Avto-love.ru

Стабилизатор тока для светодиодов своими руками

Как самостоятельно сделать простой стабилизатор тока для светодиодов своими руками?

В настоящее время трудно представить тюнинг автомобиля без светодиодных ламп. Но порой их установка осложнена тем, что они перегорают. Чтобы избежать этой ситуации, в сеть можно включить стабилизатор тока для светодиодов своими руками. В статье приводятся примеры микросхем, по которым можно его сделать.

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Всем известно, что светодиодным лампочкам необходимо питание двенадцать вольт. В сети авто это значение может доходить до 15 В. Светодиодные элементы очень чувствительны, на них такие скачки отражаются отрицательно. Светодиодные лампы могут перегореть либо некачественно светить (мигать, терять яркость и т.д.).

Чтобы светодиоды служили дольше, в электросеть автомобиля включаются драйвера (резисторы). При нестабильности в сети устанавливаются устройства, которые поддерживают постоянное значение. Существует несколько простых микросхем, по которым можно сделать стабилизатор напряжения своими руками. Все компоненты, входящие в цепь, можно приобрести в специализированных магазинах. Обладая начальными знаниями по электротехнике сделать приборы будет несложно.

На КРЕНке

Для того, чтобы сконструировать простейший стабилизатор напряжения 12 вольт своими руками, понадобится микросхема с потреблением 12 В. В этом случае подойдет регулируемый стабилизатор напряжения 12 В LM317. Он может функционировать в электросети, где входной параметр составляет до 40 В. Чтобы прибор стабильно работал, необходимого обеспечивать охлаждение.

Крены для микросхем

Стабилизатор тока на LM317требует для работы небольшой ток до 8 мА, и данное значение обычно остается неизменным, даже при большом токе, протекающем через крен LM317, или при изменении входного значения. Это реализуется с помощью компоненты R3.

Можно применять элемент R2, но пределы при этом будут небольшими. При неизменном сопротивлении LM317 ток, идущий через прибор, будет также стабильным (автор видео — Создано в Гараже).

Входное значение для кренки LM317 может составлять до 8 мА и выше. Пользуясь этой микросхемой, можно придумать стабилизатор тока для ДХО. Это устройство может выступать нагрузкой в бортовой сети или источником электричества при подзарядке аккумуляторной батареи. Сделать простой стабилизатор напряжения LM317 не составляет труда.

На двух транзисторах

На сегодняшний момент пользуются популярностью стабилизирующие устройства для бортовой сети машины на 12 В, разработанные с использованием двух транзисторов. Данную микросхему используют как стабилизатор напряжения для ДХО.

Резистор R2 является токораздающим элементом. При возрастании тока в сети увеличивается напряжение. Если оно достигает значения от 0,5 до 0,6 В, открывается элемент VT1. Открытие компонента VT1 закрывает элемент VT2. В итоге, ток, проходящий через VT2, начинает снижаться. Можно вместе с VT2 применять полевой транзистор Мосфет.

Элемент VD1 включается в цепь, когда значения находится в пределах от 8 до 15 В и настолько велики, что транзистор может выйти из строя. При мощном транзисторе допустимы показания в бортовой сети около 20 В. Не стоит забывать о том, что транзистор Мосфет откроется, если показания на затворе будут 2 В.

Если применять универсальный выпрямитель как зарядку для АКБ или других задач, то достаточно использовать резистора R1 и транзистор.

На операционном усилителе (на ОУ)

Стабилизатор напряжения для светодиодов на основе ОУ собирается при необходимости создания устройства, которое будет работать в расширенном диапазоне. В рассматриваемом случае в качестве элемента, который будет задавать выпрямляемый ток, является R7. С помощью операционного усилителя DA2.2 можно увеличить уровень напряжения в токозадающем компоненте. Задачей компонента DA 2.1 является контроль опорного напряжения.

При создании схемы следует учесть, что она рассчитана на 3А, поэтому необходим больший ток, который должен поступать на разъем ХР2. Кроме того, следует обеспечивать работоспособность всех составляющих данного устройства.

Читать еще:  Ниссан примера п12 ремонт поворотного кулака

Сделанный стабилизирующий прибор для автомобиля должен иметь генератор, роль которого выполняет REF198. Чтобы правильно настроить прибор, ползунок резистора R1 нужно установить в верхнее положение, а резистором R3 задавать необходимое значение выпрямленного тока 3А. Для погашения возможных возбуждений, используются элементы R,2 R4 и C2.

На микросхеме импульсного стабилизатора

Если выпрямитель для автомобиля должен обеспечивать высокий КПД в сети, целесообразно использовать импульсные компоненты, создавая импульсный стабилизатор напряжения. Популярной является схема МАХ771.

Схема выпрямителя с импульсным выпрямителем

Импульсный стабилизатор тока характеризуется выходной мощностью 15 Вт. Элементы R1 и R2 делят показатели схемы на выходе. Если делимое напряжение превышает по показателям опорное, выпрямитель автоматически уменьшает выходное значение. В противном случае устройство будет увеличивать выходной параметр.

Сборка данного устройства целесообразна, если уровень превышает 16 В. Компоненты R3 являются токовыми. Для устранения высокого падения нагрузки на данном резисторе в схему следует включить ОУ.

Заключение

Нами были рассмотрены стабилизаторы напряжения на различных компонентах. Эти схемы можно усложнять, повышая быстродействие, улучшая другие показатели. Можно использовать готовые микросхемы, которые всегда можно усовершенствовать своими руками, создавая устройства, предназначенные для выполнения конкретных задач.

Фотогалерея «Микросхемы для самодельных выпрямителей»

Разработка микросхем для светодиодов в авто – трудоемкое и сложное дело, которое требует специальных знаний и опыта. При их отсутствии трудно будет достичь необходимого результата.

Но опыт можно приобрести, внимательно собирая несложный стабилизатор тока для светодиодов согласно приведенным схемам. Его можно использовать для дневных ходовых огней в своем автомобиле с установленными светодиодными лампами.

Видео «Выпрямитель для светодиодов своими руками»

Видео о том, как изготовить устройство, которое защитит светодиоды от перегорания (автор ролика — Яков TANK_OFF).

Стабилизаторы тока на lm317, lm338, lm350 и их применение для светодиодов

В последнее время интерес к схемам стабилизаторов тока значительно вырос. И в первую очередь это связано с выходом на лидирующие позиции источников искусственного освещения на основе светодиодов, для которых жизненно важным моментом является именно стабильное питание по току. Наиболее простой, дешевый, но в то же время мощный и надежный токовый стабилизатор можно построить на базе одной из интегральных микросхем (ИМ): lm317, lm338 или lm350.

Datasheet по lm317, lm350, lm338

Прежде чем перейти непосредственно к схемам, рассмотрим особенности и технические характеристики вышеприведенных линейных интегральных стабилизаторов (ЛИС).

Все три ИМ имеют схожую архитектуру и разработаны с целью построения на их основе не сложных схем стабилизаторов тока или напряжения, в том числе применяемых и со светодиодами. Различия между микросхемами кроются в технических параметрах, которые представлены в сравнительной таблице ниже.

0,1%

LM317 LM350 LM338
Диапазон значений регулируемого выходного напряжения 1,2…37В 1,2…33В 1,2…33В
Максимальный показатель токовой нагрузки 1,5А
Максимальное допустимое входное напряжение 40В 35В 35В
Показатель возможной погрешности стабилизации
Максимальная рассеиваемая мощность* 15-20 Вт 20-50 Вт 25-50 Вт
Диапазон рабочих температур 0° – 125°С 0° – 125°С 0° – 125°С
Datasheet LM317.pdf

LM350.pdf LM338.pdf

* – зависит от производителя ИМ.

Во всех трех микросхемах присутствует встроенная защита от перегрева, перегрузки и возможного короткого замыкания.

Lm317, самая распространенная ИМ, имеет полный отечественный аналог — КР142ЕН12А.

Выпускаются интегральные стабилизаторы (ИС) в монолитном корпусе нескольких вариантов, самым распространенным является TO-220. Микросхема имеет три вывода:

  1. ADJUST. Вывод для задания (регулировки) выходного напряжения. В режиме стабилизации тока соединяется с плюсом выходного контакта.
  2. OUTPUT. Вывод с низким внутренним сопротивлением для формирования выходного напряжения.
  3. INPUT. Вывод для подачи напряжения питания.

Схемы и расчеты

Наибольшее применение ИС нашли в источниках питания светодиодов. Рассмотрим простейшую схему стабилизатора тока (драйвера), состоящую всего из двух компонентов: микросхемы и резистора. На вход ИМ подается напряжение источника питания, управляющий контакт соединяется с выходным через резистор (R), а выходной контакт микросхемы подключается к аноду светодиода.

Если рассматривать самую популярную ИМ, Lm317t, то сопротивление резистора рассчитывают по формуле: R=1,25/I (1), где I – выходной ток стабилизатора, значение которого регламентируется паспортными данными на LM317 и должно быть в диапазоне 0,01-1,5 А. Отсюда следует, что сопротивление резистора может быть в диапазоне 0,8-120 Ом. Мощность, рассеиваемая на резисторе, рассчитывается по формуле: PR=I 2 ×R (2). Включение и расчеты ИМ lm350, lm338 полностью аналогичны.

Полученные расчетные данные для резистора округляют в большую сторону, согласно номинальному ряду.

Постоянные резисторы производятся с небольшим разбросом значения сопротивления, поэтому получить нужное значение выходного тока не всегда возможно. Для этой цели в схему устанавливается дополнительный подстроечный резистор соответствующей мощности. Это немного увеличивает цену сборки стабилизатора, но гарантирует получение необходимого тока для питания светодиода. При стабилизации выходного тока более 20% от максимального значения, на микросхеме выделяется много тепла, поэтому ее необходимо снабдить радиатором.

Онлайн калькулятор lm317, lm350 и lm338

Допустим, необходимо подключить мощный светодиод с током потребления 700 миллиампер. Согласно формуле (1) R=1,25/0,7= 1.786 Ом (ближайшее значение из ряда E2—1,8 Ом). Рассеиваемая мощность по формуле (2) будет составлять: 0.7×0.7×1.8 = 0,882 Ватт (ближайшее стандартное значение 1 Ватт).

На практике, для предотвращения нагрева, мощность рассеивания резистора лучше увеличить примерно на 30%, а в корпусе с низкой конвекцией на 50%.

Кроме множества плюсов, стабилизаторы для светодиодов на основе lm317, lm350 и lm338 имеют несколько значительных недостатков – это низкий КПД и необходимость отвода тепла от ИМ при стабилизации тока более 20% от максимального допустимого значения. Избежать этого недостатка поможет применение импульсного стабилизатора, например, на основе ИМ PT4115.

Драйвер для светодиодов своими руками

Самый простой драйвер светодиода это обычный резистор. Но у этой простоты есть большой недостаток: стабильность тока сильно зависит от стабильности напряжения блока питания. Если стабилизированные блоки питания гарантируют стабильность напряжения, то напряжение на аккумуляторе зависит от степени его заряда. Конечно можно сначала стабилизировать напряжение, а потом уже подключить светодиоды через резистор, но есть более правильный способ: стабилизатор тока. Он стабилизирует в широком диапазоне входных напряжений: минимум определяется падением напряжения на светодиодах плюс падение на шунте, а максимум — пробивным напряжением силового транзистора его мощностью рассеивания.

Ниже приведена схема драйвера светодиода который можно сделать своими руками используя всего лишь 4 компонента: 2 резистора, транзистор и стабилитрон.

На стабилитроне VD1 создается опорное напряжение. Чтобы создать это напряжение через стабилитрон нужно пропустить минимальный ток при котором стабилитрон войдет в режим стабилизации. Например выберем стабилитрон с напряжением стабилизации 2,4В минимальный ток стабилизации которого равен 3мА, а минимальное напряжение питания будет равно 12В.

Рассчитаем резистор R1=(Uбп-Uст)/Iст=(12-2,4)/0,003=3200 Ом, выбираем резистор по ряду номиналов 3,3кОм.

Транзистор VT1 работает в режиме с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току. Регулирование по току осуществляется с помощью резистора R2. В расчетах можно пренебречь базовым током транзистора, так как он многократно меньше тока через стабилитрон или токов коллектора и эмиттера. Транзистор VT1 поддерживает ток через коллектор примерно равный току эмиттера, а ток эмиттера можно определить как:

Где, 0,6В напряжение перехода база-эмиттер транзистора. Принцип работы обратной связи по току: если эмиттерный ток маленький, то и падение на R2 маленькое, значит на между выводами базы и эмиттера прикладывается напряжение больше 0,6В и транзистор открывается. Открываясь транзистор начинает пропускать через себя все больше тока, значит и падение напряжения на R2 возрастает это приводит к снижению напряжения на база-эмиттерном переходе транзистора. В какой-то момент времени напряжение на входе транзистора станет равным 0,6 и транзистор перестанет открываться и выходной ток стабилизируется. Если в какой-то момент времени возрастет ток коллектора (например из-за повышения питающего напряжения), то возрастет напряжение на R2, следовательно уменьшиться напряжение на входе транзистора и транзистор начнет закрываться, до того момента, как напряжение на входе снова станет 0,6В.

Допустим нам нужен ток стабилизации 300мА, тогда:

Из стандартного ряда можно выбирать 6,2 Ома, но так как скорее всего резисторы придется ставить мощные, то будем ориентироваться на два параллельно включенных резистора по 12 Ом или три по 18 Ом.

Теперь нужно рассчитать мощность резистора R2:

Широко распространены 1/8 и 1/4 Ваттные резисторы. Поэтому возьмем три 18 Омные резисторы на 1/4 Ватта. Так же можно использовать 5 резисторов по 30 Ом, на мощность 1/8 Вт.

Осталось выбрать транзистор, напряжение КЭ его должно быть больше напряжения питания, максимальный ток коллектора больше или равен току стабилизации, а максимальная рассеиваемая мощность должна быть больше произведения напряжения блока питания на ток стабилизации.

Драйвер для светодиодов своими руками с низким падением напряжения

При использовании низковольтного источника питания, даже падение напряжения в 1,8В способно существенно уменьшить диапазон работы стабилизатора. Но нас спасет применение биполярного транзистора вместо стабилитрона, падение снизиться до 0,6В. Правда стабилизация такого стабилизатора будет зависеть от температуры: чем выше температура VT1 тем ниже ток стабилизации.

В расчетах упоминается величина 0,6В — падение напряжение на переходе база-эмиттер кремниевого биполярного транзистора. Но на самом деле эта величина зависит от многих факторов, в том числе и от температуры. И рассчитав собрав такой драйвер ток через светодиоды будет несколько отличатся от расчетного значения. Если потребуется более точно задать ток, то для снижения тока нужно будет увеличивать R2, соответственно для увеличения тока снижать сопротивление R2.

Схема выпрямления переменного тока для драйвера светодиода.

5 thoughts on “ Драйвер для светодиодов своими руками ”

Драйвер для светодиодов своими руками с низким падением напряжения: «… для снижения тока нужно будет уменьшать R2, соответственно для увеличения снижать сопротивление R2.» Что то здесь не так… Как быть?

Спасибо, правильно будет так: «… для снижения тока нужно будет увеличивать R2, соответственно для увеличения снижать сопротивление R2.»

Драйвер оказался собран по трансформаторной схеме. Проверка всех элементов, кроме микросхемы, не выявила отказавших. Следовательно, неисправна микросхема, в Интернете даже упоминание о ее типе не нашел. Светодиодную лампочку отремонтировать не удалось, пригодится на запчасти. Зато изучил ее устройство.

Можно купить драйвер на алиэкспрессе и поменять целиком. Я покупал трансформаторные драйверы к которым можно подключить от 6 до 10 одноватных светодиодов, стоили они где-то доллар штука.

Ещё можно из балласта перегоревшей энергосберегайки сделать блок питания для лампочки, но потребуется эмалированный провод и 4 быстрых диода.

Хорошие светодиоды очень эффективны, а в долгосрочном использовании и экономически оправданы. 10 Ваттные светодиодные лампы по светоотдаче эквивалентны 100 Вт лампам накаливания или 30 Вт энергосберегающим люминесцентным лампам. Несмотря на дороговизну светодиодных ламп, вложения окупятся, так как счет за электричество уменшиться. И окупятся тем быстрее чем дороже стоить килоВатт/час.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector