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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Alimentation secteur de la lampe LED K48. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / éclairage Après avoir acheté la lampe LED qui lui plaisait, l'auteur a rapidement découvert que la durée de fonctionnement de cet appareil sans remplacer les éléments galvaniques qui y sont installés est trop courte. Il a mis la lampe sur secteur et a en même temps proposé plusieurs modes de fonctionnement. La lampe LED compacte, appelée « ERA - LED camping lantern K48 » sur l'emballage, a un bon design. Les principaux avantages de ce produit sont la luminosité élevée et le faible prix de la lampe, sur la base desquels le coût de chacune des 48 LED blanches ultra lumineuses qui y sont installées est 4 à 5 fois inférieur au prix de l'individu le moins cher. LED « blanche » dans le commerce de détail. La lampe est alimentée par trois cellules galvaniques de taille AA. Cependant, la durée de fonctionnement promise de la lampe à partir d'un ensemble d'éléments alcalins, 15 heures, ne dépasse en réalité pas 2 à 3 heures. Le fait est que les 48 LED sont connectées en parallèle et que le courant total qu'elles consomment depuis le la batterie atteint 0,8 A. Le coût d'un ensemble d'éléments alcalins neufs de taille AA étant comparable au prix de la lampe elle-même, il a été décidé de l'adapter pour qu'elle soit alimentée à partir d'un réseau domestique de 220 V.
Le schéma de la "lanterne de camping" convertie est illustré à la figure 1. Elle peut fonctionner dans les modes de luminosité maximale, moyenne et faible. L'acoustique intégrée la fait passer du mode de luminosité moyenne au mode de luminosité maximale pendant un certain temps. par un signal sonore (par exemple en frappant dans vos mains) relais Le mode faible luminosité est commuté manuellement en ouvrant les contacts de l'interrupteur SA1. Lorsque l'interrupteur est fermé, la tension secteur 220 V AC est fournie au pont redresseur VD1-VD3 via le fusible FU6, le condensateur limiteur de courant C1 et la résistance R4. Les ondulations de tension redressées lissent les condensateurs C7, C8, ce qui élimine le scintillement des LED EL1-EL48 avec une fréquence de 100 Hz et supprime les surtensions de courant qui les traversent lorsqu'elles sont connectées au réseau et sous l'influence d'un bruit impulsionnel. Une augmentation excessive de la tension sur les condensateurs C7, C8 lorsque le circuit LED est interrompu est évitée par la varistance RU1. Si la pièce où est installée la lampe est calme, le condensateur C10 est déchargé, le transistor à effet de champ VT1 est fermé, les transistors bipolaires VT2 et VT3 sont ouverts et une partie du courant fourni par la source d'alimentation est dérivée des LED vers la résistance R20. Les LED fonctionnent avec un courant de 6,5 mA, ce qui augmente considérablement leur durée de vie. Ce mode est utile, par exemple, si la lampe est utilisée comme veilleuse et qu'un éclairage trop intense gêne le repos. Lorsque quelqu’un est présent dans la pièce et fait ses affaires, il crée involontairement un bruit acoustique. Le capteur de niveau de bruit est un microphone à électret VM1. Un amplificateur de microphone est monté sur l'ampli-op DA1, dont le gain en tension est déterminé par le rapport des résistances R8 et R3. À partir de la sortie de l'ampli-op, la tension audiofréquence via le condensateur d'isolement C6 et la résistance R9 est fournie au détecteur d'amplitude sur les diodes VD5 et VD7. Lorsque le niveau de bruit dépasse une certaine valeur, la tension sur le condensateur SY deviendra supérieure à la tension de seuil du transistor à effet de champ VT1. Il s'ouvrira et les transistors VT2 et VT3 se fermeront. Le courant traversant la résistance R20 s'arrêtera et via les LED HL1 - HL48 augmentera jusqu'à 20 mA, elles commenceront à briller avec une luminosité maximale. Il n'y a pas d'augmentation du courant consommé sur le réseau par rapport au mode de luminosité moyenne. Il convient de noter que la durée de la lueur avec une luminosité accrue après l'arrêt du son qui a provoqué le passage à ce mode dépend principalement de la constante de temps du circuit C10R11 et du degré auquel la tension de bruit redressée dépasse la tension de seuil du transistor. VT1. À une tension de seuil d'environ 0,9 V, le temps d'exposition après un seul coup sera de 6 à 7 minutes. La résistance R10 élimine l'influence négative du courant de fuite du condensateur C6 sur le fonctionnement du circuit de temporisation. Du fait que les transistors VT1 et VT2 forment un déclencheur de Schmitt, la luminosité des LED change brusquement et l'état partiellement ouvert du transistor VT3, accompagné de la dissipation d'une puissance élevée sur celui-ci, est éliminé. Les condensateurs C2 et C11 réduisent la sensibilité de l'appareil aux bruits impulsifs. La tension d'alimentation du déclencheur de Schmitt est limitée à environ 10 V par la diode Zener VD8. Pour le nœud de l'ampli-op DA1, il est réduit à 7,5 V à l'aide d'une diode Zener VD6. Les condensateurs C4, C5, C9, C13 bloquent les condensateurs dans les circuits de puissance. Lorsque l'interrupteur SA1 est ouvert, une résistance haute résistance R5 est connectée au circuit d'alimentation secteur, limitant le courant des LED. La tension sur la diode Zener VD6 est réduite à 1 V, et entre les bornes de base et d'émetteur du transistor VT2 - à 0,2 V, ce qui n'est pas suffisant pour l'ouvrir et le transistor VT3. Par conséquent, il n'y a pas de courant dans la résistance R20 quel que soit l'état du transistor VT1. Dans ce mode, la luminosité des LED et la puissance consommée par la lampe à partir d'un réseau 220 V sont considérablement réduites. Dans la conception, vous pouvez utiliser des résistances C1-4, C1-14, C2-23, MLT, RPM ou similaires importées de puissance appropriée, ainsi que des résistances pour le montage en surface. Il est conseillé d'utiliser des résistances de coupure P6-12-1 ininflammables ou importées comme R7 et R1. La résistance optimale de la résistance R11 est de 10...40 MOhm. S'il n'existe pas de résistance d'une telle résistance, elle peut être composée de plusieurs résistances plus petites en les connectant en série. Pour réduire le courant de fuite, qui affecte grandement la durée de la vitesse d'obturation, le point de connexion de la diode VD7, du condensateur SY, de la résistance R11 et de la grille du transistor VT1 doit « pendre en l'air ». La varistance FNR-10K241 peut être remplacée par FNR-14K221, FNR-20K221 et autres avec une tension de classification de 200...250 V. Vous pouvez mesurer cette tension pour une varistance de type inconnu avec l'appareil décrit dans mon article « Appareil pour tester les transistors haute tension » (« Radio ») », 2003, n° 3, p. 22). Condensateurs à oxyde - K50-68, K53-19 ou importés. Le condensateur C3 est un condensateur à film avec une tension alternative nominale de 250...316 V ou constante de 630 V, par exemple K73-17, K73-24 à 630 V. Les condensateurs C6, C10 sont multicouches en céramique pour montage en surface. Pour augmenter le temps d'exposition, vous pouvez installer un condensateur C10 d'une capacité allant jusqu'à 47 μF. Mais il convient de garder à l'esprit que pour charger complètement un condensateur de plus grande capacité, une exposition sonore plus longue sera nécessaire. Les condensateurs restants sont en céramique K10-17, K10-50 ou leurs analogues. La diode Schottky BAS140W de faible puissance peut être remplacée par une autre similaire avec une tension inverse d'au moins 20 V et un courant direct maximum éventuellement inférieur. À la place, vous pouvez essayer des diodes ordinaires en germanium de faible consommation (D18, GD507A) ou en silicium. Au lieu de la diode 1N914, n'importe lequel des 1SS176S, 1N4148, KD521, KDYu2A fera l'affaire. Les diodes 1N4006 peuvent être remplacées par 1 N4007, UF4006, UF4007, KD243E, KD247D, et la diode Zener BZV55C7V5 peut être remplacée par TZMC-7V5, KS175A, KS175Zh, 2S175A, 2S175Zh. Au lieu de la diode Zener KS5YuA, vous pouvez installer 2S5YuA, 1 N5347. Le transistor KP504G peut être remplacé par n'importe quelle série KP501, KP504, KP505 ou ZVN2120, BSS88 importé. Il est conseillé de sélectionner une instance avec une tension de seuil ne dépassant pas 1 V. Au lieu du transistor BF422, vous pouvez installer BF459, MPSA42, 2N6515, 2N6516, KT940AM. Remplacement des transistors BF423 - BF492, BF493, MPSA92, 2N6518, 2N6519. Les transistors des types mentionnés présentent des différences dans l'emplacement et le but des bornes. Microphone VM1 - n'importe quel électret de petite taille, par exemple celui d'un téléphone portable. L'interrupteur à bouton-poussoir SA1 est celui qui était précédemment installé dans la lampe. Le type de LED blanches ultra lumineuses présentes dans la lampe est inconnu : elles sont dans un boîtier transparent et avec une lentille large et raccourcie d'un diamètre de 5 mm. Si nécessaire, ces LED peuvent être remplacées, par exemple, par ARL-5213UWC-35cd, ARL-5213UWC-25cd. La présence du fusible FU1 est strictement nécessaire.
Toutes les pièces de l'assemblage sont situées dans la partie centrale du corps de la lampe (Fig. 2), là où se trouvaient les piles. L'amplificateur du microphone et les transistors sont montés sur une petite carte. Des éléments montés en surface (quelques condensateurs et résistances, ainsi qu'une diode Schottky VD5) sont montés au verso de cette carte, invisible sur la photo. Pour fixer les pièces dans le corps de la lampe, des adhésifs Quintol, du polyuréthane transparent Moment Crystal et des adhésifs thermofusibles ont été utilisés. La modification de la lampe doit commencer par remplacer la connexion parallèle d'origine de ses LED par une connexion série. Pour ce faire, une LED sur deux est dessoudée de la carte en forme d'arc sur laquelle elle est installée et soudée à nouveau, en la tournant de 180° autour de l'axe longitudinal et en modifiant ainsi la polarité de commutation. Les conducteurs imprimés entre les LED sont découpés en damier. L'activation correcte de chaque LED doit être soigneusement surveillée. Pour ce faire, vous pouvez utiliser une source de tension constante de 12...18 V, en la connectant alternativement via une résistance de 15...30 kOhm à un groupe de plusieurs LED sur chaque carte. Veuillez noter qu'une LED connectée dans une mauvaise polarité risque d'être endommagée lorsque la tension secteur est appliquée à la lampe. Une erreur dans la polarité de plusieurs LED peut entraîner la défaillance de l'ensemble de leur ensemble. Lors de la mise en place et de l'exploitation de la structure, n'oubliez pas que tous ses éléments sont sous une tension alternative de 220 V. Les condensateurs C7, C8, C12 peuvent conserver une charge pendant plusieurs jours après la déconnexion de la lampe du réseau. Il est conseillé de vérifier le fonctionnement de l'unité de commande fabriquée sans connecter la lampe au réseau, mais en utilisant une source de tension 9 V DC, qui est fournie à la diode Zener VD8, en respectant la polarité. La résistance de la résistance R1 est choisie de telle sorte que la tension entre les bornes du microphone à électret VM1 soit comprise entre 3 et 3.5 V. Plus la résistance de la résistance R3 est faible, plus la sensibilité du relais acoustique est élevée. En sélectionnant le condensateur SY et la résistance R11, la durée d'exposition souhaitée est réglée. Si la lampe convertie est installée de manière à ce que son couvercle arrière soit appuyé contre une surface à faible conductivité thermique (plafond, mur), la température à l'intérieur du corps de la lampe avec un condensateur C3 d'une capacité de 0,68 μF et un fonctionnement à long terme peut dépasser la température ambiante. de 20...25 °C. Pour réduire la surchauffe, il est conseillé de réduire la capacité de ce condensateur à 0,47 µF, d'augmenter la résistance de la résistance R20 à 15 kOhm, aR21 à 1,8 kOhm. Pour débrancher complètement la lampe du secteur, vous pouvez installer un interrupteur à clé supplémentaire sur son cordon d'alimentation. Auteur : A. Butov
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