Стабилизатор для светодиодов и ДХО

Стабилизатор напряжения для ДХО

Практически каждый владелец автомобиля встречался с такой проблемой, как частый выход из строя светодиодных ламп, установленных в габаритных фонарях, дневных ходовых огнях и прочих автомобильных фонарях. Решить проблему можно, изготовив стабилизатор напряжения для дхо своими руками, что не потребует особых навыков и не займёт много времени.

Светодиоды в дневных ходовых огнях

Светодиодные лампы имеют высокую популярность среди автолюбителей ввиду своей небольшой мощности и низкого энергопотребления. К тому же оптимальный ресурс работы светодиода может достигать пятидесяти тысяч часов при соблюдении надлежащих условий. Однако в автомобилях, особенно это касается автотранспорта отечественного производства, срок службы диода может значительно сократиться и всего через месяц он уже может начать мерцать, а затем и вовсе перегореть.

Оптимальным напряжением для долгой службы лампы при максимально возможной яркости считается 12 В. Однако напряжение бортовой сети автомобильного средства изначально превышает 12 В, составляя примерно 12,6 В, а при заведённом двигателе может достигать всех 14,5 В. С учётом скачков при переключении мощных лам дальнего и ближнего света, а также высокой мощности импульсов по напряжению и магнитных наводок при запуске двигателя стартером бортовая автомобильная сеть предлагает не самые хорошие условия для питания светодиодных ламп.

Светодиодные лампы обладают высокой чувствительностью к любым скачкам напряжения и при отсутствии ограничивающих элементов (в дешёвых вариантах они отсутствуют, если не считать уменьшающих ток резисторов) очень быстро выходят из строя вследствие постоянного перенапряжения.

Стабилизатор своими руками

Чтобы не возиться каждый раз с заменой светодиодов, расходуя при этом лишние деньги, можно пойти другим путём — сделать стабилизатор тока для дхо своими руками, тем более что задача посильна практически каждому автомобилисту.

Для сборки такого стабилизатора потребуются следующие комплектующие:

  • микросхема — стабилизатор напряжения линейного типа (это может быть L7805 или КР142ЕН8Б);
  • два конденсатора (100 микрофарад и 330 микрофарад);
  • паяльная лампа.

Самостоятельное изготовление стабилизатора для дхо происходит в несколько этапов:

  1. Необходимо соединить конденсатор ёмкостью 100мкф и стабилизатор по схеме: минус с центральной ногой стабилизатора, плюс — с правой.
  2. Второй конденсатор (330 мкф) припаивается по зеркальному принципу: к центральной ноге стабилизатора — плюс, к левой — минус.
  3. Затем входной плюс необходимо припаять к диоду, а минус спаять со средней ножкой стабилизатора.

Итак, стабилизатор для дневных ходовых огней практически готов, остаётся лишь учесть некоторые моменты:

  • чтобы стабилизатор не грелся, нужно прикрутить к нему любую металлическую пластинку, которая будет играть роль охлаждающего радиатора. Также существует вариант крепления стабилизаторов прямо к кузову автомобиля – в этом случае именно он будет выполнять функцию радиатора;
  • при потреблении ходовых огней, превышающем 700 мА, каждый отдельный фонарь требует изготовления собственного стабилизатора.

Схема подключения стабилизатора для дхо также проста, как и схема его изготовления и легко находится на любом сайте или форуме автолюбителей.

Подобный стабилизатор 12 вольт, изготовленный своими руками, подойдёт не только для дневных ходовых огней, но и для некоторой другой автомобильной электроники, требующей стабилизации. Также можно купить и готовые драйвера светодиодов, однако нередко они стоят дороже самих LED-ламп.

Стабилизатор тока для светодиодов, схемы

За последние 10-20 лет количество бытовой электроники многократно выросло. Появилось огромное разнообразие электронных компонентов и готовых модулей. Возросли и требования к питанию, для многих требуется стабилизированное напряжение или стабильный ток.

Драйвер чаще всего используется как стабилизатор тока для светодиодов и зарядки автомобильных аккумуляторов. Такой источник теперь есть в каждой светодиодном прожекторе, лампе или светильнике. Рассмотрим все варианты стабилизации, начиная от старых и простых до самых эффективных и современных. Еще они называются светодиодным драйвером, led driver.

  • 1. Типы стабилизаторов
  • 2. Популярные модели
  • 3. Стабилизатор для светодиодов
  • 4. Драйвер на 220 В
  • 5. Стабилизатор тока, схема
  • 6. LM317
  • 7. Регулируемый стабилизатор тока
  • 8. Цены в Китае

Типы стабилизаторов

Импульсные регулируемые постоянного тока

15 лет назад на первом курсе я сдавал зачёты по предмету «Источники питания» для радиоэлектронной аппаратуры. Начиная с тех пор и до сегодняшнего времени, самым народным и популярным остаётся микросхема LM317 и её аналоги, которая относится к классу линейных стабилизаторов.

На данный момент есть несколько видов стабилизаторов напряжения и тока:

  1. линейные до 10А и входным напряжением до 40В;
  2. импульсные с высоким входным напряжением, понижающие;
  3. импульсные с низким входным напряжением, повышающие.

На импульсном ШИМ контроллере обычно от 3 до 7 ампер по характеристикам. В реальности зависит от системы охлаждения и КПД в конкретном режиме. Повышающий из низкого входного напряжения на выходе делает более высокое. Такой вариант используется для питания светодиодов от блоков питания с малым количеством вольт. Например в автомобиле, когда из 12В надо сделать 19В или 45В. С понижающим проще, высокое снижается до нужного уровня.

Про все способы питания светодиодов читайте в статье «Как подключить светодиод к 12 и 220В». Отдельно описаны схемы подключения от простейших за 20 руб до полноценных блоков с хорошим функционалом.

По функционалу они делятся на специализированные и универсальные. Универсальные модули обычно имеют 2 переменных сопротивления, для настройки Вольт и Ампер на выходе. Специализированные чаще всего не имеют построечных элементов и значения на выходе фиксированы. Среди специализированных, распространены стабилизаторы тока для светодиодов, схемы в большом количестве есть в интернете.

Популярные модели

Lm2596

Среди импульсных стала популярна LM2596, но по современным меркам у неё низкий КПД. Если более 1 ампера, то требуется радиатор. Небольшой список аналогичных:

Дополню современным китайским ассортиментом, который хороший по характеристикам, но встречается гораздо реже. На Алиэкспресс помогает поиск именно по маркировке. Список собран по интернет-магазинам:

Так же подходят для китайских дневных ходовых огней ДХО. Из-за дешевизны светодиоды подключены через резистор к авто аккумулятору или автомобильной сети. Но напряжения скачет до 30 вольт импульсами. Низкокачественные светодиоды не выдерживают таких скачков и начинают дохнуть. Скорее всего вы видали мигающие ДХО или ходовые огни, у которых некоторые светодиоды не работают.

Миниатюрный преобразователь тока

Сборка схемы своими руками на этих элементах будет простой. Преимущественно это стабилизаторы напряжения, которые включаются в режиме стабилизации тока.

Не путайте максимальное напряжение всего блока и максимальное напряжение ШИМ контроллера. На блоке могут быть установлены низковольтные конденсаторы на 20В, когда импульсная микросхема имеет вход до 35В.

Стабилизатор для светодиодов

Сделать стабилизатор тока для светодиодов своими руками проще всего на LM317, требуется только рассчитать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе. Питание можно использовать подручное, например:

  1. блок питания от ноутбука на 19V;
  2. от принтера на 24В и 32В;
  3. от бытовой электроники на 12 вольт, 9V.

Преимущества такого преобразователя, это низкая цена, легко купить, минимум деталей, высокая надежность. Если схема стабилизатора тока сложнее, то собирать её своими руками становится не рационально. Если вы не радиолюбитель, то импульсный стабилизатор тока проще и быстрее купить. В дальнейшем его можно доработать до необходимых параметров. Подробнее вы можете узнать в разделе «Готовые модули».

Драйвер на 220 В

Если вас интересует драйвер для светодиода на 220в, то лучше его заказать или купить. Они имеют среднюю сложность изготовления, но настройка отнимет больше времени и потребуется опыт по наладке.

Светодиодный драйвер на 220 можно извлечь из неисправных светодиодных ламп, светильников и прожекторов, у которых неисправна цепь со светодиодами. К тому же практически любой имеющийся драйвер можно доработать. Для этого узнайте модель ШИМ контроллера, на котором собран преобразователь. Обычно параметры на выходе задаются резистором или несколькими. По даташиту (datasheet) посмотрите, какое сопротивление должно быть, чтобы получить нужные Амперы.

Если поставить регулируемый резистор рассчитанного номинала, то количество Ампер на выходе будет настраиваемым. Только не превышайте номинальную мощность, которая была указана.

Стабилизатор тока, схема

Мне приходится часто просматривать ассортимент на Aliexpress в поисках недорогих но качественных модулей. Разница по стоимости может быть в 2-3 раза, время уходит на поиск минимальной цены. Но благодаря этому делаю заказ на 2-3 штуки для тестов. Покупаю для обзоров и консультаций производителей, которые покупают комплектующие в Китае.

В июне 2016 года оптимальным выбором стал универсальный модуль на XL4015, цена которого 110руб с бесплатной доставкой. Его характеристики подходят для подключения мощных светодиодов до 100 Ватт.

Типовая схема включения понижающего преобразователя

Схема в режиме драйвера.

В стандартном варианте корпус XL4015 припаян к плате, которая служит радиатором. Для улучшения охлаждения на корпус XL4015 надо поставить радиатор. Большинство ставят его сверху, но эффективность такой установки низкая. Лучше систему охлаждения ставить снизу платы, напротив места пайки микросхемы. В идеале её лучше отпаять и поставить на полноценный радиатор через термопасту. Ножки скорее всего придется удлинить проводами. Если потребуется такое серьезное охлаждение контроллеру, то оно потребуется и диоду Шотки. Его тоже придётся поставить на радиатор. Такая доработка значительно повысит надежность всей схемы.

В основном модули не имеют защиты от неправильной подачи питания. Это моментально выводит их из строя, будьте внимательны.

Разновидности XL4015, добавлен вольтметр

LM317

Применение LM317 (крен) даже не требует каких либо навыков и знаний по электронике. Количество внешних элементов в схемах минимально, поэтому это доступный вариант для любого. Её цена очень низкая, возможности и применение многократно испытаны и проверены. Только она требует хорошего охлаждения, это её основной недостаток. Единственное стоит опасаться низкокачественных китайских микросхем ЛМ317, которые имеют параметры похуже.

Микросхемы линейной стабилизации из-за отсутствия лишних шумов на выходе, использовал для питания высококачественных ЦАП класса Hi-Fi и Hi-End. Для ЦАП огромную роль играет чистота питания, поэтому некоторые используют аккумуляторы для этого.

Схема стабилизации до 10 ампер

Максимальная сила для LM317 составляет 1,5 Ампера. Для увеличения количества ампер можно добавить в схему полевой транзистор или обычный. На выходе можно будет получить до 10А, задаётся низкоомным сопротивлением. На данной схеме основную нагрузку на себя берёт транзистор КТ825.

Другой способ, это поставить аналог с более высокими техническими характеристиками на большую систему охлаждения.

Регулируемый стабилизатор тока

Универсальный регулируемый вариант

Меня как радиолюбителя со стажем 20 лет радует ассортимент продаваемых готовых блоков и модулей. Сейчас из готовых блоков можно собрать любое устройство за минимальное время.

Я начал терять доверие к китайской продукции, после того, как у видел в «Танковом биатлоне», как у лучшего китайского танка отпало колесо.

Лидером по ассортименту блоков питания, преобразователей тока DC-DC, драйверов стали китайские интернет-магазины. У них в свободной продаже можно найти практически любые модули, если поискать получше, то и очень узкоспециализированные. Например за 10.000 т.руб можно собрать спектрометр стоимостью 100.000 руб. Где 90% цены это накрутка за бренд и немного доработанный китайский софт.

Цена начинается от 35руб. за DC-DC преобразователь напряжения, драйвер подороже и отличается двумя тремя подстроечными резисторами, вместо одного.

