【拆解】得力小台灯,拆一拆,改一改
案头有一盏得力4320无极调光小台灯,外形像一支洁白的羽毛。这几天得空,拆解开来,看看是否有改进的空间。
结构
灯罩是半透明的塑料卡在灯头上,撬开后可以看到灯条是14只3528额定功率0.2W灯珠并联,额定总功率2.8W,实测最亮时总电流0.29A,总功率0.93W。
底座上有一个触摸区域,短按可开关台灯,长按亮度可由大到小或由小到大变化,每次长按会改变调光方向。
底座背面是3.5mm的5V充电插座,可边开灯边充电。
将底座底部4个脚垫揭开,拧下4颗螺钉,即可打开底座,里面有1节18650锂电池和1块35mmX20mm的单面印制板,板上有3只贴片IC和1只双MOSFET。
电路
根据印制板将电路测绘如下,
其中:
TC4056A是单节锂电池充电电路,最大充电电流1A,电流值由2脚PROG和3脚GND之间的R11决定,产品设定R11为2.7k,相应充电电流约400mA,给原配1200mAh18650电池充电最多需4h。充电状态指示和电池温度监测功能没有使用。
DW01AT是锂电池保护电路,它和8205A双N沟道MOSFET配合防止过充、过放和短路。正常工作时8205A的1、3脚之间导通,电池负极接入电路,监测到故障时,1、3脚之间高阻,电池负极与其它电路断开。
SGL8022WS是LED调光触摸电路,调光模式有4种,由6脚OP1和8脚OP2的状态决定。值得指出的是,该IC的DATASHEET中表述有误,见下图划线处。
短按开灯时实际亮度并未达到最大,PWM信号高电平占空比约90%,如图。
只有开灯后再经过两次长按才可达到100%占空比和最高亮度。
改进
原配18650电池容量偏小,1200mAh,续航时间4h。在考虑更换大容量电池时,惊奇的发现,若将底座内部的塑料结构件适当去除,便可完美放入2只21700电池,且电池周围间隙很小,无需特别固定,一举使容量从1200mAh扩增到10000mAh。
另外为提高充电速度,将R11由2.7k改为1.2k,充电电流从0.4A增加到0.9-1A。因为充电插头与插座之间有微小接触电阻,故取消按照DATASHEET应在TC4056A4脚与外接5V之间串联的0.2-0.5Ω的耗散电阻,装了反而降低充电电流。
该台灯功率仅2.5W,不够亮。为此,换用两片5W的灯条,5730灯珠共20只。
试验发现无论并联多少只5.6Ω限流电阻,即使将限流电阻短路最大灯电流仍不会超过0.65A,若短接D1或D2(根据是否外接5V电源),则灯电流增加较大,试将D1和D2换成肖特基二极管,因仍有0.3V左右压降,使得最大灯电流还是不大,无奈之下,选用微型继电器G6K-2P-Y,代替D1和D2的功能(功能是在有5V输入时,防止5V与电池直接接触,在没有5V输入时,防止电池电压输入到TC4056A的4脚。)
用双面胶贴在电路板反面,将两组触点并联使用,改成下面的电路。
另外在3个5.6Ω限流电阻的基础上再并联5个5.6Ω电阻,最大灯电流在用电池时为0.97A,在用外电源5V时达1.15A,亮度明显增强,续航时间也可达到10h。
经过一番改造,现在这架台灯使用起来非常令人满意!