露营 LED 灯。方案、说明

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所提出的设备是一种便携式轻型 LED 灯。它可以由内置电池或汽车电池供电。它携带方便，因此会受到游客、汽车爱好者和夏季居民的使用。

随着市售高亮度白光 LED 和基于它们的现成灯的出现，开发一种简单的便携式灯来取代以前使用的荧光野营灯的想法出现了。

所提出的 LED 灯的示意图如图 1 所示。 34063. 其基础是广泛使用的 MCXNUMXA 微电路，按照脉冲反激升压转换器的标准电路进行连接。

米。 1（点击放大）

作为基础，使用了带有 48 个 LED 的现成的非调节灯“K48 ERA”。它具有可容纳三节电压为 1,5 V 的 AA 电池的支架。灯体后壁上安装有两块磁铁，可以将其固定在金属结构上，例如车身。开灯后发现，四十八颗LED全部并联，没有限流电阻。当然，采用这种方案，LED 之间的电流分布不可能均匀。

有必要根据芯片的功能以不同的方式启用它们。由于此类转换器的最大输出电压受到微电路输出晶体管的最大允许集电极-发射极电压（对于 MC34063A 为 40 V）的限制，因此决定以六个为一组串联点亮 LED ，并将各组并联。这样一共有八组。

野营 LED 灯
图。 2

野营 LED 灯
Ris.3

野营 LED 灯
图。 4

通过改变转换器的输出电压，使用可变电阻器 R3 来调节 LED 的亮度。来自电机电阻器 R3 的电压通过电路 VD4、R4、R5 提供给微电路比较器（引脚 5）的输入之一，并与内部电源的 1,25 V 参考电压进行比较。如果提供给微电路引脚 5 的电压超过 1,25 V，转换器脉冲的占空比会发生变化，并且其输出电压会降低。当一组 LED 消耗的电流为 16...20 mA 时，其两端的电压约为 19 V，并且取决于温度。

为了在最大照度下保护 LED EL1-EL48 免受过流影响，转换器中引入了限流模式。充当电流传感器的电阻器 R7 两端的电压降也通过电阻器 R6 提供给微电路的引脚 5。如果其两端的电压增加到 1,25V 以上，转换器的输出电压将会降低，从而限制流经 LED 的电流。发生限制时通过 LED 的电流值 1 limit 可以使用公式 I limit = 1.25/R7 计算。

由于灯具中使用的 LED 类型未知，因此对于 20 毫米外壳中的大多数可见 LED，假定其最大允许电流为 5 mA。当电阻器 R7 为 75 欧姆时，电流将被限制为 16,6 mA。为了使各组LED之间的电流均匀分布（假设同一类型的每组LED的电流电压特性略有不同），电阻R7-R14的阻值选择相同。正如测量结果所示，这一假设被证明是正确的，并且对于所有可用的 LED，当其发光亮度从零变为最大时，各组中的电流略有不同。根据该方案，二极管VD4消除了来自可变电阻R7引擎下部的电流传感器R3的信号的分流，对应于最大亮度模式。

为了保护微电路的输出晶体管在负载意外中断时不被电压升高击穿，使用了电路VD2、VD3、R5。在正常模式下，转换器输出端的电压（电容器 C4 处）不超过 20...21 V，该电压小于齐纳二极管 VD2 和 VD3 的总稳定电压 (UCI = 24 V)，因此他们已经关门了。如果负载电路损坏，转换器输出端的电压将升高，齐纳二极管VD2和VD3将打开。在这种情况下，微电路引脚5的电压将超过1,25V，转换器的输出电压将根据公式Uout = Uist + 1,25(R5+R6+R7)/(R6+R7)受到限制。对于所选元件额定值，空载输出电压约为 26,5 V。

开关SA1选择灯的电源：内置或外置。当灯由外部 12 V 电源供电时，所有 LED EL1-EL48 都会被激活。此时，设备在最大亮度模式下消耗的电流约为290mA。如果灯由三节电池或 AA 尺寸的原电池组成的内置电池供电，则 SA1.2 开关触点会关闭六组 LED EL13-EL48，只留下两组运行：EL1-EL12。此时，设备在最大亮度模式下消耗的电流不超过300mA。为了合理利用内置电池的能量，必须禁用 LED EL13-EL48。如果不这样做，则最大亮度下的电流消耗约为 1,2 A。显然，在这种情况下，您不能指望内置电池能够长期运行。

