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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de alimentación de red de la lámpara LED K48. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / iluminación Habiendo comprado la lámpara LED que le gustaba, el autor descubrió rápidamente que la duración de la operación de este dispositivo sin reemplazar las celdas galvánicas instaladas en él es demasiado corta. Conectó la lámpara a la red eléctrica y, al mismo tiempo, proporcionó varios modos de funcionamiento. La lámpara LED compacta, llamada "Linterna de camping LED ERA - K48" en el paquete, tiene un buen diseño de cuerpo. Las principales ventajas de este producto son el alto brillo y el bajo precio de la lámpara, según el cual el costo de cada uno de los 48 LED blancos superbrillantes instalados en ella es 4...5 veces menor que el precio del individual más barato. LED "blanco" en el comercio minorista. La lámpara funciona con tres pilas AA. Sin embargo, la duración prometida de la operación de la lámpara de un conjunto de elementos alcalinos de horas 15 en realidad no supera las horas 2 ... 3. El hecho es que los 48 LED están conectados en paralelo y la corriente total consumida por ellos de la batería alcanza los 0,8 A. Dado que el coste de un juego de elementos alcalinos AA frescos es comparable al precio de la propia lámpara, se decidió adaptarla para que se alimentara de una red doméstica de 220 V.
El esquema de la "lámpara de camping" convertida se muestra en la Fig. 1. Puede operar en los modos de brillo máximo, medio y bajo relé En el modo económico de bajo brillo, se encienden manualmente abriendo los contactos del interruptor SA1 . Cuando el interruptor está cerrado, la tensión alterna de red de 220 V a través del eslabón fusible FU1, el condensador limitador de corriente C3 y la resistencia R6 se suministra al puente rectificador VD1-VD4. Las ondas de voltaje rectificadas suavizan los condensadores C7, C8, lo que elimina el parpadeo de los LED EL1-EL48 con una frecuencia de 100 Hz y suprime las sobretensiones en la corriente que fluye a través de ellos cuando están conectados a la red y bajo la influencia del ruido de impulso. El crecimiento excesivo de voltaje en los condensadores C7, C8 cuando el circuito LED está roto impide que el varistor RU1. Si la habitación donde está instalada la lámpara está en silencio, el condensador C10 está descargado, el transistor de efecto de campo VT1 está cerrado, los transistores bipolares VT2 y VT3 están abiertos y parte de la corriente suministrada por la fuente de alimentación se deriva de los LED. en la resistencia R20. Los LED funcionan a 6,5 mA, lo que aumenta drásticamente su vida útil. Este modo es útil, por ejemplo, si la lámpara se usa como luz nocturna y la iluminación demasiado brillante interfiere con el descanso. Cuando alguien está presente en la habitación y se ocupa de sus asuntos, involuntariamente crea un ruido acústico. El sensor de nivel de ruido es un micrófono electret BM1. Se ensambla un amplificador de micrófono en el amplificador operacional DA1, cuya ganancia de voltaje está determinada por la relación de las resistencias de las resistencias R8 y R3. Desde la salida del amplificador operacional, el voltaje de frecuencia de audio a través del condensador de acoplamiento C6 y la resistencia R9 se suministra al detector de amplitud en los diodos VD5 y VD7. Cuando el nivel de ruido excede un cierto valor, el voltaje a través del capacitor SU será mayor que el voltaje de umbral del transistor de efecto de campo VT1. Se abrirá y los transistores VT2 y VT3 se cerrarán. La corriente a través de la resistencia R20 se detendrá y los LED HL1 - HL48 aumentarán a 20 mA, brillarán con el máximo brillo. No hay aumento en la corriente consumida de la red en comparación con el modo de brillo medio. Cabe señalar que la duración del brillo con mayor brillo después de que se detiene el sonido que provocó la transición a este modo depende principalmente de la constante de tiempo del circuito C10R11 y del grado de exceso del voltaje de ruido rectificado sobre el voltaje de umbral del transistor VT1. Con un voltaje de umbral de aproximadamente 0,9 V, la duración de la exposición después de un solo aplauso será de 6 ... 7 minutos. La resistencia R10 elimina el impacto negativo de la corriente de fuga del condensador C6 en el funcionamiento del circuito de temporización. Debido al hecho de que los transistores VT1 y VT2 forman un disparador Schmitt, el cambio en el brillo de los LED se produce abruptamente y se excluye el estado parcialmente abierto del transistor VT3, acompañado de la disipación de alta potencia en él. Los condensadores C2 y C11 reducen la sensibilidad del dispositivo al ruido de impulso. La tensión de alimentación del disparador Schmitt está limitada a unos 10 V por el diodo Zener VD8. Para el nodo en el amplificador operacional DA1, se reduce a 7,5 V utilizando el diodo zener VD6. Condensadores C4, C5, C9, C13 - bloqueo en circuitos de potencia. Cuando el interruptor SA1 está abierto, una resistencia de alta resistencia R5 está conectada al circuito de suministro principal, lo que limita la corriente de los LED. El voltaje en el diodo zener VD6 se reduce a 1 V, y entre los terminales de la base y el emisor del transistor VT2, a 0,2 V, que no es suficiente para abrirlo y el transistor VT3. Por lo tanto, no hay corriente a través de la resistencia R20, independientemente del estado del transistor VT1. En este modo, el brillo de los LED y la potencia consumida por la lámpara de la red de 220 V se reducen significativamente. En el diseño, puede utilizar resistencias C1-4, C1-14, C2-23, MLT, RPM o similares importadas de la potencia adecuada, así como resistencias para montaje en superficie. Como R6 y R12, es deseable utilizar P1-7-1 no inflamable o resistencias de ruptura importadas. La resistencia óptima de la resistencia R11 es 10 ... 40 MΩ. En ausencia de una resistencia de tal resistencia, puede estar formada por varias denominaciones más pequeñas conectándolas en serie. Para reducir la corriente de fuga, que afecta en gran medida el tiempo de exposición, el punto de conexión del diodo VD7, el condensador SYU, la resistencia R11 y la puerta del transistor VT1 deben "colgarse en el aire". El varistor FNR-10K241 puede ser reemplazado por FNR-14K221, FNR-20K221 y otros con un voltaje de clasificación de 200 ... ”, 250, No. 2003, p. 3). Condensadores de óxido - K50-68, K53-19 o importados. El condensador C3 es un condensador de película con una tensión alterna nominal de 250 ... 316 V o una tensión constante de 630 V, por ejemplo, K73-17, K73-24 para 630 V. Los condensadores C6, C10 son de cerámica multicapa para montaje en superficie . Para aumentar el tiempo de exposición, puede instalar un condensador C10 con una capacidad de hasta 47 microfaradios. Pero debe tenerse en cuenta que para cargar completamente un condensador de mayor capacidad, también se requerirá un efecto de sonido más prolongado. Los condensadores restantes son de cerámica K10-17, K10-50 o sus análogos. El diodo Schottky BAS140W de baja potencia se puede reemplazar por otro similar con un voltaje inverso de al menos 20 V y posiblemente un límite de corriente directa más bajo. En su lugar, puede probar germanio ordinario de baja potencia (D18, GD507A) o diodos de silicio. En lugar de un diodo 1N914, cualquiera de los 1SS176S, 1N4148, KD521, KDYu2A servirá. Los diodos 1N4006 se pueden reemplazar con 1 N4007, UF4006, UF4007, KD243E, KD247D, y el diodo zener BZV55C7V5 se puede reemplazar con TZMC-7V5, KS175A, KS175Zh, 2S175A, 2S175Zh. En lugar del diodo zener KS5YuA, puede instalar 2S5YuA, 1 N5347. El transistor KP504G se reemplaza por cualquiera de las series KP501, KP504, KP505 o importado ZVN2120, BSS88. Es recomendable elegir una instancia con un voltaje de umbral de no más de 1 V. En lugar del transistor BF422, puede instalar BF459, MPSA42, 2N6515, 2N6516, KT940AM. Transistor de repuesto BF423 - BF492, BF493, MPSA92, 2N6518, 2N6519. Los transistores de los tipos mencionados tienen diferencias en la ubicación y el propósito de los pines. Micrófono BM1: cualquier electret de tamaño pequeño, por ejemplo, desde un teléfono celular. Interruptor pulsador SA1: el que se instaló previamente en la lámpara. Se desconoce el tipo de LED blancos ultrabrillantes en la luminaria: están en una caja transparente y con una lente ancha y acortada con un diámetro de 5 mm. Si es necesario, estos LED se pueden reemplazar, por ejemplo, con ARL-5213UWC-35cd, ARL-5213UWC-25cd. Se requiere estrictamente la presencia de un inserto fusible FU1.
