Stabilizácia napätia stretávacích svetiel
V posledných rokoch začali motoristi vybavovať svoje vozidlá dennými svetlami. Aj keď predpisy povoľujú používanie štandardných svetiel (hmlové svetlá, svetlomety atď.), mnohí ľudia uprednostňujú LED diódy ako samostatné jednotky. A niektorí motoristi sa stretávajú s tým, že LED diódy, na základe ktorých sú svetlá vyrobené, sa pokazia skôr ako za rok. Dôvod takej krátkej životnosti nikto nezistil. Možno je to spôsobené kvalitou LED diód od neznámych výrobcov, alebo tým, že výrobcovia výrazne nadhodnocujú životnosť polovodičových výrobkov, alebo je to všetko o nedostatočnom chladení.
Existuje však silné presvedčenie, že LED diódy zlyhávajú v dôsledku nestabilného napätia na palube vozidla alebo v dôsledku krátkodobých špičiek v napájacom obvode, ktorých amplitúda dosahuje niekoľko desiatok voltov. Tento problém možno vyriešiť inštaláciou regulátora napätia pre palubné napätie LED diód vozidla.
Koľko voltov by mal mať regulátor napätia
Ak je stabilizátor pre LEDS sa používa s priemyselnými svietidlami, jeho výstupné napätie sa musí rovnať napájaciemu napätiu vyznačenému na kryte zariadenia. Vo väčšine prípadov je to 12 V. Pri domácom systéme zvážte jeho schému.
Zvyčajne pozostáva z v sérii 2 až 4 LED diódy v sérii a zhášací rezistor. Aby LED dióda správne fungovala, musí na nej byť menovité napätie. Napríklad pre LED diódu ARPL-Star-3W-BCB je úbytok napätia 3,6 V. Pre reťazec troch prvkov by malo byť k dispozícii 3,6*3=10,8 V. Ďalší malý úbytok napätia by mal byť na predradníku (jeho hodnota je určená vo výpočte, 1...2 volty). Celkovo sa dosiahne napätie približne 12 V.
| Typ LED | Výkon, W | Pokles napätia, V |
| TDS-P003L4U13 | 3 | 3,6 |
| TDSP005L8011 | 5 | 6,5 |
| ARPL-Star-3W-BCB | 3 | 3..3,6 |
| STAR 3WR | 3 | 3,6 |
| Vysoký výkon 3 W | 3 | 3,35..3,6 |
Aké regulátory napätia sú k dispozícii pre LED diódy
Najjednoduchšie a najlacnejšie stabilizátory sú lineárneho typu. Prerozdeľujú sieťové napätie medzi regulátor (tranzistor) a záťaž.
Ak sa vstupné napätie zníži alebo sa zvýši záťažový prúd, tranzistor sa otvorí a napätie na záťaži sa zvýši. Ak sa zvýši vstupné napätie alebo sa zníži záťažový prúd, regulátor mierne uzavrie výkonový prvok a záťažové napätie sa zníži. Týmto spôsobom sa dosiahne stabilita. Výhody takýchto regulátorov sú:
- jednoduchosť;
- nízke náklady;
- je možné zakúpiť v integrovanej verzii pre pevné napätie.
Nevýhodou sú vysoké straty výkonu spôsobené rozptylom na regulačnom prvku (preto je potrebný účinný chladič) a potreba, aby vstupné napätie výrazne prevyšovalo výstupné napätie.
Pulzné stabilizátory sú bez týchto nevýhod, rozdeľujú energiu v čase, ale ich problémom je zložitosť ich výroby. Na to, aby ste si ich mohli zostaviť sami, potrebujete určité znalosti a zručnosti.
Ako si vybrať ten správny
Na výber priemyselne vyrábaného zariadenia je potrebné špecifikovať tieto parametre
- výstupné napätie;
- prevádzkový prúd;
- Minimálne vstupné napätie (maximálne napätie je zvyčajne niekoľko desiatok voltov, toto napätie nie je dostupné v automobilovej sieti).
Spôsob výberu výstupného napätia je opísaný vyššie. Prevádzkový prúd musí prekročiť odberový prúd svietidiel (alebo svietidla, ak je stabilizátor umiestnený na každom zariadení samostatne) s rezervou. Tomuto parametru sa venuje málo pozornosti, pričom môže mať rozhodujúci vplyv na fungovanie celého systému.
Prečítajte si tiež: Ako si vybrať správne svetlá na auto, aby ste nedostali pokutu
Skúmanie populárnych obvodov regulátora napätia
Najskôr je potrebné vybrať obvod zariadenia. V celosvetovej sieti existuje veľa odporúčaní na vybudovanie takýchto blokov na integrovaných linkových regulátoroch 7812 (KR142EN8B).
Tí, ktorí takéto schémy zverejňujú, dbajú na ich jednoduchosť a nedostatok úprav, pričom úplne zabúdajú na jeden problém. Aby takýto regulátor správne fungoval, musí na ňom klesnúť aspoň 2,5 V - to je napísané v každom technickom liste. Jednoducho, aby bola výstupná stabilizácia účinná, musí byť na vstupe aspoň 14,5 V. V aute s dobrým alternátorom by takéto napätie nemalo byť a pri nižšej hodnote nemá zmysel takýto obvod používať. Ako kompromis môžete použiť deväťvoltový stabilizátor (LM7809), jeho výkon začne pri 11,5 V na vstupe, ale jas svetiel klesne. Podľa GOST by minimálna intenzita svetla mala byť 400 cd a nikto by nemal ísť pod túto hranicu..
Odporúčania umiestniť na vstup diódu vyzerajú ešte nerozumnejšie.
Jeho účel je dosť otázny - pri stabilnej montáži nie je potrebné chrániť obvod pred prepólovaním. Ale kremíkový p-n prechod zníži napätie o ďalších 0,6 V a na normálnu prevádzku potrebujete aspoň 15 V.
Obvody s 12-voltovým integrovaným obvodom (s diódou alebo bez nej) sú užitočné len na odrezanie vysokonapäťových špičiek v zbernici +12 voltov (ak sú skutočne prítomné). Môžu teda slúžiť ako akási "Zenerova bariéra", ale takáto bariéra sa dá vyrobiť oveľa jednoduchšie. K reťazcu LED diód je potrebné paralelne pripojiť stabilizátor Ust, ktorý je o niečo vyšší ako prevádzkové napätie. V normálnom režime je jeho odpor vysoký, neovplyvňuje prevádzku svietidla. Ak sa prekročí stabilizačné napätie (napr. 15 V), otvorí sa a "odpojí" prebytok.
O niečo lepšie regulátory s čipmi LDO (low drop out) fungujú. Tieto regulátory vyzerajú podobne ako bežné sieťové regulátory, ale na správnu činnosť vyžadujú len 1,2 V úbytok a účinná stabilizácia začína už pri 13,2 V. Je to lepšie, ale stále to nepostačuje na bežnú prevádzku. Pre tento obvod sú vhodné modely LM1084 a LM1085, ale schéma zapojenia je trochu komplikovanejšia.
Odpor rezistora R1 musí byť 240 ohmov a R2 musí byť 2,2 kohmu, aby sa vytvorilo výstupné napätie 12 voltov. Existuje zásadná prekážka ďalšieho poklesu - regulátor je postavený na bipolárnom tranzistore a na jeho emitorovom a kolektorovom spoji musí klesnúť aspoň 1,2 V. To sa dá ľahko obísť použitím tranzistora s poľovým efektom ako riadiaceho prvku. Integrované obvody založené na tomto princípe sa ťažko hľadajú, ešte ťažšie prispôsobujú a sú drahšie. Na druhej strane, aj rádioamatér s priemernými zručnosťami by mal byť schopný vyrobiť zariadenie založené na diskrétnych prvkoch.
Hodnoty prvkov:
- R1 - 68 kOhm;
- R2 - 10 kOhm;
- R3 - 1 kOhm;
- R4, R5 - 4,7 kOhm;
- R6 - 25 kOhm;
- VD1 - BZX84C6V2L;
- VT1 - AO3401;
- VT2,VT3 - 2N5550.
Výstupné napätie je dané pomerom R5/R6. Pri daných hodnotách bude výstup 12 V, vstup nebude potrebovať viac ako 12,5 V. Ide o výrazné zlepšenie. Zásadný skok sa však dá dosiahnuť len pomocou spínaného zdroja napájania. Takýto krokový menič je možné postaviť okolo čipu XL6009.
Takýto stabilizátor si môžete objednať v balenej forme na obľúbených internetových trhoch. Je tu však problém - výrobcovia z úsporných dôvodov často inštalujú prvky určené na prúd maximálne 1 A (hoci čip je schopný dodať až 3 A). Alebo napríklad nemusia byť namontované vstupné alebo výstupné oxidové kondenzátory. Dokonca aj Schottkyho dióda N5824, uvedená v technickom liste, sa zahrieva, keď prúdy prekročia 1,5 A. Namiesto toho by ste mali použiť výkonnejšiu diódu, napr. SR560. Všetky tieto výmeny a zjednodušenia vedú k prehriatiu dosky a jej poruche.
Video ukazuje príklad montáže 12 V regulátora.
Úvahy o výrobe
Budete potrebovať elektronické komponenty pre vybraný obvod. Môžete si ich kúpiť v špecializovaných predajniach alebo na internete. Pre integrovaný regulátor linky nepotrebujete puzdro, ale mali by ste sa postarať o chladič. Pri výrobe pravítka s diskrétnym prvkom budete potrebovať aj chladič. Zložitejšie zariadenia sa musia montovať na dosky s plošnými spojmi. Tí, ktorí majú domácu technológiu, si môžu navrhnúť a vyleptať dosku plošných spojov sami. Pre ostatných je lepšie použiť dosku na chlebík - odrezať požadovaný kus a zostaviť na ňom komponenty.
Musíte tiež vybrať alebo zostaviť kryt a dbať na odvod tepla. Zabalenie dosky do zmršťovacej fólie nie je v tomto ohľade najlepšou voľbou. Budete tiež potrebovať spájkovačku so súpravou spotrebného materiálu.
Je ťažké poskytnúť všeobecné pokyny na výrobu - všetko závisí od zvoleného obvodu a preferovanej technológie. Pre tých, ktorí nemajú dostatok skúseností s výrobou elektronických zariadení, však môžeme poskytnúť niekoľko tipov:
- Všetky spoje by mali byť starostlivo spájkované (dbajte na to, aby nedošlo k prehriatiu prvkov a vodičov v izolácii) - prevádzkové podmienky budú zahŕňať nárazy a teplotné výkyvy a nekvalitné spájkovanie sa okamžite prejaví;
- Kryt musí byť navrhnutý tak, aby zabránil vniknutiu vody a nečistôt dovnútra - ak zariadenie nainštalujete pod kapotu, tieto látky budú stačiť;
- ak sa kryt nepoužíva, spájkovacie body by mali byť starostlivo izolované - z rovnakého dôvodu;
- Po montáži a kontrole funkčnosti nie je zbytočné nalakovať dosku na spájkovanej strane a vysušiť ju.
Iba starostlivý prístup k výrobe môže zaručiť aspoň určitú odolnosť podomácky vyrobeného zariadenia v drsnom prostredí.
Montáž na bočné svetlá
Stabilizátor, bez ohľadu na to, podľa ktorého obvodu je zostavený, sa inštaluje do medzery vodiča od spínača alebo ovládač na denné svetlá. Urobte to na ľubovoľnom vhodnom mieste. Ak má regulátor dostatočný výkon na dve svetlá, možno ho pripojiť k napájaciemu vedeniu oboch svetiel až po bod rozdelenia. V opačnom prípade budú pre každú LED lampu potrebné dve zariadenia.
Nezabudnite pripojiť mínusový vodič k spoločnému vodiču vozidla. Ďalším problémom, ktorý sa často vyskytuje, je inštalácia chladiča pre regulátor vedenia. Existuje myšlienka použiť karosériu ako chladiaci prvok. Jeho plocha je veľká a výborne odvádza teplo. Za predpokladu, že medzi povrchom čipu a povrchom telesa je dobrý tepelný kontakt. To si vyžaduje prinajmenšom odstránenie laku v mieste montáže a vyvŕtanie otvoru pre montážnu skrutku. V tejto oblasti sa rýchlo vytvorí korózne miesto. Preto to nie je dobrý nápad. Lepšie je vyrobiť malý samostatný chladič z kusu hliníkového plechu.
Video: Pripojenie a testovanie stabilizátorov L7812CV a LM317T pre LED denné svetlá na VAZ-2106.
Otázka použitia stabilizátora pre denné svetlá nie je taká jednoduchá, ako sa na prvý pohľad zdá. Rozhodnúť o jeho použití a zvoliť spôsob inštalácie si vyžaduje určité technické zázemie. Pri výbere vám pomôžu kontrolné materiály.