Σταθεροποίηση τάσης των προβολέων χαμηλής δέσμης
Τα τελευταία χρόνια οι οδηγοί άρχισαν να εξοπλίζουν τα αυτοκίνητά τους με φώτα ημέρας. Παρόλο που οι κανονισμοί επιτρέπουν τη χρήση τυπικών φώτων (προβολείς ομίχλης, προβολείς κ.λπ.), πολλοί προτιμούν να εκτελούν τα LED ως ξεχωριστές μονάδες. Και ορισμένοι οδηγοί έρχονται αντιμέτωποι με το γεγονός ότι οι λυχνίες LED βάσει των οποίων κατασκευάζονται τα φώτα, καταρρέουν πριν από ένα χρόνο. Ο λόγος για την τόσο σύντομη διάρκεια ζωής δεν έχει βρεθεί λεπτομερώς. Ίσως οφείλεται στην ποιότητα των LED από άγνωστους κατασκευαστές, ή στο ότι οι κατασκευαστές υπερεκτιμούν σημαντικά τη διάρκεια ζωής των προϊόντων ημιαγωγών, ή ίσως όλα οφείλονται στην έλλειψη ψύξης.
Υπάρχει όμως η ισχυρή πεποίθηση ότι οι λυχνίες LED αποτυγχάνουν λόγω ασταθούς τάσης στο αυτοκίνητο ή λόγω βραχυπρόθεσμων αιχμών στο κύκλωμα τροφοδοσίας, το πλάτος των οποίων φτάνει σε αρκετές δεκάδες βολτ. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με την εγκατάσταση ενός ρυθμιστή τάσης για την τάση των λυχνιών LED του αυτοκινήτου.
Πόσα βολτ πρέπει να είναι ένας ρυθμιστής τάσης
Εάν ο σταθεροποιητής για LEDS χρησιμοποιείται με βιομηχανικά φώτα, η τάση εξόδου του πρέπει να είναι ίση με την τάση τροφοδοσίας που αναγράφεται στο περίβλημα της συσκευής. Στις περισσότερες περιπτώσεις αυτό είναι 12 βολτ. Για ένα αυτοσχέδιο σύστημα, εξετάστε το σχηματικό του διάγραμμα.
Συνήθως αποτελείται από σε σειρά από 2 έως 4 λυχνίες LED σε σειρά και μια αντίσταση σβέσης. Για να λειτουργήσει σωστά η λυχνία LED πρέπει να πέφτει η ονομαστική της τάση πάνω της. Για παράδειγμα, για ένα LED ARPL-Star-3W-BCB, η πτώση τάσης είναι 3,6 V. Για μια αλυσίδα τριών στοιχείων, πρέπει να παρέχονται 3,6*3=10,8 βολτ. Μια άλλη μικρή πτώση τάσης θα πρέπει να υπάρχει στο ballast (η τιμή της καθορίζεται στον υπολογισμό, 1...2 βολτ). Συνολικά αυτό οδηγεί σε περίπου 12 βολτ.
| Τύπος LED | Ισχύς, W | Πτώση τάσης, V |
| TDS-P003L4U13 | 3 | 3,6 |
| TDSP005L8011 | 5 | 6,5 |
| ARPL-Star-3W-BCB | 3 | 3..3,6 |
| STAR 3WR | 3 | 3,6 |
| Υψηλή ισχύς 3W | 3 | 3,35..3,6 |
Τι είδους ρυθμιστές τάσης είναι διαθέσιμοι για τις λυχνίες LED
Οι απλούστεροι και φθηνότεροι σταθεροποιητές είναι γραμμικού τύπου. Αναδιανέμουν την τάση δικτύου μεταξύ του ρυθμιστή (τρανζίστορ) και του φορτίου.
Εάν η τάση εισόδου μειωθεί ή το ρεύμα φορτίου αυξηθεί, το τρανζίστορ ανοίγει και η τάση στο φορτίο αυξάνεται. Εάν η τάση εισόδου αυξηθεί ή το ρεύμα φορτίου μειωθεί, ο ρυθμιστής κλείνει ελαφρώς το στοιχείο ισχύος και η τάση φορτίου μειώνεται. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται σταθερότητα. Τα πλεονεκτήματα αυτών των ρυθμιστών είναι:
- απλότητα,
- χαμηλό κόστος,
- είναι δυνατόν να αγοραστεί σε ενσωματωμένη έκδοση για σταθερή τάση.
Τα μειονεκτήματα είναι η υψηλή απώλεια ισχύος λόγω της διάχυσης στο στοιχείο ρύθμισης (επομένως, απαιτείται μια αποτελεσματική ψύκτρα) και η ανάγκη η τάση εισόδου να υπερβαίνει την τάση εξόδου κατά ένα σημαντικό περιθώριο.
Οι παλλόμενοι σταθεροποιητές είναι απαλλαγμένοι από αυτά τα μειονεκτήματα, κατανέμουν την ενέργεια με την πάροδο του χρόνου, αλλά το πρόβλημά τους είναι η πολυπλοκότητα της κατασκευής τους. Χρειάζεστε κάποιες γνώσεις και δεξιότητες για να τα συναρμολογήσετε μόνοι σας.
Πώς να επιλέξετε το σωστό
Για την επιλογή μιας βιομηχανικά κατασκευασμένης συσκευής, πρέπει να καθοριστούν οι ακόλουθες παράμετροι
- τάση εξόδου,
- ρεύμα λειτουργίας,
- Η ελάχιστη τάση εισόδου (η μέγιστη τάση είναι συνήθως μερικές δεκάδες βολτ, η τάση αυτή δεν είναι διαθέσιμη στο δίκτυο του αυτοκινήτου).
Ο τρόπος επιλογής της τάσης εξόδου περιγράφεται παραπάνω. Το ρεύμα λειτουργίας πρέπει να υπερβαίνει το ρεύμα κατανάλωσης των φαναριών (ή του φαναριού, εάν ο σταθεροποιητής τοποθετηθεί σε κάθε συσκευή ξεχωριστά) με εφεδρεία. Λίγη προσοχή δίνεται στην τελευταία παράμετρο, η οποία μπορεί να έχει κρίσιμες επιπτώσεις στη λειτουργία ολόκληρου του συστήματος.
Διαβάστε επίσης: Πώς να επιλέξετε τα σωστά φώτα πορείας σε ένα αυτοκίνητο για να μην σας επιβληθεί πρόστιμο
Διερεύνηση δημοφιλών κυκλωμάτων ρυθμιστών τάσης
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνετε είναι να επιλέξετε το κύκλωμα της συσκευής. Υπάρχουν πολλές συστάσεις στο Διαδίκτυο για την κατασκευή τέτοιων μπλοκ στους ολοκληρωμένους γραμμικούς ρυθμιστές 7812 (KR142EN8B).
Όσοι δημοσιεύουν τέτοια συστήματα, δίνουν προσοχή στην απλότητα και την έλλειψη προσαρμογής τους, ξεχνώντας εντελώς ένα πρόβλημα. Για να λειτουργήσει σωστά ένας τέτοιος ρυθμιστής, πρέπει να πέσουν τουλάχιστον 2,5 βολτ πάνω του - αυτό αναγράφεται σε κάθε φύλλο δεδομένων. Απλά, για οποιαδήποτε αποτελεσματική σταθεροποίηση της εξόδου, η είσοδος πρέπει να είναι τουλάχιστον 14,5 βολτ. Σε ένα αυτοκίνητο με καλό εναλλάκτη δεν θα πρέπει να υπάρχει τέτοια τάση, και με χαμηλότερη τιμή δεν υπάρχει λόγος να χρησιμοποιηθεί ένα τέτοιο κύκλωμα. Ως συμβιβασμό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν σταθεροποιητή εννέα βολτ (LM7809), η απόδοσή του θα ξεκινήσει στα 11,5 βολτ στην είσοδο, αλλά η φωτεινότητα των φώτων θα πέσει. Σύμφωνα με το GOST, η ελάχιστη ένταση φωτός πρέπει να είναι 400 cd και κανείς δεν πρέπει να υπολείπεται αυτού του ορίου..
Οι συστάσεις για τοποθέτηση διόδου στην είσοδο φαίνονται ακόμη πιο παράλογες.
Η λειτουργία του είναι μάλλον αμφισβητήσιμη - δεν υπάρχει καμία ανάγκη προστασίας του κυκλώματος από ανάστροφη πολικότητα σε σταθερή τοποθέτηση. Όμως η επαφή p-n πυριτίου θα πέσει επιπλέον 0,6 volt, και χρειάζεστε τουλάχιστον 15 volt για κανονική λειτουργία.
Τα κυκλώματα με ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα 12 βολτ (με ή χωρίς δίοδο) είναι χρήσιμα μόνο για την αποκοπή των αιχμών υψηλής τάσης στο δίαυλο +12 βολτ (εάν υπάρχουν πραγματικά). Έτσι μπορούν να χρησιμεύσουν ως ένα είδος "φράγματος Zener", αλλά ένα τέτοιο φράγμα μπορεί να γίνει πολύ πιο απλό. Είναι απαραίτητο να συνδεθεί παράλληλα με την αλυσίδα των LED ένα σταθεροποιητή Ust, ελαφρώς υψηλότερο από την τάση λειτουργίας. Στην κανονική λειτουργία, η αντίστασή του είναι υψηλή, δεν θα επηρεάσει τη λειτουργία του φωτιστικού. Εάν η τάση σταθεροποίησης ξεπεραστεί (π.χ. 15 βολτ) θα ανοίξει και θα "κόψει" την υπέρβαση.
Ελαφρώς καλύτεροι ρυθμιστές με τσιπ LDO (low drop out) λειτουργούν. Αυτοί μοιάζουν με τους κανονικούς γραμμικούς ρυθμιστές, αλλά απαιτούν μόνο 1,2 βολτ πτώσης για σωστή λειτουργία και η αποτελεσματική σταθεροποίηση ξεκινά ήδη από τα 13,2 βολτ. Αυτό είναι καλύτερο, αλλά εξακολουθεί να μην επαρκεί για κανονική λειτουργία. Τα LM1084 και LM1085 είναι κατάλληλα για αυτό το κύκλωμα, αλλά το διάγραμμα συνδεσμολογίας είναι λίγο πιο περίπλοκο.
Η αντίσταση της αντίστασης R1 πρέπει να είναι 240 Ω και η αντίσταση R2 πρέπει να είναι 2,2 kOhms για να παραχθεί τάση εξόδου 12 βολτ. Υπάρχει ένα θεμελιώδες εμπόδιο για περαιτέρω πτώση - ο ρυθμιστής είναι κατασκευασμένος σε ένα διπολικό τρανζίστορ και πρέπει να πέφτουν τουλάχιστον 1,2 βολτ στις συνδέσεις εκπομπού και συλλέκτη. Αυτό παρακάμπτεται εύκολα με τη χρήση ενός τρανζίστορ επίδρασης πεδίου ως στοιχείο ελέγχου. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα που βασίζονται σε αυτή την αρχή είναι δύσκολο να βρεθούν, ακόμη πιο δύσκολο να ταιριάξουν και πιο ακριβά. Από την άλλη πλευρά, ακόμη και ένας ραδιοερασιτέχνης με μέτριες ικανότητες θα πρέπει να είναι σε θέση να κατασκευάσει μια συσκευή με βάση διακριτά στοιχεία.
Οι τιμές των στοιχείων:
- R1 - 68 kOhm,
- R2 - 10 kOhm,
- R3 - 1 kOhm,
- R4,R5 - 4,7 kOhm,
- R6 - 25 kOhm,
- VD1 - BZX84C6V2L,
- VT1 - AO3401,
- VT2,VT3 - 2N5550.
Η τάση εξόδου δίνεται από τον λόγο R5/R6. Με τις δεδομένες ονομαστικές τιμές η έξοδος θα είναι 12 βολτ, η είσοδος δεν θα χρειάζεται περισσότερα από 12,5 βολτ. Πρόκειται για σοβαρή βελτίωση. Αλλά ένα θεμελιώδες άλμα μπορεί να επιτευχθεί μόνο με τη χρήση ενός τροφοδοτικού μεταγωγής. Ένας τέτοιος μετατροπέας ανύψωσης μπορεί να κατασκευαστεί γύρω από το τσιπ XL6009.
Μπορείτε να παραγγείλετε έναν τέτοιο σταθεροποιητή σε προσυσκευασμένη μορφή από δημοφιλείς διαδικτυακές αγορές. Υπάρχει όμως ένα πρόβλημα - οι κατασκευαστές από οικονομία συχνά εγκαθιστούν στοιχεία σχεδιασμένα για ρεύμα όχι μεγαλύτερο από 1 Α (αν και το τσιπ είναι ικανό να αποδώσει έως και 3 Α). Ή, για παράδειγμα, μπορεί να μην έχουν τοποθετηθεί πυκνωτές οξειδίου εισόδου ή εξόδου. Ακόμη και η δίοδος Schottky N5824, που αναφέρεται στο φύλλο δεδομένων, ζεσταίνεται όταν τα ρεύματα υπερβαίνουν το 1,5 A. Θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια πιο ισχυρή δίοδο, π.χ. SR560. Όλες αυτές οι αντικαταστάσεις και απλουστεύσεις οδηγούν σε υπερθέρμανση της πλακέτας και στην αστοχία της.
Το βίντεο δείχνει ένα παράδειγμα συναρμολόγησης ενός ρυθμιστή 12 volt.
Σκέψεις για την κατασκευή
Θα χρειαστείτε τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα για το κύκλωμα που επιλέξατε. Μπορείτε να τα αγοράσετε σε εξειδικευμένα καταστήματα ή στο διαδίκτυο. Δεν χρειάζεστε θήκη για έναν ενσωματωμένο ρυθμιστή γραμμής, αλλά θα πρέπει να φροντίσετε για μια ψύκτρα. Θα χρειαστείτε επίσης μια ψύκτρα όταν κατασκευάζετε έναν γραμμικοποιητή διακριτών στοιχείων. Οι πιο σύνθετες συσκευές πρέπει να συναρμολογούνται σε πλακέτες κυκλωμάτων. Όσοι διαθέτουν οικιακή τεχνολογία είναι σε θέση να σχεδιάσουν και να χαράξουν οι ίδιοι την πλακέτα κυκλώματος. Για άλλους, είναι προτιμότερο να χρησιμοποιήσετε ένα breadboard - κόψτε το απαιτούμενο κομμάτι και συναρμολογήστε τα εξαρτήματα σε αυτό.
Πρέπει επίσης να επιλέξετε ή να συναρμολογήσετε το περίβλημα, φροντίζοντας για την απαγωγή της θερμότητας. Το τύλιγμα της πλακέτας με θερμοσυρρικνωτή δεν είναι η καλύτερη επιλογή από αυτή την άποψη. Θα χρειαστείτε επίσης ένα κολλητήρι με ένα σετ αναλωσίμων.
Είναι δύσκολο να δοθούν γενικές οδηγίες κατασκευής - όλα εξαρτώνται από το επιλεγμένο κύκλωμα και την τεχνολογία που προτιμάται. Μπορούν όμως να δοθούν μερικές συμβουλές για όσους έχουν μικρή εμπειρία στην κατασκευή ηλεκτρονικών συσκευών:
- Όλες οι συνδέσεις θα πρέπει να συγκολλούνται προσεκτικά (προσέχοντας να μην υπερθερμαίνονται τα στοιχεία και οι αγωγοί στη μόνωση) - οι συνθήκες λειτουργίας θα περιλαμβάνουν χτυπήματα και διακυμάνσεις θερμοκρασίας και η κακή ποιότητα συγκόλλησης θα γίνει αμέσως αισθητή,
- Το περίβλημα πρέπει να είναι σχεδιασμένο έτσι ώστε να εμποδίζει το νερό και τη βρωμιά να εισέλθουν στο εσωτερικό του - αν εγκαταστήσετε τη συσκευή κάτω από το καπό, αυτές οι ουσίες αρκούν,
- εάν δεν χρησιμοποιείται το περίβλημα, τα σημεία συγκόλλησης θα πρέπει να μονωθούν προσεκτικά - για τον ίδιο λόγο,
- μετά τη συναρμολόγηση και τη δοκιμή λειτουργίας δεν είναι περιττό να βερνικωθεί η πλακέτα από την πλευρά της συγκόλλησης και να στεγνώσει.
Μόνο η προσεκτική προσέγγιση της κατασκευής μπορεί να εγγυηθεί τουλάχιστον κάποια αντοχή της ιδιοκατασκευασμένης συσκευής σας στο σκληρό περιβάλλον.
Εγκατάσταση στα πλαϊνά φώτα
Ο σταθεροποιητής, ανεξάρτητα από το ποιο κύκλωμα συναρμολογείται σύμφωνα με αυτό, εγκαθίσταται στο κενό του καλωδίου από τον διακόπτη ή το ελεγκτής στα φώτα ημέρας. Κάντε το αυτό σε οποιαδήποτε βολική τοποθεσία. Εάν ο ρυθμιστής έχει αρκετή ισχύ για να χειριστεί δύο φώτα, μπορεί να συνδεθεί στη γραμμή τροφοδοσίας των δύο φώτων, μέχρι το σημείο διαχωρισμού. Εάν όχι, θα χρειαστούν δύο συσκευές για κάθε λαμπτήρα LED.
Θυμηθείτε να συνδέσετε το μείον καλώδιο με τον κοινό αγωγό του οχήματος. Ένα άλλο ζήτημα που προκύπτει συχνά είναι η εγκατάσταση μιας ψύκτρας για τον ρυθμιστή γραμμής. Υπάρχει η ιδέα να χρησιμοποιηθεί το αμάξωμα του αυτοκινήτου ως στοιχείο ψύξης. Η επιφάνειά του είναι μεγάλη και θα κάνει εξαιρετική δουλειά στην απαγωγή της θερμότητας. Με την προϋπόθεση ότι υπάρχει καλή θερμική επαφή μεταξύ της επιφάνειας του τσιπ και της επιφάνειας του σώματος. Και αυτό θα απαιτήσει, τουλάχιστον, την αφαίρεση του χρώματος στο σημείο τοποθέτησης, καθώς και τη διάνοιξη μιας οπής για τη βίδα τοποθέτησης. Σε αυτή την περιοχή θα σχηματιστεί γρήγορα ένα σημείο διάβρωσης. Επομένως, αυτό δεν είναι καλή ιδέα. Καλύτερα να φτιάξετε μια μικρή ξεχωριστή ψύκτρα από ένα κομμάτι φύλλο αλουμινίου.
Βίντεο: Σύνδεση και δοκιμή των σταθεροποιητών L7812CV και LM317T για φώτα ημέρας LED σε VAZ-2106.
Το ζήτημα της χρήσης ενός σταθεροποιητή για τα φώτα ημέρας δεν είναι τόσο απλό όσο φαίνεται με την πρώτη ματιά. Η λήψη απόφασης σχετικά με τη χρήση του και η επιλογή της μεθόδου εγκατάστασης απαιτεί ένα ορισμένο τεχνικό υπόβαθρο. Το υλικό επισκόπησης θα σας βοηθήσει να κάνετε αυτή την επιλογή.