現代の状況では、白熱電球はLEDに大幅に置き換えられています。効率が低く、寿命が短いため、競争に耐えられませんでした。半導体発光素子は、携帯用手持ち式照明器具にも広く使用されています。しかし、単に電球を LED (または LED のマトリックス) に置き換えるだけでは機能しません。半導体素子を流れる電流を制限するデバイスが必要です。これは運転者それは電子電流レギュレータです。

LEDマトリックスを備えたポケットライトの模式図。

このようなスキームの欠点は、そのような懐中電灯の修理可能性が低いことです。電子回路を復元するには、資格のある技術者と適切な実験装置が必要です。

ドライバとして抵抗器を使用した LED マトリックス懐中電灯の回路図。

通常の抵抗器はドライバーとして機能できます抵抗器これにより、電流が制限され、過剰な電圧が消滅します。しかし、抵抗器ではかなりの電力が無駄に失われます。商用電源の懐中電灯の場合、この事実は重要ではありませんが、電池または電池式のランプの場合、この欠点は重大な場合があります。

重要！ LED ランプの設計には、ヒートシンクという別の要素が追加されています。 LED の放射は基本的に加熱とは関係ありませんが、ジュール・レンツの法則を回避することはできません。電流が放射素子を通って流れると、熱が放出されます。 LED の過熱をチェックしないままにしておくと、寿命が著しく短くなります。

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ヘッドランプの図

LED懐中電灯の人気デザインはヘッドランプ。このような懐中電灯を使用すると、手を完全に解放し、頭を回して光のビームを目的の場所に向けることができます。車の修理時や暗い場所を歩くときなどに便利です。

そのような照明器具のスキームは、原則に従って構築されています。

制御回路（モードの切り替えを担当）;
バッファアンプ;
LEDを点灯させるトランジスタスイッチ。

このようなデバイスのバリエーションの1つは、制御ユニットが標準のマイクロコントローラー（ATtiny85など）で作成され、エミッターモードの制御プログラムが書き込まれ、オペアンプOPA335が中間として機能し、電界効果が発生する場合です。トランジスタ IRLR2905 がキーとして使用されます。

ポケット LED 懐中電灯用のマイクロコントローラーベースのスキーム。

この回路は安価で信頼性がありますが、技術的な欠点があります。インストール前にコントローラーをプログラムする必要があります。したがって、大量生産では、専用のチップFM2819が制御ユニットとして使用されます（略称819Lがケーシングに適用される場合があります）。このチップは、発光素子のオンとオフを切り替えることができ、次の 4 つのモードにプログラムされています。

最大輝度;
中程度の明るさ;
最小輝度;
ストロボライト（点滅ライト）。

ボタンを短く押すと、モードが周期的に切り替わります。長押しすると、ランプが SOS モードになります。プログラムを変更することはできません (少なくともデータシートにはそのような可能性は記載されていません)。中間アンプは必要ありませんが、非常に強力な LED を出力に直接接続することはできません。負荷制限 (および負荷超過に対する保護) があります。

これは、特殊なチップ上のポケット LED 懐中電灯のスキームです。

これが、強力な要素がスイッチを介して接続されている理由です。ほとんどの場合、FDS9435A データシートから選択できる、Fairchild の FDS9435A などの連続高電流ドレイン回路を可能にする電界効果トランジスタです。

構造	最大ゲート - ソース間電圧、V	オープン状態のチャネル抵抗	最大消費電力、W	連続モードでの最大ドレイン電流、A
Pチャネル	25	5.3 A、10 V で 0.05 オーム	2,5	5,3

懐中電灯の回路は、わずか 2 つの能動素子と、複数のコンデンサと抵抗からなるハーネス (およびバッテリセルとマトリックス) に削減されます。 LEDのもちろん）。

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220V ネットワークから充電する充電式懐中電灯の図

電池からではなく、充電可能な充電式電池から懐中電灯に電力を供給する方が便利で経済的です。そのような懐中電灯を持っているとさらに便利です。そのセルは、体から取り外さずに充電できます。懐中電灯を単相220Vネットワークに接続するだけで十分です。

単相220V充電のポケットLED懐中電灯の模式図。

ここでは、要素が通常の回路に追加されます。

ダイオードVD1、VD2の半周期整流器（ブリッジ回路に組み込むこともできます）;
放電抵抗 R1 で過電圧 C1 を消滅させるためのバラストコンデンサ。
抵抗R2はバッテリ充電電流を制限します。
主電源への接続を示す R4VD5 チェーン。

重要！ これらのトランスレス回路には重大な欠点があります。回路のどこかに誤って触れると、通電する危険があります。電源降圧トランスを使用すると、重量とサイズの特性が大幅に増加します。

したがって、このスキームはますます頻繁に見られなくなります。電池を取り外さずに充電するには、出力電圧の低い外部電源を使用します (USB 対応デバイスからの充電を含む)。

懐中電灯のアップグレード

前のセクションの懐中電灯の回路を詳しく調べると、LED VD5 が 220V に接続されている場合、常にオンになっていることが明らかになります。その輝きは、充電やバッテリーの有無に依存しません。この欠点を解消するために、表示回路をバッテリ充電回路に含める必要があります。これを行うには、0.5 W の抵抗 R5 を取り付けて、100 mA の電流で約 3 V (約 30 オーム) 低下するようにする必要があります。指示回路は、極性に注意して並列に接続する必要があります。

指示回路変更のスキーム。

すべての変更と追加は青い線で示されています。変更後、LED は充電電流のみで点灯します (エミッタマトリックス電源がオフの状態で!)。

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機能チェック

中国の懐中電灯が故障している場合は、故障した要素を見つけて交換するか、修理.検索アルゴリズムは、主電源が充電されている懐中電灯の例で示されています。

ランタンの有用性をチェックするスキーム。

ランプが点灯しない場合、電源を入れてもインジケーターが点灯しない場合は、回路に 220 V が来ているかどうかを確認する必要があります。これを行うには、ポイント 1 で AC 電圧を測定する必要があります。電圧がない場合は、電源コードとプラグを確認する必要があります。
すべてが正常であれば、LED が点灯するはずです。そうでない場合は、回路とダイオード VD2 の短絡をチェックします。
次にバッテリーを取り外し、ポイント 2 の DC 電圧を確認します。これはバッテリー電圧とほぼ同じである必要があります。そうでない場合は、ダイオード VD1、VD2 が正常かどうかを確認します。
すべてが正常であれば、おそらくバッテリーに問題があります。バッテリー電圧を確認してください。
そうでない場合は、サウンドテストモードでテスターを使用してスイッチの機能をチェックする必要があります (デバイスのプラグを抜き、バッテリーを外した状態で)。
ここでもすべてが正常であれば、障害はドライバまたは LED マトリックスにあるはずです。

電気工学の知識が少しあれば、懐中電灯のアップグレードや修理は難しくありません。主なことは、その構造を理解することです。