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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Lámpara LED para camping. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / iluminación El dispositivo propuesto es una lámpara LED portátil y liviana. Puede funcionar tanto con la batería incorporada como con la batería del automóvil. Es conveniente llevarlo consigo, por lo que encontrará aplicación entre turistas, automovilistas y veraneantes. Con la llegada de los LED blancos de alto brillo asequibles y las lámparas listas para usar basadas en ellos, surgió la idea de desarrollar una lámpara portátil sencilla para reemplazar la lámpara fluorescente de camping utilizada anteriormente. El esquema de la lámpara LED propuesta se muestra en la fig. 1. Su base es el microcircuito MC34063A, que se incluye según un circuito típico de un convertidor de voltaje elevador de retorno pulsado.
Como base se utilizó una lámpara no regulada "K48 ERA" ya preparada con 48 LED. Tiene soportes para tres pilas AA con un voltaje de 1,5 V. En la pared trasera del cuerpo de la lámpara se instalan dos imanes, lo que permite fijarla a una estructura metálica, por ejemplo, la carrocería de un automóvil. Después de abrir la lámpara, resultó que los cuarenta y ocho LED estaban conectados en paralelo sin una resistencia limitadora de corriente. Con este esquema, por supuesto, no es posible una distribución uniforme de la corriente entre los LED. Era necesario encenderlos de otra manera, según las capacidades del microcircuito. Dado que el voltaje de salida máximo para este tipo de convertidor está limitado por el voltaje máximo permitido colector-emisor del transistor de salida del microcircuito (para el MC34063A es 40 V), se decidió encender los LED en serie, seis en grupos y conectarlos en paralelo. Por tanto, hay ocho grupos en total.
Al cambiar el voltaje de salida del convertidor, ajuste el brillo de los LED con una resistencia variable R3. El voltaje del motor de la resistencia R3 a través del circuito VD4, R4, R5 se suministra a una de las entradas del comparador del microcircuito (pin 5) y se compara con el voltaje de referencia de 1,25 V de la fuente interna. Si el voltaje suministrado al pin 5 del microcircuito excede los 1,25 V, el ciclo de trabajo del convertidor cambia y su voltaje de salida disminuye. Con una corriente consumida por un grupo de LED, 16 ... 20 mA, el voltaje es de aproximadamente 19 V y depende de la temperatura. Para proteger los LED EL1-EL48 de sobrecorriente, con máxima luminiscencia, se ha introducido un modo de limitación de corriente en el convertidor. La caída de voltaje a través de la resistencia R7, que actúa como sensor de corriente, también se alimenta a través de la resistencia R6 al pin 5 del microcircuito. Cuando el voltaje aumenta más de 1,25 V, el voltaje de salida del convertidor disminuirá, lo que provocará una limitación de la corriente a través de los LED. El valor del límite actual a través de los LED, en el que se produce la limitación, se puede calcular mediante la fórmula Ilímite=1/R1.25. Como se desconocía el tipo de LED utilizados en la luminaria, se supuso que su corriente máxima permitida era de 20 mA, como ocurre con la mayoría de los LED visibles en una carcasa de 5 mm. Con una resistencia R7 de 75 ohmios, la corriente estará limitada a 16,6 mA. Para distribuir uniformemente la corriente entre grupos de LED (suponiendo que las características de corriente-voltaje de cada grupo de LED del mismo tipo difieren ligeramente), las resistencias de las resistencias R7-R14 se eligen para que sean las mismas. Como mostraron las mediciones, esta suposición resultó ser correcta, y para todos los LED en funcionamiento, las corrientes en los grupos diferían ligeramente cuando el brillo de su brillo cambió de cero al máximo. El diodo VD4 elimina la derivación de la señal del sensor de corriente R7 en la posición inferior de la resistencia variable del motor R3 según el esquema correspondiente al modo de brillo máximo. Para proteger el transistor de salida del microcircuito contra una avería por un aumento de voltaje en caso de una interrupción accidental de la carga, se utiliza el circuito VD2, VD3, R5. En modo normal, el voltaje en la salida del convertidor (en el condensador C4) no excede los 20 ... 21 V, que es menor que el voltaje de estabilización total de los diodos Zener VD2 y VD3 (UCI = 24 V). por lo tanto están cerrados. Si se interrumpe el circuito de carga, el voltaje en la salida del convertidor aumentará y los diodos zener VD2 y VD3 se abrirán. En este caso, el voltaje en el pin 5 del microcircuito excederá los 1,25 V y el voltaje de salida del convertidor se limitará de acuerdo con la fórmula Uout = Uist + 1,25 (R5 + R6 + R7) / (R6 + R7 ). Para las clasificaciones de elementos seleccionados, el voltaje de salida sin carga será de aproximadamente 26,5 V. El interruptor SA1 selecciona la fuente de alimentación de la lámpara: incorporada o externa. Cuando la luminaria se alimenta desde una fuente externa de 12 V, se activan todos los LED EL1-EL48. En este caso, la corriente consumida por el dispositivo en el modo de brillo máximo es de aproximadamente 290 mA. Cuando la luminaria se alimenta con una batería incorporada de tres pilas AA o celdas galvánicas, los contactos del interruptor SA1.2 apagan seis grupos de LED EL13-EL48, dejando solo dos grupos en funcionamiento: EL1-EL12. Al mismo tiempo, la corriente consumida por el dispositivo en el modo de brillo máximo no supera los 300 mA. Apagar los LED EL13-EL48 es necesario para el uso racional de la energía de la batería incorporada. Si no se hace esto, la corriente consumida con el brillo máximo del resplandor será de aproximadamente 1,2 A. Obviamente, en este caso, no se puede contar con el funcionamiento a largo plazo de la batería incorporada. Con la posición superior del control deslizante de la resistencia variable R3 según el esquema, correspondiente al brillo cero del resplandor, el dispositivo consume una corriente de 3 ... 5 mA de la fuente de alimentación. El LED de alto brillo HL1 indica que el dispositivo está encendido y es necesario para evitar descargar las baterías de un dispositivo encendido accidentalmente con el control de brillo al mínimo. La corriente a través del LED se estabiliza al nivel de 3 ... 5 mA mediante el transistor de efecto de campo VT1. El estabilizador de corriente garantiza el brillo constante del LED HL1 al cambiar la fuente de alimentación de la lámpara de una fuente externa de 12 V a un voltaje incorporado de 3,6 ... El dispositivo utiliza resistencias MLT fijas, una resistencia variable R3 SP4-1 con una potencia de 0,5 W. Condensadores de óxido: miniatura de tantalio importados con cables de tipo radial, el resto: cerámica KM-56. El transistor KP303G (VT1) será reemplazado por KP303D. LED HL1: cualquier brillo aumentado del resplandor rojo. Reemplazaremos el diodo HER102 (VD1) por otro de alta velocidad, por ejemplo, HER103, FR102, FR103, 1 N5819 o KD212 doméstico con cualquier índice de letras. El diodo KD522A (VD4) se puede sustituir por KD522B o diodos de las series KD521, KD102, KD103 con cualquier índice de letras. Dos diodos Zener KS212Ts (VD2, VD3) se pueden sustituir por un KS224Ts o similar con una tensión de estabilización de 24 ... 26 V. Inductor L1 - DG-10 con una inductancia de 470 μH y una corriente nominal de 0,45 A. Puede ser reemplazado por otro con una inductancia de 400 ... 500 μH y una corriente máxima de al menos 300 mA. Interruptor SA1: cualquier tamaño pequeño, adecuado y con la cantidad requerida de contactos; SA2 - interruptor de encendido de la luminaria. Fusible FU1: cualquier fusible de tamaño pequeño, con cables de soldadura flexibles. La mayoría de las piezas están colocadas en una placa de circuito impreso redonda, cuyo dibujo se muestra en la fig. 2. Está fabricado de una lámina de fibra de vidrio de un lado con un espesor de 1...2 mm. El diámetro de los orificios en la placa de circuito impreso para los terminales del microcircuito es de 0,7 ... 0,8 mm, para los terminales de los elementos y cables restantes: 0,8 ... 1,0 mm. El tablero se ubica en el orificio central de la carcasa de la luminaria, originalmente destinado a la instalación de su elemento de suspensión. En la abertura de la tapa trasera de la carcasa se pega firmemente una placa redonda hecha de poliestireno de 1 ... 1,5 mm de espesor, cortada, por ejemplo, del cuerpo de un disquete de computadora de tres pulgadas. Para la unión está permitido utilizar dicloroetano. El fusible FU1 y el transistor VT1 están articulados. Para evitar cortocircuitos, cada uno de ellos debe colocarse y fijarse en un tubo termorretráctil de tamaño adecuado. Las resistencias R8-R14 también están articuladas. Se sueldan a placas de circuito impreso con LED de acuerdo con el diagrama con una salida y con la segunda a placas de contacto intermedias, como se muestra en la fig. 3. Para evitar cortocircuitos, las resistencias R8-R14 se colocan en un tubo de PVC de tamaño adecuado. Las plataformas están hechas de fibra de vidrio laminada por un lado con unas dimensiones de aproximadamente 10x10 mm, de la que se ha quitado una lámina de 1 ... 1,5 mm de ancho a lo largo del perímetro. Los LED de la luminaria se instalan inicialmente en ocho placas de circuito impreso y se conectan en paralelo. Al intentar desmontarlas se sobrecalientan y dañan, por lo que se han modificado las placas de circuito impreso con los LED instalados en ellas. En cada placa se cortan los conductores impresos que conectan los LED y se sueldan cinco puentes, como se muestra en la fig. 4 para que los LED estén conectados en serie. Un dispositivo correctamente ensamblado comienza a funcionar inmediatamente. La corriente a través de los LED en el modo de brillo máximo se mide mediante la caída de voltaje en las resistencias R7-R14. Debe ser de aproximadamente 1,25 V. También debe verificar el voltaje en la salida del convertidor (en el capacitor C4) con la carga del LED apagada. Para hacer esto, apague la carga, aumente suavemente el voltaje de suministro de 0 a 14 V y verifique el voltaje en la salida del convertidor; debe estar en el nivel de 24 ... 26 V.
La apariencia de la lámpara sin la cubierta trasera de la carcasa se muestra en la foto (Fig. 5). El funcionamiento de la lámpara con batería incorporada se ilustra en la foto de la fig. 6. Autor: S. Gureev
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