Stabilisation de la tension des feux de croisement

Ces dernières années, les automobilistes ont commencé à équiper leurs voitures de feux de circulation diurne. Bien que la réglementation autorise l'utilisation de feux standard (feux de brouillard, phares, etc.), de nombreuses personnes préfèrent réaliser les LED en tant qu'unités séparées. Et certains automobilistes sont confrontés au fait que les LED sur la base desquelles les feux sont fabriqués, tombent en panne avant un an. Personne n'a trouvé la raison d'une durée de vie aussi courte. Peut-être est-ce dû à la qualité des LED provenant de fabricants inconnus, ou au fait que les fabricants surestiment largement la durée de vie des produits semi-conducteurs, ou encore à l'absence de refroidissement.

Mais il y a une forte croyance que les LEDs tombent en panne à cause d'une tension instable à bord de la voiture ou à cause de pics de courte durée dans le circuit d'alimentation, dont l'amplitude atteint plusieurs dizaines de volts. Ce problème peut être résolu en installant un régulateur de tension pour la tension embarquée des LED de la voiture.

Combien de volts un régulateur de tension doit-il avoir ?

Si le stabilisateur pour LEDS est utilisé avec des lampes industrielles, sa tension de sortie doit être égale à la tension d'alimentation indiquée sur le boîtier de l'appareil. Dans la plupart des cas, il s'agit de 12 volts. Pour un système maison, considérez son schéma de principe.

Un circuit de lanterne réalisé à partir d'une chaîne de stabilisateurs.

Elle consiste généralement en en série de 2 à 4 LED en série et une résistance d'extinction. Pour fonctionner correctement, la DEL doit être traversée par sa tension nominale. Par exemple, pour une DEL ARPL-Star-3W-BCB, la chute de tension est de 3,6 V. Pour une chaîne de trois éléments, il faut prévoir 3,6*3=10,8 volts. Une autre petite chute de tension devrait se trouver au niveau du ballast (sa valeur est déterminée dans le calcul, 1...2 volts). Au total, cela donne environ 12 volts.

Quels types de régulateurs de tension sont disponibles pour les DEL ?

Les stabilisateurs les plus simples et les moins chers sont de type linéaire. Ils redistribuent la tension du secteur entre le régulateur (transistor) et la charge.

Le principe de fonctionnement d'un régulateur de tension linéaire.

Si la tension d'entrée diminue ou si le courant de charge augmente, le transistor s'ouvre et la tension sur la charge augmente. Si la tension d'entrée augmente ou si le courant de charge diminue, le régulateur ferme légèrement l'élément de puissance et la tension de charge diminue. De cette façon, la stabilité est atteinte. Les avantages de ces régulateurs sont les suivants :

• simplicité ;
• faible coût ;
• il est possible d'acheter une version intégrée pour une tension fixe.

Les inconvénients sont la perte de puissance élevée due à la dissipation au niveau de l'élément de régulation (un dissipateur thermique efficace est donc nécessaire) et la nécessité que la tension d'entrée dépasse la tension de sortie d'une marge significative.

Les stabilisateurs pulsés sont exempts de ces inconvénients, ils distribuent l'énergie dans le temps, mais leur problème est la complexité de leur fabrication. Vous devez avoir quelques connaissances et compétences pour les assembler vous-même.

Comment choisir le bon

Pour sélectionner un dispositif fabriqué industriellement, les paramètres suivants doivent être spécifiés

• tension de sortie ;
• courant de fonctionnement ;
• La tension d'entrée minimale (la tension maximale est généralement de quelques dizaines de volts, cette tension n'est pas disponible sur le réseau de la voiture).

La manière de sélectionner la tension de sortie est décrite ci-dessus. Le courant de fonctionnement doit dépasser le courant de consommation des lanternes (ou de la lanterne, si le stabilisateur est placé sur chaque appareil séparément) avec une réserve. On accorde peu d'attention à ce dernier paramètre, qui peut pourtant avoir un impact critique sur le fonctionnement de l'ensemble du système.

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Exploration des circuits de régulateurs de tension populaires

La première chose à faire est de choisir le circuit de l'appareil. Il y a beaucoup de recommandations dans le réseau mondial pour construire de tels blocs sur les régulateurs de ligne intégrés 7812 (KR142EN8B).

Un schéma d'un régulateur 7812 tiré d'Internet (une erreur évidente - la tension d'entrée devrait être d'au moins 14,5 volts).

Ceux qui publient de tels schémas, font attention à leur simplicité et à leur manque d'ajustement, oubliant complètement un problème. Pour qu'un tel régulateur fonctionne correctement, au moins 2,5 volts doivent tomber sur lui - c'est écrit dans toutes les fiches techniques. Simplement, pour toute stabilisation efficace de la sortie, l'entrée doit être d'au moins 14,5 volts. Dans une voiture avec un bon alternateur, cette tension ne devrait pas exister, et avec une valeur inférieure, il est inutile d'utiliser un tel circuit. Comme compromis, vous pouvez utiliser un stabilisateur de neuf volts (LM7809), ses performances démarreront à 11,5 volts à l'entrée, mais la luminosité des lumières baissera. Selon le GOST, l'intensité lumineuse minimale doit être de 400 cd, et personne ne doit descendre en dessous de cette limite..

Les recommandations de mettre une diode à l'entrée semblent encore plus déraisonnables.

Le schéma du réseau est une puce 7812 avec une diode à l'entrée.

Son utilité est plutôt discutable - il n'est pas nécessaire de protéger le circuit contre l'inversion de polarité dans un montage stable. Mais la jonction p-n en silicium fera chuter une tension supplémentaire de 0,6 volt, et il faut au moins 15 volts pour un fonctionnement normal.

Les circuits avec un CI 12 volts (avec ou sans diode) ne sont utiles que pour couper les pointes de haute tension dans le bus +12 volts (si elles sont réellement présentes). Ils peuvent donc servir de "barrière Zener", mais cette barrière peut être rendue beaucoup plus simple. Il est nécessaire de connecter en parallèle à la chaîne de LEDs un stabilitron Ust, légèrement supérieur à la tension de fonctionnement. En mode normal, sa résistance est élevée, elle n'affectera pas le fonctionnement du luminaire. Si la tension de stabilisation est dépassée (par exemple 15 volts), il s'ouvre et "coupe" l'excès.

Connexion d'un stabilisateur en parallèle à la lanterne.

Des régulateurs un peu plus performants avec des puces LDO (low drop out) fonctionnent. Ils ressemblent aux régulateurs de ligne normaux mais ne nécessitent qu'une chute de 1,2 volt pour fonctionner correctement et la stabilisation effective commence déjà à 13,2 volts. C'est mieux, mais encore insuffisant pour un fonctionnement normal. Les LM1084 et LM1085 conviennent pour ce circuit mais le schéma de câblage est un peu plus compliqué.

Le schéma de câblage du LDO LM1084.

La résistance de R1 doit être de 240 Ohms et celle de R2 de 2,2 kOhms pour produire une tension de sortie de 12 volts. Il existe un obstacle fondamental à une chute plus importante : le régulateur est construit sur un transistor bipolaire, et au moins 1,2 volt doit chuter à ses jonctions émetteur et collecteur. Ce problème est facilement contourné en utilisant un transistor à effet de champ comme élément de commande. Les circuits intégrés basés sur ce principe sont difficiles à trouver, encore plus difficiles à adapter et plus chers. D'autre part, même un radioamateur moyennement compétent devrait être capable de fabriquer un dispositif basé sur des éléments discrets.

Schéma d'un régulateur linéaire sur un transistor à effet de champ de forte puissance.

Les valeurs des éléments :

• R1 - 68 kOhm ;
• R2 - 10 kOhm ;
• R3 - 1 kOhm ;
• R4,R5 - 4,7 kOhm ;
• R6 - 25 kOhm ;
• VD1 - BZX84C6V2L ;
• VT1 - AO3401 ;
• VT2,VT3 - 2N5550.

La tension de sortie est donnée par le rapport R5/R6. Avec les valeurs nominales données, la sortie sera de 12 volts, l'entrée n'aura pas besoin de plus de 12,5 volts. Il s'agit d'une sérieuse amélioration. Mais un saut fondamental ne peut être réalisé qu'en utilisant une alimentation à découpage. Un tel convertisseur élévateur peut être construit autour de la puce XL6009.

Circuit élévateur basé sur le XL6009.

Vous pouvez commander un tel stabilisateur sous forme préemballée sur des marchés en ligne populaires. Mais il y a un problème : les fabricants, par souci d'économie, installent souvent des éléments conçus pour un courant ne dépassant pas 1 A (alors que la puce est capable de fournir jusqu'à 3 A). Ou, par exemple, des condensateurs d'oxyde d'entrée ou de sortie peuvent ne pas être installés. Même la diode Schottky N5824, mentionnée dans la fiche technique, devient chaude lorsque les courants dépassent 1,5 A. Vous devriez utiliser une diode plus puissante à la place, par exemple la SR560. Tous ces remplacements et simplifications entraînent une surchauffe de la carte et sa défaillance.

La vidéo montre un exemple d'assemblage d'un régulateur de 12 volts.

Considérations relatives à la fabrication

Vous aurez besoin des composants électroniques pour le circuit que vous avez choisi. Vous pouvez les acheter dans des magasins spécialisés ou sur Internet. Vous n'avez pas besoin d'un boîtier pour un régulateur de ligne intégré, mais vous devez prendre soin d'un dissipateur thermique. Vous aurez également besoin d'un dissipateur thermique lorsque vous fabriquez une règle à éléments discrets. Les dispositifs plus complexes doivent être assemblés sur des cartes de circuits imprimés. Ceux qui disposent d'une technologie domestique sont capables de concevoir et de graver eux-mêmes le circuit imprimé. Pour d'autres, il est préférable d'utiliser une planche à pain - découpez la pièce requise et assemblez les composants dessus.

Montage sur une planche à pain.

Vous devez également choisir ou assembler le boîtier, en prenant soin de dissiper la chaleur. Envelopper la carte dans une gaine thermorétractable n'est pas la meilleure option à cet égard. Vous aurez également besoin d'un fer à souder avec un jeu de consommables.

Il est difficile de donner des instructions générales de fabrication - tout dépend du circuit choisi et de la technologie privilégiée. Mais quelques conseils peuvent être donnés à ceux qui ont peu d'expérience dans la fabrication d'appareils électroniques :

• Toutes les connexions doivent être soigneusement soudées (en veillant à ne pas surchauffer les éléments et les conducteurs dans l'isolation) - les conditions de fonctionnement impliqueront des chocs et des fluctuations de température, et une soudure de mauvaise qualité se fera immédiatement sentir ;
• Le boîtier doit être conçu pour empêcher l'eau et la saleté de pénétrer à l'intérieur - si vous installez l'appareil sous le capot, ces substances suffiront ;
• si le boîtier n'est pas utilisé, les points de soudure doivent être soigneusement isolés - pour la même raison ;
• Après le montage et le contrôle du fonctionnement, il n'est pas superflu de vernir la carte du côté de la soudure et de la sécher.

Seule une approche minutieuse de la fabrication peut garantir au moins une certaine durabilité de l'appareil artisanal dans des conditions difficiles.

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Installation sur les lucarnes latérales

Le stabilisateur, quel que soit le circuit selon lequel il est assemblé, est installé dans l'espace du fil de l'interrupteur ou de l'interrupteur. contrôleur aux feux de circulation de jour. Faites-le à n'importe quel endroit pratique. Si le régulateur a suffisamment de puissance pour gérer deux lampes, il peut être branché sur la ligne d'alimentation des deux lampes, jusqu'au point de séparation. Dans le cas contraire, deux dispositifs seront nécessaires pour chaque lampe à DEL.

Connexion d'un dispositif de stabilisation.

N'oubliez pas de connecter le fil moins au conducteur commun du véhicule. Un autre problème qui se pose fréquemment est l'installation d'un dissipateur thermique pour le régulateur de ligne. L'idée est d'utiliser la carrosserie de la voiture comme élément de refroidissement. Sa surface est grande et il fera un excellent travail de dissipation de la chaleur. A condition qu'il y ait un bon contact thermique entre la surface de la puce et la surface du corps. Pour ce faire, il faudra au moins enlever la peinture à l'endroit du montage et percer un trou pour la vis de montage. Un point de corrosion va rapidement se former dans cette zone. Ce n'est donc pas une bonne idée. Il est préférable de fabriquer un petit dissipateur thermique séparé à partir d'une feuille d'aluminium.

Vidéo : Connexion et test des stabilisateurs L7812CV et LM317T pour les feux de jour à LED sur VAZ-2106.

La question de l'utilisation d'un stabilisateur pour les feux de circulation diurne n'est pas aussi simple qu'il n'y paraît à première vue. Prendre une décision quant à son utilisation et choisir la méthode d'installation nécessite un certain bagage technique. Les documents d'examen vous aideront à faire ce choix.