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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Raffinement de la lampe LED. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / éclairage La nuit, une lampe de poche est un objet indispensable. Cependant, les échantillons disponibles dans le commerce avec une batterie rechargeable et une recharge sur secteur ne sont que décevants. Ils fonctionnent encore pendant un certain temps après l'achat, mais ensuite la batterie gel-plomb se dégrade et une charge commence à ne durer que quelques dizaines de minutes de lueur. Et souvent pendant le chargement avec la lampe de poche allumée, les LED s'éteignent les unes après les autres. Bien sûr, étant donné le faible prix de la lampe de poche, vous pouvez en acheter une nouvelle à chaque fois, mais il est préférable de comprendre une fois les causes des pannes, de les éliminer de la lampe de poche existante et d'oublier le problème pendant de nombreuses années.
Considérons en détail celui présenté à la Fig. 1 schéma d'une des lampes en panne et déterminer ses principaux défauts. À gauche de la batterie GB1 se trouve une unité chargée de la charger. Le courant de charge est défini par la capacité du condensateur C1. La résistance R1, installée en parallèle avec le condensateur, le décharge après avoir déconnecté la lampe torche du réseau. La LED rouge HL1 est connectée via une résistance de limitation R2 en parallèle avec la diode inférieure gauche du pont redresseur VD1-VD4 en polarité inversée. Le courant circule à travers la LED pendant les demi-cycles de la tension secteur pendant lesquels la diode supérieure gauche du pont est ouverte. Ainsi, la lueur de la LED HL1 indique uniquement que la lampe torche est connectée au réseau, et non que la charge est en cours. Il brillera même si la batterie est manquante ou défectueuse. Le courant consommé par la lampe torche sur secteur est limité par la capacité du condensateur C1 à environ 60 mA. Comme une partie est branchée sur la LED HL1, le courant de charge des batteries GB1 est d'environ 50 mA. Les prises XS1 et XS2 sont conçues pour mesurer la tension de la batterie. La résistance R3 limite le courant de décharge de la batterie à travers les LED EL1-EL5 connectées en parallèle, mais sa résistance est trop faible et plus que le courant nominal circule à travers les LED. Cela augmente légèrement la luminosité, mais le taux de dégradation des cristaux LED augmente sensiblement. Parlons maintenant des raisons de l'épuisement des LED. Comme vous le savez, lors de la charge d'une vieille batterie au plomb dont les plaques ont été sulfatées, une chute de tension supplémentaire se produit aux bornes de sa résistance interne accrue. En conséquence, pendant la charge, la tension aux bornes d'une telle batterie ou de sa batterie peut être 1,5 à 2 fois supérieure à la tension nominale. Si à ce moment, sans arrêter la charge, vous fermez l'interrupteur SA1 pour vérifier la luminosité des LED, alors l'augmentation de la tension sera suffisante pour que le courant qui les traverse dépasse largement la valeur admissible. Les LED tomberont en panne une par une. En conséquence, des LED grillées sont ajoutées à la batterie, ce qui ne convient pas à une utilisation ultérieure. Il est impossible de réparer une telle lampe de poche - il n'y a pas de piles de rechange en vente.
Le schéma proposé pour finaliser la lanterne, illustré à la Fig. 2 vous permet d'éliminer les défauts décrits et d'éliminer la possibilité de défaillance de ses éléments en raison de toute action erronée. Elle consiste à changer le circuit de connexion des LED à la batterie pour que sa charge s'interrompe automatiquement. Ceci est réalisé en remplaçant le commutateur SA1 par un commutateur. La résistance de limitation R5 est sélectionnée de telle sorte que le courant total traversant les LED EL1-EL5 à une tension de batterie de GB1 de 4,2 V soit de 100 mA. L'interrupteur SA1 étant un interrupteur à trois positions, il est devenu possible de mettre en œuvre un mode économique de luminosité réduite de la lampe torche en y ajoutant la résistance R4. L'indicateur sur la LED HL1 a également été repensé. La résistance R2 est connectée en série avec la batterie. La tension qui chute à ses bornes lorsque le courant de charge circule est appliquée à la LED HL1 et à la résistance de limitation R3. Désormais, le courant de charge circulant dans la batterie GB1 est indiqué, et pas seulement la présence de tension secteur. La batterie gel inutilisable a été remplacée par un composite de trois batteries Ni-Cd d'une capacité de 600 mAh. La durée de sa charge complète est d'environ 16 heures, et il est impossible d'endommager la batterie sans arrêter la charge à temps, puisque le courant de charge ne dépasse pas une valeur sûre, numériquement égale à 0,1 de la capacité nominale de la batterie.
Au lieu de celles brûlées, des LED HL-508H238WC d'un diamètre de 5 mm de lumière blanche avec une luminosité nominale de 8 cd à un courant de 20 mA (courant maximum - 100 mA) et un angle d'émission de 15° ont été installées. En figue. La figure 3 montre la dépendance expérimentale de la chute de tension aux bornes d'une telle LED sur le courant qui la traverse. Sa valeur de 5 mA correspond à une batterie GB1 presque complètement déchargée. Néanmoins, la luminosité de la lampe de poche est restée suffisante dans ce cas. La lanterne, transformée selon le schéma envisagé, fonctionne avec succès depuis plusieurs années. Une diminution notable de la luminosité de la lueur ne se produit que lorsque la batterie est presque complètement déchargée. C'est précisément le signal qu'il doit être chargé. Comme on le sait, décharger complètement les batteries Ni-Cd avant de les charger augmente leur durabilité. Parmi les inconvénients de la méthode de modification envisagée, on peut noter le coût assez élevé d'une batterie composée de trois batteries Ni-Cd et la difficulté de la placer dans le corps de la lampe de poche au lieu de celle au plomb standard. L'auteur a dû découper le film extérieur de la nouvelle batterie afin de placer de manière plus compacte les batteries qui la composent. Par conséquent, lors de la finalisation d'une autre lampe de poche avec quatre LED, il a été décidé d'utiliser une seule batterie Ni-Cd et un pilote de LED sur la puce ZXLD381 dans le package SOT23-3 diodes.com/datasheets/ZXLD381.pdf. Avec une tension d'entrée de 0,9...2,2 V, il fournit aux LED un courant allant jusqu'à 70 mA.
En figue. La figure 4 montre le circuit d'alimentation des LED HL1-HL4 utilisant cette puce. Un graphique de la dépendance typique de leur courant total sur l'inductance de l'inductance L1 est présenté sur la Fig. 5. Avec son inductance de 2,2 μH (un inducteur DLJ4018-2.2 est utilisé), chacune des quatre LED EL1-EL4 connectées en parallèle représente 69/4 = 17,25 mA de courant, ce qui est largement suffisant pour qu'elles brillent brillamment.
Parmi les autres éléments complémentaires, seuls la diode Schottky VD1 et le condensateur C1 sont nécessaires pour faire fonctionner le microcircuit en mode courant de sortie lissé. Il est intéressant de noter que sur un schéma typique d'utilisation du microcircuit ZXLD381, la capacité de ce condensateur est indiquée par 1 F. L'unité de charge de batterie G1 est la même que sur la Fig. 2. Les résistances de limitation R4 et R5, qui sont également présentes, ne sont plus nécessaires et le commutateur SA1 n'a besoin que de deux positions. En raison du petit nombre de pièces, la modification de la lanterne a été réalisée par installation suspendue. La batterie G1 (Ni-Cd de taille AA d'une capacité de 600 mAh) est installée dans le support approprié. Par rapport à la lanterne modifiée selon le schéma de la Fig. 2, la luminosité s'est avérée subjectivement un peu inférieure, mais tout à fait suffisante. Auteur : S. Samoilov
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