Найважливішим параметром живлення будь-якого світлодіода є струм. При підключенні світлодіода в авто, необхідний струм можна встановити за допомогою резистора. У цьому випадку резистор розраховується, виходячи з максимальної напруги бортової мережі (14,5В). Негативною стороною цього підключення є свічення світлодіода не на повну яскравість при напрузі в бортовій мережі автомобіля нижче максимального значення.

Більш правильним способом є підключення світлодіода через стабілізатор струму (драйвер). У порівнянні з струмообмежуючим резистором, стабілізатор струму володіє вищим ККД і здатний забезпечити світлодіод необхідним струмом як при максимальній, так і зниженій напрузі в бортовій мережі автомобіля. Найбільш надійними та простими у складанні є стабілізатори на базі спеціалізованих інтегральних мікросхем (ІМ).

Стабілізатор на LM317

Трививідний регульований стабілізатор lm317 ідеально підходить для конструювання нескладних джерел живлення, які застосовуються у найрізноманітніших пристроях. Найпростіша схема включення lm317 як стабілізатор струму має високу надійність і невелику обв'язку. Типова схема струмового драйвера на lm317 для автомобіля представлена ​​на малюнку нижче і містить лише два електронні компоненти: мікросхему та резистор. Крім цієї схеми, існує безліч інших, складніших схемотехнічних рішень для побудови драйверів із застосуванням безлічі електронних компонентів. Детальний опис, принцип дії, розрахунки та вибір елементів двох найпопулярніших схем на lm317 можна знайти.

Головні переваги лінійних стабілізаторів, побудованих на базі lm317, простота складання та дешевизна компонентів, що використовуються в обв'язці. Роздрібна ціна самого ІВ становить не більше 1$, а готова схема драйвера не потребує налагодження. Достатньо заміряти мультиметром вихідний струм, щоб переконатися у його відповідності до розрахункових даних.

До недоліків ІМ lm317 можна віднести сильне нагрівання корпусу при вихідній потужності більше 1 Вт і, як наслідок, необхідність відведення тепла. Для цього в корпусі типу ТО-220 передбачено отвір під з'єднання болта з радіатором. Також недоліком наведеної схеми можна вважати максимальний вихідний струм не більше 1,5 А, що встановлює обмеження на кількість світлодіодів у навантаженні. Однак цього можна уникнути шляхом паралельного включення кількох стабілізаторів струму або використовувати замість lm317 мікросхему lm338 або lm350, які розраховані на вищі струми навантаження.

Стабілізатор на PT4115

PT4115 – уніфікована мікросхема розроблена компанією PowTech спеціально для побудови драйверів для потужних світлодіодів, яку можна використовувати також і в автомобілі. Типова схема включення PT4115 та формула розрахунку вихідного струму наведені на малюнку нижче.

Варто наголосити на важливості наявності конденсатора на вході, без якого ІМ PT4115 при першому ж включенні вийде з ладу.

Зрозуміти, чому так відбувається, а також ознайомитися з більш детальним розрахунком та вибором інших елементів схеми можна. Популярність мікросхема отримала, завдяки своїй багатофункціональності та мінімальному набору деталей в обв'язці. Щоб запалити світлодіод потужністю від 1 до 10 Вт, автолюбителю потрібно лише розрахувати резистор і вибрати індуктивність зі стандартного переліку.

PT4115 має вхід DIM, який значно розширює його можливості. У найпростішому варіанті, коли потрібно просто запалити світлодіод на задану яскравість, він не використовується. Але якщо необхідно регулювати яскравість світлодіода, то на вхід DIM подають сигнал з виходу частотного перетворювача, або напруга з виходу потенціометра. Існують варіанти завдання певного потенціалу виведення DIM за допомогою МОП-транзистора. В цьому випадку в момент подачі живлення світлодіод світиться на повну яскравість, а при запуску транзистора МОП світлодіод зменшує яскравість наполовину.

До недоліків драйвера світлодіодів для авто на базі PT4115 можна віднести складність підбору резистора токозадаючого Rs через його дуже малого опору. Від точності його номіналу залежить термін служби світлодіода.

Обидві розглянуті мікросхеми чудово зарекомендували себе у конструюванні драйверів для світлодіодів в автомобілі своїми руками. LM317 - давно відомий перевірений лінійний стабілізатор, у надійності якого немає сумнівів. Драйвер на його основі підійде для організації підсвічування салону та панелі приладів, поворотів та інших елементів світлодіодного тюнінгу в авто.

PT4115 - новий інтегральний стабілізатор з потужним MOSFET-транзистором на виході, високим ККД і можливістю димування.

Читайте також

Світлодіоди не люблять коливання напруги, це факт. Не люблять вони це тому, що світлодіоди поводяться не так як лампи або інші лінійні прилади. Їх струм змінюється залежно від напруги нелінійно, тому, наприклад, двократне збільшення напруги збільшує струм через світлодіоди далеко не в 2 рази. Через що вони перегріваються, швидко деградують і виходять з ладу.

Більшість діодів, які застосовуються в автомобілі, мають вбудований опір, який розрахований на напругу 12 вольт. Але напруга бортової мережі автомобіля ніколи не буває 12 вольт (хіба що з розрядженим акумулятором), плюс до всього воно далеко не таке стабільне, як хотілося б. Якщо використовувати недорогі китайські діодні прилади в автомобілі без попередньої їх стабілізації, то вони досить швидко почнуть блимати, а потім і зовсім перестануть світити.

Ось і я зіткнувся з такою проблемою – світлодіоди у габаритах почали блимати, бо я колись полінувався їх стабілізувати.

Існує безліч готових схем-стабілізаторів для 12-вольтових приладів. Найчастіше на прилавках можна знайти мікросхему КР142ЕН8Б або подібні до неї. Дана мікросхема розрахована на струм до 1.5А, але для більшого ефекту потрібне включення із застосуванням вхідних та вихідних конденсаторів.

Стандартна схема передбачає застосування 0.33 та 0.033мкФ конденсаторів (якщо пам'ять не змінює). Але особисто я вирішив зробити включення із застосуванням 4-х конденсаторів: 470мкФ та 0.47мкФ на вхід і відповідно в 10 разів менша ємність на вихід. Я вже не пам'ятаю, але десь на форумах я зустрічав саме таке включення, вирішив його застосувати.

Щоб усе це можна було легко впровадити в авто, вирішив напаяти всі елементи безпосередньо на мікросхему.

Мікросхема з елементами

Мікросхема з елементами

До мікросхеми припаяні, крім конденсаторів, два дроти, відповідно вхід і вихід. Маса приходитиме через кріплення мікросхеми. Середня нога мікросхеми задіяна лише під ніжки конденсаторів. Виводити провід від неї я не став, тому що вона поєднана з корпусом схеми.
Для міцності всієї конструкції я вирішив залити все це клеєм, потім загорнути в термоусадку.

Мікросхеми

Мікросхема та термоусадка

Готові стабілізатори

В автомобілі можна кріпити через саморіз до кузова.

Прикріплений стабілізатор

Пост не претендує на щось супер-мега технологічне, але мало кому може стати в нагоді 🙂

Схема включення

Замість КР142ЕН8Б можна використовувати L7812CV, схема включення аналогічна. Якщо поглянути на стандартну схему і порівняти з моєю, то виникають питання “навіщо саме такі ємності?”.

Пояснюю: штатна схема включення має на увазі тільки стабілізацію напруги, але ніяк не рятує від просідання (короткочасної) напруги, тому в схему були введені електроліти досить великої ємності для згладжування таких просадок.

За ідеєю звичайно АКБ в машині повинен виконати роль фільтра просадок напруги, але іноді трапляються просадки, які АКБ просто не встигає вловити. Наприклад, при подачі іскри на свічку запалювання через котушку проходить нехилий струм, який добре просаджує напругу в бортмережі.

В даний час важко уявити тюнінг автомобіля без світлодіодних ламп. Але інколи їх установка ускладнена тим, що вони перегорають. Щоб уникнути цієї ситуації, до мережі можна включити стабілізатор струму для світлодіодів своїми руками. У статті наводяться приклади мікросхем, якими можна його зробити.

[ Приховати ]

Схеми стабілізаторів та регуляторів струму

Всім відомо, що світлодіодним лампочкам необхідно живлення дванадцять вольт. У мережі авто це значення може сягати 15 В. Світлодіодні елементи дуже чутливі, ними такі стрибки відбиваються негативно. Світлодіодні лампи можуть перегоріти або неякісно світити (блимати, втрачати яскравість і т.д.).

