмотка генератора в виде кружка с цифрой. На рисунке изображено, перемещение обмотки генератора против часовой стрелки пошагово из восьми шагов. На графике период начинается с цифры один и заканчивается цифрой восемь, сделав полный оборот 360 градусов.

Преимуществом щелочного аккумулятора перед свинцовым является его большая механическая и электрическая прочность: он выдерживает значительные перегрузки и колебания тока, не боится перезаряда и недозаряда, может длительно находится в нерабочем состоянии и требует меньшего ухода.
КПД щелочных аккумуляторов - 60 %; свинцовых аккумуляторов - 75 %.

Что касается кислотного аккумулятора: Зарядный ток (в ампер-часах) не должен превышать емкости аккумулятора (в ампер-часах). Например, максимальный зарядный ток для аккумулятора емкостью в 180 А/ч равен 18 А. (I=Q-/10). Нормальный заряд аккумулятора обычно длится 12 часов. При большем токе аккумулятор перегревается и происходит разрушение активной массы пластин. Если заряд вести меньшим током, что вполне допустимо и даже желательно, то продолжительность заряда соответственно увеличивается.

Окончание процесса заряда кислотного аккумулятора характеризуется установлением напряжения на одном элементе батареи, равного 2,5...2,6 В. Кислотные аккумуляторы чувствительны к недозарядам и перезарядам, поэтому следует своевременно заканчивать заряд. Щелочные аккумуляторы менее критичны к режиму эксплуатации. Для них окончание заряда характеризуется установлением на одном элементе батареи аккумуляторов постоянного напряжения 1,4... 1,5 В.

Вопрос : А как можно зарядить акумулятор к фонарику при помощи AC-DC адаптера?

Ответ : Попробовать, конечно, можно. Если соблюсти условия: напряжение аккумулятора должно быть чуть меньше номинального напряжения зарядного устройства. Потребляемый зарядный ток не должен превышать номинальный зарядный ток, указанный на зарядном устройстве. Соблюдаем условия полярности выводов при заряде ("+" "-").

Вопрос : Скажите, почему все аккум. пусты? Ведь если вскрыть любой (снять пробку с банки) он окажется пуст. Разве не это причины короткого срока службы АБ? Я как то пробывал залить с авто АБ электролит, и вот уже более 5 лет китай мой светит.

Ответ : Кислотные аккумуляторы вредны своими испарениями. А пустые АБ полому, что они на твердом электролите, то есть пропитанные, при полном высыхании АБ перестает работать, достаточно слегка пропитать его дистиллированной водой, поставить на зарядку и он будет работать.

Вопрос : Подскажите, пожалуйста, сколько времени заряжать фонарик с таким аккумулятором, чтобы не перезарядить. На моем аккумуляторе, никаких обозначений нет. Знаю только напряжение 3,6В, по форме 4-х граненый стаканчик белого цвета

Ответ : Чтобы определить ток заряда и время заряда нужно знать емкость аккумулятора (mA/h - миллиампер/час) Например, аккумулятор 1000mA/h подадим ток заряда 100mA одну десятую емкости аккумулятора, то он зарядится за 10 часов. Как определить примерную емкость аккумулятора? Просто разредив его на потребителя зная его потребляемый ток. Например, подключаем нагрузку 100mA, и после 10 часов аккумулятор разрядился полностью. Умножаем потребляемый ток на время, получаем емкость аккумулятора 100*10 = 1000mA/h.

Спасибо! В будущем поменяю аккумулятор на 3 дисковых.

КД105А чем можно заменить? Диоды можете заменить на КД105(Б, В, Г); КД109В; Д226А, практически любые с рабочим током 100 мкА и больше.

Параметры резистора R2 -22k не основные, падение напряжения происходит за счет конденсатора С1-1мкФ, сопротивление которого примерно - 2847(Ом), а R2 служит для защиты конденсатора от пробоя. Резистор R1 служит для разрядки конденсатора C. При удалении R1 из схемы зарядник работать будет, но при извлечении фонаря из розетки конденсатор останется заряжен, и не дай Бог коснутся сетевой вилки, передернит так, что можно будет увидеть звезды.

Зарядник обеспечит: зарядный ток = 65 - 70 mA. напряжение = 3,6 В.

Схема фонарика с аккумулятором

Как радиомеханику мне интересны самые простые электронные устройства. На этот раз речь пойдёт о фонарике с аккумулятором.

Вот схема фонарика с аккумулятором.

Фонарик состоит из двух частей. В одной части размещён аккумулятор и сетевое зарядное устройство, а в другой - выключатель и лампа накаливания. Для зарядки аккумулятора одна часть фонарика отсоединяется от головной (где лампа и выключатель) и подключается к сети 220V.

