Замена аккумуляторы для фонариков светодиодных

Замена аккумулятора в малогабаритном светодиодном фонаре

Светодиодные аккумуляторные фонари очень популярны благодаря экономичности и наличию перезаряжаемых источников питания К сожалению, в самых дешевых фонарях нередко используются недостаточно надежные источники тока Например, часто встречаются аккумуляторные батареи, состоящие из объединенных в одном корпусе двух свинцовых аккумуляторов с пастообразным электролитом Однажды у автора статьи такой фонарь перестал светить после падения с небольшой высоты. Оказалось, что из-за внутреннего замыкания пластин при ударе вышла из строя аккумуляторная батарея. Приобрести новую не удалось, да и подумалось: а стоит ли покупать новую такую же батарею, которая может выйти из строя в аналогичных обстоятельствах? Не лучше ли заменить ее более надежным источником тока?
Для замены вполне может подойти литиевый аккумулятор от сотового телефона или батарея из трех Ni-Cd или Ni-MH аккумуляторов типоразмера АА или ААА (в зависимости от размеров фонаря) В последнем случае желательно применить кассету (или, как ее еще называют, батарейный отсек), рассчитанную на соответствующее число элементов. Такие кассеты имеют различную конструкцию и можно подобрать подходящую для конкретного фонаря
Поскольку параметры сверхъярких светодиодов имеют заметный разброс, то при использовании батареи из аккумуляторов типоразмера АА или ААА предварительно следует определить, какого их числа будет достаточно для работы фонаря (не исключено, что придется использовать не три, а четыре аккумулятора). Поскольку встроенное сетевое зарядное устройство фонаря выполнено по схеме с балластным конденсатором, то необходимо также измерить зарядный ток и, зная емкость аккумуляторной батареи, вычислить продолжительность ее зарядки А чтобы не допускать перезарядки батареи, рекомендуется вмонтировать в фонарь ограничитель зарядки.

Схема одного из вариантов аккумуляторного светодиодного фонаря с таким ограничителем показана на рис. 1 (нумерация деталей последнего продолжает начатую на схеме фонаря). Устройство собрано на основе параллельного стабилизатора напряжения TL431CLP(DA1) и включено в разрыв (показан на схеме крестиком) провода, соединяющего выход мостового выпрямителя (VD1 -VD4) с аккумуляторной батареей GB1. В режиме зарядки конденсатор С2 сглаживает возможные броски напряжения и тока зарядки при ненадежном контакте сетевой вилки в розетке (подробнее о таком способе защиты светодиодов рассказано в статье автора «Защита светодиодов аккумуляторного фонаря», опубликованной в «Радио», 2009, № 8, с. 47). Зарядный ток поступает в аккумуляторную батарею через диод VD5. После зарядки конденсатора СЗ через резистор R4 (это происходит за доли секунды после подключения фонаря к сети) открывается полевой транзистор VT1 и вход микросхемы DA1 подключается через подстроечный резистор R7 к аккумуляторной батарее — начинается контроль ее напряжения. Если оно не превышает заранее установленного значения, через микросхему DA1 протекает ток не более нескольких микроампер и на процесс зарядки она не влияет
По мере зарядки батареи напряжение на ней повышается и в определенный момент ток через микросхему DA1 начинает быстро возрастать, а зарядный ток батареи GB1 уменьшаться Когда ток через DA1 достигает 70. 80 °о значения выходного тока зарядного устройства, начинает светить свето-диод HL2 В дальнейшем ток зарядки батареи уменьшается, а ток через стабилизатор DA1 и яркость свечения све-тодиода HL2 растут, что позволяет вовремя прекратить процесс и тем самым исключить возможность перезарядки аккумуляторной батареи После отключения фонаря от сети все конденсаторы быстро разряжаются, транзистор VT1 закрывается и ограничительное устройство потребляет от батареи очень маленький ток, равный сумме обратного тока диода VD5 и тока через закрытый транзистор VT1.

Детали ограничителя зарядки монтируют на печатной плате (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1. 1,5 мм. Плата рассчитана на применение постоянных резисторов МЛТ, С2-23, Р1-4, под-строечного СПЗ-19а и импортных оксидных конденсаторов (например, серии ТК фирмы Jamicon) Светодиод HL2 — любой (но не мигающий) в корпусе диаметром 3. 5 мм и обязательно красного цвета свечения (у таких светодиодов минимальное прямое напряжение). Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3.

Налаживают устройство в такой последовательности. Выпаяв вывод катода диода VD5 из платы, включают в разрыв цепи мультиметр, переключенный в режим измерения тока. Затем устанавливают движок подстроечного резистора R7 в нижнее (по схеме) положение, подключают фонарь к сети и измеряют ток зарядки Iзар1. Зная емкость аккумуляторной батареи САБ, рассчитывают время зарядки (в часах) по формуле tзap = (1,1. 1,3)САБ /Iэар1. По истечении этого времени движок резистора R7 переводят в положение, при котором ток зарядки уменьшается до значения
Iзар2 = (0,1. 0,15)IзаР1 И ПОДбОрКОЙ реЗИ-
стора R6 добиваются слабого свечения светодиода HL2. В завершение резистором R7 уменьшают ток зарядки до значения Iзар3 = 3. 5 мА (яркость свечения светодиода HL2 при этом должна заметно возрасти), отключают фонарь от сети и впаивают вывод катода диода VD5 на место

Автор: И. Нечаев, г. Москва

Мнения читателей

вариант как у александра. так же сделал и никаких проблем.

Вольдемар / 17.11.2014 — 15:24

Слесарь, ё-моё!Эта плата «фильтра с 3-мя клеммами» на самом деле является электронной защитой от пере разряда и перезаряда! Зачем же отламывать защиту?С ее помощью на аккумулятор поступает не более 4,3 вольта! Тогда не нужен контроль по времени заряда — хоть на всю ночь оставляй.Но литий-ионные быстро дохнут на морозе, это их главный недостаток.

слесарь / 02.10.2014 — 08:27

Работал в ЖЭКе. Подвалы, рамки, всё такое. Надоело покупать батарейки в фонарь. Аккумулятор (из любого телефона), пассатижами отламывается плата фильтра(с 3-мя клеммами), обдирается плёнка. Имеем: + на корпусе, — сверху посередине. Устанавливается на корпус гнездо, заряжается зарядным от телефона не более получаса. Светит неделю, в среднем по 4 часа в день(9 светодиодов). Можно подключить 2 шт. параллельно(одинаковых) для более мощных фонарей. Работает около года (обычно светодиоды пропадает раньше аккумулятора- горят синим, мигают).

александр / 06.12.2010 — 19:46

Если в корпус фонарика вмонтировать зарядное устройство от мобильного телефона+ батарею от моб.тел.= очень неплохой фонарик (поставил какую-то зарядку+ убитую батарею от ноккиии). Щас тестирую:заряжал всего лишь 2 часа, но и бесперерывно горит уже 2. часа

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Источник

Сравнение и выбор аккумуляторов для фонаря: 18650, 16340, 14500 или R14, R20, АА, ААА

Большое разнообразие типов фонарей и фонариков порождает некую неопределенность при выборе аккумуляторов для них. В данном обзоре подробно рассмотрены современные литий-ионные аккумуляторные батарейки (акб) для светодиодного фонаря типоразмеров 18650, 16340, 14500, а также произведено их сравнение с ранее популярными классическими аккумуляторами для фонариков АА, ААА, R14, R20.

Данная статья поможет разобраться с тем, на что влияют такие важные технические характеристики, как химический состав, напряжение, емкость, ток отдачи. Понимание этих параметров поможет сделать правильный выбор аккумулятора для вашей модели фонаря.

Характеристики аккумуляторов для фонаря

К основным характеристикам аккумуляторов для фонаря относятся:

1. Химический состав.
2. Типоразмер
3. Напряжение.
4. Емкость.
5. Рабочий ток.
6. Эффект памяти.

• От химического состава акб (литий-ионный или никель-металл-гидридный) зависят все основные параметры: удельная емкость, напряжение одного элемента, максимальный рабочий ток, «эффект памяти», число циклов заряд-разряд, Соответственно, от этого зависит длительность работы фонаря, яркость луча, количество элементов питания.
• Типоразмер — это формат акб (круглый, прямоугольный) и размеры. Это один из первых параметров при выборе аккумулятора. Фонарь рассчитан на элементы определенного типоразмера. Акб большего формата не поместятся в аккумуляторный отсек, а меньшего — там не зафиксируются. Типоразмер имеет цифровое или цифро-буквенное обозначение. У литий-ионных аккумуляторов: 18650, 16340 (CR123A), 14500. У никель-металл-гидридных: АА, ААА, R14, R20.
  • 18650 обозначает диаметр 18 мм и длину 65 мм, 16340 — 16 мм и 34 мм, 14500 — 14 мм и 50 мм.
  • АА — 14 мм и 50 мм, ААА — 10 мм и 44 мм, R14 — 26 мм и 50 мм, R20 — 34 мм и 62 мм.
    Как видим, аккумуляторные батарейки АА имеют тот же размер, что и акб 14500, но они не взаимозаменяемы из-за разного напряжения.
• Напряжение — разность потенциалов между положительным и отрицательным полюсами элемента питания, измеряется в Вольтах (В или V). Необходимо использовать аккумуляторные элементы с тем напряжением, на которое рассчитан фонарь. Так, применив три LI-Ion акб 3.7V вместо трех Ni-MH 1.5V элементов, мы получим суммарное напряжение около 12 Вольт (вместо 4.5 Вольта). Важна также величина изменения напряжения в процессе разряда. Различают несколько значений напряжения аккумулятора:
  • максимальное — после полного заряда,
  • минимальное — в конце разряда.
  • номинальное — в середине разряда.
• Емкость показывает как долго будет разряжаться аккумуляторная батарейка при номинальном токе. Измеряется в Ампер*часах (Ач), или, по-английски, в Amper*hour (Ah). Емкости небольшой величины выражают в миллиАмпер*часах или в milliAmper*hour (mAh). Надо понимать, что реальная емкость аккумулятора может быть заметно меньше заявленной, если рабочий ток значительно превышает номинальный ток.
• Рабочий ток измеряется в Амперах или миллиАмперах (А или мА), в зарубежном обозначении Amper или milliAmper (A или mA). Чем выше ток, тем большую энергию в единицу времени может отдавать аккумуляторная батарейка, а значит она сможет питать более мощную лампочку в фонаре. Надо разделять понятия максимального рабочего тока, который может отдавать акб, и номинального рабочего тока, при котором обеспечивается заявленная производителем емкость. Литий-ионные аккумуляторы длительно могут отдавать большой ток лампочке или светодиоду фонаря, чем обеспечивается более яркий луч, чем при использовании Ni-MH акб.
• Эффект памяти проявляется в уменьшении емкости никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных аккумуляторных батареек при неполном разряде перед началом зарядки. Эффект памяти характерен для Ni-Cd, снижен у Ni-MH и отсутствует у Li-Ion акб.

Виды аккумуляторов для фонариков

Несмотря на большое разнообразие аккумуляторов для фонариков, все их можно поделить на встроенные или съемные. Встроенные модели в данной статье не рассматриваются. А съемные аккумуляторы для фонарей разделяются на несколько видов:

1. Литий-ионные стандартные.
2. Литий-ионные специализированные.
3. Никель-металл-гидридные.
4. Свинцово-кислотные.

• Литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы обладают самыми лучшими параметрами и получают широкое использование практически во всех типах фонарей. Большинство моделей фонариков рассчитаны на работу с Li-Ion акб стандартных типоразмеров.

  Источник

  Модернизация светодиодного фонаря
  Как заменить свинцовый аккумулятор литий-ионным

  В статье «Ремонт и модернизация светодиодных фонарей» подробно рассмотрен вопрос ремонта и доработки электрических схем китайских светодиодных фонарей, замены вышедшего из строя кислотного аккумулятора аналогом.

  

  Но есть еще один вариант замены аккумулятора при ремонте фонаря – замена его литий-ионным аккумулятором от неисправных электронных устройств. Например, сотового телефона, фотоаппарата, ноутбука или шуруповерта. Подойдут также аккумуляторы, которые уже не обеспечивают необходимую продолжительность работы устройства, но еще работоспособны.

  Первый литий-ионный аккумулятор был выпущен в 1991 году японской корпорацией Sony. Номинальное напряжение одного элемента аккумулятора составляет 3,7 В. Минимально-допустимое – 2,75 В. Напряжение заряда не должно превышать 4,2 В при токе заряда от 0,1 до 1 емкости аккумулятора (С). Литий-ионные аккумуляторы практически не обладают эффектом памяти и имеют малый ток саморазряда, при комнатной температуре не более 20% за год. На текущий момент по техническим характеристикам являются самыми лучшими.

  

  Ранее мне пришлось ремонтировать и модернизировать LED фонарь, в котором перегорели все светодиоды. После ремонта через несколько лет работы он перестал светить по причине выхода из строя свинцового аккумулятора. Как видно на фотографии корпус его вздулся.

  Так фонарь и пылился на полке, пока не вышел из строя литий-ионный аккумулятор от фотоаппарата. Анализ показал, что в аккумуляторе отказал контроллер балансировки и заряда. Два элемента аккумулятора были в хорошем техническом состоянии, которые я и решил установить в фонарь вместо кислотного аккумулятора.

  Штатное зарядное устройство фонаря для зарядки литий-ионного аккумулятора не подходило, так как оно обеспечивало постоянство тока заряда с неконтролируемым напряжением. А для литий-ионного аккумулятора при зарядке необходимо обеспечить ток зарядки величиной 0,1-1С при напряжении, не превышающем 4,2 В на один элемент.

  Выбор контроллера
  для зарядки литий-ионного аккумулятора

  Можно изготовить контроллер самостоятельно, но в продаже, например, на Алиэкспресс, продаются готовые по цене 0,2-0,3 цента, собранные на микросхеме TP4056 или ее аналогах (ACE4054, BL4054, CX9058, CYT5026, EC49016, MCP73831, LTC4054, LC6000, LP4054, LN5060, TP4054, SGM4054, U4054, WPM4054, IT4504, PT6102, PT6181, Y1880, VS6102, HX6001, Q7051).

  

  На Алиэкспресс был куплен самый простой модуль контроллера, технические характеристики которого полностью удовлетворяют требованиям для зарядки литий-ионного аккумулятора, установленного в фонаре. Его внешний вид представлен на фотографии.

  

  Контроллер собран по приведенной выше электрической схеме. Изменяя номинал резистора, идущего со второго вывода микросхемы на общий провод можно ограничить максимальный ток зарядки.

  Зависимость максимального тока зарядки от величины R контроллера TP4056
  Номинал резистора, кОм	30	20	10	5	4	3	2	1,66	1,5	1,33	1,2
  Ток зарядки, мА	50	70	130	250	300	400	580	690	780	900	1000

  Выбор величины тока зарядки Li-ion аккумулятора определяется исходя из двух ограничений. Величина тока должна находиться в пределах 0,1-1 от емкости аккумулятора (принято обозначать буквой С). Например, для аккумулятора емкостью 600 мА×час ток не должен превышать 0,6 А. Следовательно, нужно, чтобы номинал токозадающего резистора составил 2 кОм (на резисторе должна стоять маркировка 202). И не превышать величины тока, который способно обеспечить зарядное устройство. Для данного случая ток должен быть более 0,6 А. Ток всегда указывается на этикетке ЗУ.

  Технические характеристики контроллера TP4056
  Наименование	Значение	Примечание
  Входное напряжение, В	4,5-8,0	Более 5,5 В не рекомендуется
  Выходное напряжение, В	4,2
  Максимальный ток заряда, А	1,0	Можно изменять величиной R с вывода 2
  Минимальный ток заряда, А	0,03	При меньшем токе уйдет в сон
  Автоотключение	есть	При токе зарядки

  

  Задать вопрос автору статьи, оставить комментарий

  Здравствуйте.
  Прочитал статью «Модернизация светодиодного фонаря. Как заменить свинцовый аккумулятор литий-ионным». Заменил аккумулятор на литий-ионный. Использовал контроллер, имеющий защиту от переполюсовки при подключении аккумулятора и короткого замыкания выхода. В режиме сна контроллер разряжает аккумулятор (ток 0,02 А). Подскажите это нормально или нет. Если нет, какая причина?

  Здравствуйте, Андрей!
  Ток потребления платой защиты при отключённой нагрузке должен быть равен нулю. На практике же он составляет не более несколько микроампер. Специально измерял в своем фонаре и наушниках, в которые устанавливал литиевые аккумуляторы. Амперметр показал ноль.
  Таким образом ток потреблять может схема фонаря или контроллер зарядки. Для проверки нужно полностью отключить все от платы, кроме аккумулятора. Если ток потребления останется прежним, значит неисправна плата контроллера и подлежит замене.

  Источник