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