根据该方案，当可变电阻器R3的滑块处于上部位置时，对应于辉光的亮度为零，设备从电源消耗3…5mA的电流。 HL1 高亮度 LED 会发出设备已开启的信号，这对于防止在亮度控制设置为最低的情况下意外开启的设备造成电池放电是必要的。通过场效应晶体管 VT3 将流过 LED 的电流稳定在 5...1 mA。当灯的电源从外部 1 V 电源切换到内置电压 12 ... 时，电流稳定器可确保 HL3,6 LED 的恒定亮度。

该器件采用固定MLT电阻和功率为3W的可变电阻R4 SP1-0,5。氧化物电容为进口微型径向引线钽电容，其余为陶瓷KM-56。我们将晶体管 KP303G (VT1) 替换为 KP303D。 LED HL1 - 任何增加亮度的红光。我们将HER102（VD1）二极管更换为另一种高速二极管，例如HER103、FR102、FR103、1 N5819或任意字母索引的国产KD212。 KD522A (VD4) 二极管可以用 KD522B 或任何字母索引的 KD521、KD102、KD103 系列二极管代替。两个 KS212T 齐纳二极管（VD2、VD3）可以替换为一个 KS224T 或稳定电压为 24...26 V 的类似二极管。

电感器 L1 - DG-10，电感为 470 μH，额定电流为 0,45 A。可以用另一个电感为 400 ... 500 μH，最大电流至少为 300 mA 的电感器代替。开关SA1——任何小尺寸的合适尺寸并具有所需触点数量； SA2 是灯具中包含的电源开关。保险丝 FU1 - 任何小型保险丝，带有柔性焊脚。

大部分零件都放置在圆形印刷电路板上，其图纸如图2所示。 1. 它由厚度为 2...0,7 毫米的单面箔玻璃纤维层压板制成。印刷电路板上用于微电路引脚的孔直径为 0,8...0,8 mm，用于其他元件和电线的引脚 - 1,0...1 mm。该板位于灯体的中心孔内，原本用于安装其悬挂元件。例如，从 1,5 英寸计算机软盘主体上切下一块 1...1 毫米厚的聚苯乙烯圆板，将其紧紧地粘在机箱后盖的孔中。粘合时允许使用二氯乙烷。保险丝FU8和晶体管VT14以铰接方式安装。为了避免短路，每个部件都必须放置并固定在尺寸合适的热缩管中。电阻器R3-R8也以铰接方式安装。按照图示，它们用一根引线焊接到带有 LED 的印刷电路板上，并用第二根引线焊接到中间焊盘，如图 14 所示。 10. 为避免短路，电阻R10-R1放置在合适尺寸的PVC管中。该平台由单面镀箔玻璃纤维层压板制成，尺寸约为 1,5xXNUMX 毫米，沿周边去除 XNUMX...XNUMX 毫米宽的箔片。

灯具中的 LED 最初安装在八块印刷电路板上并并联连接。当您尝试拆卸它们时，它们会过热并损坏，因此安装了 LED 的印刷电路板已被修改。在每块板上，连接 LED 的印刷导线被切割，并焊接了五个跳线，如图 4 所示。 XNUMX 使得LED串联。

正确组装的设备立即开始工作。在最大亮度模式下通过 LED 的电流通过电阻器 R7-R14 上的电压降来测量。它应该约为 1,25 V。您还应该在 LED 负载关闭的情况下检查转换器输出端的电压（电容器 C4 上）。为此，请关闭负载，将电源电压从 0 V 平稳增加至 14 V，并检查转换器输出端的电压 - 应处于 24 ... 26 V 的水平。

野营 LED 灯
图。 5

野营 LED 灯
图。 6

拆下后壳盖后的灯外观如图（图5）所示。内置电池灯的工作原理如图 6 中的照片所示。 XNUMX.

作者：S. Gureev

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