Стабилизатор тока для светодиодов своими руками

Делаем стабилизатор тока для светодиодов своими руками

Если вы решили переоборудовать ваш автомобиль под светодиодное освещение, вам понадобится как минимум стабилизатор тока на lm317 для светодиодов. Собрать элементарный стабилизатор совершенно несложно, но чтобы избежать плачевных оплошностей даже при такой простой задаче не помешает минимальный ликбез. Многие люди, не связанные с радиоэлектроникой, часто смешивают такие понятия, как стабилизатор тока и стабилизатор напряжения.

Легко о простом. Сила тока, напряжение и их стабилизация

От напряжения зависит, насколько стремительно электроны движутся по проводнику. Многие страстные любители жёсткого компьютерного разгона увеличивают напряжение ядра центрального процессора, благодаря чему тот начинает функционировать быстрее.

Сила тока – это плотность движения электронов внутри электрического проводника. Данный параметр чрезвычайно важен радиоэлементам, работающим по принципу термоэлектронной вторичной эмиссии, в частности, источникам света. Если площадь поперечного сечения проводника не в состоянии пропустить поток электронов, избыток тока начинает выделяться в виде тепла, вызывая значительный перегрев детали.

Плазменная дуга от высокого напряжения

Для лучшего понимания процесса проанализируем плазменную дугу (на её основе работает электроподжег газовых плит и котлов). При очень высоком напряжении скорость свободных электронов до такой степени велика, что они могут легко «пролетать» расстояние между электродами, формируя плазменный мостик.

А это электронагреватель. При прохождении через него электронов они передают свою энергию нагревательному элементу. Чем выше сила тока, тем плотнее поток электронов, тем сильнее нагревается термоэлемент.

Для чего необходима стабилизация тока и напряжения

Любой радиоэлектронный компонент, будь то лампочка или центральный процессор компьютера, требует для оптимальной работы чётко лимитированное количество электронов, которое течёт по проводникам.

Поскольку речь в нашей статье идёт о стабилизаторе для светодиодов, о них и поговорим.

При всех своих преимуществах светодиоды имеют один минус – высокая чувствительность к параметрам питания. Даже умеренное превышение силы и напряжения может привести к выгоранию светоизлучающего материала и выходу из строя диода.

Однако это решение требуется особый технический подход. Номинальный ток питания автомобильного LED-диода – 0,1-0,15 мА, а пусковой аккумулятора – сотни ампер. Этого хватит, чтобы выжечь очень много дорогостоящих элементов освещения. Что бы этого избежать используют стабилизатор 12 вольт для светодиодов в авто.

Ампераж в автомобильной сети постоянно меняется. Например, автомобильный кондиционер «кушает» до 30 ампер, при его отключении электроны, «выделенные» на его работу уже не вернутся назад в генератор и аккумулятор, а перераспределятся между остальными электроприборами. Если лампе накаливания, рассчитанной на 1-3 А дополнительные 300 мА роли не сыграют, то диоду с током питания 150 мА несколько таких скачков могут стать фатальными.

Ради гарантии длительной работы автомобильных светодиодов используют стабилизатор тока на lm317 для мощных светодиодов.

Типы стабилизаторов

По способу ограничения силы тока выделяют два типа устройств:

Линейный стабилизатор работает по принципу делителя напряжения. Он выпускает из себя ток заданного параметра, рассеивая избытки в виде тепла. Принцип работы такого прибора можно сравнить с лейкой оснащённой дополнительным сливным отверстием.

Преимущества

• доступная цена;
• простая схема монтажа;
• легко собрать своими руками.

Недостаток — из-за нагрева плохо приспособлен к работе с большой нагрузкой.

Импульсный стабилизатор как овощерезка через специальный каскад нарезает входящий ток, выдавая строго дозированную норму.

Преимущества

• предназначен для высоких нагрузок;
• не греется во время работы.

Недостатки

• требует источника питания для собственной работы;
• создает электромагнитное излучения;
• относительно высокая цена;
• сложен для самостоятельного изготовления.

Учитывая малую силу тока в автомобильных светодиодах можно собрать простой стабилизатор для светодиодов своими руками. Наиболее доступный и простой драйвер светодиодных ламп и лент собирают на микросхеме lm317.

Краткое описание lm317

Радиоэлектронный модуль LM317 является микросхемой, применяемой в семах стабилизации тока и напряжения.