На фото виден разъём-переходник, который соединяет аккумулятор и выключатель с лампой накаливания.

Устройство такого фонарика предельно простое. Для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора G1 ёмкостью 1 А/h (1 ампер-час) и напряжением 4V используется схема с гасящим конденсатором C1. На нём падает большая часть сетевого напряжения сети 220V. Затем переменное напряжение после гасящего конденсатора выпрямляется диодным мостом на диодах VD1 - VD4 (1N4001).

Для сглаживания пульсаций после диодного моста устанавливается электролитический конденсатор C2. Нагрузкой для всего этого выпрямителя является аккумулятор G1. Если его отключить, то на выходе выпрямителя будет напряжение около 300 вольт, хотя при подключенном аккумуляторе напряжение на его выходе составляет 4 - 4,5 вольта.

Стоит отметить, что схема с гасящим (балластным) конденсатором проста, но довольно опасна. Дело в том, что такая схема гальванически не развязана от сети 220 вольт. При использовании трансформатора схема становится более электробезопасной, но из-за дороговизны этой детали применяется схема с гасящим конденсатором.

Диод VD5 необходим для того, чтобы при отключении схемы от сети, аккумулятор не разряжался через схему выпрямителя и индикации на красном светодиоде HL1, и резисторе R2. А вот лампа накаливания EL1 (или схема из светодиодов) подключается к аккумулятору только через выключатель SA1. Получается, что диод VD5 служит неким барьером, который пропускает ток к аккумулятору от сетевого выпрямителя, а обратно нет. Вот такая простая защита. Также стоит сказать, что на диоде VD5 теряется небольшая часть от выпрямленного напряжения - за счёт падения напряжения на диоде при прямом включении (V F ). Оно составляет где-то 0,5 - 0,7 вольт.

Отдельно хотелось бы сказать об аккумуляторе. Как уже было сказано, он герметичный свинцово-кислотный (Pb). Состоит из двух ячеек по 2 вольта, соединённых последовательно. Т.е аккумулятор, как говорят, состоит из 2 банок.

На аккумуляторе указано, что максимальный ток заряда - 0,5 ампера. Хотя для свинцовых Pb аккумуляторов рекомендуется ограничивать ток заряда на уровне 0,1 от его ёмкости. Т.е. для данного аккумулятора лучшим зарядным током будет - 100mA (0,1A).

Типовыми неисправностями фонариков с аккумулятором являются:

Выход из строя элементов сетевого выпрямителя (диодов, электролитического конденсатора, резистора в цепи индикации);

Неисправность кнопки-выключателя (легко чинится любой подходящей кнопкой с фиксацией или же рокерным выключателем);

Деградация (старение) аккумулятора;

Износ контактных разъёмов.

В качестве образца возьмём аккумуляторный фонарик фирмы "ДиК", «Люкс» или «Космос» (см. на фото). Этот карманный фонарик, малогабаритный, удобный в руке и с достаточно большим рефлектором - 55,8 мм в диаметре, светодиодная матрица которого имеет 5 белых светодиодов, что обеспечивает хорошее и большое пятно освещения.

Кроме того форма фонарика всем знакома, а многим ещё с детства, одним словом - бренд. Зарядное устройство находится внутри самого фонарика, стоит только снять сзади крышку и воткнуть его в розетку. Но, ни что не стоит на месте и эта конструкция фонарика тоже претерпела изменений, особенно его внутренняя начинка. Последняя модель на данный момент - ДИК АН 0-005 (или ДиК-5 ЕВРО).

Более ранние версии - это ДИК АН 0-002 и ДИК АН 0-003 отличаются тем, что в них стояли дисковые аккумуляторы (3 шт), Ni-Cd серии Д-025 и Д-026, ёмкостью 250 мА/часов, или в модели АН 0-003 - сборка уже более новых аккумуляторов Д-026Д с большей емкостью, 320 мА/ч и лампочки накаливания на 3,5 или 2,5 В, с током потребления 150 и 260 мА соответственно. Светодиод, для сравнения, потребляет около 10 мА и даже матрица из 5 штук - это 50 мА.

Конечно, при таких характеристиках фонарик не мог долго светить, его максимум хватало на 1 час, особенно первые модели.

Что же такого есть в последней модели фонарика ДИК АН 0-005?

Ну во-первых - светодиодная матрица из 5 светодиодов, в отличие от 3-х или лампочки накаливания, что даёт значительно больше света при меньшем токе потребления, а второе - в фонарике стоит всего лишь 1 пальчиковый современный Ni-MH аккумулятор на 1,2-1,5 В и ёмкостью от 1000 до 2700 мА/ч.

