|
|
Ремонт китайского фонарика TrustFire XM-L Z5
А также выводы насчет уместности втыкания импульсных драйверов куда ни попадя
|
| Начало » Различные статьи
|
| Разместил: |
xman  |
| Авторские права |
freeware |
|
|
Ремонт китайского фонарика TrustFire XM-L Z5
а также мысли насчет уместности втыкания импульсных драйверов куда ни попадя
Анекдот (вместо эпиграфа). Профессор читает лекцию студентам: ...как видите, данное технологическое решение простое, понятное, и очень надёжное. По этим причинам оно и не используется. На практике применяют другую технологию, которую мы с вами будем изучать в течение следующих пары месяцев...
Этот недешевый в общем-то фонарик принесли в практически идеальном внешне состоянии, что говорит о его явно безвременной кончине. И дважды сдохшим изнутри.
Первый раз он почил когда сгорела электроника токового драйвера - вполне закономерно для экстремального режима на предельных нагрузках. После чего над ним поработал видимо "умелец", пустив питание кристалла напрямую - в результате выгорел и сам светодиод.
Изготовители старательно запилили маркировку транзисторов и микросхем, наверное из чувства стыда за неоптимальный выбор компонентов. Но при этом не удосужились облудить медные ободки на плате выключателя (слева, показан красной стрелкой), и на "пятаке" платы драйвера - которые контачат с алюминиевым корпусом. Пришлось сделать это самому, чтобы предотвратить разрушение металлов в образовавшейся гальванопаре. Выгоревший кристалл был демонтирован при помощи промышленного фена. Вместо него запаял свежеприобретенный OS-Star-5W Warm White 3000K 300Lm, рассчитанный на ток до 0.7А с падением напряжения 6v на светодиоде. В фонарике он будет использоваться на пониженной мощности, с целью продления ресурса светодиода и времени автономной работы фонаря от АКБ.
Тестируем новый кристалл. Его теплоотводный "пятак" тоже припаял к подложке для улучшения теплопередачи, но как оказалось в дальнейшем, на выбранном рабочем токе 0.2А фонарь практически не греется. Вольтметр (слева) показывает падение напряжения на светодиоде, подключенном к лабораторному источнику питания через ограничительный резистор.
Драйвер восстанавливать заморочно и бессысленно, да и как показано ниже - даже вредно по факторам надежности и КПД в случае применения фонаря для повседневных целей. Поэтому пятак был очищен от радиодеталей, а для ограничения тока светодиода в районе 0.2А на полных батареях использован резистор сопротивлением 10 Ом.
На фото рядом два резистора по 5.1 Ом, аналогичные тем что упакованы в термоусадку. Там они соединены последовательно, т.к. резистора на 10 Ом не оказалось под рукой.
После промывки от флюса и сборки светодиодного узла, фонарик был поставлен на прогонку. Аккумуляторы 18650 не "родные", выдранные из батблока отслужившего свой срок ноутбука. Тем не менее какой-то запас ёмкости у них еще остался. Перед началом испытаний АКБ были заряжены до напряжения 4.12v каждая.
Потребляемый ток замерялся каждый час. Через 7 часов непрерывной работы напряжение аккумуляторов понизилось до 3.6v, что говорит о еще не окончательном их разряде, но уже близко к этому. При этом фонарик достаточно ярко освещает помещение, а на улице хорошо просвечивает более чем на полсотни меторв. Таким образом изделие восстановлено, и соответствует пожеланиям заказчика.
Расчеты и обоснование
В оригинале был применен светодиод с падением напряжения на нем 3v. В сводной таблице указан ток светодиода в различных режимах работы фонаря, и ток потребления от источника питания. Первоисточник информации из форума и вот этого обзора.
На основе этих данных можно посчитать коэффициент экономии энергии батарей в оригинальной конструкции фонаря:
Kэ = Iсд / Iпит
Получаем (округленно) для режимов:
максимальный - 2.05
средний - 1.78
минимальный - 1.63
Эти цифры показывают во сколько раз ток потребления от батарей ниже тока, который был бы в схеме с непосредственной запиткой через ограничительный резистор. Т.е. по сути характеризуют экономию питания, получаемую за счет импульсного драйвера питания светодиода.
На новом установленном светодиоде падение напряжения уже 6v, он конструктивно состоит из двух трехвольтовых секций, включенных последовательно. А значит и количество излучаемого света при одном и том же протекающем токе, у него в два раза больше чем у оригинального трехвольтового.
Ток потребления схемы с резисторным ограничителем находится в пределах от 0.21 до 0.13 А, в зависимости от степени разряда батарей. Но с учетом удвоения количества излучаемого света, световой поток даже на разряжающихся акб заметно больше чем у оригинальной схемы в минимальном (экономичном) режиме. Для резисторного ограничителя ток потребляемый от батарей и ток СД - одинаковы. Но можно посчитать КПД, как отношение мощности подводимой к СД к общей мощности потребляемой всей схемой.
Итак КПД высоконадежного фонаря с резистором вместо импульсного драйвера,
на полностью заряженной батарее - 74% а на разряжающейся - 81%
Для расчета КПД в оригинальной конструкции с импульсной запиткой, примем падение напряжения на СД 3.1v, а ток светодиода не меняется по мере разряда АКБ.
Получается что на малых мощностях для повседневных нужд, оптимальнее правильный подбор светодиода, и применение простого и надежного резисторного ограничения тока. Такой подход обеспечивает больший КПД использования энергии батарей, по сравнению с запиткой через импульсный драйвер. А также многолетний ресурс безотказной работы, обусловленный надежностью схемы, и тем что в недогруженном режиме светодиод прослужит во много раз дольше.
|
|
|
| Автор |
Комментарий |
Dragony
Участник
 |
17 Авг 2015 11:35
Только применять нужно будет исключительно"защищенные" аккумуляторы - во избежание их преждевременной "кончины" от переразряда.
|
Buk-Sir
Участник
|
31 Окт 2015 01:15
Более 15 радиодеталей и компонентов в одном фонаре для того,что бы обеспечить не долгое горение одного светодиода и благополучную его кончину...Поддерживаю автора на все 100...Есть максимальное напряжение и резистор ограничения по току,и не надо ляля...браво!
|
Buk-Sir
Участник
|
31 Окт 2015 01:27
Более 15 радиодеталей и компонентов в одном фонаре для того,что бы обеспечить не долгое горение одного светодиода и благополучную его кончину...Поддерживаю автора на все 100...Есть максимальное напряжение и резистор ограничения по току,и не надо ляля...браво!
|
PinkFloyd
Участник
|
29 Июн 2016 21:45
Насчет КПД - это да. Резистор издревле считается одним из самых экономичных радиоэлементов. :)
|
|
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные, активировавшие регистрацию и не ограниченные в доступе участники сайта!
|
| Файл создан: 09 Авг 2015 13:52, посл. исправление: 09 Авг 2015 22:12 |
|
