Ako odlučite da svoj automobil pretvorite u LED rasvjetu, trebat će vam barem lm317 stabilizator struje za LED diode. Sastavljanje osnovnog stabilizatora nije nimalo teško, ali kako bi se izbjegle katastrofalne greške čak i sa tako jednostavnim zadatkom, minimalni obrazovni program neće škoditi. Mnogi ljudi koji se ne bave radio elektronikom često brkaju koncepte kao što su stabilizator struje i stabilizator napona.

Lako za jednostavne stvari. Jačina struje, napon i njihova stabilizacija

Napon određuje koliko brzo se elektroni kreću kroz provodnik. Mnogi strastveni ljubitelji tvrdog kompjuterskog overkloka povećavaju napon jezgre centralnog procesora, zahvaljujući čemu ono počinje brže funkcionirati.

Jačina struje je gustina kretanja elektrona unutar električnog vodiča. Ovaj parametar je izuzetno važan za radioelemente koji rade na principu termoelektrične sekundarne emisije, posebno za izvore svetlosti. Ako površina poprečnog presjeka vodiča nije u stanju proći protok elektrona, višak struje počinje se oslobađati u obliku topline, što uzrokuje značajno pregrijavanje dijela.

Da bismo bolje razumjeli proces, analizirajmo plazma luk (na njegovoj osnovi radi električno paljenje plinskih peći i kotlova). Pri vrlo visokim naponima, brzina slobodnih elektrona je toliko velika da oni lako mogu "preletjeti" udaljenost između elektroda, formirajući plazma most.

A ovo je električni grijač. Kada elektroni prolaze kroz njega, prenose svoju energiju na grijaći element. Što je struja veća, to je protok elektrona gušći, termoelement se više zagrijava.

Zašto je potrebna stabilizacija struje i napona?

Bilo koja radioelektronska komponenta, bilo da je u pitanju sijalica ili centralni procesor računara, zahteva za optimalan rad jasno ograničen broj elektrona koji prolaze kroz provodnike.

Budući da je naš članak o stabilizatoru za LED diode, pričat ćemo o njima.

Uz sve svoje prednosti, LED diode imaju jedan nedostatak - visoku osjetljivost na parametre snage. Čak i umjereni višak sile i napona može dovesti do izgaranja materijala koji emituje svjetlost i kvara diode.

Danas je vrlo moderno preurediti sistem rasvjete automobila za LED rasvjetu. Njihova temperatura boje je mnogo bliža prirodnoj svjetlosti nego kod ksenona i sijalica sa žarnom niti, što vozača čini mnogo manje umornim na dugim putovanjima.

Međutim, ovo rješenje zahtijeva poseban tehnički pristup. Nazivna struja napajanja automobilske LED diode je 0,1-0,15 mA, a početna struja baterije je stotine ampera. Ovo je dovoljno da izgori mnogo skupih rasvjetnih elemenata. Da biste to izbjegli, koristite stabilizator od 12 volti za LED diode u automobilima.

Amperaža u mreži vozila se stalno mijenja. Na primjer, automobilski klima uređaj "jede" do 30 ampera kada je isključen, elektroni "dodijeljeni" za njegov rad više se neće vraćati natrag u generator i bateriju, već će se preraspodijeliti između ostalih električnih uređaja. Ako dodatnih 300 mA ne igra ulogu u žarulji sa žarnom niti od 1-3 A, tada nekoliko takvih skokova može biti kobno za diodu sa strujom napajanja od 150 mA.

Da bi se garantovao dugotrajan rad automobilskih LED dioda, za LED diode velike snage koristi se strujni stabilizator baziran na lm317.

Vrste stabilizatora

Prema načinu ograničavanja struje, postoje dvije vrste uređaja:

• Linear;
• Puls.

Radi na principu razdjelnika napona. Oslobađa struju određenog parametra, rasipajući višak u obliku topline. Princip rada takvog uređaja može se uporediti sa limenkom za zalijevanje opremljenom dodatnom rupom za odvod.

Prednosti

• pristupačna cijena;
• jednostavan dijagram instalacije;
• lako se sastavljaju vlastitim rukama.

Nedostatak: zbog zagrijavanja, slabo je prilagođen za rad s velikim opterećenjima.

Poput rezača povrća, preseca dolaznu struju kroz posebnu kaskadu, dajući strogo doziranu količinu.

Prednosti

• dizajniran za velika opterećenja;
• ne zagreva se tokom rada.

Nedostaci

• zahtijeva izvor energije za vlastiti rad;
• stvara elektromagnetno zračenje;
• relativno visoka cijena;
• Teško je napraviti sebe.

S obzirom na nisku struju u automobilskim LED diodama, možete sastaviti jednostavan stabilizator za LED diode vlastitim rukama. Najpovoljniji i najjednostavniji drajver za LED lampe i trake sastavljen je na lm317 čipu.

Kratak opis lm317

Radioelektronski modul LM317 je mikrokolo koje se koristi u sistemima za stabilizaciju struje i napona.

• Opseg stabilizacije napona od 1,7 do 37 V će osigurati stabilnu LED svjetlinu, neovisno o brzini motora;
• Podrška izlazne struje do 1,5 A omogućit će vam povezivanje nekoliko foto emitera;
• Visoka stabilnost dozvoljava fluktuacije izlaznih parametara od samo 0,1% nominalne vrijednosti;
• Ima ugrađenu zaštitu za ograničavanje struje i kaskadu isključivanja zbog pregrijavanja;
• Tijelo mikrokola je uzemljeno, tako da kada se pričvrsti samoreznim vijkom na karoseriju automobila, broj žica za montažu se smanjuje.

Područje primjene

• Stabilizator napona i struje za LED diode u kućnim uvjetima (uključujući LED trake);
• Stabilizatori napona i struje za LED diode u automobilima;

Strujni stabilizatorski krugovi za LED diode

Najjednostavniji 12-voltni stabilizator napona može se sastaviti pomoću ovog kola. Otpornik R1 ograničava izlaznu struju, R2 ograničava izlazni napon. Kondenzatori koji se koriste u ovom kolu smanjuju talasanje napona i povećavaju radnu stabilnost.

Potrebe vozača će biti zadovoljene najjednostavnijim stabilizacijskim mehanizmom, jer je napon napajanja u automobilskoj mreži prilično stabilan.

Da biste napravili stabilizator za diode u automobilu, trebat će vam:

• Chip lm317;
• Otpornik kao regulator struje za LED diode;
• Alati za lemljenje i ugradnju.

Sastavljamo prema gornjoj shemi

Proračun otpornika za LED drajver

Snaga i otpor otpornika izračunavaju se na osnovu jačine struje izvora napajanja i struje koju zahtijevaju LED diode. Za automobilsku LED diodu snage 150 mA, otpor otpornika bi trebao biti 10-15 Ohma, a izračunata snaga bi trebala biti 0,2-0,3 W.

Kako ga sami sastaviti, pogledajte video:

Dostupnost i jednostavnost dizajna vozača na lm317 čipu omogućava vam da bezbolno ponovo opremite sisteme električnog osvjetljenja bilo kojeg automobila.

Stabilizatori struje, za razliku od stabilizatora napona, stabilizuju struju. U ovom slučaju, napon na opterećenju ovisit će o njegovom otporu. Strujni stabilizatori su potrebni za napajanje elektronskih uređaja kao što su LED diode ili sijalice s plinskim pražnjenjem, mogu se koristiti u stanicama za lemljenje ili stabilizatorima topline za postavljanje radne temperature. Osim toga, za punjenje baterija različitih tipova potrebni su stabilizatori struje. Strujni stabilizatori se naširoko koriste kao dio integriranih kola za podešavanje struje stupnjeva pojačala i pretvarača. Tamo se obično nazivaju strujni generatori.

Karakteristika strujnih stabilizatora je njihov visok izlazni otpor. Ovo eliminira utjecaj ulaznog napona i otpora opterećenja na izlaznu struju. Naravno, u najjednostavnijem slučaju, izvor napona i otpornik mogu poslužiti kao generator struje. Ovaj krug se često koristi za napajanje LED indikatora. Sličan dijagram je prikazan na slici 1.

Nedostatak ovog kola je potreba za korištenjem napajanja visokog napona. Samo u ovom slučaju moguće je koristiti otpornik dovoljno visokog otpora i postići prihvatljivu stabilnost struje. U ovom slučaju, snaga se oslobađa na otporniku P = I 2× R, što može biti neprihvatljivo pri velikim strujama.

Strujni stabilizatori bazirani na tranzistorima pokazali su se mnogo boljim. Ovdje koristimo činjenicu da je izlazni otpor tranzistora vrlo visok. To se može jasno vidjeti iz izlaznih karakteristika tranzistora. Za ilustraciju, slika 2 pokazuje kako odrediti izlazni otpor tranzistora iz njegovih izlaznih karakteristika.

U ovom slučaju, pad napona se može podesiti malim, što vam omogućava da dobijete male gubitke uz visoku stabilnost izlazne struje. Ovo omogućava da se ovaj krug koristi za napajanje LED dioda sa pozadinskim osvjetljenjem ili za punjenje baterija male snage. Kolo stabilizatora struje na bipolarnom tranzistoru prikazano je na slici 3.

U ovom krugu napon na bazi tranzistora postavlja zener dioda VD1, otpornik R2 služi kao senzor struje. Njegov otpor određuje izlaznu struju stabilizatora. Kako se struja povećava, raste i pad napona na njoj. Primjenjuje se na emiter tranzistora. Kao rezultat, napon baza-emiter, definiran kao razlika između konstantnog napona na bazi i napona na emiteru, opada i struja se vraća na postavljenu vrijednost.

Na sličan način rade i strujni generatori, od kojih je najpoznatiji krug "strujnog ogledala". Koristi emiterski spoj bipolarnog tranzistora umjesto zener diode, a unutrašnji otpor emitera tranzistora se koristi kao otpornik R2. Strujni krug ogledala prikazan je na slici 4.

Stabilizatori struje koji rade na principu rada kola prikazanog na slici 3, sastavljeni pomoću tranzistora sa efektom polja, još su jednostavniji. U njima, umjesto stabilizatora napona, možete koristiti potencijal zemlje. Kolo stabilizatora struje, napravljeno na tranzistoru sa efektom polja, prikazano je na slici 5.

Sve razmatrane sheme kombiniraju upravljački element i uporedni krug. Slična situacija je uočena prilikom razvoja kompenzacijskih stabilizatora napona. Strujni stabilizatori se razlikuju od stabilizatora napona po tome što signal u strujni krug dolazi od strujnog senzora spojenog na strujni krug opterećenja. Stoga se za implementaciju strujnih stabilizatora koriste uobičajeni mikro krugovi kao što su 142EN5 (LM7805) ili LM317. Slika 6 prikazuje strujni stabilizator strujnog kruga na LM317 čipu.

Senzor struje je otpornik R1 i stabilizator na njemu održava konstantan napon, a time i struju u opterećenju. Otpor strujnog senzora je mnogo manji od otpora opterećenja. Pad napona na senzoru odgovara izlaznom naponu stabilizatora kompenzacije. Krug prikazan na slici 6 je savršen i za napajanje rasvjetnih LED dioda i za punjače baterija.

I odlični su kao stabilizatori struje. Oni pružaju veću efikasnost. u poređenju sa kompenzacionim stabilizatorima. Upravo se ovi krugovi obično koriste kao pokretači unutar LED lampi.

književnost:

1. Sazhnev A.M., Rogulina L.G., Abramov S.S. „Napajanje uređaja i komunikacionih sistema”: Udžbenik / Državna obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja SibGUTI. Novosibirsk, 2008 – 112 s.
2. Aliev I.I. Električni priručnik. – 4. izd. ispr. – M.: IP Radio Soft, 2006. – 384 str.
3. Geytenko E.N. Sekundarni izvori energije. Dizajn i proračun kola. Vodič za učenje. – M., 2008. – 448 str.
4. Napajanje uređaja i telekomunikacionih sistema: Udžbenik za univerzitete / V.M. Bushuev, V.A. Deminsky, L.F. Zakharov i drugi - M., 2009. – 384 str.

LED rasvjeta se sve više uvodi u naše živote. Hirovite sijalice otkazuju i ljepota odmah blijedi. A sve zato što LED diode ne mogu raditi samo ako su priključene na električnu mrežu. Moraju biti povezani preko stabilizatora (drivera). Potonji sprječavaju pad napona, kvar komponenti, pregrijavanje itd. O ovom članku io tome kako sastaviti jednostavan krug vlastitim rukama će se raspravljati.

Izbor stabilizatora

U ugrađenoj mreži automobila, radna snaga je približno 13 V, dok je većina LED dioda prikladna za 12 V. Stoga obično ugrađuju stabilizator napona, čiji je izlaz 12 V. Tako su osigurani normalni uvjeti za rad rasvjetne opreme bez vanrednih situacija i prijevremenog kvara.

U ovoj fazi, amateri se suočavaju s problemom izbora: mnogi dizajni su objavljeni, ali ne rade svi dobro. Potrebno je da izaberete ono koje je dostojno vašeg omiljenog vozila i pored toga:

• će zaista raditi;
• će osigurati sigurnost i sigurnost rasvjetne opreme.

Najjednostavniji DIY stabilizator napona

Ako nemate želju kupiti gotov uređaj, onda je vrijedno naučiti kako sami napraviti jednostavan stabilizator. Teško je vlastitim rukama napraviti stabilizator pulsa u automobilu. Zato je vrijedno detaljnije pogledati izbor amaterskih sklopova i dizajna linearnih stabilizatora napona. Najjednostavnija i najčešća verzija stabilizatora sastoji se od gotovog mikro kruga i otpornika (otpor).

Najlakši način da vlastitim rukama napravite stabilizator struje za LED diode je na mikrokrugu. Montaža dijelova (vidi sliku ispod) vrši se na perforiranoj ploči ili univerzalnoj štampanoj ploči.

Shema napajanja od 5 ampera sa regulatorom napona od 1,5 do 12 V.

Da biste sami sastavili takav uređaj, trebat će vam sljedeći dijelovi:

• plato dimenzija 35*20 mm ;
• čip LD1084;
• RS407 diodni most ili bilo koja mala dioda za obrnutu struju;
• napajanje koje se sastoji od tranzistora i dva otpornika. Dizajniran za isključivanje prstenova kada su duga ili kratka svjetla uključena.

U ovom slučaju, LED diode (3 kom.) su povezane u seriju sa otpornikom za ograničavanje struje koji izjednačava struju. Ovaj set je, zauzvrat, povezan paralelno sa sljedećim sličnim setom LED dioda.

Stabilizator za LED diode na L7812 čipu u automobilima

Strujni stabilizator za LED diode može se sklopiti na bazi 3-pinskog DC regulatora napona (L7812 serija). Montirani uređaj je savršen za napajanje LED traka i pojedinačnih sijalica u automobilu.

Potrebne komponente za sastavljanje takvog kola:

• čip L7812;
• kondenzator 330 uF 16 V;
• kondenzator 100 uF 16 V;
• Ispravljačka dioda od 1 ampera (1N4001, na primjer, ili slična Schottky dioda);
• žice;
• termoskupljanje 3 mm.

Zapravo može postojati mnogo opcija.

Dijagram povezivanja baziran na LM2940CT-12.0

Tijelo stabilizatora može biti izrađeno od gotovo bilo kojeg materijala osim drveta. Kada koristite više od deset LED dioda, preporuča se pričvrstiti aluminijski radijator na stabilizator.

Možda je neko probao i reći će da možete lako bez nepotrebnih problema direktnim povezivanjem LED dioda. Ali u ovom slučaju, potonji će većinu vremena biti u nepovoljnim uvjetima i stoga neće dugo trajati ili će potpuno izgorjeti. Ali podešavanje skupih automobila rezultira prilično velikom sumom.

Što se tiče opisanih shema, njihova glavna prednost je jednostavnost. Proizvodnja ne zahtijeva nikakve posebne vještine ili sposobnosti. Međutim, ako je krug previše složen, tada ga sastavljanje vlastitim rukama postaje nerazumno.

Zaključak

Idealna opcija za povezivanje LED dioda je preko. Uređaj uravnotežuje fluktuacije mreže njegovom upotrebom, strujni udari više neće biti problem. U tom slučaju potrebno je pridržavati se zahtjeva za napajanje. Ovo će vam omogućiti da prilagodite svoj stabilizator mreži.

Uređaj mora pružiti maksimalnu pouzdanost, stabilnost i stabilnost, po mogućnosti dugi niz godina. Cijena sklopljenih uređaja ovisi o tome gdje će se kupiti svi potrebni dijelovi.

U videu - za LED diode.

Strujni stabilizatori su dizajnirani da stabiliziraju struju na opterećenju. Napon na opterećenju ovisi o njegovom otporu. Stabilizatori su neophodni za funkcioniranje raznih elektroničkih uređaja, na primjer.

Možete podesiti pad napona tako da bude vrlo mali. Ovo omogućava smanjenje gubitaka uz dobru stabilnost izlazne struje. Otpor na izlazu tranzistora je vrlo visok. Ovaj krug se koristi za povezivanje LED dioda ili punjenje baterija male snage.

Napon na tranzistoru je određen zener diodom VD1. R2 igra ulogu senzora struje i određuje struju na izlazu stabilizatora. Kako se struja povećava, pad napona na ovom otporniku postaje veći. Napon se dovodi do emitera tranzistora. Kao rezultat, napon na spoju baza-emiter, koji je jednak razlici između napona baze i napona emitera, opada, a struja se vraća na specificiranu vrijednost.

Strujni krug ogledala

Slično funkcioniraju strujni generatori. Popularno kolo za takve generatore je "trenutno ogledalo", u kojem se umjesto zener diode koristi bipolarni tranzistor, tačnije, emiterski spoj. Umjesto otpora R2 koristi se otpor emitera.

Stabilizatori struje na terenu

Krug koji koristi tranzistore s efektom polja je jednostavniji.

Struja opterećenja prolazi kroz R1. Struja u kolu: "+" izvora napona, drain-gejt VT1, otpor opterećenja, negativni pol izvora je vrlo beznačajna, jer je drain-gejt nagnut u suprotnom smjeru.

Napon na R1 je pozitivan: na lijevoj strani "-", na desnoj strani napon je jednak naponu desnog kraka otpora. Stoga je napon gejta u odnosu na izvor negativan. Kako se otpor opterećenja smanjuje, struja se povećava. Stoga, napon gejta u odnosu na izvor ima još veću razliku. Kao rezultat toga, tranzistor se jače zatvara.

Kako se tranzistor više zatvara, struja opterećenja će se smanjiti i vratiti na svoju početnu vrijednost.

Uređaji na čipu

U prošlim šemama postoje elementi poređenja i prilagođavanja. Slična struktura strujnog kruga koristi se pri projektovanju uređaja za izjednačavanje napona. Razlika između uređaja koji stabiliziraju struju i napon je u tome što signal u krugu povratne sprege dolazi od strujnog senzora, koji je spojen na strujni krug opterećenja. Stoga se za stvaranje strujnih stabilizatora koriste popularni mikro krugovi 142 EH 5 ili LM 317.

Ovdje ulogu senzora struje igra otpor R1, na kojem stabilizator održava konstantan napon i struju opterećenja. Vrijednost otpora senzora je znatno niža od otpora opterećenja. Smanjenje napona na senzoru utječe na izlazni napon stabilizatora. Ovaj sklop dobro ide s punjačima i LED diodama.

Preklopni stabilizator

Stabilizatori impulsa napravljeni na bazi prekidača imaju visoku efikasnost. Sposobni su stvoriti visoki napon kod potrošača sa niskim ulaznim naponom. Ovo kolo je sastavljeno na mikrokolo MAX 771.

Otpori R1 i R2 igraju ulogu razdjelnika napona na izlazu mikrokola. Ako napon na izlazu mikrokola postane veći od referentne vrijednosti, tada mikrokolo smanjuje izlazni napon i obrnuto.

Ako se krug promijeni tako da mikrokolo reagira i regulira izlaznu struju, tada se dobiva stabilizirani izvor struje.

Kada napon na R3 padne ispod 1,5 V, kolo djeluje kao stabilizator napona. Čim se struja opterećenja poveća na određeni nivo, pad napona na otporniku R3 postaje veći, a krug djeluje kao stabilizator struje.

Otpor R8 se povezuje prema strujnom kolu kada napon poraste iznad 16,5 V. Otpor R3 postavlja struju. Negativan aspekt ovog kola je značajan pad napona na otporu za mjerenje struje R3. Ovaj problem se može riješiti povezivanjem operativnog pojačala za pojačavanje signala iz R3.

Strujni stabilizatori za LED diode

Takav uređaj možete sami napraviti pomoću mikrokola LM 317. Da biste to učinili, ostaje samo odabrati otpornik. Preporučljivo je koristiti sljedeće napajanje za stabilizator:

• 32 V blok štampača.
• 19 V blok za laptop.
• Bilo koje napajanje od 12 V.

Prednost takvog uređaja je njegova niska cijena, jednostavnost dizajna i povećana pouzdanost. Nema smisla sami sastavljati složeno kolo, lakše ga je kupiti.

Svi znaju da LED diode zahtijevaju stabilnu struju da ih napajaju, inače njihov kristal to ne može izdržati i brzo se sruši. U tu svrhu koristi se stabilizacija struje - posebni upravljački krugovi ili jednostavno otpornici. Posljednja metoda se najčešće koristi, posebno kod LED traka, gdje se na svaka 3 LED elementa ugrađuje jedan otpornik. Ali otpornici se ne nose sa svojim zadatkom stabilizacije vrlo efikasno, jer se, prvo, zagrijavaju (prekomerna potrošnja energije), a drugo, održavaju zadanu struju u uskom rasponu napona - prema Ohmovom zakonu.

Predstavljamo radio element nove generacije - kompaktni regulator struje za LED diode iz OnSemi NSI45020AT1G. Njegova važna prednost je u tome što je sa dva terminala i minijaturan, kreiran posebno za upravljanje LED diodama male snage. Uređaj je izrađen u SMD SOD-123 paketu i obezbeđuje stabilnu struju od 20 mA u kolu, bez potrebe za dodatnim eksternim komponentama. Takav jednostavan i pouzdan uređaj omogućava vam stvaranje jeftinih rješenja za kontrolu LED dioda. Unutar njega nalazi se kolo koje se sastoji od tranzistora sa efektom polja i nekoliko dijelova ožičenja, naravno sa pratećim elementima radio zaštite. Nešto poput ovog LED drajvera.

Regulator je povezan serijski na LED kolo, radi sa maksimalnim radnim naponom od 45 V, obezbeđuje struju u kolu od 20 mA sa tačnošću od ±10%, ima ugrađenu ESD zaštitu i zaštitu od preokretanja polariteta. Kako se temperatura regulatora povećava, izlazna struja će se smanjiti. Pad napona je 0,5 V, a napon uključivanja 7,5 V.

Priključni krugovi LED stabilizatora struje

Da biste osigurali struju u krugu veću od 20 mA, potrebno je paralelno spojiti nekoliko regulatora (2 regulatora - struja 40 mA, 3 regulatora - struja 60 mA, 5 regulatora - 100 mA).

Glavne karakteristike regulatora NSI45020

• Podesiva struja 20±10% mA;
• Maksimalni napon anoda-katoda 45 V;
• Raspon radne temperature -55…+150°S;
• Kućište SOD-123 izrađeno je tehnologijom bez olova.

Područja primjene stabilizatora NSI45020AT1G: svjetlosni paneli, dekorativno osvjetljenje, pozadinsko osvjetljenje ekrana. U automobilima, regulator struje je instaliran na pozadinskom osvjetljenju retrovizora, komandnih ploča i dugmadi. Također se koristi u LED trakama umjesto konvencionalnih otpornika, što vam omogućava da povežete LED trake na izvore različitih napona bez gubitka svjetline. Napon napajanja NSI45020 je do 45 V, izlaz je stabilan 20 mA. Spojen je serijski sa lancem LED dioda, jedini uslov: zbir padova napona na LED diodama mora biti manji od ulaznog napona za najmanje 0,7 V. Generalno, dio je koristan, a ako je cijena za bilo je malo, možete sigurno kupiti seriju i instalirati je umjesto otpornika, za sve LED diode u uređajima i strukturama.