Стабилизатор для светодиодов и ДХО – Своими Руками
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:
Поделки своими руками для автолюбителей
Простейший стабилизатор напряжения для ДХО на базе L7812
Сегодня я хочу вам показать, как можно собрать простой стабилизатор постоянного напряжения для дневных ходовых огней, который на выходе даёт ровно 12 вольт, с током до 1.5 ампер, если нужен больший ток, то ставим радиатор на стабилизатор.
Также к схеме нам понадобятся:
- 2 конденсатора, 330 мкф25V и 100 мкф25V
- диод in4007 или ему подобный, тут большой выбор диодов можно установить.
Сама схема:
Замечу, что данный стабилизатор можно использовать не только для ДХО, но и для другой автомобильной электроники, где нужна стабилизация.
Если у вас ходовые огни потребляют больше 700 ма, то нужно сделать отдельный стабилизатор для каждого фонаря.
Сборка:
Кто первый раз паяет, то на конденсаторах имеется полосочка с нарисованным минусом, это нога конденсатора и есть минус. Паять и собирать будем прямо навесным монтажом, так как деталей очень мало.
Берём конденсатор на 100 мкф и минусом припаиваем к центральной ноге стабилизатора, а плюс к правой.
Далее припаиваем второй конденсатор соблюдая маркировку.
Далее — Припаиваем диод
Припаиваем входной плюс к диоду, а минус к средней ножке стабилизатора. И получаем готовый стабилизатор
Если будет греться сам стабилизатор, то прикрутите к нему любую железную пластину, то есть надо будет сделать радиатор для охлаждения. Ну вот вроде и всё, как видим ничего сложного нет, потратив немного времени, вы продлите жизнь своим ходовым огням.
Ровной всем дороги.
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:
- Необходимо соединить конденсатор ёмкостью 100мкф и стабилизатор по схеме: минус с центральной ногой стабилизатора, плюс — с правой.
- Второй конденсатор (330 мкф) припаивается по зеркальному принципу: к центральной ноге стабилизатора — плюс, к левой — минус.
- 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.
Источники:
http://electro-shema.ru/chertezhi/stabilizator-toka-dlya-svetodiodov.html
http://xn--100–j4dau4ec0ao.xn--p1ai/prostejshij-stabilizator-napryazhenie-dlya-dxo-na-baze-l7812/
http://ostabilizatore.ru/stabilizator-napryazheniya-dlya-dho.html
Загрузка...