Щоб світлодіоди служили довше, до електромережі автомобіля включаються драйвера (резистори).При нестабільності мережі встановлюються пристрої, які підтримують постійне значення. Існує кілька простих мікросхем, якими можна зробити стабілізатор напруги своїми руками. Усі компоненти, що входять у ланцюг, можна придбати у спеціалізованих магазинах. Маючи початкові знання з електротехніки зробити прилади буде нескладно.

На Кренку

Для того, щоб сконструювати найпростіший стабілізатор напруги 12 вольт своїми руками, знадобиться мікросхема зі споживанням 12 В. У цьому випадку підійде регульований стабілізатор напруги 12 LM317. Він може функціонувати в електромережі, де вхідний параметр становить до 40 В. Щоб прилад стабільно працював, необхідно забезпечувати охолодження.

Стабілізатор струму на LM317 вимагає роботи невеликий струм до 8 мА, і це значення зазвичай залишається незмінним, навіть при великому струмі, що протікає через крен LM317, або при зміні вхідного значення. Це реалізується за допомогою компонента R3.

Можна використовувати елемент R2, але межі будуть невеликими. При незмінному опорі LM317 струм, що йде через прилад, буде стабільним (автор відео - Створено в Гаражі).

Вхідне значення для кренки LM317 може становити до 8 мА та вище. Користуючись цією мікросхемою, можна вигадати стабілізатор струму для ДХО. Цей пристрій може бути навантаженням у бортовій мережі або джерелом електрики під час заряджання. Зробити простий стабілізатор напруги LM317 легко.

На двох транзисторах

На сьогоднішній момент популярні стабілізуючі пристрої для бортової мережі машини на 12 В, розроблені з використанням двох транзисторів. Дану мікросхему використовують як стабілізатор напруги ДХО.

Резистор R2 є токороздавальним елементом. У разі зростання струму в мережі збільшується напруга. Якщо воно досягає значення від 0,5 до 0,6, відкривається елемент VT1. Відкриття компонента VT1 закриває елемент VT2. У результаті струм, що проходить через VT2, починає знижуватися. Можна разом із VT2 застосовувати польовий транзистор Мосфет.

Елемент VD1 включається в ланцюг, коли значення знаходиться в межах від 8 до 15 і настільки великі, що транзистор може вийти з ладу. При потужному транзисторі допустимі показання в бортовій мережі близько 20 В. Не варто забувати, що транзистор Мосфет відкриється, якщо показання на затворі будуть 2 В.

Якщо застосовувати універсальний випрямляч як зарядку для АКБ або інших завдань, достатньо використовувати резистора R1 і транзистор.

На операційному підсилювачі (на ОУ)

Стабілізатор напруги для світлодіодів на основі ОУ збирається за необхідності створення пристрою, який працюватиме в розширеному діапазоні. У розглянутому випадку як елемент, який буде задавати струм, що випрямляється, є R7. За допомогою операційного підсилювача DA2.2 можна збільшити рівень напруги в токозадаючому компоненті. Завданням компонента DA 2.1 є контроль опорної напруги.

p align="justify"> При створенні схеми слід врахувати, що вона розрахована на 3А, тому необхідний більший струм, який повинен надходити на роз'єм ХР2. Крім того, слід забезпечувати працездатність усіх складових цього пристрою.

Зроблений стабілізуючий пристрій для автомобіля повинен мати генератор, роль якого виконує REF198. Щоб правильно налаштувати прилад, повзунок резистора R1 потрібно встановити у верхнє положення, а резистором R3 задавати необхідне значення прямого струму 3А. Для погашення можливих збуджень використовуються елементи R,2 R4 і C2.

На мікросхемі імпульсного стабілізатора

Якщо випрямляч автомобіля повинен забезпечувати високий ККД в мережі, доцільно використовувати імпульсні компоненти, створюючи імпульсний стабілізатор напруги. Популярною є схема МАХ771.

Імпульсний стабілізатор струму характеризується вихідною потужністю 15 Вт. Елементи R1 та R2 ділять показники схеми на виході. Якщо поділена напруга перевищує за показниками опорну, випрямляч автоматично зменшує вихідне значення. В іншому випадку пристрій збільшуватиме вихідний параметр.

Складання даного пристрою доцільне, якщо рівень перевищує 16 В. Компоненти R3 є струмовими. Для усунення високого падіння навантаження цьому резисторі в схему слід включити ОУ.

Висновок

Нами було розглянуто стабілізатори напруги різних компонентах. Ці схеми можна ускладнювати, підвищуючи швидкодію, покращуючи інші показники. Можна використовувати готові мікросхеми, які можна вдосконалити своїми руками, створюючи пристрої, призначені до виконання конкретних завдань.

Світлодіодне підсвічування все глибше впроваджується в наше життя. Капризні лампочки виходять з ладу і краса одразу меркне. І все тому, що світлодіоди не можуть працювати просто від включення до електромережі. Вони обов'язково підключаються через стабілізатори (драйвери). Останні перешкоджають перепадам напруги, виходу з ладу компонентів, перегріву тощо. Про це і про те, як зібрати просту схему своїми руками, і мова піде в статті.

Вибір стабілізатора

У бортовій мережі автомашини робоче харчування становить приблизно від 13 В, більшості ж світлодіодів підходить 12 В. Тому зазвичай ставлять стабілізатор напруги, на виході якого 12 В. Таким чином, забезпечуються нормальні умови для роботи світлотехніки без НП та передчасного виходу з ладу.

На цьому етапі любителі стикаються із проблемою вибору: конструкцій опубліковано безліч, але не всі добре працюють. Вибрати потрібно той, що вартий улюбленого транспортного засобу і, крім того:

• справді працюватиме;
• забезпечить безпеку та захищеність світлотехніки.

Найпростіший стабілізатор напруги, зроблений своїми руками

Якщо у вас немає бажання купувати готовий пристрій, варто дізнатися, як зробити простенький стабільник самому. Імпульсний стабілізатор в авто складно виготовити своїми руками. Саме тому варто придивитися до добірки аматорських схем та конструкцій лінійних стабілізаторів напруги. Найпростіший і найпоширеніший варіант стабільника складається з готової мікросхеми та резистора (опору).

Зробити стабілізатор струму для світлодіодів своїми руками найпростіше на мікросхемі. Складання деталей (див. малюнок нижче) здійснюється на перфорованій панелі або універсальному друкованому плато.

Схема 5 амперного блока живлення із регулятором напруги від 1,5 до 12 В.

Для самостійного збирання такого пристрою знадобляться деталі:

• плато розміром 35*20 мм ;
• мікросхема LD1084;
• діодний міст RS407 або будь-який невеликий діод для зворотного струму;
• блок живлення, що складається з транзистора та двох опорів. Призначений для відключення кілець при включенні далекого чи ближнього світла.

При цьому світлодіоди (у кількості 3 шт.) З'єднуються послідовно з струмообмежуючим резистором, що вирівнює струм. Такий набір, у свою чергу, паралельно з'єднується з таким же набором світлодіодів.

Стабілізатор для світлодіодів на мікросхемі L7812

Стабілізатор струму світлодіодів може бути зібраний на базі 3-контактного регулятора напруги постійного струму (серії L7812). Пристрій навісного виконання відмінно підходить для живлення як світлодіодних стрічок, так і окремих лампочок в автомобілі.

Необхідні компоненти для збирання такої схеми:

• мікросхема L7812;
• конденсатор 330 мкф 16;
• конденсатор 100 мкф 16;
• діод випрямляючий на 1 ампер (1N4001, наприклад, або аналогічний діод Шоттки);
• дроти;
• термоусадка 3 мм.

Варіантів насправді може бути багато.

Схема підключення на базі LM2940CT-12.0

Корпус стабілізатора можна виконати практично з будь-якого матеріалу, крім дерева. При використанні більше десяти світлодіодів, рекомендується до стабільника зробити алюмінієвий радіатор.

Може хтось пробував і скаже, що можна легко обійтися без зайвих проблем, безпосередньо підключивши світлодіоди. Але в цьому випадку останні більшу частину часу будуть у несприятливих умовах, тому прослужать недовго або зовсім згорять. А тюнінг дорогих авто виливається в досить велику суму.

А щодо описаних схем, їхня головна перевага – простота. Для виготовлення не потрібно особливих навичок та умінь. Втім, якщо схема надто складна, то збирати її власноруч стає не раціонально.

Висновок

Ідеальний варіант підключення світлодіодів – через . Пристрій врівноважує коливання мережі, з його використанням вже не будуть страшні кидки струму. При цьому необхідно дотримуватись вимог до електроживлення. Це дозволить підлаштувати свій стабілізатор під мережу.