Некоторые спросят, а как же пальчиковый аккумулятор на 1,2 В может «зажечь» светодиоды, ведь чтобы они ярко светили надо примерно 3,5 В? По этой причине в более ранних моделях ставили последовательно 3 аккумулятора и получали 3,6 В.

Но, тут уже не знаю кто первый придумал, китайцы или кто-то другой, сделать преобразователь (умножитель) напряжения с 1,2 В до 3,5 В. Схема простая, в китайских фонариках это всего лишь 2 детали - резистор и радиодеталь похожая на транзистор с маркировкой - 8122 или 8116, или SS510, или SK5B. SS510 - это диод Шоттки.

Светит такой фонарик хорошо, ярко, и что не маловажно - долго, а циклов заряд-разряд не 150, как в предыдущих моделях, а на много больше, что увеличивает срок службы в разы. Но!! Чтобы светодиодный фонарик служил долго, надо вставлять его в розетку с 220 В в выключенном состоянии! Если этого правила не придерживаться то при зарядке можно легко сжечь диод Шоттки (SS510), а часто заодно и светодиоды.

Мне однажды пришлось ремонтировать фонарик ДИК АН 0-005. Не знаю точно, что послужило причиной выхода его из строя, но предполагаю, что воткнули его в розетку и забыли на несколько суток, хотя по паспорту заряжать надо не более 20 часов. Короче - вышел из строя аккумулятор, потёк, и сгорело 3 светодиода из 5, плюс преобразователь (диод) тоже перестал работать.

Аккумулятор пальчиковый на 2700 мА/ч у меня был, остался от старого фотоаппарата, светодиоды тоже, а вот найти деталь - SS510 (диод Шоттки), оказалось проблематично. Этот светодиодный фонарик скорее всего китайского происхождения и такую деталь наверное можно купить только там. И тогда решил слепить преобразователь напряжения из тех деталей что есть, т.е. из отечественных: транзистора КТ315 или КТ815, в/ч трансформатора и других (см. схему).

Схема не нова, она давно уже существует, я её только использовал в этом фонарике. Правда, вместо 2 радиодеталей, как у китайцев, у меня получилось 3, зато дармовые.

Электрическая схема, как видите, элементарная, самая сложная вещь - это намотать ВЧ-трансформатор на ферритовом кольце. Кольцо можно использовать со старого импульсного блока питания, от компьютера, или от энергосберегающей нерабочей лампочки (см. фото).

Внешний диаметр ферритового кольца 10-15 мм, толщина примерно 3-4 мм. Надо намотать 2 обмотки по 30 витков проводом 0,2-0,3 мм, т. е. мотаем сначала 30 витков, затем делаем отвод от середины и ещё 30. Если ферритовое кольцо берёте с платы люминесцентной лампочки - лучше использовать 2 штуки, сложить их вместе. На одном кольце тоже схема будет работать, но свечение будет слабее.

Сравнивал 2 фонарика на свечение, оригинальный (китайский) и переделанный по выше указанной схеме - различий в яркости почти не увидел. Преобразователь, кстати, можно вставить не только в аккумуляторный фонарик, а и в обычный, который работает от батареек, тогда можно будет запитывать его всего от 1 батарейки 1,5 В.

Схема зарядного устройства фонарика изменений почти не претерпела, за исключением номиналов некоторых деталей. Ток зарядки примерно 25 мА. При зарядке, фонарь надо отключать! И не клацать выключателем во время зарядки, поскольку напряжение зарядки более чем в 2 раза выше напряжения аккумулятора, и если оно пойдёт на преобразователь и усилится - светодиоды частично или полностью придётся менять...

В принципе, по выше указанной схеме, светодиодный фонарик легко можно сделать и своими руками, вмонтировав его, например, в корпус какого-нибудь старого, даже самого древнего фонарика, а можно сделать корпус и самому.

А чтобы не менять структуру выключателя старого фонарика, где использовалась маленькая лампочка накаливания на 2,5-3,5 В нужно разбить уже сгоревшую лампочку и к цоколю, вместо стеклянной колбы, припаять 3-4 белых светодиода.

А также, для зарядки, вмонтировать разъём под сетевой шнур, от старого принтера или приёмника. Но, хочу заострить ваше внимание, если корпус фонарика металлический - зарядное устройство туда не монтируйте, а сделайте его выносным, т.е. отдельно. Совсем не сложно вынуть пальчиковый аккумулятор из фонарика и вставить его в ЗУ. И не забывайте всё хорошо изолировать! Особенно в тех местах, где присутствует напряжение 220 В.

