【人艰照拆】+充电式头灯

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-10 12:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 liuyudong_a 于 2016-9-14 08:52 编辑

前言
    两年前在街边小摊上看中了此款头灯,价格不贵,记得是151个,一个放在了家里,一个放在了单位,家里的那个使用几次,放置了一段时间再打开时,亮度明显下降,单位的那个还好。正赶上二姨家有活动,水平再“艰难”,好奇心不能丢,找个简单的东西拆开看看里面到底是什么,就拆他吧——充电式头灯
IMG_4467.JPG 1.2产品介绍.JPG
一、产品介绍
此头灯有灯头和控制部分及头带组成,灯头灯珠由一颗大功率0.5WLED灯珠和8颗草帽LED灯珠组成。控制部分采用伸缩式插头直接接220V交流电充电,红色两开一关按钮控制亮灭。
1.1产品介绍.JPG
二、产品拆解
打开后盖,内部结构一目了然,电路板、插头及蓄电池所放位置比较整齐,有槽相对固定。
IMG_4476.JPG
取出蓄电池后,拔出电路板,可以看到电路比较简单,采用电容降压、全桥整流结构。
IMG_4477.JPG IMG_4478.JPG
打开灯头前盖,卸下聚光罩的螺丝,可以看到LED采用电阻限流模式。
IMG_4480.JPG IMG_4481.JPG
电路分析:
电路图.jpg

1、电容降压部分  由105J250v的CBB电容和390KΩ的碳膜电阻组成。电容与电阻并联串联在电路中,当50Hz220v交流电加在CBB电容的两端时,会产生容抗,以此限制最大工作电流,并联的电阻为关掉交流电后电容储存的电荷通过此电阻释放。根据容抗公式,Xc=1/(2πfC),此电容105J应该是1μf,将参数代入公式Xc=1/(2X3.14X50X0.000001)=3183欧姆。
电容降压部分.jpg
2、整流部分  采用由IN4007组成的全桥整流电路,根据全桥整流电流计算公式,I=0.89V/Zc,可以看出,所提供的电流大小正比于限流电容容量,代入数值得I=61.5mA,
整流部分.jpg
3、充电指示部分  由红色led小灯和330Ω限流电阻组成,当电路接入220v交流电压是,红色指示灯亮。
充电指示部分.jpg
4、蓄电池部分  蓄电池上没有标准电压及容量,实测4.11v,产品说明书上介绍容量为800mAh。在放完电的情况下,理论上13个小时即可充满。
电池.jpg
5、亮度控制开关  如图,经过实测,OFF状态为非接通状态;第一次按下按钮为ON状态,即C脚与3脚接通;第二次按下按钮也为ON状态,但是C脚与3脚断开后,C脚与1脚和5脚同时接通。
开关.jpg
原理图
而在电路中,1脚和3脚采取相连的设计,第一次按下按钮,C脚与3脚接通,0.5W的led亮;第二次按下按钮,由于1脚与3脚相连,所以,C脚与1脚和5脚及3脚同时接通,这样0.5W的led和8Xled同时亮;第三次按下按钮时,此关闭。
亮度控制部分.jpg
6、LED照明部分  采用限流电阻与led串联,0.5W大功率led灯电流大约150mA,8颗led灯电流也约为150mA,所以最大电流约为300mA。
led照明部分.jpg
至此,充电式头灯“拆”和“解”就完毕了。
三、小结
1、整个头灯结构简单,设计较美观,使用较方便。
2、电路控制部分更是简单,体积小,成本低。
3、采用电容降压,电容标注电压是250v,如果是耐压值,则与推荐值400v以上貌似小了点。
4、全桥整流后,电路中并没有滤波电容,必要性有待进一步探讨。
5、采用铅酸蓄电池储电和为led灯供电,电路中没有过冲和过放的保护,操作不当对电池的寿命影响比较大。
以上仅仅是在拆解过程中新学习到的东西,仅供参考,不当之处,请指正!

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-10 12:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 liuyudong_a 于 2016-9-10 12:46 编辑

四、改造升级
1、基本思路
采用手机锂电池代替铅酸蓄电池,利用手机电源适配器作为降压电源,重新设计电路板,其他保留。
2、实施过程
1)拆除电路板和蓄电池,取下开关,再利用。
IMG_4482.JPG
2)找一个手机电源适配器,拆下电路板,作为降压电源。
IMG_4483.JPG IMG_4484.JPG
3)裁剪与原电路板一样大小的洞洞板。
IMG_4488.JPG
4)画出电路图
采用TP4506锂电池充电管理芯片,设置充电电流为500ma,两个cn5711恒流驱动芯片分别为05Wled和8Xled提供恒定电流。
新电路板.jpg
5)焊接电路板
IMG_4500.JPG
6)将led限流电阻短接
IMG_4489.JPG IMG_4491.JPG
7)将适配器与可伸缩式插头连接
IMG_4492.JPG IMG_4494.JPG
8)将控制电路板与适配器连接
IMG_4501.JPG
9)控制电路板与led连接,再焊接一个锂电池保护板
IMG_4508.JPG IMG_4507.JPG
10)接上锂电池,看看效果
IMG_4510.JPG
11)依次装配,正正好好放得下
IMG_4512.JPG IMG_4515.JPG
12)充电过程,红灯亮
IMG_4523.JPG
13)充满,绿灯亮
IMG_4525.JPG
14)亮灯效果。
IMG_4517.JPG IMG_4518.JPG
优点:与220v交流电压安全隔离,锂电池专用充电芯片,较好的对锂电池进行充电管理,采用技术防错,防止过冲的发生,而锂电池保护板,防止过放,较好的维护锂电池。采用专用恒流驱动芯片驱动led,在锂电池电压变化的情况下,亮度几乎不受影响。


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suntechnology| | 2016-9-10 13:27 | 显示全部楼层
完美的改装,锂电池可以长期使用,增加了多项保护措施,确保了整体安全可靠,赞一个!

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dirtwillfly| | 2016-9-10 13:40 | 显示全部楼层

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-10 14:23 | 显示全部楼层
suntechnology 发表于 2016-9-10 13:27
完美的改装,锂电池可以长期使用,增加了多项保护措施,确保了整体安全可靠,赞一个! ...

记得在学校的时候也是买了一个充电式台灯,用了几次就充不进电了,可能与过冲和过放有关,再就是蓄电池质量不行。

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王栋春| | 2016-9-10 20:16 | 显示全部楼层
不错  我有过一个锂聚合物电池的头灯   楼主不妨改造升级一下

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zyj9490| | 2016-9-10 21:29 | 显示全部楼层
liuyudong_a 发表于 2016-9-10 12:44
四、改造升级1、基本思路采用手机锂电池代替铅酸蓄电池,利用手机电源适配器作为降压电源,重新设计电路板 ...

中国人做的就是廉价货。电容式降压冲电,危险吧遇上劣质电池定爆炸。

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-11 08:01 | 显示全部楼层
王栋春 发表于 2016-9-10 20:16
不错  我有过一个锂聚合物电池的头灯   楼主不妨改造升级一下

哈哈,看看有没有升级的空间。

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-11 08:03 | 显示全部楼层
zyj9490 发表于 2016-9-10 21:29
中国人做的就是廉价货。电容式降压冲电,危险吧遇上劣质电池定爆炸。

这让我想起之前买的几个手电筒,现在是冲不进电了。

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王栋春| | 2016-9-11 19:54 | 显示全部楼层
liuyudong_a 发表于 2016-9-11 08:01
哈哈,看看有没有升级的空间。

电池采用那种长方形封装的电池就行

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-12 12:37 | 显示全部楼层
王栋春 发表于 2016-9-11 19:54
电池采用那种长方形封装的电池就行

可能更换一块电池就行了,锂电池标称电压一般都是3.7v。

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-12 13:00 | 显示全部楼层
suntechnology 发表于 2016-9-10 13:27
完美的改装,锂电池可以长期使用,增加了多项保护措施,确保了整体安全可靠,赞一个! ...

没想到,手机适配器电路还是挺复杂的。

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soulmist| | 2016-9-12 14:45 | 显示全部楼层
总体控制的不错。

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-12 17:00 | 显示全部楼层
soulmist 发表于 2016-9-12 14:45
总体控制的不错。

谢谢!

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nx61205| | 2016-9-12 17:16 | 显示全部楼层
不错哟 有想法

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-12 17:27 | 显示全部楼层

只能拆点简单的,复杂的整不明白啊。

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will1111| | 2016-9-13 12:14 | 显示全部楼层
不错的改装。。。。。

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-14 12:43 | 显示全部楼层
coody 发表于 2016-9-10 23:54
类似的各种电筒,家庭使用以百万计,但是基本没听说电池爆炸的,因为用的是铅酸蓄电池,这货充满后,继续 ...

确实是便宜的离谱

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liuyudong_a|  楼主 | 2016-9-14 12:44 | 显示全部楼层
will1111 发表于 2016-9-13 12:14
不错的改装。。。。。,

这样能用的住。

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arima| | 2016-9-15 23:31 | 显示全部楼层
楼主厉害。

产品本来就是便宜,15元。修改后的锂电需要多少钱大家可以买。。。。

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