3A_LED21個とTL499Aを、単三4本の懐中電灯に

100円均一店を覗いたら単三電池を4本使用の懐中電灯を見つけた。
少しごついが、手に持つと丁度良い大きさです。
これにLEDを21個と昇電圧回路を組込めるかと考察です。

左上は、組込み前の物。
左下は、完成した物です。全長が少し短くなりました。
少しいびつに見えるのは、外側がゴムのカバーで覆われているからです。 このカバーは防水の目的でしょうが、力を入れると廻ります。

入力は、可変電源でのテストでは、6V〜4.5Vまで、 約365mAで電流変らずでした。
照度計テスト:1250Lux/25cm

回路図と定数の設定

回路はTL499Aを使った標準的なものです。
定数は、コイルL1は33μH、電流制限抵抗R1は561オームです。
LEDの電流制限抵抗は、全部68オームです。

白色LEDは7個を3組並列に接続しています。 LEDの設計電流は、18mA×3で54mAです。

構造を考察する

左上
懐中電灯の頭部は回転して外します。
左右の2個になります。
右上
電池をいれる方を覗くと面白い電極があります。 片方の電極がつながってないのです。
調べると、つながってない方の電極の先にスイッチがあり、 これは側面に設置してあります。スイッチを押すと回路はつながります。

頭部のゴムのカバーを外してよく見ると、頭部はコップの底のような構造で、 円筒と前面が一体構造です。
反射鏡の口へ電球の保持部を差込みますが、この部分は回転する構造になっていて 電球保持部はつばのでっぱりの回転止めで止まり、頭部の円筒のみが 頭部全体を電池の電極に回路がつながる方向へねじ込まれます。
基板は、45Φの物が2枚必要です。
左の左
LEDを21個取付けるには、その取付け間隔が問題です。 その為、LED基板は孔ピッチ1.27mm(50mil)の物を使いました。 5ΦのLEDが間隔6.35mm(250mil)で並びます。 反射シートを貼りつけ、位置を決めて孔をあけ、LEDを差込みます。
左の右
回路部品を取付ける基板は、普通の2.54(100mil)ピッチの物です。 板厚は共に1.6tです。

最初は基板を2枚で、電極は元の樹脂製の物を使う、3層の構造の予定だったが、 樹脂製の電極保持部がふにゃふにゃだったので使用をあきらめ、 必要な電極部分を外して基板に取付け、2層構造に変更しました。

上:4枚
2枚の基板に部品を取り付けます。 電極を取付けた基板には回転止めの切り欠きも必要です
下:3枚
2層構造に組立てます。 支柱として、LED用のステーを10mm長さに切って使うと、 基板ピッチが固定されます。メッキ線で固定します。

最終仕上げです

LED部分を、本体に入れると、固定方法がありません。
内接の円筒を作ってこれを使って、頭部で固定します。高さ18mmです。 コップの丁度良い太さの物を使い作ります。 最初に反射シートを固定し、その上にボール紙を巻きます。 3層くらいが丁度良い太さになります。 これでLEDが直接頭部にぶつからない様になります。
折角ですので、飾りのリングを削除して全長を短くしました。 その為、電池ケース側の頭を少し切って全長を短くしています。 切取り過ぎるとネジ部がなくなります。ネジ部の手前まで削除します。

完成です

完成です。正面から見るとLED21個は圧巻です。 点灯はさすがに正面からは撮影できませんでした。

入力は、可変電源でのテストでは、6V〜4.5Vまで、 約365mAで電流変らずでした。
照度計テスト:1250Lux/25cm