Для более универсального использования лучше подходит регулируемый драйвер. Основное отличие, это установка переменного резистора в цепи, задающей амперы на выходе. Эти характеристики могут быть указаны в типовых схемах включения в спецификациях на микросхему, даташит, datasheet.

Слабые места таких драйверов, это нагрев дросселя и диода Шотки. В зависимости от модели ШИМ контроллера, они выдерживают то 1А до 3А без дополнительного охлаждения микросхемы. Если выше 3А, то требуется охлаждение ШИМ и мощного диода Шотки. Дроссель перематывают более толстым проводом или заменяют на подходящий.

Читайте также:  Простой способ избавиться от налипания грязи на подкрылки и пороги

КПД зависит от режима работы, разницы напряжения между входом и выходом. Чем выше коэффициент полезного действия, тем ниже нагрев стабилизатора.

Цены в Китае

Стоимость очень низкая, с учетом того, что доставка включена в цену. Раньше я думал, что из-за товара за 30-50 руб китайцы даже и мараться не будут, много работы при малом доходе. Но как показала практика, я ошибался. Любую копеечную ерунду они упаковывают и отсылают. Приходит в 98% случаев, а закупаю на Aliexpress уже более 7 лет и на большие суммы, наверное уже около 1 млн руб.

Поэтому оформляю заказ заранее, обычно 2-3 штуки одного наименования. Ненужное распродаю на местном форуме или Авито, всё расходится как горячие пирожки.

Здравствуйте. Вы пишете про схемы стабилизации ТОКА для светодиодов. Но если ставить в авто, там ведь скачет напряжение — значит надо в машине использовать стабилизацию по напряжению, а не по току ?

Ток стабилизируется независимо от входного напряжения, если вы про драйвер для авто. Если подключаете диод с резистором, как в ленте светодиодной, то тут нужен стабилизатор напряжения.

Доброго времени! Немного оффтоп, но у вас в статье есть упоминание о спекрометре за 10 тыс.
Я понимаю что это в качестве примера, но если есть какие то наработки в этом направлении в публичном доступе, не могли бы дать ссылку?
Заранее спасибо! Отличный ресурс!

Готовая плата спектрометра с датчиком, подключением USB и софтом стоит около 8 т.руб у китайцев. То есть нужен только корпус и дифракционная решётка. Получаете по начинке аналог спектрометра за 100 т руб. В инете есть несколько вариантов как собрать спектрометр за 3-5 труб. Есть вариант спектрометра и за 1000 руб.

Доброго дня. Подскажите пожалуйста, если использовать LM317 из Ali с регулировкой сопротивления (как у вас в статье) обязательно ли подключать к ней минус? Просто если паять самому на LM317, то по вашей схеме нужен только плюс, а у китайской готовой плате вижу две колодки с двумя контактами. Просто не хочу разрезать общий минус идущий ко всем лампочкам сзади в авто. И второй вопрос. Можно ли использовать одну плату LM317 для подключения двух лампочек подключенных параллельно (лампочки заднего хода в авто)?

Лампы параллельно подключайте. Подключение по схеме.

Здравствуйте, подскажите, имеем мотор лифан 15 л.с., переменка 24v. Как подключить к нему диодную фару 36w 12v, какой выбрать стабилизатор? фара по типу

Листайте раздел «Питание» там всё есть.

Здравствуйте. Подскажите советом. Я на авто сделал ДХО с использованием светодиодов, а для питания приобрел вот такой dc-dc преобразователь А так как живу я в сельской местности, где радио еле работает, при включении ДХО идут сильные помехи на радио. В описании к преобразователю указано, что частота преобразования 180 КГц. У этого же продавца есть наподобие такие же ШИМ, только с частотой преобразования 300 КГц. Не могли бы вы подсказать, будут ли улучшения в приеме радио с ШИМом с 300КГц?

Пробуйте с другой частотой, может фонить в радиодиапазоне меньше будет.

Доброго времени. Подскажите пожалуйста, есть ли драйвер уровня XL4015 (или лучше?), но только с каналом для диммирования. Есть непреодолимое желание собрать подсветку для аквариума на xm l2. На драйв2.ру находил схему доработки этого преобразователя, но для меня это уже за гранью. Ещё на али находил подозрительные dc-dc на микросхеме xl4005, у которого на плате вроде есть pwm (в описании PWM C4A3 и C4A4, что бы это не значило). Правда заказов мало, и отзывов почти нет. Может вы посоветуете готовое/проверенное решение? Спасибо.

Зачем вам так сильно заморачиваться. Проще ленту или светодиодную трубку поставить с диммером. Читайте раздел «Питание», там я описал много видов драйверов для светодиодов.

Порекомендуйте стабилизатор тока для автомобильной лампы «Образец №1» из раздела «Как выбирать светодиодные лампы для ДХО HB3» .
Вход 12 Вольт, выход около 45 Вольт при стабильном токе 0,1 Ампера.
В этой лампе пять диодов COB по три элемента в каждом. Китайский драйвер на микросхеме РТ4115 перегревается и сгорает.

Лучше купите хорошие лампы, меньше проблем и выгодней в итоге.

Простые линейные стабилизаторы тока для светодиодов своими руками

Известно, что яркость светодиода очень сильно зависит от протекающего через него тока. В то же время ток светодиода очень круто зависит от питающего напряжения. Отсюда возникают заметные пульсации яркости даже при незначительной нестабильности питания.

Но пульсации – это не страшно, гораздо хуже то, что малейшее повышение питающего напряжения может привести к настолько сильному увеличению тока через светодиоды, что они просто выгорят.

Чтобы этого не допустить, светодиоды (особенно мощные) обычно запитывают через специальные схемы – драйверы, которые по сути своей являются стабилизаторами тока. В этой статье будут рассмотрены схемы простых стабилизаторов тока для светодиодов (на транзисторах или распространенных микросхемах).

Стабилизаторы тока на транзисторах

Для стабилизации тока через светодиоды можно применить хорошо известные решения:

На рисунке 1 представлена схема, работа которой основана на т.н. эмиттерном повторителе. Транзистор, включенный таким образом, стремится поддерживать напряжение на эмиттере в точности таким же, как и на базе (разница будет только в падении напряжения на переходе база-эмиттер). Таким образом, зафиксировав напряжение базы с помощью стабилитрона, мы получаем фиксированное напряжение на R1.

Далее, используя закон Ома, получаем ток эмиттера: Iэ = Uэ/R1. Ток эмиттера практически совпадает с током коллектора, а значит и с током через светодиоды.

Обычные диоды имеют очень слабую зависимость прямого напряжения от тока, поэтому возможно их применение вместо труднодоступных низковольтных стабилитронов. Вот два варианта схем для транзисторов разной проводимости, в которых стабилитроны заменены двумя обычными диодами VD1, VD2:

Ток через светодиоды задается подбором резистора R2. Резистор R1 выбирают таким образом, чтобы выйти на линейный участок ВАХ диодов (с учетом тока базы транзистора). Напряжение питания всей схемы должно быть не меньше, чем суммарное напряжение всех светодиодов плюс около 2-2.5 вольт сверху для устойчивой работы транзистора.

Например, если нужно получить ток 30 мА через 3 последовательно включенных светодиодов с прямым напряжением 3.1 В, то схему следует запитать напряжением не ниже 12 Вольт. При этом сопротивление резистора должно быть около 20 Ом, мощность рассеивания – 18 мВт. Транзистор следует подобрать с максимальным напряжением Uкэ не ниже напряжения питания, например, распространенный S9014 (n-p-n).

Сопротивление R1 будет зависеть от коэфф. усиления транзистора hfe и ВАХ диодов. Для S9014 и диодов 1N4148 достаточно будет 10 кОм.

Применим описанный стабилизатор для совершенствования одного из светодиодных светильников, описанного в этой статье. Улучшенная схема будет выглядеть так:

Данная доработка позволяет значительно снизить пульсации тока и, следовательно, яркости светодиодов. Но главный плюс схемы заключается в нормализации режима работы светодиодов и защита их от бросков напряжения во время включения. Это приводит к существенному продлению срока службы светодиодной лампы.

Из осциллограмм видно, что добавив в схему стабилизатор тока для светодиода на транзисторе и стабилитроне, мы тут же уменьшили амплитуду пульсаций в несколько раз:

При указанных на схеме номиналах, на транзисторе рассеивается мощность чуть больше 0.5 Вт, что позволяет обойтись без радиатора. Если емкость балластного конденсатора увеличить до 1.2 мкФ, то на транзисторе будет падать

23 Вольт, а мощность составит около 1 Вт. В этом случае без радиатора не обойтись, но зато пульсации понизятся чуть ли не до нуля.

Вместо указанного на схеме транзистора 2CS4544, можно взять 2SC2482 или аналогичный с током коллектора больше 100 мА и допустимым напряжением Uкэ не менее 300 В (подойдут, например, старые советские КТ940, КТ969).

Желаемый ток, как обычно, задается резистором R*. Стабилитрон рассчитан на напряжение 5.1 В и мощность 0.5 Вт. В качестве светодиодов применены распространенные smd-светодиоды из китайской лампочки (а еще лучше взять готовую лампу и добавить в нее недостающие компоненты).

Теперь рассмотрим схему, представленную на рисунке 2. Вот она отдельно:

Токовым датчиком здесь является резистор, сопротивление которого рассчитывается по формуле 0.6/Iнагр. При увеличении тока через светодиоды, транзистор VT2 начинает открываться сильнее, что приводит к более сильному запиранию транзистора VT1. Ток уменьшается. Таким образом происходит стабилизация выходного тока.

Достоинства схемы – ее простота. К недостатку можно записать довольно большое падение напряжения (а следовательно и мощности) на транзисторе VT1. Это не критично при небольших токах (десятки и сотни миллиампер), однако дальнейшее увеличение тока через светодиоды потребует установки этого транзистора на радиатор.

Также, вместо биполярного транзистора, можно применить p-канальный MOSFET. Схема, приведенная ниже, представляет собой мощный светильник на двух 10-ваттных светодиодах и 40-ваттном IRF9510 в корпусе ТО-220 (см. характеристики):

Ток через светодиоды задается подбором резистора R1. VT1 – любой маломощный. Светодиоды – Cree XM-L T6 10W (см. спецификацию) или аналогичные.

Транзистор VT2 и светодиоды необходимо разместить на общем радиаторе, площадью не менее 900 см 2 (это если без принудительного охлаждения). Использование термопасты обязательно. Ребра радиатора должен быть толстым и массивным, чтобы максимально быстро отводить тепло. Оцинкованные профили для гипсокартона, консервные банки из-под селедки и крышки от кастрюль категорически не подходят.

Если такая мощность не нужна, можно сократить количество светодиодов до одного. Но при этом придется понизить напряжение питания на 3-3.5 вольта. Иначе потребляемая мощность останется прежней, транзистор будет греться в два раза сильнее, а светить будет в два раза хуже.

Для снижения мощности правильнее было бы оставить оба светодиода, но уменьшить ток, например, до 2А – тогда мощность упадет с 20 до 12 Вт, а срок жизни светодиодов многократно возрастет. И площадь радиатора можно будет уменьшить до 600 см 2 .

Вместо IRF9510 можно взять, например, IRF9Z34N (19А, 55В) или NDP6020P (24А, 20В). Смотрите сами, какие есть в вашем распоряжении. Если совсем ничего нет, самое время закупиться по дешевке:

наименованиехарактеристикицена
IRF9510P-channel, 100V, 4A209 руб. / 10 шт.
IRF9Z34NP-channel, 55V, 19A124 руб. / 10 шт.
NDP6020PP-channel, 20V, 24A120 руб. / 10 шт.
Cree XM-L T610W, 3A135 руб. / шт.

Ну а самая простейшая схема стабилизатора тока для светодиодов на полевом транзисторе состоит всего лишь из одного транзистора с закороченным накоротко затвором и истоком:

Вместо КП303Е подойдет, например, BF245C или аналогичный со встроенным каналом. Принцип действия схож со схемой на рисунке 1, только в качестве эталонного напряжения используется потенциал “земли”. Величина выходного тока определяется исключительно начальным током стока (берется из даташита) и практически не зависит от напряжения сток-исток Uси. Это хорошо видно из графика выходной характеристики:

На схеме на рисунке 3 в цепь истока добавлен резистор R1, задающий некоторое обратное смещение затвора и позволяющий таким образом изменить ток стока (а значит и ток нагрузки).

