新铅酸电池充电 改造铅酸电池充电手电筒

             左手665收藏  时间:2015年12月31日 11:07                                                                                                                                                   充电式LED手电改造利用                                                                                                                                  前两年买了一个白光二极管手电,使用4个5mm的白光二极管,自带充电插头,里面使用一块铅酸电瓶,电瓶很不耐用,不到两年就不行了。其实这种不能再用的手电大部分只是电瓶不行了,其它零件还都是完好的,只要将其改造一下,仍然可以继续使用,而且改造后的使用寿命会大大延长。

改造方法就是把原来的电瓶换成可充电电池(镍镉或镍氢电池均可),由于白光二极管的工作电压一般在2.5 ~ 3.5V,而手电内又容纳不下三节电池,所以需要增加一个升压电路,把1.2V的电池电压升高到发光管可工作的电压。

虽然有白光二极管专用的升压集成电路,如BL8532之类,但是电子市场上不容易买到,故升压部分用常见的元件制作,零件容易找,价钱也便宜。

 升压电路工作原理如图1所示,需要增加的零件只有7个。
    由三极管Q1、变压器T、电阻R1构成自激振荡器。L1为反馈线圈,L2为升压线圈。Q1截止时在L2上产生较高的逆程电压,通过D1整流、C1滤波,为白光二极管供电。白光二极管的工作电流一般在10 ~ 20mA,超过20mA后使用寿命会降低。

为了使白光管的工作电流稳定,电路里增设了由Q2、R2组成的恒流电路,以保证电池电压高低变化时,白光管的工作电流不会变化。

原来的充电电路,采用电容降压方式,恒流充电,充电电流大约60mA,原电路保持不动。由于电池电压由4V变为1.2V,充电指示发光管D2不能点亮,所以充电回路增加电阻R9,从灯头板上拆过来装上。

灯头板上的限流电阻原来是30Ω的,需要换成10Ω的,来平衡每个白光管的工作电流,如果白光管的工作电压一致性比较好,也可以直接用导线短接,不接这些电阻,这样工作效率还会高些。


 元件选择

三极管Q1用9013或8050等ICM≥300mA,β≥150的中功率三极管。
Q2用C945、C1815等NPN型小功率三极管,β≥100即可。
二极管D1用肖特基整流二极管1N5819,也可用FR104等电视机、开关电源上常用的1A高频整流二极管。

变压器T的磁芯用高频小磁环,可以从报废节能灯里拆,也可以用废电视天线放大器上的双孔磁芯,线圈用直径0.2mm ~ 0.3mm的漆包线或细塑料导线绕制,L1绕10匝,L2绕20匝。

电阻1/8W或1/16W都可以,R1取值范围300 - 680Ω,与Q1的放大倍数有关,一般为470Ω左右,R2的阻值与手电的发光管数目有关,计算方法如下:
R2 = Vbe / n·Io 
Vbe是三极管发射结电压,一般为0.65V,n为发光管个数,Io为单个发光管的工作电流。例如:3个发光管的用12Ω,8个发光管的用4.3Ω。

电容C1用10μF,耐压大于6.3V的小型电解电容。

电池使用500 ~ 1300mAh的充电电池,镍镉、镍氢均可。                                                                                          制作与调试
图2是线路板,采用断钢锯条划断铜箔的方法制作,不用三氯化铁腐蚀,短时间内就可完成。打完孔后用细砂纸打磨,检查铜箔是否有没断开的地方,没问题后涂上酒精松香溶液。线路板的大小和形状可根据实际情况制作,放在原来电瓶的位置上。                                                                                                                                电路板焊接完成后,接上灯头板,注意灯头板的正负极不要接错,用一节5号电池瞬间接入,看灯头板发光二极管是否点亮,如果不亮,检查一下电路焊接是否有错误。电路工作正常后,把电池用导线连接到线路板。
焊接电池时,速度要快,电池两端先用锉刀打磨一下,涂上焊油再焊。焊好后用热熔胶把电池固定在线路板上。

把充电电路与升压电路连接好,装入手电内,发光管手电即改造完成。


      用充电电池替换铅酸电池    然后接在之前的铅酸电池接口处就可以了 打开开关就亮了~没得技术含量                               负载电压3.2LED正常工作时的电压3.2V,所以电源电压最小不能低于3.2V电源电压上限也是得根据
LED所串的电阻来确定~我这个3.2-6.9之间浮动都是可以接受的,两个电池串联不能用在这里哟,电压7.4了电阻接受不了,发热太大,只能两颗 电池并联使用了。                                                                                                                                                                                                                                         铅酸蓄电池LED手电改锂电池的两个方案  使用锂电的一个难题就是充电电路的改动,本着通用性、易用性和可靠性,这里尝试两种方法:第一种是废弃原有充电电路,外加一个锂电座充的充电板;第二种是保持原有充电电路不动,加入稳压元件。       第一种:废弃原有充电电路,外加一个锂电座充的充电板

      这几个LED手电筒都是蓄电池报废的


         
               一堆手机等淘汰的锂电池


又一堆网购的德赛锂电套装,其中有JT111充电芯片的座充性能不错


       这个拆解的LED手电很小,电池也小。



铅酸蓄电池这里鼓了 


去掉螺丝固定桩


试装锂电


              充电电路板倒灌电流的大小应是值得考虑的问题


     JT111充电芯片的倒灌电流仅为2uA左右---表现十分优良!一般锂电池内置的保护板电流有的都在10uA左右,见过还有50uA的。而用LM393芯片的座充倒灌电流在1000uA左右。
  
                试装充电电路板



                 螺丝固定桩用502粘到这里

新铅酸电池充电 改造铅酸电池充电手电筒



              去掉原有充电电路,重新连线。


                          总装好了


     这种改动通用性、易用性一般,而可靠性很好第二种是保持原有充电电路不动,加入稳压元件。




    这个LED手电很小,电池小---代用的锂电不好找。


                  对比大小后有希望




                    斜着身子放进去了


               锂电这里应该是防爆纹吧


        串入两个LED---届时在锂电充满时起到稳压钳位的作用。




        不接电池时用220V供电看看。。。


                         试验安装


                      试验充电


     RC充电电流约40mA,长达15个小时后充满了。锂电保护板动作拒充,LED亮起,充电电压钳位在5.7V左右。


                         可以总装了

   这种改动通用性、易用性很好,而可靠性一般。主要考虑取材简单易行了,在使用上主观以充电时间来做重要考虑,例如控制在10个小时左右,宁可充电电池欠压一点!


                 简图 ,D6 D7是后加的。在第二种方法选稳压元件时颇费一番周折。而用LED做稳压钳位的实验如下:

     首先测手电筒RC充电电流,这是短路电流约35mA左右,即最大充电电流。

          用维修电源再看两个串联的LED情况

    在电压4.22V时电流为0----没有导通。届时锂电池不会有电流倒灌发生。

     在电流40mA左右时电压钳位在6.4V左右,保证了锂电池保护板不会损坏。

两个串联的LED实际接入220V的RC电路中,可见电压钳位在 6V左右。

                 可以正式实施了

      下面是起初选用6个串联4007的稳压方法

      在3.59V时就导通了,电流约2.5mA。

         在4.18V时电流已经达到23mA。

    7个串联的4007在4.2V锂电的情况下也有导通,即存在电流倒灌发生。最后测试单个4007在0.3V时就有电流出现。所以串联的4007稳压的方法就不用了。

       再试验使用5.6V稳压管的情况

        在电压4V时电流已达25mA,后找了个9V的稳压管也有电流。不再试了,要知道手电筒RC充电最大电流刚35mA左右哦!

    JT111充电芯片的座充电流倒灌仅为2uA左右

  

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