- Аккумуляторы для светодиодных фонарей — все что нужно знать
- Содержание
- Типоразмеры аккумуляторов для светодиодных фонарей
- Разнообразие литиевых аккумуляторов ICR, IMR, INR, IFR
- Защищенные и незащищенные литий-ионные аккумуляторы
- Зарядка литий-ионных аккумуляторов
- Аккумуляторы со встроенной зарядкой
- Хранение
- Утилизация литий ионных аккумуляторов
- Характеристики светодиодов для фонариков. Ремонт и увеличение мощности
- Какие диоды используются в фонариках?
- Какие светодиоды используют в мощных фонариках?
- Какие светодиоды Cree в фонариках устанавливаются наиболее часто?
- Увеличиваем мощность фонаря
- Фонари Police
- Как заменить светодиод в фонарике Police
- Какие светодиоды стоят в китайских фонариках?
- Установка светодиода вместо лампы накаливания
Аккумуляторы для светодиодных фонарей — все что нужно знать
В современных светодиодных фонарях используются преимущественно литиевые цилиндрические аккумуляторы. По сравнению с другими типами элементов питания, литиевые, отличаются меньшей массой, большей токоотдачей, относительно высоким рабочим напряжением (до 4.35В), малым саморазрядом. В статье мы раскажем об основных характеристиках и особенностях литиевых аккумуляторов для фонарей.
Содержание
Типоразмеры аккумуляторов для светодиодных фонарей
Из всего многообразия типоразмеров литиевых аккумуляторов самыми востребованными являются следующие размеры — 18650, 16340, 14500, 26650. При этом 18650 самый распространненый, он применяется в подавляющем числе моделей фонарей. Первые две цифры указывают на диаметр изделия, вторая пара – на длину. Последний «0» ставится, если батарейки имеют цилиндрическую форму. На рисунок ниже приведен пример для 18650.
Емкость литиевых аккумуляторов зависит от их размеров и химического состава. В таблице ниже приведены средние показатели емкости для самых популярных Li-ion батарей. Важно отметить, что некоторые производители могут указывать на своих батареях завышенную в разы емкость, что не соответсвует действительности! НЕ СУЩЕСТВУЕТ аккумуляторов 18650 ёмкостью выше 3600мА/ч в типоразмере 18650 !
Таблица. Наиболее востребованные размеры литиевых цилиндрических аккумуляторов и их емкость.
Разнообразие литиевых аккумуляторов ICR, IMR, INR, IFR
В настоящее время элементы питания на основе лития являются самыми эффективными. Производители постоянно совершенствует химический техпроцесс и такие важные параметры, как емкость, ток разряда, безопасность использования и, конечно, габариты батареи. На сегодняшний день существует несколько основных химических техпроцессов цилиндрических батарей, отличающихся материалом катода: ICR — на основе кобальта, INR — на основе никеля и марганца, IMR — на основе марганца, NCR — на основе никеля и кобальта c оксидом алюминия в качестве изолятора. IMR и NCR считаются самыми безопасными. Максимальный ток разряда является важной характеристикой, он измеряется в амперах и соотносится с емкостью: например если для аккумулятора емкостью 2500 мАч, написан его максимальный разрядный ток, как 2С, это означает что его максимальный разрядный ток равен 2 *2500 = 5000мА или 5А. В зависимости от катодного состава аккумуляторы имеют различные характеристики, основные из которых приведены в сравнительной таблице:
Таблица. Основные характеристики литиевых аккумуляторов с разным химическим составом.
Защищенные и незащищенные литий-ионные аккумуляторы
Li-ion аккумуляторы чувствительны к глубокому разряду, а также к перезаряду и максимальному току, значения которых не стоит превышать. Для того, чтобы в процессе работы указанные параметры не выходили за пределы на минусовой контакт незащищенного Li-Ion АКБ (их еще называют «ячейка») ставят небольшую электронную плату защиты (зачастую, она именуется просто «защита»). Именно эта плата обеспечивает работу ячейки в допустимом диапазоне напряжений, предохраняет от перегрузки по току и от короткого замыкания.
Какой аккумулятор выбрать?
