Как правильно подключить светодиоды в автомобиле. Какие схемы стабилизаторов тока подходят для автомобильных светодиодов. Чем отличаются стабилизаторы на LM317 и PT4115. Нужен ли стабилизатор напряжения для современных LED-телевизоров.
Особенности питания светодиодов в автомобиле
При подключении светодиодов в автомобиле важно обеспечить стабильный ток питания. Это необходимо по нескольким причинам:
- Напряжение бортовой сети автомобиля нестабильно и может колебаться в пределах 11-14,5 В
- Светодиоды чувствительны к превышению номинального тока
- При изменении напряжения питания яркость светодиодов будет меняться
Поэтому для надежной и долговечной работы светодиодов в автомобиле рекомендуется использовать стабилизатор тока. Рассмотрим несколько популярных схем таких стабилизаторов.
Стабилизатор тока на LM317
Одна из самых простых и надежных схем стабилизатора тока для автомобильных светодиодов строится на базе микросхемы LM317. Эта микросхема представляет собой регулируемый линейный стабилизатор напряжения, но может использоваться и как стабилизатор тока.
Преимущества стабилизатора на LM317:
- Простота схемы — требуется всего 2 дополнительных элемента
- Низкая стоимость компонентов
- Высокая надежность
- Не требует настройки
Недостатки:
- Сильный нагрев при мощности более 1 Вт
- Ограничение по току до 1,5 А
Типовая схема стабилизатора тока на LM317 для автомобиля выглядит следующим образом:
«` «`Ток стабилизации задается резистором R и рассчитывается по формуле:
I = 1,25 В / R
Например, для тока 20 мА сопротивление резистора должно быть:
R = 1,25 В / 0,02 А = 62,5 Ом
Стабилизатор тока на PT4115
Более современным решением является использование специализированной микросхемы PT4115. Она разработана специально для питания мощных светодиодов и имеет ряд преимуществ по сравнению с LM317.
Основные достоинства PT4115:
- Высокий КПД за счет импульсного принципа работы
- Возможность регулировки яркости
- Защита от короткого замыкания и перегрева
- Широкий диапазон входных напряжений
Типовая схема включения PT4115 выглядит так:
Выходной ток стабилизатора задается резистором Rs и рассчитывается по формуле:
I = 0,1 В / Rs
Сравнение стабилизаторов LM317 и PT4115
Чтобы выбрать оптимальный вариант стабилизатора тока для светодиодов в автомобиле, сравним основные характеристики схем на LM317 и PT4115:
Параметр | LM317 | PT4115 |
---|---|---|
Принцип работы | Линейный | Импульсный |
КПД | Низкий | Высокий |
Нагрев | Сильный | Слабый |
Регулировка яркости | Нет | Есть |
Сложность схемы | Простая | Средняя |
Исходя из этого сравнения, можно сделать вывод, что:
- Стабилизатор на LM317 подойдет для простых схем с небольшой мощностью
- PT4115 оптимален для мощных светодиодов и сложных систем освещения
Нужен ли стабилизатор напряжения для светодиодных телевизоров?
Современные LED-телевизоры, в отличие от автомобильных светодиодов, не требуют подключения внешнего стабилизатора напряжения. Это объясняется несколькими факторами:
- Телевизоры имеют встроенный импульсный блок питания (SMPS)
- SMPS обеспечивает стабилизацию напряжения и защиту от перепадов
- Рабочий диапазон напряжений телевизоров достаточно широк (обычно 110-240 В)
При этом подключение внешнего стабилизатора напряжения к LED-телевизору не принесет вреда. Это может быть оправдано в регионах с крайне нестабильным электроснабжением или для дополнительной защиты дорогой техники.
Рекомендации по выбору стабилизатора тока для автомобильных светодиодов
При выборе схемы стабилизатора тока для светодиодов в автомобиле следует учитывать несколько факторов:
- Мощность и количество светодиодов
- Необходимость регулировки яркости
- Сложность монтажа
- Стоимость компонентов
Для большинства применений можно дать следующие рекомендации:
- Для маломощных светодиодов (до 1 Вт) подойдет простая схема на LM317
- Для мощных светодиодов и светодиодных лент лучше использовать PT4115
- При необходимости регулировки яркости следует выбирать PT4115
- Для сложных систем освещения оптимально применение специализированных драйверов
Заключение
Использование стабилизатора тока для питания светодиодов в автомобиле позволяет обеспечить их надежную и долговечную работу. Выбор конкретной схемы зависит от требований конкретного проекта. Для большинства применений оптимальным выбором будет использование специализированных микросхем типа PT4115, обеспечивающих высокий КПД и широкие возможности управления.
Стабилизатор тока для подключения светодиодов в машине
В интернете можно найти множество мнений и перекрикиваний по поводу того, как же надо все-таки подключать светодиоды в машине. Действительно вариантов много, а мнений на этот счет не менее… И здесь написана не одна статья на эту тему, в попытке рассказать и о самых простых и сложных схемах. Это может быть и резистор и стабилизатор и даже ШИМ. И здесь предпочтение в выборе схемы подключения светодиода будет связано со многими факторами, — сколько вам надо подключить светодиодов, доверяете ли вы своему генератору с его скачками напряжения, с уровнем подготовленности того, кто будет все это реализовывать электрическую схему. Ну так вот, кроме того здесь есть и еще одно вполне жизненное и вполне оправданное мнение, обычно оно исходит от людей со специальным образованием, которые часто корят любителей за то, что они питают светодиоды обеспечивая не контроль по падению напряжения , а по току проходящему через светодиод. Ведь именно ток является номинальной величиной, которая подлежит контролированию, дабы светодиод все-таки работал долго и успешно!
Зависимость тока и напряжения при питания светодиода
Собственно здесь надо бы сказать пару слов об особенностях того и другого варианта. Вначале конечно вспомню формулу Ома, где зависимость сопротивления прямо пропорциональна напряжению и обратно току. Собственно даже считать не буду, а сделаю умозаключение, что при определенном получившемся токе в цепи будет падать определенное напряжение на сопротивлении. И обратное, — при падении определенного напряжения на сопротивлении, в нем будет протекать известный ток! Все это к тому, что чудес не бывает и ток и напряжения вполне зависимые величины, разве что их зависимость будет определяться либо сопротивление в цепи, либо максимальным током, который способен выдать источник питания. Однако мы будем по умолчанию принимать, что источник питания (аккумулятор) у нас выдает любую величину тока, по крайней мере, для экспериментов со светодиодами на автомобильном аккумуляторе это можно утверждать наверняка!
Так вот здесь остается вроде как подытожить, что как бы мы не умничали, но номинальное поданное на светодиод напряжение будет порождать номинальный ток питания для него. Или можно сказать так, номинальный ток, будет соответствовать номинальному напряжению. Изменить ток может либо изменение внутреннего сопротивления светодиода, либо уже повышение напряжения на входе. Собственно это все к тому, что пока наш светодиод работает в номинальных режимах, не перегревается, нет скачков напряжения, то и со стабилизатором напряжения он будет работать долго и счастливо! Однако если вы не уверены в своем генераторе, который легко может выдать вместо 14 уже 16 вольт, или в светодиоде, который может «пойти в разнос» при перегреве, особенно если это несколько подключенных последовательно светодиодов. В итоге внутреннее сопротивление одного из них может уменьшиться, ведь у полупроводников обратная зависимость от проводников, в этом случае ток станет больше номинального. (*Сопротивление полупроводников уменьшается при нагреве и других воздействиях, в отличии от проводников, где оно увеличивается.) Тогда можно утверждать о том, что регулировать именно ток, а не напряжение для светодиода (ов) будет все же более правильным вариантом, нежели напряжение!
Схема регулятора тока для подключения светодиода в машине
Вначале о самой микросхеме – регуляторе тока.
Сама микросхема может работать как стабилизатором напряжения, как серия 78xx, так и стабилизатором тока. Все зависит от схемы подключения. Нас интересует стабилизатор тока.
Ну и как же это все в итоге работает? Сама микросхема является активным элементом включенным в цепь, при этом регулировка тока между Vin (входом) и V out (выходом) происходит посредством измерений напряжения на ножке Vadj, именно этот вход является управляющим для работы микросхемы. Схема включения для стабилизатора тока на базе LM317 выглядит следующим образом.
При этом в номинальном режиме работы, напряжение на выходе Vout, должно быть больше на 1,25 Vв любом случае, даже в самом критичном. По факту это разница для задания «опорного напряжения», с помощью резистора.
То есть если создать экстремальные параметры работы и посадить ножку Vadj на землю, то на выходе будет V out 1,25 вольта, при токе стабилизации 0,01 А и необходимом минимум напряжения на входе в 3 вольта больше, то есть 4. 25 вольта. А вот если подать максимальные 40 вольт на вход, и задать «опорное напряжение» в 1,25 вольта, то на выходе будет 37 вольт и ток стабилизации в 1,5 А.
Это можно посмотреть из Даташита (таблица 6.3). То есть опять возвращаемся на круги своя, понимая, что ограничение напряжение внутренним сопротивлением микросхемы или на ее входе не может не влиять на выходной ток.
В общем-то понятно, что сопротивление должно рассчитываться так. R=1.25 V/Iout (исходя из формулы на картинке даташита). То есть скажем для светодиода током 20 мА получается: R=1.25 /0.02=62.5 Ом. Напряжение не применяется в расчетах, ведь по сути микросхеме на него «пофиг», главное ток, но опять же из зависимости формулы Ома получится около 3 вольт на выходе, что и будет номинальным напряжением питания для светодиода.
Однако на счет «не важно» я тоже соврал, ведь здесь будет работать ограничение по входящему напряжению. Если на входе его нет, то и на выходе ему неоткуда взяться. Получается, что при падении на микросхеме 3 вольт, мы можем максимум подключить последовательно 3-4 светодиода к напряжению в машине в 14 вольт. Все дальнейшие потуги микросхемы на счет поднятия напряжения и само собой тока за счет внутреннего изменения сопротивления просто не дадут результата.
Из этого можно сделать простой вывод, что все равно нам надо знать напряжения питания светодиода, а не только его ток потребления, дабы не переусердствовать. Ну да ладно, теперь окончательная схема для стабилизатора тока LM317 на машине для подключения светодиода.
Само собой если надо будет подключить большее количество светодиодов, то подключаем их уже параллельно тем, что есть.
Ну и если уж начал я статью в надежде сделать надежную схему для светодиодов, но нельзя упомянуть о их защите, в виде обратных диодов, которые будут защищать светодиоды от обратного тока. Ведь если будут скачки обратного напряжения, даже с незначительным током, то светодиоды могут сгореть.
И маленькая табличка с расчетными значениями потребляемого тока и выбором резистора под него.
Ток (уточненный ток для резистора стандартного ряда) | Сопротивление резистора | Примечание |
20 мА | 62 Ом | стандартный светодиод |
30 мА (29) | 43 Ом | «суперфлюкс» и ему подобные |
40 мА (38) | 33 Ом | |
80 мА (78) | 16 Ом | четырехкристальные |
350 мА (321) | 3,9 Ом | одноватные |
750 мА (694) | 1,8 Ом | трехватные |
1000 мА (962) | 1,3 Ом | W |
На этом можно в принципе уже и завершить статью, разве что упомянув еще об налогах LM317
Полные аналоги:
• GL317;
• SG317;
• UPC317;
• ECG1900.
Простой стабилизатор тока на 12В 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.
PT4115 имеет вход DIM, который значительно расширяет её возможности. В простейшем варианте, когда нужно просто зажечь светодиод на заданную яркость, он не используется. 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.
Обе рассмотренные микросхемы прекрасно зарекомендовали себя в конструировании драйверов для светодиодов в автомобиле своими руками. LM317 – давно известный проверенный линейный стабилизатор, в надежности которого нет сомнений. Драйвер на его основе подойдёт для организации подсветки салона и приборной панели, поворотов и прочих элементов светодиодного тюнинга в авто.
PT4115 – более новый интегральный стабилизатор с мощным MOSFET-транзистором на выходе, высоким КПД и возможностью диммирования.
Водонепроницаемый стабилизатор напряжения постоянного тока, понижающий преобразователь, усилитель |Oznium LED|
Больше фотографий
Доступно в двух версиях
Стабилизаторы доступны в версиях на 2 и 10 ампер.
Широкий диапазон входного напряжения
Входное напряжение может быть от 5 до 40 В постоянного тока. Выходное напряжение стабилизатора по-прежнему составляет 12 В постоянного тока.
Водонепроницаемость IP68
Степень защиты IP68 идеально подходит для автомобилей, лодок или любых наружных помещений.
Макс. Текущий
Доступен в версиях на 2 и 10 ампер.
Многофункциональный
Стабилизатор может быть усилителем, понижающим преобразователем постоянного тока в постоянный или устройством защиты.
Большинство светодиодных продуктов Oznium или других светодиодных продуктов на рынке рассчитаны на работу с 12 В постоянного тока, но выходное напряжение автомобилей / лодок составляет до 14 В постоянного тока. Это приведет к тому, что светодиоды будут нести более высокий ток, в результате чего светодиоды будут повреждены из-за перегрева. Помимо светодиодных продуктов, стабилизатор напряжения также защищает другие ваши устройства от повреждения из-за нестабильного напряжения.
Широкий диапазон входного напряжения
Выходное напряжение будет постоянным на уровне 12 В постоянного тока, если входное напряжение находится в пределах следующего диапазона:
5–36 В пост. тока (версия 2 А)
9–40 В пост. тока (версия 10 А)
Водонепроницаемость IP68
Стабилизатор напряжения Oznium имеет класс защиты IP68 и идеально подходит для автомобилей, лодок или любого другого наружного применения внутри помещений.
Не только стабилизатор напряжения
Это может быть усилитель для подключения на большие расстояния или понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный из-за широкого диапазона входного напряжения. А также стабилизатор напряжения является многофункциональным, например, от перегрузки по току, перенапряжения, короткого замыкания, защиты от обратной полярности и т. д.
Сопутствующие аксессуары
Ручка мини-диммера для светодиодов
Простым поворотом ручки вы можете приглушить яркость светодиодов или сделать их ярчеПереходник для разъема постоянного тока
Эти адаптеры позволяют преобразовать вилку / разъем / провода друг к другу.Соединитель для сращивания проводов
Быстрый и простой способ сращивания светодиодных проводов для вашего проекта освещения.2-жильный морской кабель
Используется для подключения светодиодных лент или почти любого другого светодиодного изделия, а также для удлинения проводов.Соединительный провод 18 калибра
Провод 18 калибра очень гибкий и идеально подходит для установки катодов, светодиодов, метеоритных трубок или переключателей.Клиенты также просматривали
Стабилизатор напряжения постоянного тока Фото
Стабилизатор напряжения постоянного тока Техническая информация
Выходное напряжение | 12 В постоянного тока +- 3% |
7 Рейтинг IP | |
Чувствительность к полярности | Да |
Защита от короткого замыкания | Да |
Рабочая температура | -40 — 85°C |