Схема фонаря с контроллером заряда
Рассмотрим устройство и схему налобного фонаря со встроенным контроллером заряда аккумулятора на примере модели F-539 («COBIZ» F-539 и аналоги).
Данный фонарь имеет один центральный светодиод белого свечения и два дополнительных, расположенных по бокам основного.
Фонарь имеет разборную конструкцию, что облегчает ремонт. Все соединения выполнены посредством шурупов или защёлок.
В боксе, куда устанавливаются литиевые аккумуляторы формата 18650, размещена основная печатная плата.
Добраться до неё можно, если снять укрывающую отсек для аккумуляторов резиновую крышку и вынуть форму для установки аккумуляторов. Она фиксируется посредством двух защёлок.
На печатной плате распаяно две микросхемы в корпусе SO-8, а также дискретные SMD-компоненты.
На поверхности платы имеется маркировка ZP-SY004H REV01, а также отмечены основные точки подключения соединительных проводников:
-
«P+» – плюс питания с аккумулятора (плюсовой контакт аккумуляторного отсека);
-
«DC-» – точка подключения минуса от разъёма microUSB;
-
«+5V» – подключение плюса от разъёма microUSB;
-
«L1+» – плюс питания на основной светодиод;
-
«L2+» – плюс питания на боковые светодиоды;
-
«L-» – общий минусовой провод подключения катодов светодиодов;
-
«P-» – минус питания с аккумулятора (минусовой контакт аккумуляторного отсека).
Схема налобного фонаря.
Схема налобного фонаря (модель F-539) показана на следующем изображении. Рекомендую открыть его в новом окне (по клику). Так будет легче разобраться в схеме, поскольку далее пойдёт описание отдельных её частей.
Принципиальная схема налобного фонаря F-539 с контроллером заряда.
Принципиальная схема фонаря состоит из:
-
Схемы заряда на микросхеме TP4056 (IC1);
-
Электронного переключателя режимов (IC2);
-
Силовых ключей (VT1, VT2);
-
Светодиодов белого свечения (нагрузки).
Схема заряда литиевого аккумулятора.
Схема заряда выполнена на микросхеме TP4056. Данная микросхема известна многим. В продаже имеются готовые модули на базе данной микросхемы, которые можно использовать в своей практике.
Для тех же, кто не знаком с ней, вот краткая справка.
TP4056 – это контроллер заряда для одного литий-ионного аккумулятора (1 ячейка), который работает по алгоритму CC/CV (постоянный ток/постоянное напряжение).
Микросхема требует минимум обвязки. Схема включения TP4056 в фонаре практически полностью повторяет ту, что приводится в даташите. Исключением является то, что контроль температуры аккумулятора отключен (1 вывод TEMP подключен к общему проводу GND – минусу питания).
Также для ограничения тока через индикаторные светодиоды LED_R (CHARGE) и LED_G (STANDBY) используется один общий резистор R1 сопротивлением 560 Ом. В исходном даташите на каждый светодиод отводится отдельный резистор. Такая рационализация не влияет на работу схемы.
Посредством резистора R2 задаётся максимальный ток заряда аккумулятора. В приведённой схеме фонаря он равен 1 амперу (1000 mA).
Два индикаторных светодиода (LED_R – красный/LED_G – зелёный) сигнализируют о режиме работы (заряд/зарядка завершена).
Отсек для аккумуляторов допускает установку двух литий-ионных аккумуляторов типоразмера 18650. Они соединяются параллельно.
Электронный переключатель режимов.
В качестве управляющей схемы – электронного переключателя режимов работы фонаря – используется микросхема в корпусе SO-8 (IC2), которая не имеет маркировки на внешней стороне корпуса.
Единственное, что указано на ней, это последовательность цифр 5104 и 190762 в двух строчках на "пузе" микросхемы. Вот фото.
Данную микросхему можно заменить на CX2812, но с небольшой переделкой, так как их цоколёвка не совпадает. Поможет в этом схема налобного фонаря на микросхеме CX2812.
Маломощный диод VD2 (S4), судя по всему, выполняет функцию защиты микросхемы электронного переключателя (IC2) от переполюсовки, которая может произойти из-за неправильной установки аккумулятора в отсек.
Режимы работы фонаря переключаются по циклу при нажатии кнопки. Всего реализовано пять режимов: 1 – включен центральный светодиод, 2 – включены боковые светодиоды, 3 – включены все три светодиода (максимальная яркость), 4 – мигают все светодиоды (строб), 5 – выключение.
Конденсатор C2 служит для подавления "дребезга" контактов, который возникает при нажатии кнопки SB1. Установка данного конденсатора не является обязательной.
Кнопка переключения режимов SB1 вмонтирована в держатель корпуса для светодиодов. Это обычная тактовая кнопка без фиксации. При необходимости её можно легко заменить. Такие кнопки широко применяются в электронной аппаратуре, и их легко найти.
Силовые ключи.
В качестве силовых ключей, через которые ток от литиевого аккумулятора подаётся на нагрузку (светодиоды), выступают SMD-транзисторы Si2301 (VT1, VT2). Они имеют маркировку на корпусе A1SHB.
P-канальный MOSFET-транзистор Si2301 широко применяется в электронике, и его легко встретить как в самых дешёвых электронных приборах, так и в ЖК-телевизорах известных производителей.
Низкоомные SMD-резисторы R5 и R7 (R360) ограничивают ток через мощные светодиоды белого свечения LED1, LED2 и LED3.
Как видно по схеме, светодиоды LED2 и LED3 включены параллельно и, хоть и являются менее мощными, по сравнению с центральным светодиодом LED1, суммарно потребляют такой же ток, поскольку резисторы R5 и R7 имеют одинаковый номинал (сопротивление). О светодиодах, применяемых в фонаре, мы ещё поговорим.
Резистор R3 ограничивает ток через SMD-светодиод красного цвета свечения (LED4), который используется для подсветки таблички «LED HEADLIGHT» на корпусе аккумуляторного отсека в рабочем режиме фонаря. Он расположен на основной печатной плате рядом со светодиодами индикации заряда LED_R и LED_G.
Cветодиоды белого свечения.
Внутри держателя установлена печатная плата небольших размеров. На ней производится распайка проводников, идущих с основной платы фонаря и таких элементов, как кнопка переключения режимов (SB1), центрального (LED1) и боковых светодиодов (LED2, LED3).
Корпус, в котором установлены светодиоды, можно полностью отсоединить от платы расключения. Это может потребоваться в случае мелкого ремонта или замены светодиодов.
Вся конструкция разборная. Она состоит из основного корпуса, светодиодов, установленных на охлаждающие радиаторы из алюминия, рефлекторов и фокусирующих линз.
Фокус центрального светодиода можно менять механически, так как он находится в скользящей оправе.
При разборке данной конструкции следует учесть, что внутри имеются мелкие детали вроде металлического шарика и пружины, которые фиксируют положение оправы внутри держателя.
Основной светодиод белого свечения имеет размер 5 × 5 мм. и подложку зелёного цвета. Это ходовой светодиод CREE XML-T6 (семейство XM, серия XM-L) с холодным белым цветом свечения.
Минимальный рабочий ток светодиодов семейства CreeⓇ XLampⓇ XM-L составляет 700 mA, а максимальный – 3000 mA.
В боковых держателях установлены светодиоды семейства CreeⓇ XLampⓇ XP с холодным белым цветом свечения (серия XP-E).
Они имеют размер 3,45 × 3,45 мм. и подложку зелёного цвета. Минимальный ток данных светодиодов составляет 350 mA, максимальный – 1000 mA.
Фокусировку боковых светодиодов менять нельзя. Они предназначены для освещения пространства в ближней зоне.
Главная → Мастерская → Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать: