Модернизация светодиодного аккумуляторного фонарика

В настоящее время светодиодные аккумулятор­ные фонарики (ФАКБ) очень популярны, хотя и отли­чаются невысокой надежностью. Особенности их ремонта и модернизации описаны в данной статье.

В конкретном случае ремонта фонарика мар­ки «Фо-Дик», модель АН 0-005, при включении фонариков штатными выключателями светодио­ды основного излучателя либо не светились во­обще, либо светились на уровне обозначения границ кристалла одного или нескольких свето­диодов. Так же имелись варианты бессистемно­го подмигивания светодиодов с последующим затуханием.

Диагностика неисправностей фонариков

Ремонтируемые фонарики были подвергнуты проверке с использованием схемы, показанной на рис.1. При этом фонарик проверяется в режиме, близком к рабочему, т.е. путём подключения к сети 230 В / 50 Гц после­довательно с «защитной» лампочкой НL1. Фонарики, ЗУ которых давало хотя бы не­который накал лампочки НL1, бракова­лись, а балластные конденсаторы в них заменялись новыми.

Рис. 1

Для экземпляров фонариков, при ис­пытании которых свечения лампочки не наблюдалось, вместо лампочки накали­вания подключался мультиметр, в режи­ме измерения переменного тока. Ток по­требления исправного ЗУ при напряже­нии питания 230 В, ёмкости балластного конденсатора 1 мкФ и мостовой схеме выпрямителя в ЗУ фонарика должен на­ходиться в интервале 55…60 мА, иначе следовал вывод о том, что конденсатор всё же имеет утечку или потерял ёмкость и подлежит замене.

Если после включения фонарика в сеть по­являются звуки типа потрескивания, то это свидетельствует о наличии пробоев в конден­саторе — балластный конденсатор так же подле­жит замене.

Экземпляры фонарика, которые прошли упо­мянутые проверки, были вскрыты, а их АКБ про­верены на ток кроткого замыкания (КЗ). Следует отметить, что в упомянутых фонариках установ­лены герметичные гелиевые свинцовые аккуму­ляторы, которые состоят из двух последователь­но соединённых банок (АК) с общим рабочим на­пряжением 2.1 В.

Расположение внешних элементов АКБ пока­зано на рис.2, где поз.1 — заглушки для отвода газов, поз.2 — электроды, поз.3 — перемычка между банками.

Рис. 2

Поскольку проверке должна подвергаться каждая банка из двух имеющихся, то место со­единения банок между собой необходимо зачис­тить до появления свинцовой перемычки. Испы­тание АКБ на КЗ заключается в кратковременном (до остановки движения стрелки мультиметра) присоединении в соответствующей полярности к испытываемой банке мультиметра Ц4332 на пре­деле измерения постоянного тока 2.5 А.

Если ток КЗ проверяемой АКБ составлял 0.5…1.5 А, то такой фонарик можно ремонтиро­вать. Если ток КЗ меньше 0.5 А, можно попробо­вать подзарядить проверяемую АКБ током 100 мА, например, в течение 1…2 ч от внешнего источника тока. Причём каждый из АК надо заряжать в отдельности. После этого пробного заряда АКБ нужно опять подвергнуть проверке на КЗ, и если стрелка мультиметра в течение 10…20 с не изменяет своего положения, АКБ имеет смысл реанимировать, дав ей два-три тренировочных цикла заряд-разряд.

С тех фонариков, АКБ которых прошли про­верку или реанимацию, для проведения анализа работы схемы ЗУ и схемы индикации, была сри­сована электрическая схема, которая показана на рис.3.

Рис. 3

Известно, что подключение фонарика с ЗУ с балластным конденсатором в розетку (к сети 230 В) представляет собой не просто подклю­чение, а серию вероятных включений-выключе­ний, которая называется в технике «дребезгом» контактов. Если в этот момент к АКБ через пе­реключатель S1 случайно подключён светоди­одный излучатель, то основной «удар» превыше­ния прямого напряжения и тока в таком случае приходится именно на них. Измерения оммет­ром показало, что у всех светодиодов, которые

не светились вообще (а их было большинство), был пробит p-n-переход. Отмечу, что оптималь­ным (щадящим) режимом для ультраярких светоди­одов (хотя бы для испол­нения в корпусе диамет­ром 4…5 мм) будет на­пряжение 3.9.. .4 В при то­ке через диод 20…30 мА.

Параметры новых светодиодов неизвест­ного типа с диаметром корпуса 4 мм, которые были куплены в магазине радиотоваров, были из­мерены от источника по­стоянного тока с выход­ным напряжением 4.2 В и включённым последова­тельно с испытываемым светодиодом резисто­ром 8 Ом. Ток потребле­ния каждого светодиода был равен 20 мА, что под­тверждало их «совмести­мость» с АКБ с рабочим напряжением 4.2 В. Све­тодиоды были установ­лены в излучатель фона­рика с заряженной АКБ. Значения напряжений, которые измерены на реальных образцах отремонтированных АКФ показаны на рис.3.

Модернизация фонарика

После окончания ремонта все фонарики были подвергнуты первому этапу модернизации. На этом этапе светодиодный индикатор VD5, кото­рый индицировал в схеме рис.3 лишь подключе­ние к сети 230 В, заменён «последовательным» индикатором тока заряда АКБ. Схема модерни­зированного фонарика показана на рис.4. Те­перь VD5 индицирует наличие тока заряда АКБ, что для наблюдения за процессом заряда гелие­вых свинцовых АКБ в связи с их низким качест­вом весьма существенно.

Рис. 4

Для автоматического ограничения амплиту­ды импульса напряжения, возникающего на датчике тока заряда АКБ R4 (а значит, и на све­тодиоде), параллельно датчику установлен стабилитрон КС133, ограничивающий напряжение на R4 уровнем 3.3 В. В цепь ЗУ включён токоог­раничивающий резистор R2 номиналом 33 Ом, который выполняет также и вторую функцию — «разрушающегося» предохранителя в случае пробоя или существенной утечки балластного конденсатора.

Детали модернизированного индикатора тока заряда смонтированы навесным способом в сво­бодном пространстве между боковой гранью АКБ и его корпусом.

Для защиты светодиода параллельно све­тодиодам установлены стабилитрон VD10 (с реальным напряжением стабилизации 4.4 В) и конденсатор С2. Ток через стабилитрон VD10 при напряжении на АКБ 4.2 В составляет 1.5…7 мА, что вряд ли является существенной поте­рей, по сравнению с выходом фонарика из строя. Стабилитрон VD10 и конденсатор С2 смонтированы на штатной печатной плате основного излучателя со стороны печатных проводников.

Автор: Сергей Ёлкин, г. Житомир
Источник: Радиоаматор №5-6/2017