Если вы хотите собрать собственную сборку из нескольких литий-ионных аккумуляторов или заменить аккумулятор в готовой сборке электроустройства (например, шуруповерта), то вам необходим незащищенный литий-ионный аккумулятор. В остальных случаях — необходимо использовать защищенные литий-ионные аккумуляторы.
При выборе защищенного аккумулятора для своего устройства следует учитывать один очень важный момент. Из-за приваренной платы защиты и упаковки в пленку размер аккумулятора становится чуть больше заявленного, изначального размера незащищенного аккумулятора.
Зарядка литий-ионных аккумуляторов
Заряжать литий-ионные аккумуляторы можно только специальными зарядными устройствами. Ассортимент зарядных устройств для Li-Ion очень велик. При выборе зарядного устройства необходимо обратить внимание на его параметры заряда-разряда, размер слотов и соотнести их с используемыми литий-ионными аккумуляторами для правильной эксплуатации и сохранения работоспособности. Подробнее о выборе зарядного устройства читайте в нашей статье выбираем зарядное устройство для светодиодного фонаря за 4 шага.
Аккумуляторы со встроенной зарядкой
Последнее время стали популярны аккумуляторы 18650 со встроенной непосредственно в них зарядкой с micro-USB портом. Такое решение вполне жизнеспособно, если учитывать ограничение: аккумулятор несколько длинней, ввиду наличия платы защиты и не подойдет для самых мощных фонарей, в которых используются незащищенные аккумуляторы.
Хранение
Аккумуляторы имеют саморазряд — это означает, что при хранении они с некоторой скоростью теряют свой заряд. Оптимальными условиями хранения являются: температура 0°C -20°C и уровень заряженности 40%. Именно поэтому с производства аккумуляторы выходят заряженными на 40%, напряжение аккумулятора без нагрузки при этом находится на уровне 3,7-4,0В.
Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются. Через 2 года хранения аккумулятор безвозвратно (не путать с саморазрядом) теряет до 20% своей ёмкости. Из этого следует, что нет необходимости покупать аккумулятор «про запас» или чрезмерно увлекаться экономией.
Утилизация литий ионных аккумуляторов
Литий-ионные аккумуляторы содержат опасные для здоровья вещества, поэтому ни в коем случае не следует их разбирать в домашних условиях. После того как батарея выработает свой ресурс её необходимо сдать для дальнейшей переработки. В специализированных приёмных пунктах можно получить денежную компенсацию за старый литиевый аккумулятор, ведь такие изделия содержат дорогостоящие элементы, которые могут быть использованы повторно.
Источник
Характеристики светодиодов для фонариков. Ремонт и увеличение мощности
Рассмотрим светодиодную продукцию, начиная от старых 5-мм, до сверхъярких мощных светодиодов мощность которых доходит до 10 Вт.
Чтобы выбрать «правильный» фонарик для своих нужд, нужно разобраться в том какие бывают светодиоды для фонариков и их характеристики.
Какие диоды используются в фонариках?
Мощные светодиодные фонари начались с устройств с матрицей 5-мм.
LED фонари в совершенно разных исполнениях, от карманных до кемпинговых, получили широчайшее распространение в середине 2000-х. Их цена заметно снизилась, а яркость и долгий срок службы от одного заряда батареек сыграли свою роль.
5-ти миллиметровые белые сверхъяркие светодиоды потребляют от 20 до 50 мА тока, при падении напряжения 3.2-3.4 вольта. Сила света – 800 мкд.
Очень хорошо показывают себя в миниатюрных фонариках-брелках. Маленький размер позволяет носить такой фонарик с собой. Питаются они либо от «мини-пальчиковых» батареек, либо от нескольких круглых «таблеток». Часто используются в зажигалках с фонариком.
Вот какие светодиоды в китайских фонариках устанавливаются уже много лет, но их век постепенно истекает.
В поисковых фонарях при большом размере отражателя есть возможность смонтировать десятки таких диодов, но такие решения постепенно отходят на второй план, а выбор покупателей падает в пользу на фонарей на мощных светодиодах типа Cree.
Поисковый фонарь на 5мм светодиодах
Такие фонари работают от батареек типа АА, ААА или аккумуляторов. Стоят недорого и проигрывают как в яркости, так и в качестве современным фонарям на более мощных кристаллах, но об этом ниже.