Пример самого простого драйвера тока для светодиода представлен ниже:

Читайте также:  Как обновить обшивку потолка в автомобиле

Здесь применен полевой транзистор с изолированным затвором и встроенным каналом n-типа BSS229. Точное значение выходного тока будет зависеть от характеристик конкретного экземпляра и сопротивления R1.

Это, в общем-то, все способы превратить транзистор в стабилизатор тока. Есть еще так называемое токовое зеркало, но применительно к светодиодным светильникам оно не подходит. Поэтому перейдем к микросхемам.

Стабилизаторы тока на микросхемах

Микросхемы позволяют добиться гораздо более высоких характеристик, чем транзисторы. Чаще всего для сборки стабилизатор тока для светодиодов своими руками используют прецизионные термостабильные источники опорного напряжения (TL431, LM317 и другие).

TL431

Типовая схема стабилизатора тока для светодиодов на TL431 выглядит так:

Так как микросхема ведет себя так, чтобы поддерживать на резисторе R2 фиксированное напряжение 2.5 В, то ток через этот резистор всегда будет равен 2.5/R2. А если пренебречь током базы, то можно считать, что I = IR2. И чем выше будет коэффициент усиления транзистора hfe, тем больше эти токи будут совпадать.

R1 рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить минимальный рабочий ток микросхемы – 1 мА.

А вот пример практического применения TL431 в светодиодной лампе:

На транзисторе падает около 20-30 В, рассеиваемая мощность составляет менее 1.5 Вт. Кроме указанного на схеме 2SC4544 можно применить более мощный BD711 или старый советский КТ940А. Транзисторы в корпусе TO-220 не требуют установки на радиатор до мощностей 1.5-2 Вт включительно.

Резистор R3 служит для ограничения импульса зарядки конденсатора при включении питания. Ток через нагрузку задается резистором R2.

В качестве нагрузки Rн здесь выступают 90 белых чип-светодиодов 2835. Максимальная мощность при токе 60 мА составляет 0.2 Вт (24Lm), падение напряжения – 3.2 В. Также можно применить любые другие подходящие светодиоды, например, SMD5050.

Для увеличение срока службы мощность диодов специально занижена на 20% (0.16 Вт, ток 45 мА), соответственно, суммарная мощность всех светодиодов составляет – 14 Вт.

Хотя я бы рекомендовал найти светодиоды в точно таком же форм-факторе (2.8х3.5мм), но мощностью 0.5 Вт. Они и греться будут меньше и прослужат дольше.

Найти такие светодиоды, а также все необходимое для сборки схемы можно по этим ссылкам:

наименованиехарактеристикицена
SMD 2835LED, 3.3V, 0.15A, 0.5W67 руб. / 100 шт.
2SC4544NPN, 300V, 0.1A10 руб. / шт.
BD711NPN, 100V, 12A120 руб. / 10 шт.
1N40071000V, 1A51 руб. / 100 шт.
TL431A36V, 100mA87 руб. / 100 шт.

Разумеется, приведенную схему стабилизатора тока для светодиодов на 220 В можно пересчитать под любой необходимый ток и/или другое количество имеющихся в распоряжении светодиодов.

С учетом допустимого разброса напряжения 220 Вольт (см. ГОСТ 29322-2014), выпрямленное напряжение на конденсаторе C1 будет находиться в диапазоне от 293 до 358 В, поэтому он должен быть рассчитан на напряжение не менее 400 В.

Исходя из диапазона питающих напряжений, рассчитываются параметры остальных элементов схемы.

Например, резистор, задающий рабочий режим микросхемы DA1 должен обеспечивать ток не менее 0.5 мА при напряжении на С1 = 293 В. Максимальное количество светодиодов не должно превышать NLED = 100 мА). Отлично подойдут упомянутые выше 1N4007.

Как видите, схемка простейшая и не содержит каких-либо доростоящих компонентов. Вот текущие цены (и они, скорее всего, будут и дальше снижаться):

названиехарактеристикистоимость
SMD 5630LED, 3.3V, 0.15A, 0.5W240руб. / 1000шт.
LM3171.25-37V, >1.5A112руб. / 10шт.
MB6S600V, 0.5A67руб. / 20шт.
120μF, 400V18х30mm560руб. / 10шт.

Таким образом, потратив в общей сложности 1000 руб., можно собрать десяток 30-ваттных (. ) не мерцающих (. ) лампочек. А так как светодиоды работают не на полную мощность, а единственный электролит не перегревается, то эти лампы будут практически вечными.

Вместо заключения

К недостаткам приведенных в статье схем следует отнести низкий КПД за счет бесполезной траты мощности на регулирующих элементах. Впрочем, это свойственно всем линейным стабилизаторам тока.

Низкий коэффициент полезного действия неприемлем для устройств, питающихся от автономных источников тока (светильники, фонарики и т.п.). Существенного повышения КПД (90% и более) можно добиться применением импульсных стабилизаторов тока.

Простой стабилизатор для светодиодов в авто

Светодиоды не любят колебания напряжения, это факт. Не любят они это по причине того, что светодиоды ведут себя не так как лампы или другие линейные приборы. Их ток меняется в зависимости от напряжения нелинейно, поэтому например двухкратное увеличение напряжения увеличивает ток через светодиоды далеко не в 2 раза. Из за чего они перегреваются, быстро деградируют и выходят из строя.

Большинство диодов, применяемых в автомобиле, имеют встроенное сопротивление, которое рассчитано на напряжение 12 вольт. Но напряжение бортовой сети автомобиля никогда не бывает 12 вольт (разве что с разряженным аккумулятором), плюс ко всему оно далеко не такое стабильное, как хотелось бы. Если использовать недорогие китайские диодные приборы в автомобиле без предварительной их стабилизации то они достаточно быстро начнут мигать а затем и вовсе перестанут светить.

Вот и я столкнулся с такой проблемой — светодиоды в габаритах начали мигать, так как я когда-то поленился их стабилизировать.

Существует множество готовых схем-стабилизаторов для 12-вольтовых приборов. Чаще всего на прилавках можно найти микросхему КР142ЕН8Б или подобные ей. Данная микросхема расчитана на ток до 1.5А, но для большего эффекта нужно включение с применением входных и выходных конденсаторов.

Стандартная схема предполагает применение 0.33 и 0.033мкФ конденсаторов (если память не изменяет). Но лично я решил сделать включение с применением 4-х конденсаторов: 470мкФ и 0.47мкФ на вход и соответственно в 10 раз меньшая емкость на выход. Я уже не помню, но где-то на форумах я встречал именно такое включение, решил его применить.

Чтобы все это можно было легко внедрить в авто, я решил напаять все элементы непосредственно на микросхему.

Микросхема с элементами

Микросхема с элементами

К микросхеме припаяны, помимо конденсаторов, два провода, соответственно вход и выход. Масса будет приходить через крепление микросхемы. Средняя нога микросхемы задействована только под ножки конденсаторов. Выводить провод от нее я не стал, так как она объединена с корпусом схемы.
Для прочности всей конструкции я решил залить все это клеем, затем завернуть в термоусадку.

Микросхема и термоусадка

В автомобиле можно крепить через саморез к кузову.

Пост не претендует на что-то супер-мега технологичное, но мало ли кому может пригодиться

Вместо КР142ЕН8Б можно использовать L7812CV, схема включения аналогичная. Если взглянуть на стандартную схему и сравнить с моей то возникают вопросы “зачем именно такие емкости?”.

Поясняю: штатная схема включения подразумевает только стабилизацию напряжения, но никак не спасает от просадки (кратковременной) напряжения, поэтому в схему были введены электролиты достаточно большой емкости для сглаживания таких просадок.

По идее конечно АКБ в машине должен выполнить роль фильтра просадок напряжения, но иногда случаются просадки, которые АКБ просто не успевает уловить. Например при подаче искры на свечу зажигания через катушку проходит нехилый ток, который отлично просаживает напряжение в бортсети.

Все схемы подключения дневных ходовых огней

На территории РФ уже более 8 лет действуют поправки в правила дорожного движения (ПДД), в соответствии с которыми движущееся транспортное средство в светлое время суток должно быть обозначено фарами ближнего света, противотуманными фарами (ПТФ) или дневными ходовыми огнями (ДХО). Использование для этих целей головных и противотуманных фар имеет ряд недостатков. Поэтому водители предпочитают покупать готовые модули ходовых огней и самостоятельно их устанавливать в своё авто. Как правильно подключить дневные ходовые огни, чтобы их эксплуатация была безопасной и не противоречила действующим законам?

Нюансы включения ходовых огней

Основные предписания, касающиеся установки, технических параметров и подключения ходовых огней, перечислены в пункте 6.19 ГОСТ Р 41.48-2004. В частности, электрическая функциональная схема ДХО должна быть собрана таким образом, чтобы ходовые огни автоматически включались при повороте ключа зажигания (запуске двигателя). При этом они должны автоматически отключаться, если произведено включение фар головного света.

Пункт 5.12 указанного стандарта гласит о том, что фары головного света (ФГС) должны включаться только после включения габаритов, за исключением подачи кратковременных предупредительных сигналов. При самостоятельном подключении ДХО эту особенность обязательно нужно учитывать.

Правильное подключение ДХО не ограничивается грамотно продуманной функциональной схемой. Самое время вспомнить о блоке стабилизации для светодиодов. В самих ходовых огнях роль ограничителя тока выполняют резисторы, однако, из-за перепадов напряжения, резисторы не могут ограничить ток на одном уровне. Именно поэтому стабилизатор по напряжению в схеме подключения ходовых огней крайне необходим. Иначе срок эксплуатации светодиодных модулей ДХО значительно сокращается ввиду постоянных перепадов бортового напряжения. Некоторые автолюбители заявляют, что подключить ходовые огни можно и без стабилизатора.

Подключение и установка LED-драйвера – это лишняя трата времени, ведь ДХО на светодиодах месяцами исправно светят без какой-либо стабилизации…

Однако данное утверждение легко оспорить. Дело в том, что при каждом скачке напряжения на светодиодном модуле появляется более 12 В, прямой ток через светодиоды превышает номинальное значение, что ведёт к перегреву излучающего кристалла. Яркость светодиодов снижается, такие ДХО уже не смогут выполнять свою непосредственную задачу – издалека предупреждать водителей встречного транспорта, а со временем и вовсе начнут мерцать и выйдут из строя.

Использовать светодиодные ДХО без стабилизатора напряжения – значит выбрасывать каждый год, как минимум, несколько сотен рублей на новые модули и тратить время на их замену.

Для простоты понимания, нижеприведенные схемы показаны без использования стабилизатора.

Простейшая схема

Самая простая схема включения ДХО при запуске двигателя показана на рисунке. Плюсовой провод подсоединяют на клемму «+» замка зажигания. Минусовой провод крепят на корпус машины в удобном месте. В таком виде схема имеет существенный недостаток. Светодиодные ходовые огни будут излучать свет всё время, пока повёрнут ключ зажигания. К тому же их работа не согласована с работой остальных фар, а значит, не отвечает требованию ГОСТа.

Включение через габариты или ближний свет

Второй вариант схемы подключения ДХО предполагает задействовать цепь питания габаритной лампочки. Для этого плюсовой провод от ходовых огней напрямую соединяют с «+» от аккумулятора. В свою очередь, минусовой провод соединяют с «+» габаритного огня, который в данный момент электрически нейтрален. В результате образуется следующий путь протекания тока: от «+» аккумулятора через светодиоды к габариту, а затем через лампочку на корпус, который служит минусом всей цепи. Из-за малого потребления тока (десятки мА) светодиоды начинают светиться, а спираль лампы остаётся погашенной. Если водитель включит габаритные огни, то на плюсе габарита появляется +12 В, потенциалы на проводах ДХО выравниваются и светодиоды гаснут. Схема переходит в штатный режим, то есть ток течёт через лампочки габаритных огней.

В данном схемотехническом решении имеется несколько недостатков:

  • ходовые огни остаются в работе при выключенном двигателе, что противоречит действующим правилам;
  • схема не будет работать, если в габаритах тоже установлены светодиоды;
  • схема не будет корректно работать, если в ДХО размещены мощные SMD светодиоды, номинальный ток которых соизмерим с током лампочки;
  • с целью безопасности необходимо дополнительно устанавливать предохранитель.

Данный способ подключения можно усовершенствовать, соединив плюсовой провод LED-модуля не с «+» аккумулятора, а с «+» замка зажигания, тем самым избавиться от первого недостатка. Некоторые автомобилисты используют схемы включения ходовых огней через лампу ближнего света. То есть при включении ближнего света, ДХО автоматически гаснут, а в остальных случаях работают. Помимо вышеприведенных недостатков, данный способ не соответствует ГОСТу Р 41.48-2004 и ПДД.

При стоянке автомобиля в темное время суток, для его обозначения используются габаритные огни, использование ДХО ПДД запрещено.

Подключение через 4 контактное реле от генератора или датчика масла

Два следующих способа имеют общую основу и подразумевают работу дневных ходовых огней только после запуска двигателя. Схема включения ДХО от генератора базируется на переключении четырёх контактного реле и геркона. Контакты реле ДХО подключают так:

  • 30 – на плюсовые выводы светодиодных модулей;
  • 85 – на плюсовой провод к габаритам;
  • 86 – на любой вывод геркона;
  • 87 и второй вывод геркона – на «+» аккумулятора.
Читайте также:  Делаем вечную лампочку

Проверив надёжность всех контактов, переходят к настройке. Для этого заводят двигатель и, перемещая геркон вблизи генератора, добиваются его срабатывания и стабильного свечения ДХО. Затем геркон прячут в термотрубку и с помощью нейлоновых стяжек фиксируют в найденном месте.

В момент пуска двигателя, а затем и генератора замыкаются контакты геркона и реле, подавая напряжение питания на светодиоды ходовых огней. При этом лампы габаритов остаются отключенными, так как ток через катушку реле мал, чтобы их зажечь.

В отсутствие геркона можно запитать ДХО от датчика давления масла. В этом случае 86-й контакт соединяют с лампой давления масла. В остальном схемотехника дублируется. Обе схемы имеют общий недостаток. Их нельзя применять, если в габаритах установлены светодиоды.

Подключение через 5 контактное реле

Теперь пришло время узнать о том, как подсоединить ходовые огни через реле с пятью контактами. Схема является наиболее универсальной, и собрана с целью исключить недостатки предыдущих вариантов. Сначала о подключении реле для ДХО:

  • 30 – на плюсовые выводы светодиодных модулей;
  • 85 – на плюсовой провод габаритной лампы;
  • 86 – на корпус авто;
  • 87а – на «+» с замка зажигания;
  • 87 – не подключать (заизолировать).

Работает схема с пяти контактным реле следующим образом. При повороте ключа на ДХО поступает напряжение +12 В, тем самым включая их. Если включить габаритные огни или фары головного света, то реле разомкнёт контакт 87а и замкнёт неактивный контакт 87. В результате ДХО погаснут, а габариты включатся. Схема полностью соответствует требованиям ГОСТа и ПДД и может работать с габаритными огнями даже на основе светодиодов.

Однако схема все же имеет один отрицательный момент – ДХО будут включаться сразу же после поворота замка зажигания. То есть если повернуть ключ в замке зажигания, но не заводить автомобиль, ДХО будут гореть.

Несмотря на все же имеющийся недостаток схема довольно удачна, но чтобы правильно подключить ДХО через пяти контактное реле понадобится обязательно дополнить схему стабилизатором напряжения.

Данный вариант включения интересен тем, что путь протекания тока через ходовые огни является независимым. Это позволяет устанавливать в фары габаритов и ДХО источники света любого типа и мощности.

Блок управления ДХО

Самым надёжным и наиболее простым является вариант подключения ДХО без реле, но с использованием специального блока управления ходовыми огнями. Он обеспечивает включение ДХО после запуска двигателя, гарантирует безопасную работу, защищает от перегрузок и может быть установлен на авто с любым типом ламп, включая светодиодные.

К сожалению, среди всего разнообразия промышленно изготавливаемых блоков ДХО подавляющая часть не соответствует ГОСТу и имеет посредственное качество сборки.

Касается это, в первую очередь, продукции с AliExpress, которая не соответствует требованиям практически по всем моментам.

Среди всего многообразия можно отметить всего 2 варианта: российский блок управления ДХО DayLight+ и немецкую продукцию от Philips и Osram. Блок управления DayLight+ разработан русским радиоинженером Исаченковым Фёдором с учетом всех особенностей бортовой сети автомобиля и обладает рядом положительных моментов:

  • имеется встроенная стабилизация напряжения;
  • полное соответствие ГОСТу;
  • максимальная долговременная мощность нагрузки составляет 36 Ватт (для ДХО требуется значительно меньше);
  • простейшая схема подключения.

Помимо вышеописанных моментов блок DayLight+ является универсальным и подходит на все автомобили с бортовой сетью 12 вольт, а также обладает хорошим качеством сборки и высокой степенью защиты от влаги и пыли. Немецкая продукция от Philips и Osram также обладает всеми вышеописанными преимуществами блока DayLight+, однако поставляются немецкие блоки управления только совместно с фарами дневных ходовых огней и обладают более высокой стоимостью.

Как собрать стабилизатор напряжения на 12 В для авто своими руками

При использовании в качестве системы подсветки для авто светодиодов – в схеме обязательно должен быть – стабилизатор напряжения на 12 вольт, собрать который вполне под силу своими руками.

Рассмотрим, зачем вообще нужен особый регулятор выходных параметров электрического тока для дополнительного освещения в машине, а также как самостоятельно изготовить его в вариантах – на кренке, с двумя транзисторами, на операционном усилителе и на импульсной микросхеме.

Что делают стабилизаторы и зачем они нужны

Светодиоды в виде отдельных ламп или лед-полосок дают широкую возможность создания как основного освещения, так и дополнительной подсветки авто. Однако параметры тока бортовой электрической сети далеки от стабильности и постоянно изменяются. Поэтому и нужно в схему устанавливать стабилизатор напряжения на 12 вольт. Его главные функции:

  1. Устранение резких перепадов параметров электротока в автомобильной сети.
  2. Защита электрооборудования как от недостатка, так и избытка напряжения. Перепады могут достигать значения в несколько вольт, что уже губительно для любых светодиодов.
  3. Предохранение особо чувствительных компонентов приборов от перебоев в сети.
  4. Предотвращение быстрой деградации кристаллов в светодиодах, их потускнения и мерцания, сохранение заявленного производителем срока службы.

Простой или более совершенный стабилизатор напряжения на 12 вольт для авто с заданными выходными параметрами электрического тока можно создать своими руками. Суммарные затраты на его компоненты составят в десять раз меньше, чем стоимость покупного аналога, при этом правильность сборки цепи обеспечит надежность, не меньшую, чем у заводских моделей.

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Существуют как минимум четыре варианта изготовления стабилизаторов напряжения на 12 вольт для авто своими руками:

  1. На кренке.
  2. На паре транзисторов.
  3. На операционном усилителе.
  4. На микросхеме импульсного стабилизатора.

Разберем, какие главные особенности имеет каждая из рассматриваемых модификаций.

На кренке

Для сборки своими руками простейшего стабилизатора для светодиодов для авто на 12 вольт потребуются:

  1. Микросхема LM317 или КРЕН8Б (более точнее КР142ЕН8Б), или KIA7812A.
  2. Резистор на 120 Ом.
  3. Печатное плато или перфорированная панель.

На изображениях наглядно представлено расположение основных компонентов схемы простейшего стабилизатора для светодиодов в авто:

На второй схеме на входе с АКБ применяется диод выпрямляющего типа 1n4007.

На двух транзисторах

Одним из самых популярных автомобильных стабилизаторов напряжения для светодиодов на 12 вольт, который также собирается своими руками, на сегодня является схема на двух транзисторах.

Переменное напряжение номиналом 12 вольт поступает на диодный мостик VD1 – VD4, выпрямляется и, проходя через фильтры С1 С2, сглаживается. Далее ток идет на стабилизатор параметрического типа VD1 и проходит к резистору R2. Затем с его движка передается на ключ составного транзистора VT1 VT2. Уровень его открытости определяется состоянием движка резистора переменного типа R2 – в нижнем положении регулятора транзисторы перекрыты и напряжение не поступает в нагрузку, а в верхнем состоянии регулятора R2 оно максимально и транзисторы полностью открыты, напряжение прилагается к нагрузке.

Интересно! Устройство позволяет задавать параметры электрического тока на выходе в рамках – от 0 до 12 вольт и до 3 ампер. При сборке схемы следует учесть, что выпрямляющий диодный мостик VD1 – VD4 и транзистор VT2 могут значительно перегреваться. Поэтому их следует установить на радиатор с полезной площадью порядка 260-270 см. кв. Кроме того, сами диоды должны выдерживать ток силой не менее 10 ампер (что соответствует Д245-Д247).

Приведенная модель стабилизатора напряжения для авто чаще всего применяется для дневных ходовых огней на базе светодиодов и позволяет успешно подстраивать параметры бортового тока под характеристики прибора освещения.

На операционном усилителе

Стабилизатор напряжения на 12 вольт для светодиодов в авто имеет смысл изготовить своими руками, когда возникает необходимость для его работы в расширенном диапазоне рабочих параметров. Ниже приведенная схема такого устройства. Главная его особенность в том, что сам усилитель включен в цепь обратной связи и питается прямо с выхода стабилизатора. Прибор характеризуется коэффициентом стабилизации – порядка 1000, при этом сопротивление на выходе – не более 10 мкОм при КПД около 50%. Ток нагрузки в номинале – не менее 200 мкА, при пульсации напряжения на выходе в двойной амплитуде – меньше 60 мкВ.

Среди главных особенностей его работы выделяются:

  1. Рабочий интервал температуры – от -20 до +60 градусов.
  2. Термический дрейф напряжения на выходе – меньше 0,05%.
  3. Возможность повышения напряжения на выходе до 27-30 вольт.

Для решения последней задачи нужно между выводами «7» и «+25» установить резистор на 200 Ом. Каскад транзистора VT1 выполняет роль динамической нагрузки для VT4 и при этом повышает общий коэффициент усиления. Транзистор П702А можно заменить на аналоги П702 или КТ805, при этом КТ603Г – соответственно на П308 или П309, а также КТ201В и КТ203В – на МП103 либо МП106.

На микросхеме импульсного стабилизатора

Когда от стабилизатора напряжения для авто требуется высокий коэффициент полезного действия, лучше собрать своими руками устройство с использование импульсных составляющих. Наиболее распространенной является ниже представленная схема МАХ771 (или аналогов 770, 772).

Стабилизатор импульсного типа на выходе имеет мощность в 15 ватт. Элементы цепи R1 и R2 разделяют показатели напряжения на точках выход. В случае, когда оно становится выше базового, импульсные выпрямители просто снижаются его выходное значение. В обратном случае прибор будет, напротив, увеличивать данный параметр на выходе.

Монтаж и установка своими руками импульсного стабилизатора напряжения для светодиодов в авто разумна, когда его показатель превышает 16 вольт. При возникновении повышенного падения нагрузки в цепь следует внедрить операционный усилитель.

Рекомендация! При выборе готового стабилизатора напряжения для светодиодов в авто нужно исходить из того, чтобы система подсветки обеспечивалась током со стабильными показателями. Для большинства приборов освещения это 12 вольт. Если устройства изготавливаются своими руками, прежде чем внедрять их в схему, нужно измерить их характеристики на выходе с помощью мультиметра.

Основные выводы

Стабилизатор напряжения на 12 вольт устанавливается в электросхему авто, когда нужно сохранить работоспособность светодиодов и предотвратить на них вредное влияние переменных параметров бортового тока. Устройство можно купить или при достаточном опыте в радиотехнике собрать своими руками. Существуют четыре популярных варианта для самостоятельной сборки:

  1. На кренке.
  2. На двух транзисторах.
  3. С помощью операционного усилителя.
  4. С применением импульсной микросхемы.

У каждого из них есть свои особенности. При выборе компонентов и в ходе сборки своими руками нужно строго следовать предложенной схеме.

Если вы ходите добавить свою информацию к приведенным схемам или у вас есть свой вариант по изготовлению своими руками стабилизатора на 12 вольт для светодиодов в авто, обязательно поделитесь этим в комментариях.

Ссылка на основную публикацию