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無線電子工学および電気工学の百科事典 LED非常照明ランプ。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
ユーティリティルームやサービスルームで停電が発生した場合は、誤動作を解消するか施設から立ち去るための何らかの措置を講じるため、少なくとも最低限の照明レベルを維持することをお勧めします。 この場合、主電源電圧がオフになった後もしばらく光るランプが役に立ちます。 独立した電源や、大型のコンデンサやバッテリーなどのエネルギー貯蔵装置が必要になります。 非常用照明灯としては、最も経済的である LED を使用することをお勧めします。 停電後もランプが光るためには、当然のことながら電源が内蔵されていなければなりません。 最も単純なケースでは、スタンバイモードで部屋の小さな照明を数十秒間維持するのに十分なエネルギーを蓄積できる、比較的大容量の酸化物コンデンサにすることができます。
このような非常照明ランプの図を図に示します。 1. 市販の LED ランプに基づいて作成することも、LED 懐中電灯または個々の LED の要素に基づいて独立して作成することもできます（「Radio」、2013、No. 2 の記事「懐中電灯 LED からのネットワーク ランプ」を参照） 26、1ページ）。 スタンバイ モードでは、直列に接続された LED は、バラスト コンデンサ C1、ダイオード ブリッジ VD4 ～ VD2、および平滑コンデンサ C3 で構成される電源によって電力が供給されます。 コンデンサ C6 は蓄電器であり、主電源電圧が印加された直後に、ブリッジ整流器から VD3 ダイオードを介して充電され、LED が点灯し始めると、半波整流器から VD5 ダイオードの抵抗 R1 を介して充電されます。 電流安定化装置はトランジスタ VT2、VT3 に組み込まれており、コンデンサ CXNUMX の均一な放電を保証し、緊急モードでの LED の明るさを一定に維持します。 スタンバイモードでは、LEDを流れる電流は主にコンデンサC1の静電容量、スタビライザー電流（この場合は約1mA）、LEDの数N（たとえば、N \u21d 20と示された静電容量の場合）に依存します。図では、この電流は約 2 mA です)。 抵抗 R1 はランプ点灯時の充電電流の突入を制限し、消灯時にはコンデンサ C1 が抵抗 R3 を通じて放電されます。 緊急時、主電源電圧が失われると、LED は電流安定器を介して蓄積コンデンサ C20 から電力を供給されます。 一定の最小照度が約 30 秒間維持され、その後 LED の明るさが約 3 秒間徐々に減少します。 コンデンサCXNUMXの容量を大きくすることで非常点灯時間を長くすることができます。
LEDを除くすべての部品はプリント基板に実装されており、その図を図に示します。 2. 抵抗器 - C2-33、R1-4、コンデンサ C2、C3 - 輸入酸化物、C1 - 故障した省エネコンパクト蛍光灯 (CFL) または輸入品からのもので、250 ... 400 の交流電圧で動作するように設計されています。 V. 1N4007 からダイオードも削除されました。 バイポーラトランジスタ - KT315、KT3012シリーズのいずれか。 実装されたボードは、CFL からベースに向かって部品とともにプラスチック ケースに入れられます。 蓄積コンデンサ C3 の静電容量が小さいため、緊急モードではランプを長時間点灯させることができません。 容量の増加は寸法の大幅な増加につながります。 この状況から抜け出す方法は、イオニスタ、つまり大容量コンデンサ（最大数ファラッド）を使用することです。 ただし、イオニスタの公称電圧は原則として 5 V を超えないため、XNUMX つまたは並列接続された複数の LED にイオニスタから電力を供給できます。
このようなランプの図を図に示します。 3. スタンバイ モードでは、LED はバラスト コンデンサ C1 を介してネットワークに接続されたダイオード整流器 VD4 ～ VD1 によって電力を供給されます。 同時に、直列接続された EL1 ～ ELN-3 LED と並列接続された各 ELN-20 ～ ELN には約 2 mA の電流が流れますが、これは 3 分の 5 です。 それらに流れる電流を均等化するために、電流制限抵抗器 R2 ～ R4,5 が使用されます。これらの抵抗器は、調整されると、それらと ELN-5 ～ ELN LED の合計電圧降下が 3 ... 3 V を超えないように選択されます。この電圧の前では、イオニスタは C3.3 に充電されます。 ネットワーク内のランプをオンにした後初めて (2 ... XNUMX V の電圧に充電されるまで)、ELN-XNUMX-ELN LED は点灯しません。 主電源電圧が低下すると、イオニスタがこれらの LED を通じて放電を開始し、ランプ内で LED だけが光ります。 グローの持続時間は、イオニスタの静電容量とそれに接続されている LED の数によって異なります。 それらの数が増加すると、それらに直列に接続された抵抗の抵抗も比例して増加する必要があり、イオニスタの放電電流が増加するため、非常点灯の持続時間は減少します。 イオニスタを携帯電話や無線電話の小型リチウムイオン電池（またはニカド電池）に置き換えることにより、緊急モードでのランプの点灯時間を大幅に延長することができます。 抵抗 R3 ～ R5 を選択すると (バッテリが接続されていない状態で)、2 ～ 4 V の電圧が抵抗に接続され、リチウムイオン バッテリまたは 4,1 バッテリを使用する場合、ELN-4,3 ～ ELN LED が抵抗に直列に接続されます。 ... 4,4 V、Ni-Cd または Ni-MH 電池 2 個を使用する場合 (スタンバイ モードで充電されるのはこれらの電圧値までです)。 主電源電圧に障害が発生した場合、ELN-1-ELN LED はバッテリーから電力を供給されます。 そのエネルギー貯蔵量は数時間の連続動作に十分です。 放電すると、LED を流れる電圧と電流が減少しますが、電流電圧特性が非線形であるため、完全な放電は発生しません。 バッテリーと直列にスイッチ SAXNUMX を取り付けて、ランプを輸送するときなどにスイッチをオフにすることができます。 図のスキームに従って組み立てられたランプの明るさを高めるには、 3、緊急モードでは、並列接続される LED の数を増やします。 原理的には、ランプのすべての LED を並列に点灯することが可能ですが、この場合、スタンバイ モードで通常の明るさを確保するには、バラスト コンデンサ C1 の静電容量を大幅に増やす必要があります。ネットワークから消費される電流の望ましくない増加（最大数百ミリアンペア）。 さらに、バッテリーが放電すると、電流の大部分がバッテリーの充電に使用されるため、スイッチを入れた後の最初のランプの明るさが低くなることがあります。
考えられる解決策は、並列に接続されたいくつかの LED グループの直列接続です (図 4)。 このようなランプの製造には、32 個の LED が並列接続されたランプのプリント回路基板が使用されました。 ボード上では、それらは次のように配置されています：4 - 中央、17 - 外周に沿って、11 - 中間に沿って。 後者はグループ (EL12 ～ EL22) に割り当てられ、緊急モードではバッテリーによって電力供給され、残りは 11 つのグループに分割され、そのうちの 1 つは 11 個の LED (EL23 ～ EL32) を含み、3 番目のグループには XNUMX 個の LED (ELXNUMX) が含まれます。 -ELXNUMX)。 これらのグループと電流制限抵抗器 RXNUMX は直列に接続されており、基板上の対応するプリント導体が切断され、絶縁ワイヤで必要な接続が行われます。 このランプの消費電流はバラストコンデンサ C1、C2 の静電容量によって決まり、約 100 mA です。つまり、各 LED には約 9 mA の電流が流れます。 コンデンサ C3 は整流された電圧のリップルを平滑化し、LED をより均一に発光させます。 スタンバイモードでは、EL12 ～ EL22 の LED と抵抗 R3 (調整時に選択) で約 4,1 V の電圧が降下し、そこにリチウムイオン電池 G1 が充電されます。 4,4 個の Ni-Cd または Ni-MH バッテリーを使用する場合は、この電圧を 1 V に上げる必要があります。SAXNUMX スイッチは、以前の設計と同じ機能を実行します。
LED と抵抗器 R3 を除くすべての部品は、図に示す図面に従って作成されたフォイルグラスファイバー製のプリント回路基板に実装されています。 5. 実装済みの基板とバッテリーを、出力 57 W の CFL から直径 35 mm のケースに入れ、あらかじめ絶縁テープで巻いたコンデンサ C1 と C2 が地下にあるようにします。 スイッチは側面に設置されています。 ランプの外観を図に示します。 6.