Todas las partes del conjunto están ubicadas en la parte central del portalámparas (Fig. 2), donde solían estar las baterías. El amplificador del micrófono y los transistores están montados en superficie en una placa pequeña. Los elementos de montaje en superficie (algunos condensadores y resistencias, así como un diodo Schottky VD5) están montados en el reverso de esta placa, invisibles en la fotografía. Para la fijación de las piezas en el cuerpo de la luminaria se utilizaron adhesivos Kvintol, poliuretano transparente Moment Crystal, así como adhesivos termofusibles. La alteración de la lámpara debe comenzar por cambiar la conexión paralela original de sus LED a la serie. Para hacer esto, cada segundo LED se suelda desde la placa en forma de arco en la que está instalado y se vuelve a soldar, girando 180 ° alrededor del eje longitudinal y, por lo tanto, cambiando la polaridad del interruptor. Los conductores impresos entre los LED se cortan en un patrón de tablero de ajedrez. El correcto encendido de cada LED debe ser cuidadosamente controlado. Para hacer esto, puede usar una fuente de voltaje constante de 12 ... 18 V, conectándola alternativamente a través de una resistencia de 15 ... 30 kΩ a un grupo de varios LED en cada placa. Tenga en cuenta que es probable que un LED conectado con la polaridad incorrecta se dañe cuando se aplica tensión de red a la lámpara. Un error de polaridad de varios LED puede provocar la falla de todo su conjunto. Al configurar y operar la estructura, debe recordarse que todos sus elementos están energizados por una corriente alterna de 220 V. Los capacitores C7, C8, C12 pueden almacenar carga durante varios días después de desconectar la lámpara de la red eléctrica. Es recomendable comprobar el funcionamiento de la centralita fabricada sin conectar la lámpara a la red, sino utilizando una fuente de tensión de 9 V CC, que se alimenta al diodo zener VD8 con la polaridad correcta. La resistencia de la resistencia R1 se selecciona de modo que el voltaje entre los terminales del micrófono electret BM1 esté dentro de 3 ... 3.5 V. Cuanto menor sea la resistencia de la resistencia R3, mayor será la sensibilidad del relé acústico. Al seleccionar el condensador SU y la resistencia R11, se establece el tiempo de exposición deseado. Si la luminaria convertida se instala de modo que su cubierta trasera quede presionada contra una superficie con baja conductividad térmica (techo, pared), la temperatura dentro de la carcasa de la luminaria con un capacitor C3 de 0,68 μF y operación continua puede exceder la temperatura ambiente en 20 .. 25°C. Para reducir el sobrecalentamiento, es recomendable reducir la capacidad de este condensador a 0,47 microfaradios, aumentar la resistencia de la resistencia R20 a 15 kOhm, aR21 a 1,8 kOhm. Para desconectar completamente la luminaria de la red eléctrica, puede instalar un interruptor de llave adicional en su cable de alimentación. Autor: A. Butov
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