В дальнейшем развитии фонарей производители перебрали множество вариантов, но рынок качественной продукции занимают фонари с мощными матрицами или дискретными светодиодами.
Какие светодиоды используют в мощных фонариках?
Под мощными фонарями подразумеваются современные фонари различных типов начиная от тех, что размером с палец, заканчивая огромными поисковыми фонарями.
В такой продукции в 2017 году актуальна марка Cree. Это название американской компании. Её продукция считается одной из наиболее передовых в области светодиодной техники. Альтернативой являются LED от производителя Luminus.
Такие вещи значительно превосходят светодиоды с китайских фонариков.
Какие светодиоды Cree в фонариках устанавливаются наиболее часто?
Модели носят название состоящие из трёх четырёх символов, разделённых дефисом. Так диоды Cree XR-E, XR-G, XM-L, XP-E. Модели XP-E2, G2 чаще всего используются для небольших фонариков, а XM-L и L2 – очень универсальные.
Их используют, начиная от т.н. EDC фонарей (для повседневного ношения) – это маленькие фонари размером меньше ладони, до серьёзных поисковых фонарей большого размера.
Давайте рассмотрим характеристики мощных светодиодов для фонариков.
| Название | Cree XM-L T6 | Cree XM-L2 | Cree XP-G2 | Cree XR-E |
| Фото |  |  |  |  |
| U, В | 2,9 | 2,85 | 2,8 | 3,3 |
| I, мА | 700 | 700 | 350 | 350 |
| P, Вт | 2 | 2 | 1 | 1 |
| Рабочая температура, °C | Ремонт фонариков |
К сожалению цена таких фонариков довольно большая, как и самих диодов. И не всегда есть возможность приобрести новый фонарь, в случае поломки. Давайте разберемся как поменять светодиод в фонарике.
Для ремонта фонарика необходим минимальный набор инструментов:
Чтобы добраться до источника света нужно отвинтить головную часть фонаря, она обычно закреплена на резьбовом соединении.
В режиме проверки диодов или измерения сопротивления проверьте исправность светодиода. Для этого прикоснитесь щупами черным и красным к выводам светодиода, сначала в одном положении, а затем поменяйте местами красный и черный.
Если диод исправен – то в одном из положений будет низкое сопротивление, а в другом – высокое. Таким образом вы определяете, что диод исправен и проводит ток только в одном направлении. Во время проверки диод может излучать слабый свет.
В противном случае в обеих положениях будет короткое замыкание или высокое сопротивление (обрыв). Тогда нужна замена диода в фонаре.
Теперь нужно выпаять светодиод из фонаря и, соблюдая полярность, впаять новый. Будьте внимательны при выборе светодиода, учтите его потребление тока и напряжение, на которое тот рассчитан.
Если вы будете пренебрегать этими параметрами – в лучшем случае фонарик будет быстро садиться, в худшем – драйвер выйдет из строя.
Драйвер – это устройства для питания светодиода стабилизированным током от разных источников. Промышленно изготавливаются драйвера для питания от сети 220 вольт, от автомобильной электросети – 12-14.7 вольт, от Li-ion аккумуляторов, например, типоразмера 18650. Драйвером оборудовано большинство мощных фонарей.
Увеличиваем мощность фонаря
Если вас не устраивает яркость вашего фонаря или вы разобрались как заменить светодиод в фонарике и захотели его модернизировать, прежде чем покупать сверхмощные модели изучите основные принципы работы LED и ограничения в их эксплуатации.
Диодные матрицы не любят перегрева – это главный постулат! А замена светодиода в фонарике на более мощный может привести к такой ситуации. Обратите внимание на модели, в которые устанавливаются более мощные диоды и сравните со своей, если они подобны по размерам и конструктиву – меняйте.
Если ваш фонарь меньше — потребуется дополнительное охлаждение. Подробнее о изготовлении радиаторов своими руками мы писали здесь.
Если вы попытаетесь установить в миниатюрный фонарик-брелок такой гигант, как Сree MK-R, он у вас быстро выйдет из строя от перегрева и это будут зря потраченные средства. Незначительное повышение мощности (на пару ватт) допустимо без модернизации самого фонарика.