Думаю, после переделки старый фонарик прослужит вам ещё не один год...

Привет всем! Поговорим о светодиодных фонариках. Кто не знает их? Они пришли на замену устаревшим батарейным фонарикам. В них стояли простые батарейки и лампочки накаливания, которые быстро разряжали батареи фонарика и он переставал радовать нас своим ярким светом. Жизнь не стоит на месте, так как и технологии. Все развивается, что то придумывается более совершенное. Это не обошло стороной и светодиодные фонарики. Что представляет собой такой фонарик?

В принципе ничего особо не изменилось, только вместо энергоемких лампочек накаливания стали использовать экономичные сверхяркие светодиоды. У нас на рынке они появились в китайских зажигалках с подсветкой. Это многие помнят. Ну а потом все пошло и поехало. Первые светодиодные фонарики с сухими батарейками, потом с заряжаемыми аккумуляторами от сети. Потом уже стали выпускать лампы уличного освещения, составленные из нескольких десятков сверхярких светодиодов.

Светят такие фонарики своеобразным светом, который соответствует определенному спектру. Но в прочем я думаю они создавались не для того, чтобы под их освещением читать книги. Скорее всего вы испортите глаза. Самое главное достоинство таких фонариков, это то что они имеют меньшее энергопотребление от источника тока и большой срок службы. Думаю за светодиодными светильниками большое будущее. Только осталось подобрать спектр, не вредящий нашему с вами зрению.

Ну а теперь практически давайте попробуем сделать ремонт светодиодного фонарика. Для начала приведу упрощенную электрическую схему карманного фонарика с подзаряжаемым аккумулятором от сети.

Как видно, схема простая. Основные элементы: токоограничивающий конденсатор, выпрямительный диодный мост на четырех диодах, аккумулятор, выключатель, сверхяркие светодиоды, светодиод индикации зарядки аккумулятора фонарика.

Ну а теперь по порядку о назначении всех элементов в фонарике.

Токоограничивающий конденсатор. Он предназначен для ограничения тока заряда аккумулятора. Его емкость для каждого типа фонарика может быть разной. Применяется неполярный слюдяной конденсатор. Рабочее напряжение должно быть не меньше 250 вольт. В схеме он должен обязательно шунтирован, как показано, резистором. Он служит для разряда конденсатора после того, как вы вытащите фонарик с зарядки из розетки. В противном случае вас может ударить током, если вы случайно прикоснетесь к сетевым выводам 220 вольт фонарика. Сопротивление этого резистора должно составлять не менее 500 кОм.

Выпрямительный мост собирается на кремниевых диодах с обратным напряжением не менее 300 вольт.

Для индикации зарядки аккумулятора фонарика применяется простой светодиод красного или зеленого свечения. Он подключен параллельно одному из диодов выпрямительного моста. Правда в схеме я забыл указать указать резистор, включенный последовательно с этим светодиодом.

Про остальные элементы говорить не имеет смысла, так все и так должно быть понятно.

Хочется обратить ваше внимание на основных моментах ремонта светодиодного фонарика. Рассмотрим основные неисправности и способы их устранения.

1. Фонарик перестал светить. Здесь вариантов не так уж и много. Причиной может служить выход из строя сверхярких светодиодов. Это может произойти к примеру в следующем случае. Вы поставили фонарик на зарядку и нечаянно включили выключатель. В этом случае произойдет резкий скачок тока и один или несколько диодов выпрямительного моста могут быть пробиты. А за ними может быть и конденсатор не выдержит и замкнет. Напряжение на аккумуляторе резко возрастет и светодиоды выйдут из строя. Так что ни в коем случае не включайте при зарядке фонарик, если не хотите его выбросить.

2. Фонарик не включается. Ну здесь нужно проверить выключатель.

3. Фонарик очень быстро разряжается. Если ваш фонарик со “стажем”, то скорее всего аккумулятор отработал свой срок службы. Если вы активно пользуетесь фонарем, то после одного года эксплуатации аккумулятор уже не держит.

4. Фонарик не заряжается. Светодиод индикации зарядки не светиться. Разберите фонарик и проверьте электромонтаж на обрыв. Если обрыва не найдено, то тогда осмотрите токоограничивающий конденсатор. На внешний вид он может быть раздут или быть не поврежденным. В любом случае он подлежит замене, так как может иметь внутренний обрыв. Устанавливайте такой емкости и рабочим напряжением не меньше 250 вольт. При повреждении конденсатора проверьте все диоды выпрямительного моста