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无线电电子与电气工程百科全书 充电手电筒的小秘密。 无线电电子电气工程百科全书
目前，停电变得非常频繁，因此，在业余无线电文献中，大量关注当地电源。 不是很耗能，但在紧急关闭时非常有用，是一种紧凑型可充电手电筒（AKF），其电池（电池）使用三节密封盘镍镉电池 D 0,25。 ACF 由于某种原因的失败会引起相当大的悲痛。 但是，如果您发挥一点聪明才智，了解手电筒本身的设计并了解基本的电气工程，那么它就可以修复，并且您的小朋友将长期可靠地为您服务。 电路。 设计 正如预期的那样，让我们开始研究说明手册 2.424.005 R3 电池灯“Electronics V6-05”。 仔细比较电路图（图 1）和手电筒的设计后，立即出现不一致的情况。 电路中，正极接电池，负极接HL1灯泡。
实际上，同轴输出 HL1 始终连接到电池的正极，负极通过 S1 连接到螺纹底座。 仔细检查安装连接后，我们立即注意到HL1没有按照方案连接，电容器C1没有连接到VD1和VD2，如图1所示，而是连接到结构的弹性接触上，这会压紧电池负极，结构和技术上都很方便，因为C1作为最整体的元件，它与结构元件安装得相当刚性——电源插头的一个引脚，在结构上与ACF外壳和电池弹簧触点集成在一起； 电阻R2不与电容C1串联，而是一端焊接到电源插头的第二个引脚上，另一端焊接到.U1座上。 [1] 中的 ACF 方案也没有考虑到这一点。 其余连接对应图2所示。
但如果不考虑相当明显的设计和技术优势，那么原则上C1如何连接并不重要，如图1或图2所示。 顺便说一句，有了改进ACF充电器（充电器）电路的好主意，就不可能避免使用“额外”元件。 存储器方案[1]在保持通用算法的同时，可以通过根据图3进行组装来显着简化。
不同之处在于图中的元件VD1和VD2。 3个元件分别执行两个功能，这使得减少元件数量成为可能。 稳压二极管VD1用于VD1、VD2电源电压的负半波，作为整流二极管，它也是比较电路（CC）的正参考电压源，其（第二）功能也是由VD2执行。 CC的工作原理是：当VD2负极的电动势值小于其正极的电压时，电池正常充电。 随着充电量的增加，电池上的电动势值增加，当达到阳极电压时，VD2将截止，充电停止。 参考电压VD1（稳定电压）的值应等于VD2正向电压降+R3VD3电压降+电池EMF之和，并根据特定充电电流和特定元件进行选择。 充满电的磁盘的 EMF 为 1,35 V [2]。 采用这种充电方案，作为电池充电状态指示器的 LED 在充电过程开始时会亮起，随着充电，其亮度会降低，当充满电时，它会熄灭。 如果在操作过程中发现VD3的充电电流和发光时间（以小时为单位）的乘积远小于其理论容量，那么这并不意味着VD2上的比较器工作不正常，而是表明一个或多个磁盘能力不足。 运行条件 现在我们来分析一下电池的充电和放电。 根据TU(12MO.081.045)规定，220V电压下完全放电的电池充电时间为20小时。充电电流在C1=0,5μF时，考虑到电容的变化和电源电压的波动，约为25-28 mA，与建议[2]相对应，建议放电电流为充电电流的两倍，即50 嘛。 完整的充放电循环次数为392次。在ACF的实际设计中，放电是在3,5 V x 0,15 A的标准灯泡（带有三个圆盘）上进行的，虽然它给出了亮度的增加，但也由于电池电流的增加超过了规格建议的值，会对电池寿命产生负面影响，因此，几乎不建议进行这种更换，因为在某些磁盘副本中，这可能会导致气体形成增加，从而导致气体形成增加。转动将导致外壳内部压力增加，并导致片剂包装活性物质与外壳负极部分之间的碟形弹簧形成的内部接触恶化。 这还会导致电解液通过密封件释放，从而导致腐蚀以及圆盘本身之间以及圆盘与 ACF 结构的金属元件之间的接触恶化。 此外，由于泄漏，水从电解液中蒸发，导致盘和整个电池的内阻增加。 随着这种磁盘的进一步操作，由于电解质部分转化为结晶 KOH，部分转化为 K2CO3 钾盐，它完全失效。 正是由于这些原因，充放电问题需要特别注意。 实用维修 所以，三块电池中的一块“出了问题”。 您可以使用万用表评估其状况。 为什么（以适当的极性）用万用表的探头短暂关闭每个圆盘，以测量 2-2,5 A 范围内的直流电流。 对于新充电的良好磁盘，短路电流应在 2-3 A 范围内。修复 ACF 时，可能会出现两个逻辑选项：1）没有备用磁盘；2）没有备用磁盘。 XNUMX）有空闲磁盘。 在第一种情况下，此解决方案将是最简单的。 垫圈不是从第三个不可用的磁盘上安装的，而是从 KT802 类型的不可用晶体管的铜壳上安装的，而且在尺寸方面非常适合大多数 ACF 设计。 制作垫圈时，将晶体管电极的引线取下，用细锉刀清理两端的涂层，直至出现铜，然后在平坦的平面上用细粒砂纸打磨，然后进行抛光在涂有一层 GOI 糊剂的毛毡上产生光泽。 所有这些操作对于减少接触电阻对燃烧时间的影响都是必要的。 这同样适用于盘的接触端，出于同样的原因，在操作过程中需要重新研磨其变暗的表面。 由于移除一个圆盘会导致 HL1 辉光的亮度降低，因此在 ACF 中安装一个 2,5 A 的 0,15 V 灯泡，或者更好的是，安装一个 2,5 A 的 0,068 V 灯泡，这虽然功率较小，但是，放电电流的减少可以使其更接近规格建议的值，这将有利地影响电池盘的寿命。 实际拆卸和对盘故障可纠正原因的分析表明，无法操作的原因通常是碟形弹簧的损坏。 因此，不要急于扔掉无法使用的磁盘，如果幸运的话，还可以让它继续工作。 此操作需要足够的准确性和一定的锁匠技能。 为此，您需要一个小型台虎钳、一个直径约为 10 毫米的滚珠轴承球和一块 3-4 毫米厚的光滑钢板。 该板通过 1 毫米厚的电纸板垫放置在钳口和主体的正极部分之间，并且球放置在第二块海绵和主体的负极部分之间，将球大致定向在其中心。 由电纸板制成的垫片旨在消除圆盘短路，而板的设计旨在均匀分布力并防止虎钳钳口上的凹口导致电池壳正极部分变形。 它们的尺寸是显而易见的。 逐渐关闭虎钳。 将球按压 1-2 mm 后，将圆盘从设备中取出并控制短路电流。 通常，经过一两次夹紧后，超过一半的带电圆盘开始表现出短路电流增加，高达2-2,5A。经过一定的行程后，夹紧力急剧增加，这意味着可变形外壳的一部分位于平板电脑上。 进一步夹紧是不切实际的，因为它会导致电池的损坏。 如果停止后短路电流不增加，则磁盘完全无法使用。 在第二种情况下，简单地将一个磁盘替换为另一个磁盘也可能无法带来所需的结果，因为功能齐全的磁盘具有所谓的“电容”存储器。 由于电池在工作过程中，总是有至少一个盘的容量值较低，这就是为什么在放电时，内阻急剧增加，从而限制了剩余盘完全放电的可能性。 不建议对这种电池进行一些过度充电来消除这种现象，因为这不会导致容量的增加，而只会导致最好的磁盘出现故障。 因此，在更换电池中至少一块盘时，建议全部进行强制训练（给予一次完整的充放电循环），以消除上述现象。 每个磁盘的充电都在同一个 ACF 中进行，使用晶体管垫圈而不是两个磁盘。 在电阻为50欧姆的电阻上进行放电，提供25mA的放电电流（符合规格），直到其两端的电压达到1V。之后，将磁盘放入电池中并充电一起。 将整个电池充电后，将其放电至标准 HL，直至电池达到 3 V。在相同 HL 的负载下，再次检查放电至 1 V 的每个磁盘的短路电流。 对于适合作为电池一部分运行的磁盘，每个磁盘的短路电流应大致相同。 如果放电到3V的时间为30-40分钟，则可以认为电池容量足以满足实际使用。 Детали 保险丝.U1。 在维修过程中观察ACF电路大约二十年的演变，发现在八十年代中期，一些企业开始生产限流电阻80W、阻值0,5-150欧姆的无保险丝电池，这是相当合理的，因为在击穿 C180 期间，.U1 的作用是由 R1（图 2）或 R1（图 2 和 2）发挥的，其导电层蒸发得早得多（比 .U3 烧坏了 1 A)、中断电路，这是需要保险丝的。 实践证明，如果实际ACF电路中功率为0,15W的限流电阻明显发热，则明显表明C0,5有明显漏电（用万用表很难确定，也是由于它的价值随着时间的推移），并且必须更换。 电容器 C1 型 MBM 0,5 uF（250 V）是最不可靠的元件。 它设计用于具有适当电压的直流电路，以及当网络中的电压幅度可达 350 V 时在交流网络中使用此类电容器，并考虑到网络中感性负载存在大量峰值，以及根据规格完全放电的ACF的充电时间（约20小时），那么其作为无线电元件的可靠性变得非常小。 最可靠的电容器是 K42U-2 电容器 0,22 μF H 630 V 甚至 K42U 0,1 μF H 630 V，具有最佳尺寸，可适合各种设计尺寸的 ACF。将充电电流降低至约 15-18 0,22 uF 时的 mA 电流和 8 uF 时高达 10-0,1 mA 的电流实际上只会导致充电时间增加，这是微不足道的。 充电电流LED指示VD3。 对于没有 LED 充电电流指示器的 ACF，可以通过将其连接到 A 点的断路器来安装（图 2）。 LED 与测量电阻 R3 并联（图 4），新制造或减少 C1 时必须选择该电阻。 当电容C1等于0,22uF而不是0,5uF时，VD3的亮度会降低，而在0,1uF时，VD3可能根本不亮。 因此，考虑到上述充电电流，在第一种情况下，电阻器R3必须与电流的减少成比例地增加，而在第二种情况下，必须将其完全去除。 实际中，考虑到使用220V工作非常不安全，最好通过毫安表将可调直流源（RIPT）连接到B点（图3）来选择电阻R3，并控制充电电流。 临时连接一个阻值为 3 kΩ 的电位器代替 R1，通过变阻器将阻值调至最小。 通过增加 RIPT 电压，电池充电电流设置为 25 mA。
在不改变RIPT设定电压的情况下，接通毫安表，使C点VD3电路断开，并逐渐增大电位器的阻值，使通过它的电流达到10mA，即AL307 最大值的一半[2]。 这一点对于没有稳压二极管的电路尤其重要，在对C1充电时，在导通后的第一时刻，尽管有限流电阻R3，但流经VD1的电流仍会变大，并可能导致故障VD3。 在稳定状态下，R1 实际上对充电电流没有影响，因为与无功电阻（约 9 kOhm）相比，R1 的电阻较低。 最终确定时，VD3 安装在一个直径为 5 mm 的孔中，该孔与连接到 HL1 同轴输出的弹簧触点支架和电池正极之间的外壳中的连接器线对称钻孔。 测量电阻放置在同一位置。 整流二极管 考虑到 C1 初始充电时存在浪涌电流，为了提高 ACF 整流器的可靠性，最好使用反向电压为 30 V 的任何硅脉冲二极管。 ACF的非标应用 用一个毫无价值的灯泡底座和无线电接收器的电源连接器制成适配器，ACF不仅可以用作光源，还可以用作电压为3,75 V的二次电源。在平均音量水平（电流消耗20-25 mA）下，其容量足以收听几个小时的WEF。 在某些情况下，在没有电力的情况下，ACF也可以通过无线电传输线进行充电。 带LED指示灯的ACF用户可以观察LED的动态闪烁过程。 特别是 VD3 是从“重”岩石中燃烧的，所以如果你不喜欢听 - 给 AKF 充电，将能量用于和平目的。 这种现象的物理意义是随着频率的增加电抗减小，因此，在低得多的电压（15-30 V）下，通过指示器的充电电流的脉冲值足以使其发光，当然也可以充电。 参考文献：
作者：SA 埃尔金
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