• Диапазон стабилизации напряжения от 1,7 до 37 В обеспечит устойчивую яркость светодиода, не зависящую от частоты оборота двигателя;
• Поддержка выходного тока до 1,5 А позволит подключить несколько фотоизлучателей;
• Высокая стабильность допускает колебания выходных параметров лишь 0,1% от номинала;
• Имеет встроенную защиту по ограничению тока и каскад отключения при перегреве;
• Корпус микросхемы является землёй, поэтому при креплении саморезом к корпусу автомобиля уменьшается количество монтажных проводов.

Область применения

• Стабилизатор напряжения и тока для светодиодов в бытовых условиях (в том числе для светодиодных лент);
• Стабилизатор напряжения и тока для светодиодов в авто;

Схемы стабилизаторов тока для светодиодов

Схема простейшего стабилизатора

Самый простой стабилизатор напряжения на 12 вольт можно собрать по такой схеме. Резистор R1 ограничивает выходящую силу тока, R2 – выходящее напряжение. Конденсаторы, применяемые в данной схеме, уменьшают пульсации напряжения и увеличивают стабильность работы.

Потребности автомобилиста удовлетворит простейший механизм стабилизации, поскольку напряжение питания в сети автомобиля достаточно стабильно.

Чтобы сделать стабилизатор для диодов в авто потребуется:

• Микросхема lm317;
• Резистор как регулятор тока для светодиодов;
• Инструменты пайки и монтажа.

Собираем по вышеприведенной схеме

Расчет резистора для драйвера светодиода

Мощность и сопротивление резистора рассчитывают исходя из силы тока источника питания и тока, необходимого светодиодам. Для автомобильного светодиода мощностью 150 мА сопротивление резистора должно быть 10-15 Ом, а расчетная мощность 0,2-0,3 Вт.

Как собрать своими руками смотрите в видео:

Доступность и простота конструкции драйвера на микросхеме lm317 позволяет безболезненно переоснастить системы электрического освещения любого автомобиля.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)
Загрузка…

Источник: https://SvetodiodInfo.ru/texnicheskie-momenty/stabilizator-toka-na-lm317-dlya-svetodiodov.html

Стабилизатор тока для светодиодов в авто

Если вы решили переоборудовать ваш автомобиль под светодиодное освещение, вам понадобится как минимум стабилизатор тока на lm317 для светодиодов. Собрать элементарный стабилизатор совершенно несложно, но чтобы избежать плачевных оплошностей даже при такой простой задаче не помешает минимальный ликбез. Многие люди, не связанные с радиоэлектроникой, часто смешивают такие понятия, как стабилизатор тока и стабилизатор напряжения.

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.

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.

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»

1. Прибор на КРЕНке 2. На двух транзисторах 3. С операционным усилителем

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.

 Загрузка …

«Выпрямитель для светодиодов своими руками»

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

Источник: https://avtoklema.com/utilities/stabilizator-naprjazhenija-dlja-svetodiodov-v-avto-svoimi-rukami-557/

До двух ампер: интегральные стабилизаторы тока для светодиодного освещения

Одним из главных преимуществ осветительных светодиодов — высокой надежностью — можно так и не воспользоваться, если не уделить должного внимания разработке схемы их электропитания.

В линейку продукции компании STMicroelectronics (далее ST) входят интегральные схемы для построения высококачественных источников питания/драйверов осветительных светодиодов. Помимо компонентов для построения сетевых источников питания светодиодов (в т.ч.

семейство Viper [1]) компания ST предлагает широкий ассортимент преобразователей и драйверов с низковольтным (до 55 В) входом (рис. 1).

Рис. 1. Компоненты STMicroelectronics для построения источников питания светодиодов с низковольтным входом

Данные микросхемы находят применение в информационных дисплеях, электронных табло, знаках и указателях (STP, STPIC), в портативной электронике для управления светодиодными лампами-вспышками (STCF, L6920D) и подсветкой TFT-дисплеев диагональю до 17 дюймов (ST8R00, L692x, LED770x, PM6600), осветительной технике (ST1S10, STCSxx/A, L597xA/AD, L598x/A, L497x, L6902D) и др. Некоторые из этих микросхем уже были описаны в НЭ [2], поэтому в данной статье ограничимся обсуждением семейств STCSx и L597x.

Микросхемы STCSx

STCSx — семейство интегральных схем линейных стабилизаторов тока, которые выполнены по технологии BiCMOS и идеальны для применений, где светодиодную нагрузку необходимо питать током до 2 А от источника постоянного напряжения 5, 12 или 24 В. К числу таких применений относятся световые знаки и указатели, подсветка дисплеев портативной электроники, автомобильное освещение, световая сигнализация и др.

К преимуществам STCSx можно отнести: высокую точность стабилизации тока (±1%) и степень интеграции, гибкость применения и надежность. Возможности микросхем реализует структура, представленная на рис. 2а.

Помимо питания светодиодной нагрузки стабилизированным током, величина которого задается внешним токоизмерительным резистором, STCSx поддерживают функции управления включением/отключением через вход EN, ШИМ-управления яркостью свечения через вывод PWM, а также обнаружения отсоединения светодиодной нагрузки и сигнализации об этом на выводе DISC. С ассортиментом и основными рабочими характеристиками микросхем STCSx можно ознакомиться в таблице 1.

Драйверы с литерой «A» в конце наименования отличаются поддержкой дополнительной функции управления длительностью фронтов импульсов выходного тока от десятков микросекунд до десятков миллисекунд. Установка длительности выполняется внешним конденсатором через специальный вывод SLOPE. Данная функция необходима в тех случаях, когда предъявляются особые требования к уровню электромагнитных излучений.

Таблица 1. Основные характеристики драйверов STCSx    

Наименование IOUT, А VIN, В Кол. СД Корпус Дополнительные функции

STCS05	0,5	4,5…40	≤9	SO8	1) Вход ШИМ-управления яркостью
STCS05A	0,5	4,5…40	≤9	SO8	2) Диагностика
STCS1	1,50	4,5…40	≤9	DFN3x3-8L/HSOP8	3) Вход включения/отключения EN
STCS1A	1,50	4,5…40	≤9	DFN3x3-8L/HSOP8
STCS2	2	4,5…40	≤9	PowerSO-10
STCS2A	2	4,5…40	≤9	PowerSO-10

Рассмотренные особенности и преимущества приобретают особую значимость при сравнении с аналогичной конкурирующей продукцией.

В частности, компания Maxim в своем ассортименте имеет линейный стабилизатор тока MAX16800 аналогичного назначения на входное напряжение до 40 В, однако его возможности ограничены величиной выходного тока 0,35 А, входного напряжения не ниже 6,5 В, меньшей точностью стабилизации (±3,5%) и более высоким пороговым напряжением на входе (204 мВ). Функции обнаружения отсоединения нагрузки и ограничения длительности фронтов не предусмотрены.

Еще одно решение предлагает Texas Instruments. Ее микросхема TL4242 рассчитана на работу с входным напряжением 4,5…42 В, поддерживает функцию обнаружения отсоединения нагрузки, но она также уступает по точности стабилизации (±5%), величине выходного тока (до 0,5 А) и пороговому напряжению на входе (177 мВ против 100 мВ).

Преимущества высокой степени интеграции ИС наглядно иллюстрирует схема включения, представленная на рис.2б. Здесь микросхема драйвера дополнена несколькими пассивными компонентами. Порог стабилизации тока 0,5А задан внешним резистором R номиналом 0,2Ом. Диод, установленный в цепи питания драйвера, предназначен для его защиты от подачи напряжения питания неверной полярности.

Поскольку драйвер выполнен по линейной аналоговой схемотехнике, нужно уделять особое внимание выбору напряжения питания драйвера, т.к.

от него напрямую зависит мощность, рассеиваемая драйвером: PD= (VDRAIN— V) ILED + (VCC ICC), а следовательно и температура перехода: TJ= RthJA PD+ TA, где RthJA— тепловое сопротивление «переход- окружающая среда» корпуса микросхемы; TA— температура окружающей среды.

Рис. 2. Структурная схема (а) и схема включения (б) микросхемы STCS05

Для облегчения проектирования компания ST предлагает оценочные платы STEVAL-ILL014V1 на основе STCS1 и STCS1ADEMO1 на основе STCS1A (рис. 3).

Рис. 3. Внешний вид оценочной платы источника тока на основе STCS1A

Микросхемы L597x

Микросхемы L597x имеют аналогичное драйверам STCSx функциональное назначение — на их основе возможна реализация стабилизатора тока до 2 А, питаемого напряжением 4,4…36 В. Важное отличие — L597x выполнены по импульсной архитектуре и могут работать при больших перепадах напряжения на драйвере без риска перегрева и с более высоким КПД.

Благодаря идентичности функционального назначения и схожести входных/выходных диапазонов микросхемы могут использоваться в тех же применениях, что и STCSx. Однако следует учитывать, что разменной монетой за преимущества импульсной архитектуры выступят точность стабилизации (±2%), несколько увеличенная сложность решения, необходимость применения индуктивного элемента и более высокий уровень электромагнитных излучений.

Строго говоря, L597x — это не драйверы светодиодов, а импульсные понижающие стабилизаторы на ток нагрузки до 2 А и с возможностью регулировки выходного напряжения в диапазоне от 1,235 до 35 В, на основе которых возможна реализация простой схемы импульсной стабилизации тока. Стабилизаторы L597x выпускаются в миниатюрном 8-выводном корпусе SO.

Набор особенностей L597x завершают: возможность взаимной синхронизации микросхем (снижает пульсации входного тока); защита от перегрева и обрыва входа обратной связи; а также доступность внутреннего опорного напряжения (3,3 В ± 2%) на отдельном выводе VREF.

Ознакомиться с ассортиментом стабилизаторов L597x поможет таблица 2, из которой следует, что они главным образом различаются нагрузочной способностью (1; 1,5 или 2 А), частотой коммутации (250 или 500 кГц), наличием или отсутствием вывода INH и типом корпуса (SO-8 или HSOP-8).

Посадочное место корпусов SO-8 и HSOP-8 полностью идентично, а отличие между ними состоит в наличии встроенной в основание корпуса HSOP-8 металлической площадки. Данная площадка предназначена для улучшения теплорассеивающих свойств корпуса.

Таблица 2. Основные характеристики драйверов L597x

Наименование Корпус VIN, В VOUT, В IOUT, А Частота коммутации, кГц Вывод отключения

L5970AD	SO-8	4,4…36	0,5…35	1	500	Есть
L5970D	SO-8	4,4…36	0,5…35	1	250	Есть
L5972D	SO-8	4,4…36	1,23…35	1,50	250	Нет
L5973AD	HSOP8	4,4…36	0,5…35	1,50	500	Есть
L5973D	HSOP8	4,4…36	0,5…35	2	250	Есть

На рисунке 4 представлен один из возможных вариантов построения стабилизатора тока. В схеме использован двухамперный стабилизатор L5973D (250кГц) и обычная понижающая топология.

Рис. 4. Понижающий импульсный стабилизатор тока на основе L5973D

Здесь также демонстрируется, как преодолеть недостаток микросхем L597x- достаточно большое пороговое напряжение на входе (1,235В), что в случае построения стабилизатора тока приводит к неоправданным потерям мощности на токоизмерительном резисторе, а также к увеличению его габаритов. Для уменьшения порогового напряжения здесь используется одна из упомянутых выше особенностей микросхем- все они оснащены выводом опорного напряжения 3,3В.

Идея заключается в смещении входа до некоторого предпорогового уровня по отношению к потенциалу токоизмерительного резистора. На рис.4 данное смещение реализовано делителем напряжения на резисторах R1 и R2. Врезультате порог стабилизации тока (ILED) для такой схемы будет равен VSENSE/RS, где VSENSE = [V — VREF R2/(R1+R2)- I_BIAS R1 R2/(R1+R2)] (R1+R2)/R1.

Здесь I_BIAS— входной ток смещения по входу (номинальное значение 2,5мкА, максимальное- 4мкА).

Для приведенных на рисунке номиналов R1, R2 и RS величина VSENSE равна 0,45 В; ток стабилизируется на уровне порядка 350 мА.

Рассмотренная схема позволяет стабилизировать ток через цепочку последовательно включенных светодиодов. Количество светодиодов в такой цепочке — не более девяти (при входном напряжении близком к максимальному). Данное ограничение является следствием использования понижающей топологии.

STMicroelectronics также предлагает альтернативные схемы включения по понижающее-повышающей и инвертирующей топологиям [3], которые позволяют преодолеть данное ограничение.

В частности, при использовании рекомендуемой понижающее-повышающей схемы количество светодиодов в цепочке может достигать 17 штук при входном напряжении 24 В и выходном токе 350 мА.

Заключение

В статье были рассмотрены два семейства продукции ST, позволяющие реализовать функционально подобные каскады стабилизации тока с близкими электрическими характеристиками по линейной (STCSx) и импульсной (L597x) архитектурам.

Оба семейства продукции отвечают условиям применения в портативной электронике и в целом соответствуют всем современным тенденциям совершенствования электронной техники: размещены в миниатюрном корпусе, отличаются простотой и миниатюрностью схемы включения, гибкие в применении, допускают возможность перевода в отключенное состояние и оснащены всеми необходимыми для обеспечения высоконадежной работы защитами. Более детально ознакомиться с ними, а также с другими микросхемами для светотехнических применений можно на сайте компании ST www.st.com/lighting.

Литература

1. Староверов К. Новинки линейки Viper//Новости электроники, №2, 2009 — С. 15-18.

2. Староверов К. Драйверы светодиодов STMicroelectronics//Новости электроники, №2, 2009 — С. 23-27.

Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: analog.vesti@compel.ru

Компания STMicroelectronics является №1 производителем электроники в Европе. Компоненты ST широко представлены в окружающих нас потребительских товарах – от iPhone до автомобилей разных марок. Лидеры индустриального рынка выбирают компоненты ST за их надежность и выдающиеся технические параметры. В компании ST работает 48 000 сотрудников в 35 странах. Производственные мощности расположены в 12 странах мира. Более 11 тысяч сотрудников заняты исследованиями и разработками – инновационное лидерство …читать далее

Источник: https://www.compel.ru/lib/ne/2010/10/5-do-dvuh-amper-integralnyie-stabilizatoryi-toka-dlya-svetodiodnogo-osveshheniya

Две простые, но надежные схемы стабилизатора тока для светодиодов в авто

Важнейшим параметром питания любого светодиода является ток. При подключении светодиода в авто, необходимый ток можно задать с помощью резистора. В этом случае резистор рассчитывается исходя из максимального напряжения бортовой сети (14,5В). Отрицательной стороной данного подключения является свечение светодиода не на полную яркость при напряжении в бортовой сети автомобиля ниже максимального значения.

Более правильным способом является подключение светодиода через стабилизатор тока (драйвер). По сравнению с токоограничивающим резистором, стабилизатор тока обладает более высоким КПД и способен обеспечить светодиод необходимым током как при максимальном, так и при пониженном напряжении в бортовой сети автомобиля. Наиболее надежными и простыми в сборке являются стабилизаторы на базе специализированных интегральных микросхем (ИМ).

Стабилизатор на LM317

Трёхвыводной регулируемый стабилизатор lm317 идеально подходит для конструирования несложных источников питания, которые применяются в самых разнообразных устройствах. Простейшая схема включения lm317 в качестве стабилизатора тока имеет высокую надежность и небольшую обвязку.

Типовая схема токового драйвера на lm317 для автомобиля представлена на рисунке ниже и содержит всего два электронных компонента: микросхему и резистор. Помимо данной схемы, существует множество других, более сложных схемотехнических решений для построения драйверов с применением множества электронных компонентов.

Детальное описание, принцип действия, расчеты и выбор элементов двух самых популярных схем на lm317 можно найти в данной статье.

Главные достоинства линейных стабилизаторов, построенных на базе lm317, простота сборки и дешевизна используемых в обвязке компонентов. Розничная цена самого ИС составляет не более 1$, а готовая схема драйвера не нуждается в наладке. Достаточно замерить мультиметром выходной ток, чтобы убедиться в его соответствии с расчётными данными.

К недостаткам ИМ lm317 можно отнести сильный нагрев корпуса при выходной мощности более 1 Вт и, как следствие, необходимость в отводе тепла. Для этого в корпусе типа ТО-220 предусмотрено отверстие под болтовое соединение с радиатором.

Также недостатком приведенной схемы можно считать максимальный выходной ток , не более 1,5 А, что устанавливает ограничение на количество светодиодов в нагрузке.

Однако этого можно избежать путём параллельного включения нескольких стабилизаторов тока или использовать вместо lm317 микросхему lm338 или lm350, которые рассчитаны на более высокие токи нагрузки.

Стабилизатор на PT4115

PT4115 – унифицированная микросхема, разработанная компанией PowTech специально для построения драйверов для мощных светодиодов, которую можно использовать также и в автомобиле. Типовая схема включения PT4115 и формула расчета выходного тока приведены на рисунке ниже.

Стоит подчеркнуть важность наличия конденсатора на входе, без которого ИМ PT4115 при первом же включении выйдет из строя.

Понять, почему так происходит, а также ознакомиться с более детальным расчетом и выбором остальных элементов схемы можно здесь. Известность микросхема получила, благодаря своей многофункциональности и минимальному набору деталей в обвязке. Чтобы зажечь светодиод мощностью от 1 до 10 Вт, автолюбителю нужно всего лишь рассчитать резистор и выбрать индуктивность из стандартного перечня.

Но если необходимо регулировать яркость светодиода, то на вход DIM подают либо сигнал с выхода частотного преобразователя, либо напряжение с выхода потенциометра. Существуют варианты задания определенного потенциала на выводе DIM с помощью МОП-транзистора.

В этом случае в момент подачи питания светодиод светится на полную яркость, а при запуске МОП-транзистора светодиод уменьшает яркость наполовину.

К недостаткам драйвера светодиодов для авто на базе PT4115 можно отнести сложность подбора токозадающего резистора Rs из-за его очень малого сопротивления. От точности его номинала напрямую зависит срок службы светодиода.

PT4115 – более новый интегральный стабилизатор с мощным MOSFET-транзистором на выходе, высоким КПД и возможностью диммирования.

Источник: https://ledjournal.info/shemy/stabilizator-toka-dlya-svetodiodov-v-avto.html

Подключение светодиодов через стабилизатор тока — Всё подряд

• 1 Назначение и принцип работы
• 2 Обзор известных моделей
• 3 Стабилизатор на LM317
• 4 Регулируемый стабилизатор
• 5 Как сделать стабилизатор для светодиода своими руками
• 6 Какой стабилизатор использовать в авто
• 7 Вывод

Главным электрическим параметром светодиодов (LED) является их рабочий ток. Когда в таблице характеристик светодиода мы встречаем рабочее напряжение, то нужно понимать, что речь идет о падении напряжения на светодиоде при протекании рабочего тока. То есть рабочий ток определяет рабочее напряжение LED. Поэтому только стабилизатор тока для светодиодов может обеспечить их надежную работу.

Назначение и принцип работы

Стабилизаторы должны обеспечивать постоянный рабочий ток светодиодов когда в сети питания есть проблемы с отклонением напряжения от нормы (вам будет интересно узнать, как подключить светодиод от сети 220 вольт).

Стабильный рабочий ток в первую очередь необходим для защиты LED от перегрева. Ведь при превышении максимально допустимого тока, светодиоды выходят из строя.

Также стабильность рабочего тока обеспечивает постоянство светового потока прибора, например, при разряде аккумуляторных батарей или колебаниях напряжения в питающей сети.

Стабилизаторы тока для светодиодов имеют разные виды исполнения, а обилие вариантов схем исполнения радует глаз. На рисунке приведены три самые популярные схемы стабилизаторов на полупроводниках.

1. Схема а) — Параметрический стабилизатор. В этой схеме стабилитрон задает постоянное напряжение на базе транзистора, который включен по схеме эмиттерного повторителя. Благодаря стабильности напряжения на базе транзистора, напряжение на резисторе R тоже постоянно. В силу закона Ома ток на резисторе также не меняется. Так как ток резистора равен току эмиттера, то стабильны токи эмиттера и коллектора транзистора. Включая нагрузку в цепь коллектора, мы получим стабилизированный ток.
2. Схема б). В схеме, напряжение на резисторе R стабилизируется следующим образом. При увеличении падения напряжения на R, больше открывается первый транзистор. Это приводит к уменьшению тока базы второго транзистора. Второй транзистор немного закрывается и напряжение на R стабилизируется.
3. Схема в). В третьей схеме ток стабилизации определяется начальным током полевого транзистора. Он не зависит от напряжения, приложенного между стоком и истоком.

В схемах а) и б) ток стабилизации определяется номиналом резистора R. Применяя вместо постоянного резистора подстрочный можно регулировать выходной ток стабилизаторов.

Производители электронных компонентов производят множество микросхем стабилизаторов для светодиодов. Поэтому в настоящее время в промышленных изделиях и в радиолюбительских конструкциях чаще применяются стабилизаторы в интегральном исполнении.

Обзор известных моделей

Большинство микросхем для питания светодиодов выполнены в виде импульсных преобразователей напряжения. Преобразователи, в которых роль накопителя электрической энергии выполняет катушка индуктивности (дроссель) называются бустерами. В бустерах преобразование напряжения происходит за счет явления самоиндукции. Одна из типичных схем бустера приведена на рисунке.

Схема стабилизатора тока работает следующим образом. Транзисторный ключ находящийся внутри микросхемы периодически замыкает дроссель на общий провод. В момент размыкания ключа в дросселе возникает ЭДС самоиндукции, которая выпрямляется диодом. Характерно то, что ЭДС самоиндукции может значительно превышать напряжение источника питания.

Как видно из схемы для изготовления бустера на TPS61160 производства фирмы Texas Instruments требуется совсем немного компонентов. Главными навесными деталями являются дроссель L1, диод Шоттки D1, выпрямляющий импульсное напряжение на выходе преобразователя, и Rset.

Резистор выполняет две функции. Во-первых, резистор ограничивает ток, протекающий через светодиоды, а во-вторых, резистор служит элементом обратной связи (своего рода датчиком). С него снимается измерительное напряжение, и внутренние схемы чипа стабилизируют ток, протекающий через LED, на заданном уровне. Изменяя номинал резистора можно изменять ток светодиодов.

Нужно заметить, что бустеры обычно используются, когда напряжение на светодиодах выше напряжения источника питания. В случаях, когда требуется понизить напряжение, чаще применяют линейные стабилизаторы. Целую линейку таких стабилизаторов MAX16xxx предлагает фирма MAXIM. Типовая схема включения и внутренняя структура подобных микросхем представлена на рисунке.

Как видно из структурной схемы, стабилизация тока светодиодов осуществляется Р-канальным полевым транзистором. Напряжение ошибки снимается с резистора Rsensи подается на схему управления полевиком. Так как полевой транзистор работает в линейном режиме, КПД подобных схем заметно ниже, чем у схем импульсных преобразователей.

Микросхемы линейки MAX16xxx часто применяются в автомобильных приложениях. Максимальное входное напряжение чипов составляет 40 В, выходной ток – 350 мА. Они, как и импульсные стабилизаторы, допускают ШИМ-диммирование.

Регулируемый стабилизатор

Предыдущую схему легко превратить в регулируемый стабилизатор. Для этого нужно постоянный резистор R1 заменить на потенциометр. Схема будет выглядеть так:

Как сделать стабилизатор для светодиода своими руками

Во всех приведенных схемах стабилизаторов используется минимальное количество деталей. Поэтому самостоятельно собрать подобные конструкции сможет даже начинающий радиолюбитель освоивший навыки работы с паяльником. Особенно просты конструкции на LM317. Для их изготовления даже не нужно разрабатывать печатную плату. Достаточно припаять подходящий резистор между опорным выводом микросхемы и ее выходом.

Также к входу и выходу микросхемы нужно припаять два гибких проводника и конструкция будет готова. В случае, если с помощью стабилизатора тока на LM317 предполагается питать мощный светодиод, микросхему нужно оснастить радиатором который обеспечит отвод тепла. В качестве радиатора можно использовать небольшую алюминиевую пластинку площадью 15-20 квадратных сантиметров.

Изготавливая конструкции бустеров, в качестве дросселей можно использовать катушки фильтров различных блоков питания. Например, для этих целей хорошо подойдут ферритовые кольца от блоков питания компьютеров, на которые следует намотать несколько десятков витков эмалированного провода диаметром 0.3 мм.

Какой стабилизатор использовать в авто

Сейчас автолюбители часто занимаются модернизацией светотехники своих машин, применяя для этих целей светодиоды или светодиодные ленты . Известно, что напряжение бортовой сети автомобиля может сильно меняться в зависимости от режима работы двигателя и генератора. Поэтому в случае с авто особенно важно применять не стабилизатор 12 вольт, а рассчитанный на конкретный тип светодиодов.

Для автомобиля можно посоветовать конструкции на основе LM317. Также можно использовать одну из модификаций линейного стабилизатора на двух транзисторах, в которой в качестве силового элемента использован мощный N-канальный полевой транзистор. Ниже приведены варианты подобных схем, в том числе и схема светодиодного драйвера.

Вывод

Подводя итог можно сказать, что для надежной работы светодиодных конструкций их необходимо питать с помощью стабилизаторов тока. Многие схемы стабилизаторов просты и доступны для изготовления своими руками. Мы надеемся, что приведенные в материале сведения будут полезны всем, кто интересуется данной темой.

Купить LED DRIVER для светодиодов

Источник: https://gelodvu.info/stati/stati-pro-opel-astra-h/podklyuchenie-svetodiodov-cherez-stabilizator-toka/