Апарат повинен забезпечувати максимальну надійність, стійкість та стабільність, бажано на довгі роки. Вартість зібраних пристроїв залежить від того, де всі необхідні деталі купуватимуться.

На відео – для світлодіодів.

Відомо, що яскравість світлодіода дуже сильно залежить від струму, що протікає через нього. У той же час струм світлодіода дуже круто залежить від напруги живлення. Звідси виникають помітні пульсації яскравості навіть за незначної нестабільності харчування.

Але пульсації - це не страшно, набагато гірше те, що найменше підвищення напруги живлення може призвести до настільки сильного збільшення струму через світлодіоди, що вони просто вигорять.

Щоб цього не допустити, світлодіоди (особливо потужні) зазвичай запитують через спеціальні схеми – драйвери, які по суті є стабілізаторами струму. У цій статті будуть розглянуті схеми простих стабілізаторів струму для світлодіодів (на транзисторах чи поширених мікросхемах).

Є ще дуже схожі світлодіоди – SMD 5730 (без одиниці в назві). У них потужність всього 0.5 Вт та максимальний струм 0.18 А. Так що не переплутайте.

Так як при послідовному підключенні світлодіодів загальна напруга дорівнюватиме сумі напруг на кожному з світлодіодів, то мінімальна напруга живлення схеми повинна бути: Uпіт = 2.5 + 12 + (3.3 х 10) = 47.5 Вольт.

Розрахувати опір і потужність резистора під інші значення струму можна за допомогою простенької програми Regulator Design (завантажити).

Очевидно, що чим вища вихідна напруга стабілізатора, тим більше тепла виділятиметься на токозадавальному резисторі і, отже, тим гірше ККД. Тому для наших цілей краще підійде LM7805, ніж LM7812.

LM317

Не менш ефективним виходить лінійний стабілізатор струму для світлодіодів на LM317. Типова схема включення:

Найпростіша схема включення LM317 для світлодіодів, що дозволяє зібрати потужний світильник, складається з випрямляча з ємнісним фільтром, стабілізатора струму та 93 світлодіодів. SMD 5630. Тут застосовані MXL8-PW35-0000 (3500K, 31Lm, 100mA, 3.1V, 400mW, 5.3x3mm).

Якщо така велика гірлянда зі світлодіодів не потрібна, то до драйвера на LM317 для живлення світлодіодів доведеться додати баластний резистор або конденсатор (щоб загасити надмірну напругу). Як це зробити ми дуже докладно розглядали у .

Недолік такої схеми струмового драйвера для світлодіодів у тому, що при підвищенні напруги в мережі вище 235 вольт, LM317 виявиться за межами розрахункового режиму роботи, а при зниженні до ~208 вольт і нижче, мікросхема зовсім перестає стабілізувати і глибина пульсацій повністю залежатиме. від ємності С1.

Тому використовувати такий світильник потрібно там, де напруга менш стабільна. І на ємності цього конденсатора не варто заощаджувати. Діодний міст можна взяти готовий (наприклад, мініатюрний MB6S) або зібрати з відповідних діодів (U обр не менше 400 В, прямий струм > 100 мА). Відмінно підійдуть згадані вище 1N4007.

Як бачите, схема найпростіша і не містить будь-яких дорогих компонентів. Ось поточні ціни (і вони, швидше за все, і далі знижуватимуться):

назва	Характеристики	вартість
SMD 5630	LED, 3.3V, 0.15A, 0.5W	240руб. / 1000шт.
LM317	1.25-37V, >1.5A	112руб. / 10 шт.
MB6S	600V, 0.5A	67руб. / 20шт.
120μF, 400V	18х30mm	560руб. / 10 шт.

Таким чином, витративши в цілому 1000 руб., Можна зібрати десяток 30-ватних (!!!) лампочок, що не мерехтять (!!!). Оскільки світлодіоди працюють не на повну потужність, а єдиний електроліт не перегрівається, то ці лампи будуть практично вічними.

Замість ув'язнення

До недоліків наведених у статті схем слід віднести низький ККД за рахунок марної витрати потужності на регулюючих елементах. Втім, це властиво всім лінійним стабілізаторам струму.

Низький коефіцієнт корисної дії неприйнятний для пристроїв, що живляться від автономних джерел струму (світильники, ліхтарики тощо). Істотного підвищення ККД (90% і більше) можна досягти застосуванням.