В остальном процесс замены марки светодиода в фонарике на более мощную – описан выше.
Фонари Police
Они зарекомендовали себя на протяжении многих лет и с каждой новой моделью этих фонарей спрос не утихает. Новинкой на отечественном рынке стала модель с электрошокером.
LED фонарик Police с шокером
Такие фонари ярко светят и могут выступать в роли средства самообороны. Однако и в них случаются проблемы со светодиодами.
Как заменить светодиод в фонарике Police
Широкий модельный ряд очень трудно охватить в рамках одной статьи, но можно дать общие рекомендации по ремонту.
- При ремонте фонаря с электрошокером будьте аккуратны, желательно используйте резиновые перчатки, чтобы избежать удара током.
- Фонари с пылевлагозащитой собраны на большом количестве винтов. Они отличаются по длине, поэтому делайте пометки откуда вы выкрутили тот или иной винт.
- Оптическая система фонарика Police позволяет регулировать диаметр светового пятна. При разборке на корпусе сделайте отметки в каком положении стояли детали перед снятием, иначе будет трудно поставить блок с линзой обратно.
Замена светодиода, блока преобразователя напряжения, драйвера, аккумулятора возможна с применением стандартного набора для пайки.
Какие светодиоды стоят в китайских фонариках?
Многие товары сейчас покупаются на aliexpress, где можно найти как оригинальную продукцию, так и китайские копии, которые не соответствуют заявленному описанию. Цена за такие приборы бывает сопоставимой с ценой на оригинал.
В фонарике, где заявлен светодиод Cree, его может на самом деле не быть, в лучшем случае будет стоять диод откровенно другого типа, в худшем такой, который внешне будет трудно отличим от оригинала.
Что это может за собой повлечь? Дешевые светодиоды выполняются в низкотехнологичных условиях и не выдают заявленной мощности. Имеют низкий КПД, от того у них усиленный нагрев корпуса и кристалла. Как уже было сказано, что перегрев – самый злой враг для Led приборов.
Так происходит потому, что при нагревании через полупроводник увеличивается ток, вследствие чего нагрев становится еще сильнее, мощности выделяется еще более, лавинообразно это приводит к пробою или обрыву светодиода.
Если постараться и потратить время на поиск информации, можно определить оригинальность продукции.
Сравните оригинал и подделку cree
LatticeBright – это китайский производитель светодиодов, который делает продукцию очень похожей на Cree, наверное это совпадение дизайнерской мысли (сарказм).
Сравнение китайской копии и оригинала Cree
На подложках эти клоны выглядят следующим образом. Можно заметить разнообразие форм подложек для светодиодов, производимое в китае.
Определение подделки по подложке для LED
Подделки изготавливаются довольно умело, многие продавцы не указывают об этом «бренде» в описании товара и о том, где произведены светодиоды для фонарей. Качество таких диодов не самое худшее среди китайского барахла, но и далеко от оригинала.
Установка светодиода вместо лампы накаливания
У многих в старых вещах пылятся коногонки или фонари на лампе накаливания и вы можете легко сделать его светодиодным. Для этого есть либо готовые решения, либо самодельные.
С помощью разбитой лампочки и светодиодов, если добавить немного смекалки и припоя, можно сделать отличную замену.
Железный бочонок в данном случае нужен для улучшения отвода тепла от LED. Далее нужно припаять все детали друг к другу и закрепить клеем.
При сборке будьте аккуратны – избегайте замыкания выводов, в этом поможет термоклей или термоусадочная трубка. Центральный контакт лампы нужно распаять – образуется отверстие. Продеть через него вывод резистора.
Дальше нужно припаять свободный вывод светодиода к цоколю, а резистора к центральному контакту. Для напряжения 12 вольт нужен резистор 500 Ом, а для напряжения в 5 В – 50-100 Ом, для питания от Li-ion 3.7В аккумулятора – 10-25Ом.
Как сделать из лампы накаливания светодиодную
Подобрать светодиод для фонарика гораздо сложнее чем его заменить. Нужно учитывать массу параметров: от яркости и угла рассеивания, до нагрева корпуса.
Кроме того, нельзя забывать об источнике питания для диодов. Если вы освоите все описанное выше – ваши приборы будут светить долго и качественно!
Источник