Spændingsstabilisering af nærlys forlygter

I de seneste år er bilisterne begyndt at udstyre deres biler med kørelys om dagen. Selv om reglerne tillader brug af standardlygter (tågelygter, forlygter osv.), foretrækker mange at udføre LED'erne som separate enheder. Og nogle bilister står over for det faktum, at de LED'er, som lygterne er lavet af, går i stykker inden for et år. Ingen fandt ud af årsagen til den korte levetid. Måske skyldes det kvaliteten af LED'er fra ukendte producenter, eller at producenterne overvurderer halvlederprodukternes levetid, eller måske handler det om manglende køling.

Men der er en stærk tro på, at lysdioderne svigter på grund af ustabil spænding i bilen eller på grund af kortvarige spikes i forsyningskredsløbet, hvis amplitude når op på flere ti volt. Dette problem kan løses ved at installere en spændingsregulator til den indbyggede spænding i bilens lysdioder.

Hvor mange volt skal en spændingsregulator være

Hvis stabilisatoren til LEDS bruges med industrielt lys, skal udgangsspændingen være lig med den forsyningsspænding, der er markeret på apparatets hus. I de fleste tilfælde er dette 12 volt. For et hjemmelavet system skal du overveje dets skematiske diagram.

Et lanternekredsløb fremstillet af en kæde af stabilisatorer.

Den består normalt af i serie af 2 til 4 lysdioder i serie og en slukningsmodstand. LED'en skal have sin nominelle spænding over den for at kunne fungere korrekt. For en ARPL-Star-3W-BCB LED er spændingsfaldet f.eks. 3,6 V. For en kæde med tre elementer skal der leveres 3,6*3=10,8 volt. Et andet lille spændingsfald bør være ved ballasten (dets værdi er bestemt i beregningen, 1...2 volt). Alt i alt resulterer dette i ca. 12 volt.

Hvilken slags spændingsregulatorer findes der til LED'erne?

De enkleste og billigste stabilisatorer er af den lineære type. De omfordeler netspændingen mellem regulatoren (transistor) og belastningen.

Princippet for en lineær spændingsregulator.

Hvis indgangsspændingen falder eller belastningsstrømmen stiger, åbnes transistoren, og spændingen på belastningen stiger. Hvis indgangsspændingen stiger eller belastningsstrømmen falder, lukker regulatoren effektelementet en smule, og belastningsspændingen falder. På denne måde opnås stabilitet. Fordelene ved sådanne regulatorer er:

• enkelhed;
• lave omkostninger;
• det er muligt at købe en integreret version til en fast spænding.

Ulemperne er det store effekttab på grund af dissipation i reguleringselementet (derfor kræves der en effektiv køleplade) og behovet for, at indgangsspændingen skal overstige udgangsspændingen med en betydelig margen.

Pulsede stabilisatorer er fri for disse ulemper, da de fordeler energien over tid, men deres problem er, at det er kompliceret at fremstille dem. Du skal have en vis viden og færdigheder for at samle dem selv.

Sådan vælger du den rigtige

For at vælge en industrielt fremstillet anordning skal følgende parametre angives

• udgangsspænding;
• driftsstrøm;
• Den mindste indgangsspænding (den maksimale spænding er normalt et par tiendedele volt, denne spænding er ikke tilgængelig i bilens strømforsyning).

Hvordan du vælger udgangsspænding er beskrevet ovenfor. Driftsstrømmen skal overstige lanternenes (eller lanternen, hvis stabilisatoren er placeret separat på hver enhed) forbrugsstrøm med en reserve. Der er kun lidt opmærksomhed på sidstnævnte parameter, og den kan have en afgørende betydning for hele systemets funktion.

Læs også: Sådan vælger du de rigtige kørelys på en bil for ikke at få en bøde

Udforskning af populære spændingsregulatorkredsløb

Det første, du skal gøre, er at vælge enhedens kredsløb. Der findes mange anbefalinger på internettet om at samle sådanne blokke på de integrerede 7812-linieregulatorer (KR142EN8B).

