Каталог статей

Главная » Все схемы » Схемы для начинающих » Конструкции простой сложности

Выбранная схема!!!


5364
Светодиодный индикатор тока в цепях с емкостным балластом
СЛ.Елкин, г. Житомир
 
Новый аккумуляторный фонарик (АКФ) российского производства торговой марки Фо-Дик модели АН 0-005 с китайскими дисковыми аккумуляторами (рис.1)
 
 работал как-то нестабильно, аккумуляторы (АК) то отдавали электрическую ёмкость, то нет. Для более удобной эксплуатации (в том числе и для определения сбоев в работе зарядного устройства) в него был установлен светодиодный индикатор тока заряда, схема которого изображена на рис.2.
 
 Некоторое время АКФ работал нормально, а затем светодиод перестал светиться. Проверка светодиода VD3 и резистора R3 показала, что они исправны. Причиной неработоспособности оказался дефект балластного конденсатора С1, фактическая ёмкость которого оказалась на порядок ниже, т.е. 47 нФ! К тому же, дефекты у импортных конденсаторов такого типа в практике ремонта АКФ встречаются, и достаточно часто.
Поскольку нового конденсатора под рукой не оказалось, решил подзарядить аккумуляторы (на корпусе которых нанесены обозначения Ni-Cd CELL B280K) от источника постоянного тока. Для ускорения процесса заряда кратковременно установил ток заряда до 100 мА. И что порадовало - АК совсем не грелись! После четырёхчасового заряда (двукратного перезаряда по ёмкости [1]) включил АК на разряд на лампочку 3,5 В х 0,15 А, которая светила около 1,5 ч. Отсюда сделал вывод, что с АК всё нормально. Ну а если современные АК при большем (против принятого для герметичных - 0,1 от электрической ёмкости) токе заряда [1] не греются, установил балластную ёмкость вдвое больше, т.е. 1 мкФ.
Включил параллельно имеющемуся шунту резистор 100 Ом, уменьшив его в два раза. После 2-3 пробных подключений к сети светодиод вышел из строя! Стало понятно, что зависимость падения напряжения на шунте от величины ёмкости существенно нелинейная, поэтому установил шунт сопротивлением 12 Ом. При подключении АКФ к сети светодиод вспыхивал и гас, хотя ток заряда был! Это наглядно подтверждало импульсный характер изменения тока через светодиодный индикатор в цепи с ёмкостным балластом в начальной фазе.
 
Пришлось, кок говорится, вернуться к "нашим баранам" - провёл подборку шунта в стационарном режиме на постоянном токе. Получившиеся параметры приведены в строке 1 таблицы.
 
Однако через некоторое время эксплуатации АКФ светодиод с шунтом-резистором с номинальным значением 24 Ом всё равно вышел из строя!
Стало понятно, что переходные импульсные процессы (как и восток) - дело тонкое, и что в причинах выхода из строя индикатора (при балластном конденсаторе 1 мкФ) придется разбираться серьёзно.
Поскольку выход из строя светодиода от приложения обратного напряжения маловероятен, так как он включён последовательно с выпрямительным диодом, предположил, что он выходит из строя во время серии импульсов ("дребезг" контактов - именно так удобно представить процессы, происходящие в цепи в момент подключения АКФ к сети). Именно тогда на шунте возрастает и падение напряжения, в результате чего импульсная величина тока через светодиод хоть и кратковременно, но значительно превышает допустимую величину, и это приводит к выходу его из строя.
Чтобы не заниматься тщательным подбором шунта, величина которого может отличаться от величин резисторов стандартного ряда, для автоматического ограничения амплитуды импульса напряжения, возникающего на шунте (а значит, и на светодиоде), решил установить параллельно ему стабилитрон КС133А, использовав его в качестве супрессора [2].
Для проверки схемотехнического решения была собрана схема (рис.4)
 
 и проведены измерения величин падения напряжения на шунте в различных режимах, в определённой степени имитирующие характер изменения тока через балластный конденсатор во время его первичной зарядки. Измерения проводились на постоянном токе от источника с регулируемым выходным напряжением при неизменной величине сопротивления шунта, равной 24 Ом.
Из строки 2 таблицы видно, что уже при падении напряжения на шунте, равном 2 В, ток через VD2 равен максимальному [3].
Именно поэтому для ограничения величины тока че рез светодиод при падении напряжения на шунте, равном 3,3 В (строка 3 таблицы), в схему последовательно с VD2 введён резистор R3.
Как следует из строки 3 таблицы, величина тока через светодиод при введении R3 также не превышает 20 мА.
При переходе ЗУ в стационарный режим 2 (строка 4 таблицы) величина тока через VD2 с последовательно включённым R3 уменьшается до 1,5 мА, что при использовании светодиода АЛ307А (красного свечения) визуально вполне различимо даже при солнечном свете.
В порядке проверки надёжности работы светодиодного индикатора в цепи с ёмкостным балластом модернизированный АКФ (рис.5)
 
 извлекался и устанавливался в сетевую розетку 100 раз подряд - при этом ощутимых изменений яркости свечения визуально замечено не было. Светодиодный индикатор с супрессором на стабилитроне работал исправно, выхода из строя светодиода не произошло!
Проведённый эксперимент позволяет сделать практический вывод, что в связи с характером происходящих переходных процессов из соображений достаточной надёжности применять простой резистивный шунт при балластной ёмкости до 0,5 мкФ для индикатора на светодиоде ещё можно, а уже при 1 мкФ и выше - только в сочетании шунт - супрессор - токоогранчивающий резистор.
 
 
Литература
1.  Терещук P.М. и др. Малогабаритная радиоаппаратура. Справочник радиолюбителя//Киев, Наукова думка, 1971.
2.  Справочный листок. Супрессоры переходного напряжения// Радиоаматор. -1999.-Nc2.-C.3l
3.  Терещук P.M. и др. Полупроводниковые приёмно-усилительные устройство. Справочник родиолюбителя//Киев, Наукова думка, 1988.

Категория: Конструкции простой сложности | Добавил: Cosmogor (06.05.2013)
Просмотров: 6821 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 1.5/2


Всего комментариев: 1
0
1 pharaoh   (28.12.2013 18:24)
Ностальгия по старенькому фонарику.

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016