Artimųjų šviesų žibintų įtampos stabilizavimas
Pastaraisiais metais vairuotojai automobiliuose pradėjo įrengti dienos žibintus. Nors taisyklėse leidžiama naudoti standartinius žibintus (rūko žibintus, priekinius žibintus ir t. t.), daugelis žmonių pageidauja, kad šviesos diodai būtų naudojami kaip atskiri vienetai. Kai kurie vairuotojai susiduria su tuo, kad šviesos diodai, iš kurių pagaminti žibintai, sugenda anksčiau nei po metų. Niekas nenustatė tokio trumpo tarnavimo laiko priežasties. Galbūt taip yra dėl nežinomų gamintojų šviesos diodų kokybės arba dėl to, kad gamintojai labai pervertina puslaidininkinių gaminių tarnavimo laiką, o gal dėl to, kad trūksta aušinimo.
Tačiau vyrauja įsitikinimas, kad šviesos diodai sugenda dėl nestabilios įtampos automobilyje arba dėl trumpalaikių šuolių maitinimo grandinėje, kurių amplitudė siekia kelias dešimtis voltų. Šią bėdą galima išspręsti įrengiant automobilio šviesos diodų borto įtampos reguliatorių.
Kiek voltų turėtų būti įtampos reguliatorius
Jei stabilizatorius LEDS naudojamas su pramoniniais šviestuvais, jo išėjimo įtampa turi būti lygi maitinimo įtampai, pažymėtai ant prietaiso korpuso. Dažniausiai tai yra 12 voltų įtampa. Nagrinėkite naminės sistemos principinę schemą.
Jį paprastai sudaro iš eilės 2-4 nuosekliai sujungtų šviesos diodų ir gesinimo rezistoriaus. Kad šviesos diodas veiktų tinkamai, ant jo turi kristi vardinė įtampa. Pavyzdžiui, ARPL-Star-3W-BCB šviesos diodo įtampos kritimas yra 3,6 V. Trijų elementų grandinei turi būti užtikrinta 3,6*3=10,8 V įtampa. Kitas nedidelis įtampos kritimas turėtų būti prie balastinio įtaiso (jo vertė nustatoma atliekant skaičiavimus, 1...2 voltai). Iš viso susidaro apie 12 voltų.
| LED tipas | Galia, W | Įtampos kritimas, V |
| TDS-P003L4U13 | 3 | 3,6 |
| TDSP005L8011 | 5 | 6,5 |
| ARPL-Star-3W-BCB | 3 | 3..3,6 |
| STAR 3WR | 3 | 3,6 |
| Didelės galios 3W | 3 | 3,35..3,6 |
Kokių įtampos reguliatorių galima įsigyti šviesos diodams
Paprasčiausi ir pigiausi stabilizatoriai yra linijinio tipo. Jie perskirsto tinklo įtampą tarp reguliatoriaus (tranzistoriaus) ir apkrovos.
Jei įėjimo įtampa sumažėja arba apkrovos srovė padidėja, tranzistorius atsidaro ir įtampa ant apkrovos padidėja. Jei įėjimo įtampa padidėja arba apkrovos srovė sumažėja, reguliatorius šiek tiek uždaro galios elementą ir apkrovos įtampa sumažėja. Taip pasiekiamas stabilumas. Tokių reguliatorių privalumai yra šie:
- paprastumas;
- mažos išlaidos;
- galima įsigyti integruotą versiją, skirtą fiksuotai įtampai.
Trūkumai - dideli galios nuostoliai dėl išsklaidymo reguliavimo elemente (todėl reikia efektyvaus radiatoriaus) ir tai, kad įėjimo įtampa turi gerokai viršyti išėjimo įtampą.
Impulsiniai stabilizatoriai neturi šių trūkumų, jie paskirsto energiją per tam tikrą laiką, tačiau jų problema - sudėtinga juos pagaminti. Norint juos surinkti patiems, reikia tam tikrų žinių ir įgūdžių.
Kaip pasirinkti tinkamą
Norint pasirinkti pramoniniu būdu pagamintą prietaisą, reikia nurodyti šiuos parametrus
- išėjimo įtampa;
- darbinė srovė;
- Mažiausia įėjimo įtampa (didžiausia įtampa paprastai yra kelios dešimtys voltų, tokios įtampos nėra automobilio elektros tinkle).
Kaip pasirinkti išėjimo įtampą, aprašyta pirmiau. Darbinė srovė turi viršyti žibintų (arba žibinto, jei stabilizatorius dedamas ant kiekvieno prietaiso atskirai) vartojimo srovę su atsarga. Pastarajam parametrui skiriama mažai dėmesio, o jis gali turėti lemiamos įtakos visos sistemos veikimui.
Taip pat skaitykite: Kaip pasirinkti tinkamus automobilio žibintus, kad nebūtumėte nubausti
Populiarių įtampos reguliatorių grandinių tyrinėjimas
Pirmiausia reikia pasirinkti prietaiso grandinę. Internete yra daug rekomendacijų, kaip tokius blokus statyti iš 7812 integruotų linijinių reguliatorių (KR142EN8B).
Tie, kurie skelbia tokias schemas, atkreipia dėmesį į jų paprastumą ir koregavimo trūkumą, visiškai pamiršdami apie vieną problemą. Kad toks reguliatorius veiktų tinkamai, ant jo turi kristi bent 2,5 V - tai parašyta bet kuriame duomenų lape. Kad išėjimas būtų efektyviai stabilizuotas, įėjimas turi būti ne mažesnis kaip 14,5 V. Automobilyje su geru generatoriumi tokios įtampos neturėtų būti, o esant mažesnei vertei nėra prasmės naudoti tokią grandinę. Kaip kompromisą galite naudoti devynių voltų stabilizatorių (LM7809), jo veikimas prasidės nuo 11,5 volto įėjime, tačiau šviesų ryškumas sumažės. Pagal GOST, mažiausias šviesos intensyvumas turėtų būti 400 cd, ir niekas neturėtų nusileisti žemiau šios ribos..
Rekomendacijos prie įėjimo prijungti diodą atrodo dar nepagrįstesnės.
Jos paskirtis gana abejotina - nėra reikalo saugoti grandinę nuo atvirkštinio poliškumo, kai ji montuojama stabiliai. Tačiau silicio p-n sandūroje sumažės dar 0,6 V, o normaliam veikimui reikia bent 15 V.
Grandinės su 12 voltų integriniu grandynu (su diodu arba be jo) yra naudingos tik siekiant išjungti aukštos įtampos šuolius +12 voltų magistralėje (jei jie iš tikrųjų yra). Taigi jie gali tarnauti kaip savotiškas "Zenerio barjeras", tačiau toks barjeras gali būti kur kas paprastesnis. Prie šviesos diodų grandinės lygiagrečiai reikia prijungti stabilitroną Ust, kuris yra šiek tiek didesnis už darbinę įtampą. Įprastu režimu jo varža yra didelė, ji neturi įtakos šviestuvo veikimui. Jei viršijama stabilizavimo įtampa (pvz., 15 V), ji atsidaro ir "atjungia" perteklinę įtampą.
Šiek tiek geresni reguliatoriai su LDO (low drop out) mikroschemomis veikia. Jie panašūs į įprastus linijinius reguliatorius, tačiau tinkamam veikimui reikia tik 1,2 V kritimo, o efektyvus stabilizavimas prasideda jau esant 13,2 V įtampai. Tai yra geriau, bet vis dar nepakankamai, kad būtų galima normaliai dirbti. Šiai grandinei tinka LM1084 ir LM1085, tačiau jų jungimo schema yra šiek tiek sudėtingesnė.
Rezistoriaus R1 varža turi būti 240 omų, o R2 - 2,2 kOhmo, kad išėjimo įtampa būtų 12 voltų. Esama esminės kliūties, trukdančios dar labiau sumažinti kritimą - reguliatorius yra pagamintas iš dvipolio tranzistoriaus, todėl jo emiterio ir kolektoriaus sandūrose turi kristi bent 1,2 V įtampa. To galima lengvai išvengti, jei kaip valdymo elementas naudojamas lauko tranzistorius. Šiuo principu pagrįstų integrinių grandynų sunku rasti, dar sunkiau suderinti ir jie yra brangesni. Kita vertus, net vidutiniškai įgudęs radijo mėgėjas turėtų sugebėti pasigaminti tokį įrenginį iš atskirų elementų.
Elementų reikšmės:
- R1 - 68 kOhm;
- R2 - 10 kOm;
- R3 - 1 kOhm;
- R4, R5 - 4,7 kOhm;
- R6 - 25 kOhm;
- VD1 - BZX84C6V2L;
- VT1 - AO3401;
- VT2,VT3 - 2N5550.
Išėjimo įtampą lemia santykis R5/R6. Esant nurodytiems vardiniams parametrams, išėjimo įtampa bus 12 voltų, o įėjime reikės ne daugiau kaip 12,5 volto. Tai rimtas patobulinimas. Tačiau esminį šuolį galima pasiekti tik naudojant komutuojamąjį maitinimo šaltinį. Tokį pakopinį keitiklį galima sukurti naudojant XL6009 mikroschemą.
Tokį stabilizatorių galite užsisakyti iš anksto supakuotą iš populiarių internetinių prekyviečių. Tačiau yra problema - gamintojai taupumo sumetimais dažnai montuoja elementus, skirtus ne didesnei kaip 1 A srovei (nors lustas gali tiekti iki 3 A srovę). Arba, pavyzdžiui, gali būti neįrengti įvesties arba išvesties oksidiniai kondensatoriai. Net duomenų lape minimas Šotkio diodas N5824 įkaista, kai srovė viršija 1,5 A. Vietoj jo turėtumėte naudoti galingesnį diodą, pvz., SR560. Dėl visų šių pakeitimų ir supaprastinimų plokštė perkaista ir sugenda.
Vaizdo įraše parodytas 12 voltų reguliatoriaus surinkimo pavyzdys.
Gamybos aspektai
Jums reikės pasirinktos grandinės elektroninių komponentų. Jų galite įsigyti specializuotose parduotuvėse arba internetu. Integruotam linijiniam reguliatoriui nereikia korpuso, tačiau turėtumėte pasirūpinti radiatoriumi. Gaminant diskretinio elemento valdiklį taip pat reikės radiatoriaus. Sudėtingesni prietaisai turi būti montuojami į spausdintines plokštes. Turintieji namų technologijas gali patys suprojektuoti ir išgraviruoti spausdintinę plokštę. Kitiems geriau naudoti planšetę - nupjaukite reikiamą gabalėlį ir ant jo sumontuokite komponentus.
Taip pat turite pasirinkti arba surinkti korpusą ir pasirūpinti, kad šiluma būtų išsklaidyta. Šiuo atžvilgiu plokštės apvyniojimas termo susitraukimo plėvele nėra geriausias pasirinkimas. Jums taip pat reikės lituoklio su eksploatacinių medžiagų rinkiniu.
Sunku pateikti bendrus gamybos nurodymus - viskas priklauso nuo pasirinktos grandinės ir pasirinktos technologijos. Tačiau galima pateikti keletą patarimų tiems, kurie turi mažai patirties gaminant elektroninius prietaisus:
- Visos jungtys turėtų būti kruopščiai sulituotos (stengiantis neperkaitinti izoliacijos elementų ir laidininkų) - eksploatavimo sąlygomis bus susiduriama su smūgiais ir temperatūros svyravimais, o nekokybiškas litavimas iš karto pasijunta;
- Korpusas turi būti suprojektuotas taip, kad į vidų nepatektų vandens ir purvo - jei įrenginį montuosite po variklio dangčiu, šių medžiagų pakaks;
- jei korpusas nenaudojamas, litavimo taškai turi būti kruopščiai izoliuoti - dėl tos pačios priežasties;
- po surinkimo ir funkcinio testo nebūtina lakuoti plokštę iš litavimo pusės ir ją išdžiovinti.
Tik kruopštus gamybos metodas gali užtikrinti bent tam tikrą namuose pagaminto prietaiso ilgaamžiškumą atšiauriomis sąlygomis.
Montavimas ant šoninių žibintų
Stabilizatorius, nepriklausomai nuo to, pagal kokią grandinę jis yra sumontuotas, įrengiamas laido iš jungiklio arba valdiklis prie dienos žibintų. Tai atlikite bet kurioje patogioje vietoje. Jei reguliatoriaus galios pakanka dviem žibintams, jį galima prijungti prie abiejų žibintų maitinimo linijos iki padalijimo taško. Jei ne, kiekvienam LED žibintui reikės dviejų įrenginių.
Nepamirškite minusinį laidą prijungti prie bendro transporto priemonės laidininko. Kitas dažnai iškylantis klausimas - linijinio reguliatoriaus radiatoriaus įrengimas. Yra idėja automobilio kėbulą naudoti kaip aušinimo elementą. Jo plotas yra didelis ir jis puikiai išsklaido šilumą. Jei lusto paviršius ir korpuso paviršius turi gerą šiluminį kontaktą. Tam reikės bent jau pašalinti dažų sluoksnį tvirtinimo vietoje ir išgręžti skylę tvirtinimo varžtui. Šioje vietoje greitai susidarys korozijos dėmė. Todėl tai nėra gera idėja. Geriau pasigaminti nedidelį atskirą radiatorių iš aliuminio lakšto.
Vaizdo įrašas: L7812CV ir LM317T stabilizatorių, skirtų VAZ-2106 LED dienos šviesos žibintams, prijungimas ir bandymas.
Dienos žibintų stabilizatoriaus naudojimo klausimas nėra toks paprastas, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Norint priimti sprendimą dėl jo naudojimo ir pasirinkti montavimo būdą, reikia tam tikro techninio pasirengimo. Šį pasirinkimą padės padaryti peržiūros medžiaga.