Spänningsstabilisering av halvljuset

På senare år har bilister börjat utrusta sina bilar med dagsljus. Även om reglerna tillåter användning av standardljus (dimljus, strålkastare osv.) föredrar många att använda lysdioder som separata enheter. Och vissa bilister ställs inför det faktum att de lysdioder som används för att göra lamporna sönder går sönder inom ett år. Ingen har tagit reda på orsaken till den korta livslängden. Kanske beror det på kvaliteten på lysdioder från okända tillverkare, eller på att tillverkarna kraftigt överskattar livslängden på halvledarprodukterna, eller så handlar det om bristen på kylning.

Men det finns en stark tro på att lysdioderna inte fungerar på grund av instabil spänning ombord på bilen eller på grund av kortvariga spikar i matningskretsen, vars amplitud når flera tiotals volt. Detta problem kan lösas genom att installera en spänningsregulator för den inbyggda spänningen i bilens lysdioder.

Hur många volt en spänningsregulator ska ha

Om stabilisatorn för LEDS används med industrilampor måste dess utgångsspänning vara lika med den matningsspänning som är markerad på apparatens hölje. I de flesta fall är detta 12 volt. För ett hemmagjort system kan du tänka på dess schematiska schema.

En lyktkrets som tillverkas av en kedja av stabilisatorer.

Den består vanligen av följande i serie 2 till 4 lysdioder i serie och ett släckningsmotstånd. Lysdioden måste ha sin nominella spänning över sig för att fungera korrekt. För en ARPL-Star-3W-BCB LED är spänningsfallet till exempel 3,6 V. För en kedja med tre element bör 3,6*3=10,8 volt tillhandahållas. Ett annat litet spänningsfall bör finnas vid förkopplingsdonet (dess värde bestäms i beräkningen, 1...2 volt). Sammanlagt ger detta ca 12 volt.

Vilken typ av spänningsregulatorer finns tillgängliga för lysdioderna?

De enklaste och billigaste stabilisatorerna är av linjär typ. De omfördelar nätspänningen mellan regulatorn (transistorn) och belastningen.

Principen för hur en linjär spänningsregulator fungerar.

Om ingångsspänningen minskar eller om belastningsströmmen ökar öppnas transistorn och spänningen på belastningen ökar. Om ingångsspänningen ökar eller belastningsströmmen minskar stänger regulatorn effektelementet något och belastningsspänningen minskar. På så sätt uppnås stabilitet. Fördelarna med sådana reglerare är följande:

• enkelhet;
• låg kostnad;
• Det är möjligt att köpa en integrerad version för en fast spänning.

Nackdelarna är den höga effektförlusten på grund av dissipation i reglerelementet (därför krävs en effektiv kylfläns) och behovet av att ingångsspänningen måste överstiga utgångsspänningen med en betydande marginal.

Pulsade stabilisatorer har inte dessa nackdelar, de fördelar energin över tiden, men deras problem är att det är komplicerat att tillverka dem. Du behöver viss kunskap och färdigheter för att montera dem själv.

Hur du väljer rätt

För att välja en industriellt tillverkad anordning måste följande parametrar anges

• utgångsspänning;
• driftström;
• Den minsta ingångsspänningen (den högsta spänningen är vanligtvis några tiotal volt, denna spänning finns inte i bilens nät).

Hur du väljer utgångsspänningen beskrivs ovan. Driftsströmmen måste överstiga förbrukningsströmmen för lyktorna (eller lyktan, om stabilisatorn är placerad på varje enhet separat) med en reserv. Den sistnämnda parametern ägnas liten uppmärksamhet, trots att den kan ha en avgörande betydelse för hela systemets funktion.

Läs också: Hur man väljer rätt körljus på en bil för att inte bli bötfälld

Utforskning av populära kretsar för spänningsregulatorer

Det första du måste göra är att välja krets för enheten. Det finns många rekommendationer på Internet för att montera sådana block på 7812 integrerade linjeregulatorer (KR142EN8B).

Ett schematiskt diagram av en 7812-regulator från Internet (ett uppenbart fel - ingångsspänningen bör vara minst 14,5 volt).

De som publicerar sådana system uppmärksammar deras enkelhet och brist på anpassning och glömmer helt bort ett problem. För att en sådan regulator ska fungera korrekt måste minst 2,5 volt falla på den - detta står i alla datablad. För en effektiv stabilisering av utgången måste ingången vara minst 14,5 volt. I en bil med en bra generator borde det inte finnas någon sådan spänning, och med ett lägre värde är det ingen idé att använda en sådan krets. Som en kompromiss kan du använda en 9-volts stabilisator (LM7809), vars prestanda börjar vid 11,5 volt vid ingången, men ljusstyrkan sjunker. Enligt GOST ska den minsta ljusstyrkan vara 400 cd, och ingen får gå under denna gräns..

Rekommendationerna om att sätta en diod vid ingången ser ännu mer orimliga ut.

Schemat från nätverket är ett 7812-chip med en diod vid ingången.

Dess syfte är ganska tveksamt - det finns inget behov av att skydda kretsen mot omvänd polaritet vid stabil montering. Men kisel-p-n-övergången släpper ytterligare 0,6 volt, och du behöver minst 15 volt för normal drift.

Kretsar med en 12-volts IC (med eller utan diod) är endast användbara för att avskärma högspänningsspikar i +12-voltsbussen (om de faktiskt finns). De kan alltså fungera som en slags "Zenerbarriär", men en sådan barriär kan göras mycket enklare. Det är nödvändigt att parallellt med kedjan av lysdioder ansluta en stabilitron Ust, något högre än driftsspänningen. I normalt läge är dess motstånd hög, vilket inte påverkar armaturens funktion. Om stabiliseringsspänningen överskrids (t.ex. 15 volt) öppnas den och "skär av" överskottet.

Anslutning av en stabilisator parallellt med lanternan.

Något bättre regulatorer med LDO-chips (low drop out) fungerar också. De liknar vanliga linjära regulatorer men kräver endast 1,2 volt för att fungera korrekt och den effektiva stabiliseringen börjar redan vid 13,2 volt. Detta är bättre, men fortfarande inte tillräckligt för normal drift. LM1084 och LM1085 är lämpliga för den här kretsen, men kopplingsschemat är lite mer komplicerat.

Kopplingsschema för LDO LM1084.

Motståndet i motstånd R1 måste vara 240 ohm och R2 måste vara 2,2 kohms för att ge en utgångsspänning på 12 volt. Det finns ett grundläggande hinder för ytterligare bortfall - regulatorn är byggd på en bipolär transistor, och minst 1,2 volt måste falla vid emitter- och kollektorkopplingarna. Detta kan enkelt kringgås genom att använda en fälteffekttransistor som styrelement. Integrerade kretsar som bygger på denna princip är svåra att hitta, ännu svårare att matcha och dyrare. Å andra sidan bör även en radioamatör med medelmåttiga färdigheter kunna bygga en apparat som bygger på diskreta element.

Schematisk bild av en linjär regulator på en högpresterande fälteffekttransistor.

Elementens värden:

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

Utgångsspänningen ges av förhållandet R5/R6. Med de givna värdena kommer utgången att vara 12 volt, ingången behöver inte mer än 12,5 volt. Detta är en stor förbättring. Men ett fundamentalt hopp kan endast uppnås genom att använda ett switchande nätaggregat. En sådan step-up-omvandlare kan byggas runt XL6009-chipet.

XL6009-baserad step-up-krets.

Du kan beställa en sådan stabilisator i färdigförpackad form från populära online-marknader. Men det finns ett problem - tillverkarna installerar ofta av besparingsskäl element som är utformade för en strömstyrka på högst 1 A (även om chipet kan leverera upp till 3 A). Det kan till exempel hända att oxidkondensatorer för ingång eller utgång inte är monterade. Även Schottky-dioden N5824, som nämns i databladet, blir varm när strömmarna överstiger 1,5 A. Du bör använda en kraftfullare diod i stället, t.ex. SR560. Alla dessa byten och förenklingar leder till överhettning av kortet och till att det går sönder.

Videon visar ett exempel på hur man monterar en 12-voltsregulator.

Överväganden om tillverkning

Du behöver de elektroniska komponenterna för den krets du valt. Du kan köpa dem i specialbutiker eller på internet. Du behöver inget hölje för en integrerad linjeregulator, men du bör se till att det finns en kylfläns. Du behöver också en kylfläns när du tillverkar en linjal med diskreta element. Mer komplexa enheter måste monteras på kretskort. De som har hemmateknik kan själva konstruera och etsa kretskortet. För andra är det bättre att använda en brödbräda - klipp av den önskade delen och montera komponenterna på den.

Montering på en brödbräda.

Du måste också välja eller montera höljet och se till att värmen avleds. Att svepa in kretskortet i en värmekrympning är inte det bästa alternativet i det här avseendet. Du behöver också en lödkolv med en uppsättning förbrukningsmaterial.

Det är svårt att ge allmänna tillverkningsanvisningar - allt beror på vilken krets som valts och vilken teknik som föredras. Men det finns några tips för dem som har lite erfarenhet av att tillverka elektroniska apparater:

• Alla anslutningar ska lödas noggrant (var försiktig så att element och ledare i isolering inte överhettas) - driftförhållanden kommer att innebära stötar och temperaturväxlingar, och dålig lödning kommer omedelbart att märkas;
• Höljet måste vara konstruerat så att vatten och smuts inte kan tränga in - om du installerar enheten under motorhuven räcker det med dessa ämnen;
• Om höljet inte används måste lödpunkterna isoleras noggrant - av samma skäl;
• Efter montering och funktionskontroll är det inte överflödigt att lacka och torka brädan på lödsidan.

Endast ett noggrant tillvägagångssätt vid tillverkningen kan garantera att den hemmagjorda enheten åtminstone har en viss hållbarhet under svåra förhållanden.

Läs också

DIY DIY

 

Montering på sidoljusen

Stabilisatorn, oavsett vilken krets den är monterad enligt, är installerad i ledningens gap från strömbrytaren eller styrenhet till dagsljusen. Gör detta på en lämplig plats. Om regulatorn har tillräckligt med effekt för att hantera två lampor kan den anslutas till de två lampornas strömförsörjningsledning fram till delningspunkten. Om inte krävs två enheter för varje LED-lampa.

Anslut en stabiliseringsanordning.

Kom ihåg att ansluta minuskabeln till fordonets gemensamma ledare. En annan fråga som ofta dyker upp är installationen av en kylfläns för linjeregulatorn. Det finns en idé om att använda bilens kaross som kylelement. Dess yta är stor och den gör ett bra jobb med att avleda värme. Förutsatt att det finns en god termisk kontakt mellan chipets yta och kroppens yta. Detta kräver åtminstone att du tar bort lacken på monteringsplatsen och borrar ett hål för monteringsskruven. En korrosionsfläck kommer snabbt att bildas i detta område. Därför är detta ingen bra idé. Det är bättre att göra en liten separat kylfläns av en aluminiumplåt.

Video: Anslutning och provning av L7812CV- och LM317T-stabilisatorer för LED-dagsljus på VAZ-2106.

Frågan om att använda en stabilisator för dagsljus är inte så enkel som den verkar vid första anblicken. För att fatta ett beslut om dess användning och välja installationsmetod krävs en viss teknisk bakgrund. Materialet hjälper dig att göra detta val.