0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стабилизатор напряжения бортовой сети

Как самостоятельно сделать простой стабилизатор тока для светодиодов своими руками?

В настоящее время трудно представить тюнинг автомобиля без светодиодных ламп. Но порой их установка осложнена тем, что они перегорают. Чтобы избежать этой ситуации, в сеть можно включить стабилизатор тока для светодиодов своими руками. В статье приводятся примеры микросхем, по которым можно его сделать.

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

На двух транзисторах

На операционном усилителе (на ОУ)

На микросхеме импульсного стабилизатора

Фотогалерея «Микросхемы для самодельных выпрямителей»

Видео «Выпрямитель для светодиодов своими руками»

Ну так и зачем всё это нужно то?

Теперь вы знаете, чем стабилизатор напряжения отличается от стабилизатора тока и можете ориентироваться в их многообразии. Возможно, вам так и не стало понятно, зачем эти штуки нужны.

Пример: вы хотите запитать 3 светодиода от бортовой сети автомобиля. Как вы можете узнать из статьи о светодиоде, для светодиода важно контролировать именно силу тока. Используем самый распространенный вариант соединения светодиодов: последовательно соединены 3 светодиода и резистор. Напряжение питания — 12 вольт.

Резистором мы ограничиваем ток на светодиоды, чтобы они не сгорели. Падение напряжения на светодиоде пусть будет у нас 3.4 вольта.
После первого светодиода остается 12-3.4= 8.6 вольт.
Нам пока хватает.
На втором потеряется еще 3.4 вольта, то есть останется 8.6-3.4=5.2 вольта.
И для третьего светодиода тоже хватит.
А после третьего останется 5.2-3.4=1.8 вольта.
При желании добавить четвёртый светодиод — уже не хватит.
Если напряжение питания поднять до 15В, то тогда хватит. Но тогда и резистор тоже надо будет пересчитать. Резистор — простейший стабилизатор (ограничитель) тока. Их часто ставят на те же ленты и модули. У него есть минус — чем ниже напряжение, тем меньше будет и ток на светодиоде (закон Ома, с ним не поспоришь). Значит, если входное напряжение нестабильно (в автомобилях обычно так и есть), то предварительно нужно стабилизировать напряжение, а потом можно ограничить резистором ток до необходимых значений. Если используем резистор, как токовый ограничитель там, где напряжение не стабильно, нужно стабилизировать напряжение.

Стоит помнить, что резисторы имеет смысл ставить только до определенной силы тока. После некоторого порога резисторы начинают сильно греться и приходится ставить более мощные резисторы (зачем резистору мощность рассказано в статье о этом приборе) . Тепловыделение растёт, КПД падает.

Микросхемы стабилизаторы на 12 вольт

В настоящее время фактически уже существуют готовые решения реализованные на микросхемах серии КР142, рассмотрим несколько из них. В этой статье мы расскажем о микросхеме КР142ЕН12, фактически рассчитанной на работу с напряжениями 12 вольт и микросхему КР142ЕН18, а также о их импортных аналогах.
Ту и другую можно использовать для стабилизации напряжения в вашем автомобиле. Микросхемы имеют защиту по пропускаемому току, а также в случае перегрева. Маркировка после букв ЕН указывает на номинальное напряжение с которым работает микросхема. Однако микросхемы стабилизаторы регулируемые и могут работать с разным выходным и входным напряжением. Естественно, что выходное напряжение не будет выше входного и также надо учесть потери на КПД микросхемы.
Итак, что на счет применения возможных микросхем для стабилизации напряжения в машине на 12 вольт и даже с вариациями по напряжению стабилизации, то они следующие.

МикросхемаНоминальное выходное напряжение, ток
1LM317Tот 1,2 в до 37 в, 1,5 А
2КР142ЕН12от 1,2 в до 37 (с индексом А — 1 А, с индексом Б — 1,5 А)
3КР142ЕН18от 1,2 в до 26,5 (с индексом А — 1 А, с индексом Б — 1,5 А)
4LT337Aот 1,2 в до 37 в, 1,5 А

Интегральный стабилизатор

Устройства собирают с использованием небольших по размерам микросхем, способных работать при входном напряжении до 26-30 В, выдавая постоянный 12-ти вольтный ток силой до 1 Ампер. Особенностью данных радиодеталей является наличие 3 ножек – «вход», «выход» и «регулировка». Последняя используется для подключения регулировочного резистора, который используется для настройки микросхемы и предотвращения ее перегрузок.

Более удобные и надежные, собранные на основе стабилизирующих микросхем выравниватели постепенно вытесняют собранные на дискретных элементах аналоги.

Стабилизатор напряжения 12 вольт для светодиодов — современное любительское оформление авто практически не обходится без использования светодиодов. Но некоторые моменты тюнинга включают в себя работы, для которых нужно приложить немало усилий. В качестве примера можно привести трудоемкую установку в передние фары автомобиля светодиодной ленты. Но вот когда вся эта красота перестает вдруг работать, из-за того, что вышел из строй один или несколько светодиодов. Поэтому становится очень обидно и жалко потраченного времени и усилий на установку LED-ленты. А вот если бы изначально была грамотно построена схема подключения, то такого бы не случилось.

Дело в том, что в подключаемой схеме не был использован стабилизатор напряжения, который предназначен именно для создания корректной работы светодиодов. В случае установки в цепь бортовой сети автомобиля светодиодов с номинальным током 250-300 мА, то тогда рекомендуется включать в схему ограничительный резистор. Этот гасящий резистор ограничит ток в тракте, тем самым увеличит срок службы светодиодов.

При нестабильном напряжении бортовой сети машины, необходимо устанавливать в схему линейный стабилизатор.

Простейший стабилизатор напряжения 12 вольт

Данная схема выполнена с использованием линейного стабилизатора КРЕН8Б либо KIA7812A, а также выпрямительного диода 1n4007 с постоянным обратным напряжением 1000v.

Стабилизатор напряжения 12 вольт для светодиодов в другом варианте

Ниже представленная схема выполнена с некоторыми изменениями, то-есть в ее входном и выходном тракте добавлены конденсаторы, предназначенные для сглаживания пульсаций.

Для этого варианта схемы необходимо иметь: сам стабилизатор напряжения на базе микросхемы L7812, конденсатор с емкостью 330µF 16v, а также конденсатор 100µF 16v, выпрямительный диод 1N4001, монтажные провода и термоусадочный кембрик диаметром 3 мм.

Усовершенствованная схема стабилизатора напряжения 12 вольт

1. Делаем короче один вывод на стабилизаторе;
2. Хорошо облуживаем;
3. Припаиваем к укороченному выводу стабилизатора диод и конденсаторы;
4. Помещаем монтажные провода в термоусадочный кембрик.


1. Припаиваем монтажные провода;
2. На провод одеть кембрик, для усадки нагреть его паяльником или феном;
3. Подключаем к левому выводу питание, а к правому выводу выход к светодиодной ленте;
4. LED-лента светится! Теперь она прослужит гораздо дольше, чем без применения стабилизатора.


Примечание: обе представленные схемы рассчитывались на работу с сопротивлением нагрузки не более 1А. В случае необходимости использования нагрузок с током более 1А, то тогда можно установить стабилизатор L78S12CV (2А) на теплоотводе.

Корректировка формы и значения выходного напряжения

Ещё одной из причин необходимости использования бензинового или дизельного генератора в связке со стабилизатором является низкое качество вырабатываемого генератором напряжения.

Форма выходного напряжения у бюджетных генераторов, как правило, оставляет желать лучшего. Обычно это аппроксимированная синусоида.

Непостоянное значение выходного напряжения – еще один серьезный недостаток многих простых генераторов. Так, увеличение нагрузки потребления (например, при включении электродвигателей с высокими пусковыми токами) приводит к снижению скорости вращения вала у двигателя внутреннего сгорания, что в свою очередь обуславливает падение напряжения на выходе генератора.

«Чистый синус» и стабильное значение напряжения на выходе можно получить, используя генераторы со встроенным инвертором и системой контроля и коррекции напряжения. Такие приборы естественно не нуждаются в дополнительном устройстве стабилизации, однако превышают в несколько раз по своей стоимости более простые аналоги. Применение же бюджетных генераторов с модифицированной синусоидой, частотой и напряжением на выходе без стабилизатора напряжения будет обоснованным только для нетребовательной к качеству питания нагрузки.

Сборка стабилизатора для светодиодов в авто — необходимые детали

Этот проект абсолютно несложный, его с легкостью сможет повторить любой автомобилист.

Все что понадобится:

  • микросхема — линейный стабилизатор напряжения L7812;
  • пару клемм;
  • пара конденсаторов 100n;
  • кусок текстолита для платы;
  • термоусадочная трубка.

Вроде все.

Схемы стабилизаторов и регуляторов тока

Существуют как минимум четыре варианта изготовления стабилизаторов напряжения на 12 вольт для авто своими руками:

  1. На кренке.
  2. На паре транзисторов.
  3. На операционном усилителе.
  4. На микросхеме импульсного стабилизатора.

Разберем, какие главные особенности имеет каждая из рассматриваемых модификаций.

На кренке

Для сборки своими руками простейшего стабилизатора для светодиодов для авто на 12 вольт потребуются:

  1. Микросхема LM317 или КРЕН8Б (более точнее КР142ЕН8Б), или KIA7812A.
  2. Резистор на 120 Ом.
  3. Печатное плато или перфорированная панель.

На изображениях наглядно представлено расположение основных компонентов схемы простейшего стабилизатора для светодиодов в авто:

На второй схеме на входе с АКБ применяется диод выпрямляющего типа 1n4007.

На двух транзисторах

Одним из самых популярных автомобильных стабилизаторов напряжения для светодиодов на 12 вольт, который также собирается своими руками, на сегодня является схема на двух транзисторах.

Переменное напряжение номиналом 12 вольт поступает на диодный мостик VD1 – VD4, выпрямляется и, проходя через фильтры С1 С2, сглаживается. Далее ток идет на стабилизатор параметрического типа VD1 и проходит к резистору R2. Затем с его движка передается на ключ составного транзистора VT1 VT2. Уровень его открытости определяется состоянием движка резистора переменного типа R2 – в нижнем положении регулятора транзисторы перекрыты и напряжение не поступает в нагрузку, а в верхнем состоянии регулятора R2 оно максимально и транзисторы полностью открыты, напряжение прилагается к нагрузке.

Интересно! Устройство позволяет задавать параметры электрического тока на выходе в рамках – от 0 до 12 вольт и до 3 ампер. При сборке схемы следует учесть, что выпрямляющий диодный мостик VD1 – VD4 и транзистор VT2 могут значительно перегреваться. Поэтому их следует установить на радиатор с полезной площадью порядка 260-270 см. кв. Кроме того, сами диоды должны выдерживать ток силой не менее 10 ампер (что соответствует Д245-Д247).

Приведенная модель стабилизатора напряжения для авто чаще всего применяется для дневных ходовых огней на базе светодиодов и позволяет успешно подстраивать параметры бортового тока под характеристики прибора освещения.

На операционном усилителе

Стабилизатор напряжения на 12 вольт для светодиодов в авто имеет смысл изготовить своими руками, когда возникает необходимость для его работы в расширенном диапазоне рабочих параметров. Ниже приведенная схема такого устройства. Главная его особенность в том, что сам усилитель включен в цепь обратной связи и питается прямо с выхода стабилизатора. Прибор характеризуется коэффициентом стабилизации – порядка 1000, при этом сопротивление на выходе – не более 10 мкОм при КПД около 50%. Ток нагрузки в номинале – не менее 200 мкА, при пульсации напряжения на выходе в двойной амплитуде – меньше 60 мкВ.

Среди главных особенностей его работы выделяются:

  1. Рабочий интервал температуры – от -20 до +60 градусов.
  2. Термический дрейф напряжения на выходе – меньше 0,05%.
  3. Возможность повышения напряжения на выходе до 27-30 вольт.

Для решения последней задачи нужно между выводами «7» и «+25» установить резистор на 200 Ом. Каскад транзистора VT1 выполняет роль динамической нагрузки для VT4 и при этом повышает общий коэффициент усиления. Транзистор П702А можно заменить на аналоги П702 или КТ805, при этом КТ603Г – соответственно на П308 или П309, а также КТ201В и КТ203В – на МП103 либо МП106.

На микросхеме импульсного стабилизатора

Когда от стабилизатора напряжения для авто требуется высокий коэффициент полезного действия, лучше собрать своими руками устройство с использование импульсных составляющих. Наиболее распространенной является ниже представленная схема МАХ771 (или аналогов 770, 772).

Стабилизатор импульсного типа на выходе имеет мощность в 15 ватт. Элементы цепи R1 и R2 разделяют показатели напряжения на точках выход. В случае, когда оно становится выше базового, импульсные выпрямители просто снижаются его выходное значение. В обратном случае прибор будет, напротив, увеличивать данный параметр на выходе.

Монтаж и установка своими руками импульсного стабилизатора напряжения для светодиодов в авто разумна, когда его показатель превышает 16 вольт. При возникновении повышенного падения нагрузки в цепь следует внедрить операционный усилитель.

Рекомендация! При выборе готового стабилизатора напряжения для светодиодов в авто нужно исходить из того, чтобы система подсветки обеспечивалась током со стабильными показателями. Для большинства приборов освещения это 12 вольт. Если устройства изготавливаются своими руками, прежде чем внедрять их в схему, нужно измерить их характеристики на выходе с помощью мультиметра.

ТОП-3 паяльников для плат

Чтобы упростить себя работу по спайке стабилизатора, желательно купить качественный паяльник. В магазинах имеются агрегаты хороших и проверенных производителей, на которые следует обратить внимание:

  1. Ersa – немецкая компания. Товар очень хороший и надежный, но дорогой, а потому для дома не каждый может себе позволить.
  2. Китайская фирма Quick. Качество на высоте, и цена приемлемая.
  3. Luckey. Самый бюджетный вариант. Оставлять аппарат включенным без присмотра нельзя – возможно возгорание.

Паяльника на 10 Вт хватит, чтобы сделать простую микроплату. При покупке изучите ручку – она не должна быстро греться. Древесины – идеальный вариант. Пластик быстро станет горячим, эбонит тяжелый, а потому работать с мелкими деталями – трудно.

Жало желательно выбирать из меди – легко очищать от нагара после работы. Жала бывают разной формы и продаются наборами. Новичку это не пригодится, а вот опытным людям будет удобно использовать насадки разной конфигурации.

Стабилизаторы напряжения для авто

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector