キャンプ用LEDランプ。スキーム、説明

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ハイキング用LEDランプ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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提案されたデバイスは、ポータブルで軽量な LED ランプです。内蔵バッテリーまたは車のバッテリーから電力を供給できます。持ち運びに便利なので、観光客、車愛好家、避暑地に住む人の間で活用されます。

市販の高輝度白色 LED とそれをベースにした既製ランプの出現により、以前に使用されていた蛍光灯キャンプランプに代わるシンプルなポータブルランプを開発するというアイデアが生まれました。

提案された LED ランプの図を図に示します。 1. その基礎は、パルスフライバック昇圧電圧コンバータの標準回路に従って接続された、広く普及している MC34063A マイクロ回路です。

米。 1（クリックで拡大）

ベースとして、48個のLEDを備えた既製の非規制ランプ「K48 ERA」が使用されました。電圧1,5Vの単XNUMX形電池XNUMX本を収納できるホルダーを備えています。ランプ本体の後壁にXNUMXつの磁石が取り付けられており、車体などの金属構造物に固定できます。ランプを開けた後、XNUMX 個の LED がすべて電流制限抵抗なしで並列接続されていることがわかりました。このような方式では、当然のことながら、LED 間で電流を均一に分配することはできません。

チップの機能に基づいて、それらを異なる方法で有効にする必要がありました。このタイプのコンバータの最大出力電圧は、マイクロ回路の出力トランジスタの最大許容コレクタ - エミッタ電圧によって制限されるため (MC34063A の場合は 40 V)、LED を XNUMX 個のグループで直列に点灯することにしました。、グループを並列に接続します。これにより、合計 XNUMX つのグループが作成されます。

キャンプ用LEDライト
図。 2

キャンプ用LEDライト
Pic.3

キャンプ用LEDライト
図。 4

コンバータの出力電圧を変更することで、可変抵抗器 R3 を使用して LED の明るさを調整します。回路 VD3、R4、R4 を介した抵抗 R5 モーターからの電圧は、マイクロ回路コンパレータの入力の 5 つ (ピン 1,25) に供給され、内部電源の基準電圧 5 V と比較されます。マイクロ回路のピン 1,25 に供給される電圧が 16 V を超えると、コンバータのパルスのデューティサイクルが変化し、その出力電圧が低下します。 20 つの LED グループによって消費される電流が 19 ～ XNUMX mA の場合、その両端の電圧は約 XNUMX V であり、温度によって異なります。

LED EL1 ～ EL48 を過電流から保護するために、最大照度時の電流制限モードがコンバータに導入されています。電流センサーとして機能する抵抗器 R7 の両端の電圧降下も、抵抗器 R6 を介してマイクロ回路のピン 5 に供給されます。両端の電圧が 1,25 V を超えて増加すると、コンバータの出力電圧が低下し、LED を流れる電流が制限されます。制限が発生する LED の電流値 1 制限は、式 I 制限 = 1.25/R7 を使用して計算できます。

ランプに使用されている LED の種類が不明であるため、直径 20 mm のハウジング内のほとんどの可視発光ダイオードと同様に、最大許容電流は 5 mA であると想定されました。抵抗器 R7 の抵抗値が 75 オームの場合、電流制限は 16,6 mA で発生します。 LED のグループ間で電流を均等に分配するために (同じタイプの LED の各グループの電流電圧特性がわずかに異なると仮定して)、抵抗 R7 ～ R14 の抵抗値は同じになるように選択されます。測定が示したように、この仮定は正しいことが判明し、すべての動作中の LED では、発光の明るさがゼロから最大に変化するときに、グループ内の電流がわずかに異なりました。ダイオード VD4 は、最大輝度モードに対応して、可変抵抗器 R7 が図に従って低い位置にあるときに、電流センサー R3 からの信号の分路を排除します。

誤って負荷が切断された場合の電圧上昇による破壊からマイクロ回路の出力トランジスタを保護するために、回路VD2、VD3、R5が使用されます。通常モードでは、コンバータの出力 (コンデンサ C4) の電圧は 20 ～ 21 V を超えず、これはツェナーダイオード VD2 と VD3 の合計安定化電圧 (UCI = 24 V) よりも低いため、それらは閉まっています。負荷回路が破損すると、コンバータの出力電圧が上昇し、ツェナーダイオード VD2 と VD3 が開きます。この場合、超小型回路のピン 5 の電圧は 1,25 V を超え、コンバータの出力電圧は式 Uout = Uist + 1,25(R5+R6+R7)/(R6+R7) に従って制限されます。。選択した要素の定格では、無負荷出力電圧は約 26,5 V になります。

スイッチ SA1 は、ランプの電源を内蔵または外部から選択します。ランプが外部 12 V 電源から電力を供給されると、すべての LED EL1 ～ EL48 が点灯します。この場合、最大輝度モードでデバイスが消費する電流は約 290 mA です。ランプが 1.2 個の電池または単 13 サイズのガルバニック電池からなる内蔵電池によって電力供給されている場合、SA48 スイッチ接点は 1 つの LED グループ EL12 ～ EL300 をオフにし、EL13 ～ EL48 の 1,2 つのグループのみが動作します。この場合、最大輝度モードでデバイスが消費する電流は XNUMX mA を超えません。内蔵バッテリーのエネルギーを合理的に使用するには、LED ELXNUMX ～ ELXNUMX を無効にする必要があります。これを行わない場合、最大輝度での消費電流は約 XNUMX A になります。明らかに、この場合、内蔵バッテリーの長期間の動作は期待できません。

可変抵抗器 R3 が図の上部の位置にある場合 (輝度ゼロに相当)、デバイスは電源から 3 ～ 5 mA の電流を消費します。 HL1 高輝度 LED は、デバイスがオンになっていることを示します。これは、輝度制御が最小に設定された状態でデバイスが誤ってオンになり、バッテリが放電するのを防ぐために必要です。 LED を流れる電流は、電界効果トランジスタ VT3 によって 5 ～ 1 mA で安定します。電流スタビライザは、ランプの電源を外部 1 V 電源から 12 ～ 3,6 V の内蔵電圧に切り替えるときに、HL4,5 LED の明るさを一定に保ちます。輝度が向上した HL1 LED を使用すると、その輝きを確認できるようになります。日中のこのような流れで。

このデバイスは、電力 3 W の固定 MLT 抵抗と可変抵抗 R4 SP1-0,5 を使用します。酸化物コンデンサはラジアルタイプのリード線を備えた輸入小型タンタルコンデンサで、残りはセラミックKM-56です。トランジスタKP303G(VT1)をKP303Dに交換します。 LED HL1 - 赤色光の明るさの増加。 HER102 (VD1) ダイオードを別の高速ダイオード、たとえば HER103、FR102、FR103、1 N5819、または任意の文字インデックスを持つ国産 KD212 に置き換えます。 KD522A (VD4) ダイオードは、KD522B または任意の文字インデックスを持つ KD521、KD102、KD103 シリーズのダイオードと置き換えることができます。 212 つの KS2T ツェナーダイオード (VD3、VD224) を、24 ～ 26 V の安定化電圧を備えた XNUMX つの KSXNUMXT または同様のものに置き換えることができます。

チョーク L1 - インダクタンス 10 μH、定格電流 470 A の DG-0,45。インダクタンス 400 ～ 500 μH、最大電流 300 mA 以上の別のチョークと交換できます。スイッチ SA1 - 適切な寸法と必要な数の接点を備えた小型スイッチ。 SA2 は照明器具に含まれる電源スイッチです。ヒューズ FU1 - フレキシブルなはんだピンを備えた小型のもの。

ほとんどの部品は円形のプリント基板上に配置されており、その図を図に示します。 2. 厚さ 1 ～ 2 mm の片面箔ガラス繊維ラミネートで作られています。マイクロ回路のピン用のプリント基板上の穴の直径は0,7...0,8 mm、他の要素およびワイヤのピンの場合は0,8...1,0 mmです。ボードはランプ本体の中央の穴に配置されており、元々はサスペンション要素を取り付けるためのものでした。たとえば、1 インチのコンピュータのフロッピーディスクの本体から切り取った、厚さ 1,5 ～ 1 mm のポリスチレンの丸い板が、ケースの裏カバーの穴にしっかりと接着されています。接着にはジクロロエタンを使用できます。ヒューズ FU1 とトランジスタ VT8 はヒンジ式に取り付けられています。短絡を避けるために、それぞれを適切なサイズの熱収縮チューブに入れて固定する必要があります。抵抗器 R14 ～ R3 もヒンジ式に取り付けられています。これらは、図に従って LED を備えたプリント基板に 8 つのリード線で半田付けされ、図に示すように 14 番目から中間のパッドに半田付けされます。 10. 短絡を避けるために、抵抗器 R10 ～ R1 は適切なサイズの PVC チューブ内に配置されます。プラットフォームは、片面箔でコーティングされたガラス繊維ラミネートでできており、寸法は約 1,5xXNUMX mm で、周囲に沿って幅 XNUMX ～ XNUMX mm の箔が除去されています。

照明器具の LED は、最初は 4 枚のプリント基板に取り付けられ、並列に接続されています。分解しようとすると過熱して破損してしまうため、LEDを搭載したプリント基板を加工してあります。図に示すように、各基板で LED を接続するプリント導体が切断され、XNUMX つのジャンパーがはんだ付けされます。図４に示すように、ＬＥＤが直列に接続される。

正しく組み立てられたデバイスはすぐに動作を開始します。最大輝度モードで LED を流れる電流は、抵抗 R7 ～ R14 の両端の電圧降下によって測定されます。約 1,25 V であるはずです。また、LED 負荷をオフにして、コンバータの出力 (コンデンサ C4) の電圧もチェックする必要があります。これを行うには、負荷をオフにして、供給電圧を0から14 Vにスムーズに増加させ、コンバータの出力の電圧を確認します-それは24...26 Vのレベルである必要があります。

キャンプ用LEDライト
図。 5

キャンプ用LEDライト
図。 6

リアハウジングカバーを取り外したランプの外観を写真に示します（図5）。内蔵バッテリーによるランプの動作は、図の写真で説明されています。 6.

著者: S. グレエフ

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