雅格手电筒维修

铅酸蓄电池充电式LED手电筒修复

最开始的手电筒是两节干电池串联的，浪费电池效果不佳；之后出现了使用可充电手电筒进入了普通家庭，灯珠是一颗小电珠，解决了电池的问题；后来小电珠太费电，而且有时还会坏，又出现了LED灯珠，这样灯珠不坏了，手电筒可以持续的使用3年左右；后来发现可充电式LED手电筒使用很久而且功能都正常就是蓄电能力变差了，丢掉这么一个虽然价格不高的小家电没有什么，但总是觉得有点浪费啊。最后这种手电筒目前在家庭中使用比较普遍，当然现在还有更新的18650锂电式强光手电筒，但是锂电强光手电筒的价格较前者贵一倍左右，而且带有保护板的18650电池价格也很高，本篇不做讨论。

使用干电池的手电筒使用小电珠的可充电手电筒LED可充电手电筒

图1手电筒实物图

家庭中使用的铅酸蓄电池LED手电筒（以下称手电筒），寿命一般在三年左右，其实也不是出现什么大问题，情况就是充电后很快就没有电了，这样说明充不进电了。在这种情况下一般家庭会直接丢弃，既不环保也不节约还不经济，因为其他所有的功能都是正常的，直接丢掉确实会感到可惜。当然一般人也不会拿到维修店维修，因为维修很不划算。有点常识的人可能会想到进行加酸液，可是这样并不安全。在这里有两个解决方案，一是直接换铅酸蓄电池；二是使用旧手机锂电改装成锂电池手电筒。

为了能够顺利改装，在改装前先大致了解一下这种手电筒的充电、放电原理。原理很简单，插在插座上，市电220交流降压整流对蓄电池充电，充电后蓄电池再次降压点亮LED 灯珠。在手电筒中共有两块印制电路板，一块比较重要是充电部分和开关部分，另一块就是LED灯头部分，这部分简单而且一般不会出现问题，在这里说明一下也有一些手电筒是没有任何电路板的是直接使用元器件管脚搭出来的，这种手电筒改装需要对电路十分熟悉，否则容易造成短路事故。

图2雅格手电筒YG-3304

图3铅酸蓄电池

图4灯头部分电路

在这里，我拆卸的是雅格YG-3304，这款手电筒（也有人叫台灯或者护眼灯，外形是一头有着长尾巴的小猪，尾巴尖儿处就是手电筒灯头），灯头直接可以看到有12个LED灯珠，拆卸之后发现这12个LED是并联结构，直接由两根细导线（一红、一黑）连接拆开手电筒底部，可看到这两根细线焊接在电路板的焊孔中此处有时候会在电路板上标LED+（LED灯单向导电，正极）和LED- ，底座拆开之后很大的一个黑色的长方体就是铅酸蓄电池，由两根一红一黑的粗导线连接到电路板上，此处有时候会在电路板上标BAT+（蓄电池正极，BA TTERY）和BA T-，还有两根蓝色粗导线充插头上引到电路板上这是220V交流电，此处有时候会在电路板标有AC（交流电）。以上是所有的导线连接，其余的就是印制电路板上的线路了。

图5电路板实物图（正、反面）

图6电路板线路图

说明：电路板上的线路从背面看的，元器件也会透视过来，方便查看。

蓄电池充电过程：

手电筒直接插到插座上后，开关处于关闭状态，假设交流电的正半周期，AC2电压高，电流从AC2流到阻容降压电路，之后经过VD3流入到蓄电池接线端BAT+，经过蓄电池之后从BA T-出来，流经VD2回到AC1；在交流电的负半周期，AC1电压高，电流从AC1流经VD1流入到蓄电池接线端BA T+，经过蓄电池之后从BAT-出来，流经VD4，再次经过阻容降压电路回到AC2。只要以上电路是正常的，红色LED指示灯就会亮起来。

充电中用到的电子器件介绍：

二极管：共有5个其中四个（VD1、VD2、VD3、VD4）组成桥式整流，VD5将蓄电池输出电压降低0.7V，降至LED可承受范围之内（此款手电筒中灯头LED没有串联电阻）。

指示灯（红色发光二极管）：串入电阻限流。

电阻：配合电容。

电容：此处用到的是涤纶电容CL21,105j（10*105pF=1uF），250V。

铅酸蓄电池：电压4.0V左右，800mAH（容量和放电率有关，比较复杂这是标称的）。

自锁开关：可以保持开关状态的按钮开关，其实是一个双刀双掷开关，充电中弹起接通充电回路，断开放点回路，按下之后，断开充电回路，接通放点回路，点亮灯头。

图7开关开合状态与内部电路对照

蓄电池放电过程：

这个过程也就是我们平时使用的过程，这个过程也比较简单，开关按下，接通放点回路，电流从BAT+经过开关至LED+，过12个并联的LED后回到LED-，经过开关至BAT-。

手电筒修复方案：

方案一：如果手电筒仅仅是充电后电量很快耗尽，那么说明手电筒只是蓄电池接近报废了，这问题简单，就是买一块新的蓄电池按照正负极焊接在BAT+和BA T-上，按照新手电筒使用即可。蓄电池大小合适很难找到（例如以上手电筒蓄电池外形为20mm*32mm*155mm，没有找到这个形状的，直接配一块4.0V，800mAH，外形小一点的的即可，这也很通用，电池价格3-10元这其中质量有好坏，我买的是5元的，只要参数一致即可。）

方案二：采用废旧手机的锂电池（新电池容量标称一般都在800mAH以上）改装，这个比较复杂，因为充电电路和放电电路都需要改动，具体改动的思路就是使用手机5V充电器降压至4.2V以下作为充电电路不必使用指示灯，一般手机锂电池有过冲过放的保护板，充电器温度降下来了也就说明充电早已经结束了，如果不放心可以直接使用废旧的锂电池充电器或者万能充电器，这样心里可能放心一点；放电时，锂电池电压稍高，可以使用锗二极管（压降0.3V左右）降压，硅二极管也可以（压降0.7V左右），这些材料在废旧节能灯上就可以找到。

附录：

阻容降压电路说明

电容值1uF，交流电频率50Hz，电压220V，pi=3.141592654

电抗Xc=1/wc=1/(2pifc)=1/(2*3.141592654*50*1*10-6)= 3.183KΩ

近似充电电流Ic=U/Xc=220V/3.183KΩ=69.1mA

充电时间t1=800mAH/69.1mA=11.6H

放电时间t2=800mAH/（20mA*12）=3.3H 按每个LED流过电流20mAH计算

官方的说明书上是充电时间在12-16个小时，使用时间在4小时左右。

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铅酸蓄电池锂电池阻容降压雅格手电筒

在本文的编辑过程中已经仔细核对每个部分是否有错误，但是因为条件有限，还是可能会出现一些错误，希望各位看了之后能够指正！同时也希望有高手能够指出更科学的分析计算方法！