直列接続された LED を備えたランプの明るさを緊急モードでもスタンバイ モードでも同じに保つためには、バッテリー駆動の昇圧電圧コンバーターで補助する必要があります。 このようなランプの図を図に示します。 7. スタンバイ モードでは、EL1 ～ ELN LED は、バラスト コンデンサ C15、ダイオード ブリッジ VD20 ～ VD1、平滑コンデンサ C1 で構成される電源ユニットから 4 ～ 2 mA の電流で電力を供給されます。 電池 G1 が充電される電圧は、抵抗 R3 を選択することによって設定されます。
電圧コンバータには、超小型回路 DD1、トランジスタ VT1、昇圧パルス変圧器 T1、およびダイオード VD6 ～ VD9 に基づく整流器が含まれています。 約 1.1 kHz の繰り返しレートのパルス発生器が DD30 エレメントに組み込まれ、制御パルス整形器が DD1.2 に組み込まれています。 並列に接続された要素 DD1.3、DD1.4 は、反転バッファ段の機能を実行します。 その出力から、パルスはスイッチング電界効果トランジスタ VT1 のゲートに送られます。 主電源から電力が供給され、スイッチSA1の接点が閉じられると、バッテリG1はLED EL1〜ELN-1およびツェナーダイオードVD5を介して充電されます。 DD1.1 素子の一方の入力 (ピン 5) には抵抗 R4 を介して正極性の電圧 (約 4 V) が印加され、抵抗 R5 を介してツェナー ダイオード VD6 から負極性の電圧 (約 5 V) が印加されます。 その結果、この入力の電圧が低くなり、発電機が抑制され、コンバータが動作しなくなります。 主電源電圧に障害が発生すると、バッテリ G1.1 から DD1 素子の入力に高レベルの電圧が供給され、発電機がオンになり、LED にはダイオード VD6 ～ VD9 の整流器から電源電圧が供給されます。 トリミング抵抗 R7 を使用すると、制御パルスの持続時間を広範囲に変更できるため、緊急モードでのランプの明るさを変更できます。 コンバータの性能は、電源電圧が 2,8 V に低下しても維持されます。
抵抗器 R1、R2 (MLT)、コンデンサ C1 (K73-17 または CFL 製)、C2 (酸化物輸入)、およびダイオード VD1 ～ VD4 (これも CFL 製) が両面プリント基板上に配置されます。その図は次のとおりです。図に示されています。 8. 実装はほとんどが表面です。 コンデンサ C2 は基板と平行に取り付けられ、モーメント接着剤で基板に接着されます。 基板の右側にある 1 つの穴は、VD4 ～ VDXNUMX ダイオードのリード線を通すように設計されています (リード線は両面のプリント導体にはんだ付けされています)。 検査後、実装基板を絶縁テープでXNUMX重に巻き、CFLハウジングのベースに置きます。
コンバータは、図の図面に従って作成されたプリント基板上に組み立てられます。 9. 取り付け - 表面。 コンデンサC5〜C7とダイオードVD6〜VD9 - CFLから、同調抵抗R7 - SPZ-19a。 変圧器 T1 の製造には、電力 10 W の CFL のバラスト チョークが使用されました。 チョークを選択する必要があります。その設計により、分解せずに追加の巻線を巻くことができます - MGTF-10ワイヤーを0,2回巻きます。 トランスでは、一次 (I) 巻線の機能を実行し、二次 (II) はインダクタ巻線になります。 リチウムイオン携帯電話のバッテリーは、携帯電話のない側の基板に接着されています。 スイッチ SA1 - スライド式 PD9-1 または同様のものが輸入されています。 コンバータと LED ボード (21 個の LED を直列接続した電源ランプから) の外観を図に示します。 10.
結論として、ブーストコンバータは特殊なマイクロ回路上に組み立てることもでき、それによってサイズが削減されることに注意する必要があります。 コンバーター付きランプをハンドランプとして使用することもできますが、その場合の電源はニッケル水素電池XNUMX本を組み合わせたバッテリーを使用することをお勧めします。 著者: I. ネチャエフ
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