Lampe LED de camping. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Le dispositif proposé est une lampe LED portable et légère. Il peut être alimenté à la fois par la batterie intégrée et par la batterie de la voiture. Il est pratique de l'emporter avec vous, il trouvera donc une application parmi les touristes, les automobilistes et les résidents d'été.

Avec l'avènement des LED blanches haute luminosité abordables et des lampes prêtes à l'emploi basées sur celles-ci, l'idée est née de développer une lampe portable simple pour remplacer la lampe de camping fluorescente utilisée auparavant.

Le schéma de la lampe LED proposée est illustré à la fig. 1. Sa base est le microcircuit très répandu MC34063A, inclus selon un circuit typique d'un convertisseur de tension boost flyback pulsé.

Riz. 1 (cliquez pour agrandir)

Comme base, une lampe non régulée prête à l'emploi "K48 ERA" avec 48 LED a été utilisée. Il dispose de supports pour trois piles AA d'une tension de 1,5 V. Deux aimants sont installés sur la paroi arrière du corps de la lampe, lui permettant d'être fixé sur une structure métallique, par exemple une carrosserie de voiture. Après avoir ouvert la lampe, il s'est avéré que les quarante-huit LED étaient connectées en parallèle sans résistance de limitation de courant. Avec un tel schéma, il ne peut bien entendu pas y avoir de répartition uniforme du courant entre les LED.

Il fallait les allumer différemment, en fonction des capacités du microcircuit. Étant donné que la tension de sortie maximale pour ce type de convertisseur est limitée par la tension collecteur-émetteur maximale admissible du transistor de sortie du microcircuit (pour le MC34063A, elle est de 40 V), il a été décidé d'allumer les LED en série, six en groupes et connecter les groupes en parallèle. Il y a donc huit groupes au total.

Fig. 2

Ris.3

Fig. 4

En modifiant la tension de sortie du convertisseur, ajustez la luminosité des LED avec une résistance variable R3. La tension du moteur de la résistance R3 à travers le circuit VD4, R4, R5 est fournie à l'une des entrées du comparateur du microcircuit (broche 5) et est comparée à la tension de référence de 1,25 V de la source interne. Si la tension fournie à la broche 5 du microcircuit dépasse 1,25 V, le rapport cyclique du convertisseur change et sa tension de sortie diminue. Avec un courant consommé par un groupe de LED, 16 ... 20 mA, la tension est d'environ 19 V et dépend de la température.

Pour protéger les LED EL1-EL48 des surintensités, à luminescence maximale, un mode de limitation de courant a été introduit dans le convertisseur. La chute de tension aux bornes de la résistance R7, qui fait office de capteur de courant, est également transmise via la résistance R6 à la broche 5 du microcircuit. Lorsque la tension augmente de plus de 1,25 V, la tension de sortie du convertisseur diminuera, ce qui entraînera une limitation du courant à travers les LED. La valeur du courant 1limit traversant les LED, à laquelle la limitation se produit, peut être calculée par la formule Ilimit=1.25/R7.

Comme le type de LED utilisées dans le luminaire n'était pas connu, leur courant maximum admissible a été supposé être de 20 mA, comme pour la plupart des LED visibles dans un boîtier de 5 mm. Avec une résistance R7 de 75 ohms, le courant sera limité à 16,6 mA. Pour répartir uniformément le courant entre les groupes de LED (en supposant que les caractéristiques courant-tension de chaque groupe de LED du même type diffèrent légèrement), les résistances des résistances R7-R14 sont choisies pour être les mêmes. Comme les mesures l'ont montré, cette hypothèse s'est avérée correcte et pour toutes les LED utilisables, les courants dans les groupes différaient légèrement lorsque la luminosité de leur lueur passait de zéro au maximum. La diode VD4 élimine le shuntage du signal du capteur de courant R7 en position basse de la résistance variable R3 du moteur selon le schéma correspondant au mode de luminosité maximale.

Pour protéger le transistor de sortie du microcircuit contre les claquages ​​dus à une tension accrue en cas d'interruption accidentelle de charge, le circuit VD2, VD3, R5 est utilisé. En mode normal, la tension à la sortie du convertisseur (sur le condensateur C4) ne dépasse pas 20 ... 21 V, ce qui est inférieur à la tension totale de stabilisation des diodes Zener VD2 et VD3 (UCI = 24 V), ils sont donc fermés. Si le circuit de charge est coupé, la tension à la sortie du convertisseur augmentera et les diodes Zener VD2 et VD3 s'ouvriront. Dans ce cas, la tension à la broche 5 du microcircuit dépassera 1,25 V et la tension de sortie du convertisseur sera limitée selon la formule Uout = Uist + 1,25 (R5 + R6 + R7) / (R6 + R7 ). Pour les valeurs nominales des éléments sélectionnés, la tension de sortie sans charge sera d'environ 26,5 V.

Le commutateur SA1 sélectionne la source d'alimentation de la lampe : intégrée ou externe. Lorsque le luminaire est alimenté par une source externe de 12 V, toutes les LED EL1-EL48 sont activées. Dans ce cas, le courant consommé par l'appareil en mode luminosité maximale est d'environ 290 mA. Lorsque le luminaire est alimenté par une batterie intégrée de trois piles AA ou cellules galvaniques, les contacts de l'interrupteur SA1.2 éteignent six groupes de LED EL13-EL48, ne laissant que deux groupes en fonctionnement : EL1-EL12. Dans le même temps, le courant consommé par l'appareil en mode luminosité maximale ne dépasse pas 300 mA. L'extinction des LED EL13-EL48 est nécessaire pour une utilisation rationnelle de l'énergie de la batterie intégrée. Si cela n'est pas fait, le courant consommé à la luminosité maximale de la lueur sera d'environ 1,2 A. Évidemment, dans ce cas, on ne peut pas compter sur le fonctionnement à long terme de la batterie intégrée.

Avec la position supérieure du curseur de la résistance variable R3 selon le schéma, correspondant à une luminosité nulle de la lueur, l'appareil consomme un courant de 3 ... 5 mA provenant de la source d'alimentation. La LED haute luminosité HL1 indique que l'appareil est allumé et est nécessaire pour éviter de décharger les batteries d'un appareil allumé accidentellement avec le contrôle de luminosité réglé au minimum. Le courant traversant la LED est stabilisé au niveau de 3 ... 5 mA par le transistor à effet de champ VT1. Le stabilisateur de courant assure la luminosité constante de la LED HL1 lors de la commutation de l'alimentation de la lampe d'une source externe de 12 V à une tension intégrée de 3,6 ...

L'appareil utilise des résistances MLT fixes, une résistance variable R3 SP4-1 d'une puissance de 0,5 W. Condensateurs à oxyde - miniature au tantale importé avec des fils de type radial, le reste - céramique KM-56. Le transistor KP303G (VT1) sera remplacé par KP303D. LED HL1 - toute luminosité accrue de la lueur rouge. Nous remplacerons la diode HER102 (VD1) par une autre à grande vitesse, par exemple HER103, FR102, FR103, 1 N5819 ou domestique KD212 avec n'importe quelle lettre d'index. La diode KD522A (VD4) peut être remplacée par KD522B ou par des diodes des séries KD521, KD102, KD103 avec n'importe quelle lettre d'index. Deux diodes Zener KS212Ts (VD2, VD3) peuvent être remplacées par une KS224Ts ou similaire avec une tension de stabilisation de 24 ... 26 V.

Inductance L1 - DG-10 avec une inductance de 470 μH et un courant nominal de 0,45 A. Elle peut être remplacée par une autre avec une inductance de 400 ... 500 μH et un courant maximum d'au moins 300 mA. Commutateur SA1 - toute taille appropriée de petite taille et avec le nombre de contacts requis ; SA2 - interrupteur d'alimentation dans le luminaire. Fusible FU1 - tout fusible de petite taille, avec des fils de soudure flexibles.

La plupart des pièces sont placées sur un circuit imprimé rond dont le dessin est illustré à la fig. 2. Il est constitué d'une feuille de fibre de verre unilatérale de 1 à 2 mm d'épaisseur. Le diamètre des trous sur le circuit imprimé pour les conclusions du microcircuit est de 0,7 ... 0,8 mm, pour les conclusions des éléments et fils restants - 0,8 ... 1,0 mm. La planche est située dans le trou central du boîtier du luminaire, initialement destiné à l'installation de son élément de suspension. Une plaque de forme ronde en polystyrène de 1 ... 1,5 mm d'épaisseur, découpée par exemple dans le corps d'une disquette d'ordinateur de trois pouces, est fermement collée dans l'ouverture de la façade arrière du boîtier. Pour le collage, il est permis d'utiliser du dichloroéthane. Le fusible FU1 et le transistor VT1 sont articulés. Pour éviter les courts-circuits, chacun d'eux doit être placé et fixé dans une gaine thermorétractable de taille adaptée. Les résistances R8-R14 sont également articulées. Ils sont soudés aux cartes de circuits imprimés avec des LED conformément au schéma avec une sortie et avec la seconde - aux plages de contact intermédiaires, comme indiqué sur la fig. 3. Pour éviter les courts-circuits, les résistances R8-R14 sont placées dans un tube PVC de taille appropriée. Les plates-formes sont constituées d'une feuille de fibre de verre sur un côté d'environ 10 x 10 mm, à partir de laquelle une feuille de 1 à 1,5 mm de large a été retirée le long du périmètre.

Les LED du luminaire sont initialement installées sur huit circuits imprimés et connectées en parallèle. Lorsque vous essayez de les démonter, ils surchauffent et s'endommagent, de sorte que les circuits imprimés sur lesquels sont installées les LED ont été modifiés. Sur chaque carte, les conducteurs imprimés reliant les LED sont coupés et cinq cavaliers sont soudés, comme le montre la fig. 4 pour que les LED soient connectées en série.

Un appareil correctement assemblé commence à fonctionner immédiatement. Le courant traversant les LED en mode de luminosité maximale est mesuré par la chute de tension aux bornes des résistances R7-R14. Elle devrait être d'environ 1,25 V. Vous devez également vérifier la tension à la sortie du convertisseur (sur le condensateur C4) avec la charge LED éteinte. Pour ce faire, en éteignant la charge, augmentez progressivement la tension d'alimentation de 0 à 14 V et vérifiez la tension à la sortie du convertisseur - elle doit être au niveau de 24 ... 26 V.

Fig. 5

Fig. 6

L'apparence de la lampe avec le couvercle arrière du boîtier retiré est montrée sur la photo (Fig. 5). Le fonctionnement de la lampe à partir de la batterie intégrée est illustré par la photo de la fig. 6.

Auteur : S. Goureev

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