Защита светодиодов аккумуляторного фонаря

Светодиодные фонари с аккумуля­торной батареей и встроенным зарядным устройством (ЗУ) очень прак­тичны и популярны у тех, кто ими часто пользуется. Однако большинство вла­дельцев таких фонарей не подозре­вают, что их поджидает неприятный сюрприз: если включенный фонарь подключить для зарядки к сети 220 В, то светодиоды могут выйти из строя. Причина — ненадежный контакт вилки в розетке.

Поскольку встроенные ЗУ собраны, как правило, по схеме с бал­ластным конденсатором, скачки напря­жения на входе ЗУ вызывают броски тока в зарядной цепи. Если аккумуля­торная батарея относительно новая и ее внутреннее сопротивление невели­ко, то она вполне может сгладить эти броски и напряжение на ней «подско­чит» незначительно. По мере старения внутреннее сопротивление батареи возрастает, поэтому такие броски за­рядного тока вызывают существенное повышение напряжения. Если в этот момент к батарее подключены свето­диоды фонаря, импульс тока потечет через них и они могут сгореть. Следует отметить, что нередко причиной нена­дежного контакта с сетью является не­удачная конструкция фонаря. Приме­ром может служить налобный аккумуля­торный фонарь модели 568 (рис. 1) с выдвижной сетевой вилкой. Подклю­чать ее к розетке крайне неудобно, и контакт будет ненадежным.

Налобный аккумуля­торный фонарь

Для предотвращения опасных по­следствий скачков напряжения в боль­шинстве случаев достаточно подклю­чить параллельно светодиодам конден­сатор емкостью несколько сотен или тысяч микрофарад — он сгладит скачок и тем самым защитит их. Повысить надежность защиты поможет включен­ный параллельно этому конденсатору стабилитрон с напряжением стабилиза­ции, превышающим на несколько деся­тых долей вольта напряжение пол­ностью заряженной аккумуляторной батареи. К сожалению, подобрать обыч­ный стабилитрон с нужным напряжени­ем стабилизации не всегда возможно, проще использовать специализирован­ные микросхемы КР142ЕН19, TL431 и т. п., представляющие собой парал­лельный стабилизатор напряжения. Их отличительная особен­ность — высокая стабиль­ность параметров и воз­можность установки на­пряжения стабилизации одним подстроенным ре­зистором.

Схема подключения защитных элементов к светодиодному аккуму­ляторному фонарю пред­ставлена на рис. 2.

Схема подключения защитных элементов

Подстроенный резистор R1 — СПЗ- 19а или другой малогабаритный, оксид­ный конденсатор С1 — импортный, желательно танталовый. Их устанав­ливают в любом свобод­ном месте фонаря и со­единяют в соответствии со схемой навесным мон­тажом, причем обяза­тельно следует выпол­нить условие: провода, идущие от выключателя затем к светодиодам. Если используют­ся элементы для поверхностного мон­тажа, их приклеивают к стенкам корпу­са фонаря клеем «Момент».

Налаживание узла защиты сводится к установке напряжения на выводе 1 мик­росхемы DA1, при котором она срабаты­вает Для этого при полностью заряжен­ной батарее GB1 и временно отключен­ных светодиодах EL1—ELN устанавли­вают движок резистора R1 в нижнее (по схеме) положение и соединяют плюсо­вой вывод конденсатора С1 с одноимен­ным контактом батареи GB1 через последовательную цепь, составленную из миллиамперметра с пределом изме­рения 3…5 мА и резистора сопротивле­нием 10 Ом.

Убедившись, что ток в цепи не превышает 0,2…0,3 мА, медленно поворачивают движок резистора R1 до тех пор, пока он не возрастет до 1 …2 мА. После этого миллиамперметр и рези­стор удаляют, а светодиоды подклю­чают в соответствии со схемой. При включении фонаря выключателем SA1 напряжение батареи понизится, поэто­му ток через микросхему не превысит указанного выше значения.

Если в конструкции предусмотрено изменение светового потока путем под­ключения разного числа светодиодов, элементы защиты следует подключить параллельно той группе, которая при включении фонаря соединяется с акку­муляторной батареей первой. Но встре­чаются модели с двумя группами свето­диодов, которые можно включать по отдельности. Примером может служить фонарь RDHJ-160, где одна из групп (девять светодиодов) включается при установке переключателя в положение «Ближний свет», а другая (три светодиода) — в положение «Дальний свет»(светодиодная подсветка).

Схема этого изделия вместе с элемен­тами защиты светодиодов изображена на рис. 3 (нумерация новых элементов продолжает начатую на основной схеме).

Схема светодиодов фонаря

Для того чтобы защитить светодиоды обеих групп одной микросхемой DA1, применены разделительные дио­ды VD5, VD6, а конденсатор С2 подклю­чен параллельно батарее GB1. Детали узла защиты монтируют на печатной плате из односторонне фоль-гированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 4.

Печатная плата фонаря

Подстроечный резистор R4 и конденсатор С2 — тех же типов, что и в предыдущем слу­чае. Смонтированную плату приклеи­вают к аккумуляторной батарее. Нала­живание не отличается от описанного выше, но миллиамперметр (без рези­стора сопротивлением 10 Ом) подклю­чают между анодом диода VD5 (или VD6) и подвижным контактом пере­ключателя SA1.

Метки: , , , .


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Проверочный код *

Разработка сайта: cryptonic