к.б. Плуг

Народний ліхтар...

Погравшись трохи фонариками з підвищуючими імпульсними перетворювачами, вирішив я розробить потужний світлодіодний фонарик на основі свинцево-кислотного акумулятора (6-12 В).

Cуть розробки: розробити схему яка б могла працювати від напруги 6-12В і на виході стабільно видавала б напругу 3,3В при струмові до 1А. В ідеї цей фонарик повинен кункурувати із провіреним часом шахтарьським фонарем ( у нас в народі часто називають - коногонка. Чого так??? Я не знаю, мабуть ним в свій час ганяли коней...) Акумулятор в шахтарьському фонарі лужний я зустрічав двох тивів: 1.) сухий (герметичний) ємкістю 8 А*год 2.) звичайний "мокрий" ємкістю 10 А*год, лампочка в шахтарьському фонарі має 2 волоска, перший споживає струм 0,5А (час роботи ліхтаря 20 год.) другий споживає 1А (час роботи ліхтаря 10 год.) Тобто розроблений ліхтар як мінімум повинен не уступати шахтарському по технічним характеристикам.

Пошукавши в інтернеті понижаючі імпульсні перетворювачі напруги я натрапив на купу мікросхем national semiconductor, і відразу вибрав підходящу: LM2576 (мінімальна вхідна напруга 4В, максимальна вхідна напруга 40В, максимальний струм навантаження 3А, напруга на виході, або фіксована, або задається опором резисторів(взалежності від мікросхеми)). Після того, як я купив мікросхему LM2576, я спаяв схему методом павучка (проводками навісу як-небуть), вона запрацювала відразу і я почав її випробовувать. Та випробування були недовгими, я підчіпив схему до блока живлення і збільшував вхідну напругу до тих пір поки мікросхема не згоріла (12 грн.) приблизно 35-40 вольт (так показував вольтметр), згорів і світлодіод (17 грн.) Трохи перестарався...

Прийшлося куплять нову, на цей раз я взяв дешевшу: LM2575

Таблиця 1. Технічні характеристики LM2575.

максимальна сила струму, мА	1000
мінімальна вхідна напруга, В	4
максимальна вхідна напруга, В	40
вихідна напруга	регулюється
ККД	77, 88, 75 %

Як це вже прийнято в програмі sprint-layout_4_0_rus розробив печатну плату (lm2576.lay)lm2576.lay по схемі (рис.1) Схема взята з офіційної документації LM2575.

Рис.1 Схема електрична принципова.

Рис.2 Схема зібрана на печатній платі.

Рис.3 Вигляд зі сторони дорожок.

По поводу деталей: індуктивність намотав сам, купив феріт Ø6х25 обклеїв його електрокартоном і надів по краях текстолітові шайбочки, намотав три ряда обмотки загальним числом витків--- вийшло приблизно 150 мкГн, діод VD1 Шоткі 1N5822

Після того як я зібрав схему на печатній платі (рис.2),(рис.3) я почав визначать реальний ККД схеми. Я взяв 4 тестера і почав вимірювать струм та напругу на вході і на виході. ККД виявився низьким і я зрозумів, що таким методом я не можу в реальних умовах визначить ККД оскільки на тестері яким я вимірював струм на виході схеми падало як мінімум 0,7В. Прямий метод вимірювання вносив черезчур велику похибку і застосовуватись не міг. Тоді я на виході виставив рівно 3,3В і замість світлодіодів приєднав резистори сумарним опором 6,6 Ом, тепер я точно знав напругу і струм на виході схеми (I=U/R; I=3,3/6,6=0,5(A)),напругу і струм на вході я вимірював тестерами як і в першому випадку.

Рис.5 Визначення ККД.

Таблиця 1. Дослідні дані по визначенню ККД

№ досл.	вх. напруга,В	вх. струм,А	вих. напруга,В	вих.струм,А	ККД,%
1	5	0,48	3,3	0,5	68,8
2	6	0,4	3,3	0,5	68,75
3	7	0,34	3,3	0,5	69,3
4	8	0,29	3,3	0,5	71,1
5	9	0,25	3,3	0,5	73,3
6	10	0,23	3,3	0,5	71,7
7	11	0,21	3,3	0,5	71,4
8	12	0,19	3,3	0,5	72,36
9	13	0,18	3,3	0,5	70,5
10	14	0,17	3,3	0,5	69,32
11	15	0,155	3,3	0,5	70,96
12	16	0,14	3,3	0,5	73,66

ККД виявився не надвисоким особливо при низьких напругах 5-6 В, я попробував підібрать індуктивність (підпаяв іншу котушку), але результата це не дало, потім я глянув в технічні характеристики і заспокоївся, для цієї мікросхеми це нормальний ККД, однак при вихідному струмові 0,5А і мікросхема і індуктивність залишалися холодними. Впринципі раціонально в даному випадку було б застосовувать акамулятор на 12В, але в мене вже був на 6В свинцево-кислотний 6А*год.

Коли схема вже була готова, я почав думать про корпус, хоча про корпус я думав і раніше, але тоді в мене була ідея внідрить це все діло в шахтарський фонарик, тільки не той, що на шльом чіплять, а той з ручкою, що випускався для мирнрго населення. Та ту ідею я відкинув, бо в мене був китайський фонарик на якому було написано Япан орігінал...

Історія китайського фонарика на якому написано Япан орігінал:

Впринципі ця інформація не дуже цінна для даної статті, але я все таки вирішив її розповісти: Одного чудового сонячного дня на базарі був куплений фонарик, в ньому був великий рефлектор діаметром 120 мм, його корпус, яскраво виблискуючи на сонці, прикрашала галограма з надписом орігінал. В процесі експлуатації виявилося, що світить він зовсім трошки, акумулятор швидко сідає. Смисл розповіді в тому, що після того як я поставив акумулятор з цього фонарика на мотоцикол, він нагрівся до такої температури, що пласмасовий корпус поплавився. А коли ми розібрали акумулятор, щоб вияснить причину такої поведінки, то побачили три послідовно з`єднаних пальчикових елемента і цилофановий мішечок з якимось піском...(див рис.3)

Рис.4 Використання піску в акумуляторних батареях на сьогодні найпередовіша технологія...

Акумулятор я купив новий вже без піску, а фонарик вирішив переробить під світлодіодний. Не подумав зразу кріплення плати в середині фонарика, прийшлось ізобрітать...

Рис.6 Шість світлодіодів спаяні в одну кучу встановлюються на місце лампочки.

Рис.7 Внутрішня начинка фонарика.

Оскільки концепція народного ліхтаря включає в себе всі стадії експлуатації, то наступним кроком було внідряння зарядного пристрою. Ні для кого не секрет, що акумулятори потрібно заряджать стумом 0,1 від його ємкості. Оскільки в даному випадку ємкість становила 6 А*год то заряжать його треба струмом не більше 600 мА. Для цього я вирішив використать класичну схему трансформаторного блока живлення з стабілізатором струму на базі мікросхеми КР142 ЕН-12A. Але передові ідеї опережали реальність і в життя втілені так і не були у зв`язку з ненадійністю та малою механічною стійкостю корпуса китайського фонарика

Висновок:Фонарик такий, який міг би мати таку горду назву як "народний" розробить невдалося, невдалося в більшій мірі по тій причині, що корпус не зміг задовільнити високим требуванням суворого сьогодення. Проект закритий.

к.б. Плуг. Тоха. Лохвиця. 7373@mail.ru