Et diagram af en 7812-regulator fra internettet (en åbenlys fejl - indgangsspændingen skal være mindst 14,5 volt).

De, der udgiver sådanne ordninger, er opmærksomme på deres enkelhed og mangel på tilpasning og glemmer helt et problem. For at en sådan regulator kan fungere korrekt, skal der mindst 2,5 volt falde på den - det står i ethvert datablad. For at opnå en effektiv udgangsstabilisering skal indgangen simpelthen være på mindst 14,5 volt. I en bil med en god generator burde der ikke være en sådan spænding, og med en lavere værdi er der ingen grund til at bruge et sådant kredsløb. Som et kompromis kan du bruge en ni-volt stabilisator (LM7809), dens ydeevne vil starte ved 11,5 volt ved indgangen, men lysstyrken af lysene vil falde. Ifølge GOST skal den mindste lysintensitet være 400 cd, og ingen bør gå under denne grænse..

Anbefalingerne om at sætte en diode ved indgangen ser endnu mere urimelige ud.

Skemaet fra netværket er en 7812-chip med en diode ved indgangen.

Dens formål er ret tvivlsomt - der er ikke behov for at beskytte kredsløbet mod omvendt polaritet ved stabil montering. Men silicium-p-n-forbindelsen vil falde yderligere 0,6 volt, og du har brug for mindst 15 volt for normal drift.

Kredsløb med en 12 volts IC (med eller uden diode) er kun nyttige til at afbryde høje spændingsspidser i +12 volt-bussen (hvis de faktisk er til stede). Så de kan fungere som en slags "Zener-barriere", men en sådan barriere kan gøres meget enklere. Det er nødvendigt at forbinde parallelt med kæden af lysdioder en stabilitron Ust, der er lidt højere end driftsspændingen. I normal tilstand er dens modstand høj, det vil ikke påvirke armaturets funktion. Hvis stabiliseringsspændingen overskrides (f.eks. 15 volt), åbner den og "afbryder" den overskydende spænding.

Tilslutning af en stabilisator parallelt med lanternen.

Lidt bedre regulatorer med LDO-chips (low drop out) virker også. De ligner typiske lineære regulatorer, men kræver kun 1,2 volt drop out for at få en god regulering, og den effektive regulering starter allerede ved 13,2 volt. Det er bedre, men stadig ikke tilstrækkeligt til normal drift. LM1084 og LM1085 er velegnede til dette kredsløb, men ledningsdiagrammet er lidt mere kompliceret.

Ledningsdiagrammet for LDO LM1084.

Modstanden i modstand R1 skal være 240 ohm og R2 skal være 2,2 kohms for at give en udgangsspænding på 12 volt. Der er en grundlæggende hindring for yderligere udfald - regulatoren er lavet på en bipolær transistor, og der skal falde mindst 1,2 volt ved dens emitter- og kollektorforbindelser. Dette kan let omgås ved at anvende en felteffekttransistor som styringselement. Integrerede kredsløb baseret på dette princip er vanskelige at finde, endnu vanskeligere at matche og dyrere. På den anden side burde selv en radioamatør med gennemsnitlige færdigheder kunne lave en enhed baseret på diskrete elementer.

Skematisk diagram af en lineær regulator på en højtydende felteffekttransistor.

Værdierne af elementer:

• R1 - 68 kOhm;
• R2 - 10 kOhm;
• R3 - 1 kOhm;
• R4,R5 - 4,7 kOhm;
• R6 - 25 kOhm;
• VD1 - BZX84C6V2L;
• VT1 - AO3401;
• VT2,VT3 - 2N5550.

Udgangsspændingen er givet af forholdet R5/R6. Med de givne værdier vil udgangen være 12 volt, og indgangen behøver ikke mere end 12,5 volt. Dette er en alvorlig forbedring. Men et grundlæggende spring kan kun opnås ved at bruge en switching strømforsyning. En sådan step-up-konverter kan bygges omkring XL6009-chippen.

XL6009-baseret step-up kredsløb.

Du kan bestille en sådan stabilisator i færdigpakket form på populære online-markedspladser. Men der er et problem - producenter installerer ofte af sparehensyn elementer, der er designet til en strømstyrke på højst 1 A (selv om chippen kan levere op til 3 A). Eller der kan f.eks. ikke være monteret ind- eller udgangsoxydkondensatorer. Selv Schottky-dioden N5824, der er nævnt i databladet, bliver varm, når strømmene overstiger 1,5 A. Du bør bruge en kraftigere diode i stedet, f.eks. SR560. Alle disse udskiftninger og forenklinger fører til overophedning af kortet og dets svigt.

Videoen viser et eksempel på montering af en 12-volts regulator.

Overvejelser om fremstilling

Du skal bruge de elektroniske komponenter til dit valgte kredsløb. Du kan købe dem i specialforretninger eller på internettet. Du har ikke brug for en kasse til en integreret line regulator, men du bør sørge for en køleplade. Du skal også bruge en køleprofil, når du laver en diskret elementlineal. Mere komplekse enheder skal samles på printplader. De, der har teknologi til hjemmet, kan selv designe og ætse printkortet. For andre er det bedre at bruge et breadboard - klip det nødvendige stykke af og saml komponenterne på det.

Montering på et breadboard.

Du skal også vælge eller samle kabinettet og sørge for at aflede varmen. Det er ikke den bedste løsning at pakke printkortet ind i en varmekrympebånd i denne henseende. Du skal også bruge en loddekolbe med et sæt forbrugsvarer.

Det er svært at give generelle fremstillingsvejledninger - det afhænger alt sammen af det valgte kredsløb og den foretrukne teknologi. Men der kan gives et par tips til dem, der har lidt erfaring med at lave elektroniske apparater:

• Alle forbindelser skal loddes omhyggeligt (pas på ikke at overophede elementer og ledere i isolering) - driftsbetingelserne vil indebære stød og temperatursvingninger, og lodning af dårlig kvalitet vil straks gøre sig gældende;
• Huset skal være udformet således, at vand og snavs ikke kan trænge ind - hvis du monterer apparatet under motorhjelmen, er disse stoffer nok;
• Hvis huset ikke anvendes, skal loddepunkterne isoleres omhyggeligt - af samme grund;
• Efter samling og funktionskontrol er det ikke overflødigt at lakere printpladen på loddesiden og tørre den.

Kun en omhyggelig fremstilling kan garantere i det mindste en vis holdbarhed for den hjemmelavede enhed under barske forhold.

Læs også

DIY DIY

 

Montering på sidelysene

Stabilisator, uanset hvilket kredsløb det er monteret i henhold til, er installeret i hullet i ledningen fra kontakten eller controller til kørelyset om dagen. Gør dette på et hvilket som helst sted, der er praktisk muligt. Hvis regulatoren har strøm nok til at klare to lamper, kan den tilsluttes strømforsyningsledningen til de to lamper op til opdelingspunktet. Hvis ikke, skal der bruges to enheder til hver LED-lampe.

Tilslutning af en stabiliseringsanordning.

Husk at forbinde minuslederen med køretøjets fællesleder. Et andet spørgsmål, der ofte dukker op, er installationen af en køler til ledningsregulatoren. Der er en idé om at bruge bilens karrosseri som køleelement. Dens areal er stort, og den vil gøre et godt stykke arbejde med at aflede varmen. Forudsat at der er god termisk kontakt mellem overfladen af chippen og overfladen af kroppen. Og det kræver som minimum, at du fjerner lakken på monteringsstedet og borer et hul til monteringsskruen. Der dannes hurtigt en korrosionsplads i dette område. Derfor er det ikke en god idé. Det er bedre at lave en lille separat køleplade af et stykke aluminiumsplade.

Video: Tilslutning og afprøvning af L7812CV- og LM317T-stabilisatorer til LED-kørelys om dagen på VAZ-2106.

Spørgsmålet om at bruge en stabilisator til kørelys er ikke så enkelt, som det ser ud ved første øjekast. At træffe en beslutning om brugen og vælge installationsmetoden kræver en vis teknisk baggrund. Gennemgangsmaterialet vil hjælpe dig med at træffe dette valg.