Перегорают светодиоды? Делаем простейший драйвер своими руками.
…оооооочень много раз мне пришлось столкнуться с проблемой перегоревших светодиодов, установленных где-либо в машине…началось всё это с лампочек в габаритах, потом постоянно горела подсветка приборки, потом подсветка блока отопителя, багажника и т.д…
Львиной долей нубов используется линейный стабилизатор напряжения L7812CV и его аналоги КРЕН, что, естественно, никакого толка не даёт и светики горят, как ни в чем не бывало 🙂
Вот он, виновник торжества.
…хотя…его вины тут нет. Виноваты тут далекие от электроники люди, которые слишком мало копали, прежде, чем что-то сделать…
Начнем с того, что светодиоды сгорают от скачков тока, а не напряжения.
«Светодиод питается ТОКОМ. Нет у него параметра НАПРЯЖЕНИЕ. Есть параметр — падение напряжения! То есть сколько на нем теряется.
Если написано на светодиоде 20мА 3.4В, то это значить что ему надо не больше 20 миллиампер. И при этом на нем потеряется 3.4 вольта.
Не для питания нужно 3.4 вольта, а просто на нем «потеряется»!
То есть вы можете питать его хоть от 1000 вольт, только если подадите ему не больше 20мА. Он не сгорит, не перегреется и будет светить как надо, но после него останется уже на 3.4 вольта меньше. Вот и вся наука.
Ограничьте ему ток — и он будет сыт и будет светить долго и счастливо.»
Теперь понятно, почему со стабами типа L7812CV постоянно все перегорает?
Да, стабилизация нужна по току, а не по напряжению и делается это токоограничивающими резисторами или линейными/импульсными стабилизаторами ТОКА!
Ладно, поехали дальше.
В связи с тем, что сейчас у меня висит 4 проекта по фарам, которые будут делаться на очень дорогостоящих COB кольцах (которые ещё дороже стали с учетом долбанного курса валют) стабилизация таковых просто жизненно необходима…
Вот как оно выглядит
Вы спросите сейчас, а нафига драйвер, если вон он, уже висит и все стабилизирует.
Ну да, я тоже так думал, а на деле оказалось, что там те же самые стабилизаторы напряжения стоят (у одного из клиентов одно кольцо уже начало моросить). Ну кто ж знал, что Китайцы в плане драйверов решили сэкономить.
Итак, делаем простейший драйвер.
Берем идеальную автомобильную сеть 12 Вольт и считаем какой нам нужен резистор на примере COB кольца, мощностью 5 Вт.
Мы можем узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания.
Потребляемый ток равен мощности деленной на напряжение в сети.
COB кольцо потребляет 5 Вт. Напряжение в идеальном автомобиле 12 Вольт.
Если считать не умеете, то можно посчитать тут
ydoma.info/electricity-zakon-oma.html
Получаем 420 милиампер потребляемого тока таким колечком.
дальше идем сюда
ledcalc.ru/lm317
вводим требуемый ток 420 милиампер и получаем:
Расчетное сопротивление: 2.98 Ом
Ближайшее стандартное: 3.30 Ом
Ток при стандартном резисторе: 379 мА
Мощность резистора: 0.582 Вт.
ЭТО РАСЧЕТ РАБОТАЕТ, КОГДА ВЫ ТОЧНО УВЕРЕНЫ В ХАРАКТЕРИСТИКАХ СВЕТОДИОДА, ЕСЛИ НЕТ, ТО ДЕЛАЕМ ЗАМЕР ПОТРЕБЛЕНИЯ ТОКА МУЛЬТИМЕТРОМ!
КАК ЭТО ДЕЛАТЬ, СМОТРИМ ТУТ!
К слову, выше расчет, где я взял спецификацию диода от китайца, является неверным, ибо при замере фактическое потребление тока оказалось не 420 мА, а 300мА. Потому сразу можно сделать вывод, что пятью ваттами там и не пахнет 🙂
Дальше идем в магазин и покупаем:
-LM317. Внешне как и LM7812. Корпус один, смысл несколько разный.
ДРАЙВЕРА СВЕТОДИОДОВ ДЛЯ ФАР ДХО
Часто ко мне обращаются с просьбой, отремонтировать светодиодные фары дневных ходовых огней. Подавляющее большинство этих фар выпускается в Китае, и по своему качеству сильно отличается друг от друга. Качественные дорогие модули выполнены в металлическом корпусе с ребрами для охлаждения и наличием светодиодных драйверов в отдельных «коробочках», как правило, залитых герметиком, но и в этом случае яркость таких фар в солнечный день оставляет желать лучшего, так как обычно там установлены светодиоды типа SMD 5630 5730, каждый из которых даёт китайских 0,5 Вт и яркость в 40Лм.
В продаже можно встретить и дешевые устройства, у которых не только нет драйверов, но и выполнены они в пластмассовом корпусе с имитацией ребер металлического радиатора. Результатом такой экономии является частый выход из строя светодиодов фар ДХО.
Чтобы спасти светодиоды от выхода из строя необходимо их питать стабильным током и не допускать перегрева кристалла. Использование линейного стабилизатора тока на LM317 – вчерашний день. Низкий КПД, необходимость использование габаритного радиатора для отвода тепла и большое падение напряжения на регулирующем элементе ставит «крест» на использование такого стабилизатора для питания фар ДХО.
На Aliexpress продаются готовые драйвера тока на различных преобразователях, но по причине относительно больших габаритов, неудобства при настройке нужного тока стабилизации (применение SMD резисторов) и отсутствие возможности разместить на плате детали для добавления функции «притухание/выключение» было решено изготавливать драйверы для ремонтно-восстановительных работ самостоятельно, с учетом устранения всех недостатков.
При поиске подходящего варианта выбор пал на PT4115 — недорогой индуктивный понижающий преобразователь с непрерывным режимом работы, предназначенный для управления одним или несколькими последовательно подключенными светодиодами, питающимися от источника напряжения выше, чем общее напряжение цепи светодиодов. Микросхема может работать от источника питания с напряжением от 6 до 30 В и обеспечивает внешний регулируемый выходной ток до 1,2 А.
Схема включения преобразователя показана на рисунке
Ток стабилизации драйвера можно рассчитать по формуле
В нашем случае диодный мост не нужен, но необходимо предусмотреть диодную защиту от переполюсовки и добавить транзисторный «ключ» на вход DIM, с помощью которого будет осуществляться притухание/отключение свечения светодиодов. Регулировка притухания яркости светодиодов осуществляется подбором резистора, устанавливаемого в цепи между выводом DIM и коллектором транзисторного «ключа». Номинал резистора может находиться в пределах от 47кОм до 220кОм. Для более точного подбора номинала временно можно использовать подстроечный резистор на 220-240кОм.
Для удобства и защиты от влаги и грязи, размер платы (45х10) сделан таким, чтобы ее можно было легко разместить в кабель-канале (коробе) для электропроводки размером 12х12.
Платы выполнены на двухстороннем фольгированном текстолите, с обеих сторон плат присутствует полигон и переходные отверстия для эффективного рассеивания тепла с микросхемы и дросселя преобразователя. Платы изготовлены в Сингапуре.
Фото готового устройства
Указанный драйвер тока светодиодов активно используется мною при замене сгоревших светодиодов в фарах ДХО на мощные светодиоды в корпусе «эмиттер».
Светодиодные драйверы для авто
Светодиодные драйверы для авто — этот материал для тех, кому уже порядком поднадоело заниматься выпаиванием резисторов из светодиодной ленты класса SMD, в случае их выхода из строя. А это, как показывает практика, происходит очень часто. И вот встает вопрос, что можно сделать, чтобы избавиться от этого трудоемкого процесса? Какое сконструировать устройство, чтобы оно являлось надежным и в то же время самым простым вариантом для обеспечения светодиодов напряжением питания.
Если взять 12 вольтовые лампы MR16 — не подойдут, так как создают ощутимые помехи в радио эфире. Использовать стабилизатор тока на lm317 для мощных светодиодов, тоже не подойдет из-за технической сложности, то есть для него требуется сторонний ограничительный резистор по току. Ну а воспользоваться просто мощным резистором, такой вариант совсем отпадает, поскольку значение тока непосредственно зависит от напряжения в бортовой сети автомобиля. И вот после некоторого отчаяния от неопределенности, хорошие люди подсказали — светодиодный линейный драйвер NSI45030AT1G.
Светодиодные драйверы для авто
А это их компактные размеры
Цифры находящиеся в конце маркировки обозначают ток. Для примера: драйвер NSI50350AST3G обеспечивает постоянным током 360 мА в независимости от действующего напряжения в бортовой сети автомобиля. Отличительная особенность — способны работать в параллельном включении. Как известно, при параллельном соединении значение рабочего тока прибавляется. Вам необходим рабочий ток в 1А?
Если вам необходимо построить устройство с маленьким током потребления, то тогда нужно воспользоваться компонентами с различными номиналами: NSI50010YT1G – 10 мА, NSI45015WT1G – 15 мА NSI45020AT1G – 20мА, NSI45030AT1G — 30 мА.
Вот с ними можете экспериментировать, то-есть подгонять под нужные вам токи и не вспоминайте больше про резисторы. В популярной литературе про приборы NSI, вот что пишут:
Светодиодные драйверы для авто и в частности всей линейки NSI-устройства и их особенностей, то это простейшие с высокой надежностью электронные элементы, предназначенные для регулировки потребляемого светодиодами тока, имеющие высокоэффективный отвод тепла от теплоотвода и не большую стоимость. Как драйвер в цепи светодиода микросхема в основном направлена для модулей освещения в автомобилях.
Регулятор управления реализован на базовых принципах технологического решения SBT, что гарантирует стабильный ток в большом спектре входящих напряжений. Защиту светодиода от температурной составляющей при высоких значениях напряжениях и тока, осуществляет установленный в тракте регулировки тока терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Также в регулирующем тракте имеется защита от импульсных скачков напряжения.
Следовательно, вопрос: где их можно задействовать? Для подсветки щитка приборов? Подсветка номерного знака? Габаритные огни авто? Да, именно там они будут очень эффективно полезны.
В общем приобретаем стабилизаторы:
полоска фольгированного алюминия
Где-то добываем вышедшие из строя светодиодные лампы W5W
Делаем точную разметку, что резать
Готовим паяльную пасту
Здесь нужно заметить, что в схеме имеется две NSI45030AT1G, а поэтому на обеих зеркальных половинках ток будет по 60 мА, затем помещаем плату на хорошо разогретый утюг
Затем нужно будет облудить провод от сетевого кабеля
поместил половинки в цоколи
а затем уже одел цоколи
выводы между собой не скручивал
Теперь все, сборка закончена, сейчас будем проверять.
В этой статье вообще-то не было целью создать источник света с яркостью большей, чем у аналогичной лампы накаливания. Речь шла именно об приборах NSI, при использовании которых не потребуются резисторы.
Подключаем правильно светодиоды в автомобиле
В последние несколько лет, многие владельцы используют для стайлинга своего автомобиля различные типы светодиодов. Технологии изготовления светодиодов постоянно совершенствуются, но в большинстве случаев это не спасает светодиоды от их быстрого выхода из строя. Как следствие частично перегоревшие светодиоды в подсветке интерьера или например в LED задних фонарях (оригинальные фонари этим не страдают, т.к. имеют серьезную защиту и по току и по напряжению).
Грубо говоря, светодиоды можно условно поделить на два вида: маломощные и мощные. Первый вид широко используется в различных светодиодных лентах, матрицах, LED-лампах и в готовых световых приборах, таких как модернизированные фонари. Второй вид как правило используется в лампах головного света и в дневных ходовых огнях.
Объединяет все эти устройства одно. В подавляющем большинстве случаев все они рассчитаны на стабилизированный ток и напряжение, которые в бортовой сети автомобиля как правило не встречаются. Нормальное напряжение в автомобиле может колебаться от 11,7В при заглушенном двигателе, до 14,8В при заведенном двигателе.
Немного теории.
Напряжение (падение напряжения) типичного светодиода – 3,5В. В зависимости от цвета это может быть: для желтых и красных светодиодов — 2 — 2,5В; для синих, зеленых, белых — 3-3,8В. Типовой ток маломощного светодиода – 20мА, мощного – 350мА.
Светодиод питается током и у него нет такого параметра, как напряжение, но есть параметр падение напряжения. Т.е. какое напряжение на нем теряется. Если на светодиоде написано: 20мА 3,5В, то это значит что ему надо не больше 20 мА тока и при этом на нем потеряется 3,5В (т.е. напряжение после светодиода упадет на 3,5В).
Для ограничения тока на LED-устройства устанавливаются резисторы, но не стоит забывать, что устройства рассчитаны на напряжение ровно 12В и при возрастании напряжения, будет возрастать и ток. Как итог, светодиод быстро перегреется и сгорит.
Итак, как мы выяснили выше, простейшим драйвером (стабилизатором тока) является резистор и устройства рассчитаны на стабилизированное напряжение 12В, которые практически не встречается в бортовой сети автомобиля. Соответственно для маломощных диодов, которые массово используются в автомобилях, необходимо всего одно устройство — стабилизатор напряжения.
Проверенным и доступным на сегодняшний день является DC–DC понижающий преобразователь LM2596, который можно купить на Aliexpress за смешные 50₽. Принцип его работы очень прост. При подаче на вход этого импульсного стабилизатора напряжения до 40В, на выходе всегда будет ровно 12В (значение устанавливается вручную), а ток будут подаваться ровно такой, какой нужен для питания светодиодов.
Именно такие стабилизаторы напряжения я использую для LED-стайлинга своих автомобилей. Корпус подобрать не сложно. Я использую стандартные корпуса, купленные в магазине Чип и Дип. При желании корпус можно сделать герметичным для использования при всепогодных условиях.
Для питания мощных светодиодов, стабилизатора напряжения недостаточно и необходимо устанавливать драйвер (стабилизатор тока). Один из самых доступных готовых драйверов собран так-же на LM2596 и его так-же легко купить на Aliexpress. От DC-DC преобразователя отличается тем, что можно выставить не только стабилизированное напряжение на выходе, но и стабилизированный ток. Подбирая драйвер для мощных светодиодов, нужно обязательно учитывать его максимальный ток, иначе тока может просто не хватить или драйвер будет чрезмерно греться.
Как вариант, токовый драйвер можно собрать самостоятельно, например на основе микросхемы LM317. Схема максимально простая, но потребуется подбор резистора непосредственно под конкретное устройство, в зависимости от мощности установленных в него светодиодов.
Я уже серьезно заморочил голову некоторым читателям, поэтому подведем итог.
Если вы хотите продлить жизнь установленным в автомобиле светодиодам или последовательно-соединенным сборкам (кластерам), то следуйте простым правилам:
— для каждого светодиода или кластера необходимо использовать свой ограничитель тока: резистор (вполне достаточно для маломощных сборок) или драйвер (для мощных),
— для маломощных светодиодов или кластеров с током до 350мА, всегда ставим стабилизатор напряжения на каждую цепь,
— для мощных светодиодов или кластеров с током свыше 350мА, всегда ставим драйвер (стабилизатор тока) на каждую цепь.
При соблюдении этих простых правил, ваши светодиоды будут гореть долго и радовать вас своей магией света.
Всем удачи и добра.
Самые простые светодиодные драйверы
вот такие у них размеры
Последние цифры в маркировке это ток. Например NSI50350AST3G выдает стабильный ток 350 мА независимо от напряжения в бортсети Авто. Плюсы: могут работать параллельно. При параллельной работе – токи складываются. Нужен 1 Ампер?
Нужны стабильные мизерные токи? Пожалуйста: NSI50010YT1G – 10 мА, NSI45015WT1G – 15 мА NSI45020AT1G – 20мА, NSI45030AT1G — 30 мА.
Складывайте, суммируйте, паяйте. Забудьте про резисторы
Вот что пишут в статьях про NSI:
Это простое и надежное устройство является альтернативой микросхемам драйверов для регулирования тока светодиодов по таким показателям, как эффективность теплоотвода и стоимость. В качестве драйвера светодиода микросхема ориентирована в первую очередь для систем освещения в автомобильных приложениях. Регулятор выполнен на основе технологии SBT (Self-Biased Transistor, что обеспечивает стабилизацию тока в широком диапазоне входных напряжений. В цепи регулировки тока используется элемент с отрицательным температурным коэффициентом, что обеспечивает защиту светодиодов от перегрева при повышенных напряжениях и токах. Со стороны анодной цепи регулятора есть защита от импульсных бросков напряжения. Импульсные помехи по цепям питания характерны для таких областей применения, как автомобильный и промышленный сектор. Диапазон рабочих температур составляет –55…+175 °C.
Итак куда же их можно применить? Подсветка приборов? Подсветка номера? Габариты? А почему бы и нет
Берем стабилизаторы: