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近光灯的电压稳定

发表时间:2001 年 4 月 20 日
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2005

近年来,驾驶者开始为他们的汽车配备日间行车灯。尽管规则允许使用标准照明装置(雾灯、前灯等),但许多人更喜欢以单独单元的形式执行前灯。一些驾驶者面临这样一个事实,即制造车灯的 LED 出现故障,一年不工作。如此短暂的生命的原因没有人没有详细弄清楚。或许与不知名厂商的 LED 质量有关,或许与厂商远高估了宣称的资源半导体产品有关,或许这一切都与缺乏散热有关。

但有一种强烈的观点认为,LED 失效的原因是车载电压不稳定或电源电路中的短期尖峰,其幅度达到几十伏。为了摆脱这种不幸,正试图为汽车的闪光灯安装一个稳定器驾驶室电压。

稳压器必须是多少伏

如果稳定器用于 发光二极管 与工业灯一起使用时,其输出电压必须等于设备外壳上标明的电源电压。在大多数情况下,它是 12 伏。对于自制系统,您需要考虑其电路。

低辐射大灯的电压稳定
由一串稳定二极管组成的灯笼电路。

它通常包括 串联 2 到 4 个串联 LED 和一个淬灭电阻器。为了使 LED 正常工作,它的额定电压必须下降。例如,对于 ARPL-Star-3W-BCB LED,电压降为 3.6 V。对于三个元件的链,您必须提供 3.6*3=10.8 伏特。镇流器处应有另一个小的电压降(其值在计算中确定,1...2 伏)。总而言之,您会得到大约 12 伏的电压。

LED类型功率,W电压降,V
TDS-P003L4U1333,6
TDSP005L801156,5
ARPL-Star-3W-BCB33..3,6
星3WR33,6
大功率3W33,35..3,6

LED用什么样的稳压器

最简单和最便宜的稳定器是线性的。它们在调节元件(晶体管)和负载之间重新分配电源电压。

稳定的 D60 电压
线性稳压器的工作原理。

如果输入电压降低或负载电流增加,晶体管打开,负载电压增加。如果输入电压升高或负载电流降低,稳压器会稍微关闭功率元件,负载电压会降低。这样就实现了稳定性。这种稳定剂的优点是:

  • 简单;
  • 低成本;
  • 您可以购买固定电压的集成版本。

缺点之一是由于调节元件的耗散导致的高功率损耗(因此需要有效的散热器)以及输入电压需要高于输出电压。

脉冲稳定器没有这些缺点,它们随着时间的推移分配能量,但它们的问题是制造它们的复杂性。对于自组装,您需要一定的知识和资格。

如何选择合适的

要选择工业制造的设备,需要设置以下参数:

  • 输出电压;
  • 工作电流;
  • 最小输入电压(最大电压通常为几十伏,这样的电压在车联网中是不存在的)。

上面描述了如何选择输出电压。工作电流必须超过灯笼(或灯笼,如果将稳定器单独放置在每个设备上)的消耗电流,并留有余量。很少有人关注后一个参数,它会对整个系统的性能产生至关重要的影响。

另请阅读: 汽车上如何选择合适的行车灯,以免被罚款

来研究一下流行的稳压电路

首先,您必须选择设备的电路。全球网络中有很多建议将此类模块组装在积分线性稳压器 7812 (KR142EN8B) 上。

稳定的 DFR 电压
来自互联网的 7812 稳压器示意图(一个明显的错误 - 输入电压必须至少为 14.5 伏)。

发布此类方案的人,注意其简单性和缺乏调整,完全忘记了一个问题。对于正常操作,这样的稳压器必须至少下降 2.5 伏 - 它在任何数据表中都有说明。简单地说,对于输出的任何有效稳定,输入必须至少为 14.5 伏。在具有良好交流发电机的汽车中,不应该有这样的电压,并且在较低的值下,使用这样的电路是没有意义的。作为折衷方案,您可以使用 9 伏稳定器 (LM7809),其性能将从输入端的 11.5 伏开始,但灯的亮度会下降。 根据 GOST 要求,最低光强应为 400 cd,不能低于此限制.

在输入端放置二极管的建议看起来更加不经思考。

稳定的闪光器电压
网络中的电路是一个 7812 芯片,输入端有一个二极管。

它的目的是非常值得怀疑的——在稳定的安装中没有必要保护芯片免受反极性的影响。但是硅 p-n 结会再下降 0.6 伏,您至少需要 15 伏才能正常工作。

带有集成 12 伏标尺(带或不带二极管)的电路非常有用,除了切断 +12 伏总线上的高压尖峰(如果它们确实存在)。也就是说,它们可以作为一种“齐纳屏障”,但这种屏障可以变得更容易。有必要在 LED 链中并联一个稳定器 Ust,它略高于工作电压。在普通模式下,它的电阻很高,不会影响照明器的工作。如果超过稳定电压(例如 15 伏),它将打开并“切断”多余的电压。

稳定的闪光器电压
将稳定器与手电筒并联。

稍微好一点的稳定器适用于 LDO(低压降)芯片。这看起来像普通的线性稳压器,但您只需要 1.2 伏的压降就可以让它们正常工作,并且它们可以有效地稳定在 13.2 伏。哪个更好,但仍然不足以正常运行。 LM1084和LM1085适合这个电路,但是电路图有点复杂。

稳定的闪光器电压
LDO LM1084的电路设计。

要获得 12 伏的输出电压,电阻器 R1 必须为 240 欧姆,R2 必须为 2.2 kOhms。进一步降低压降存在一个基本障碍——稳压器是在双极晶体管上制造的,其发射极和集电极结必须至少下降 1.2 伏。这很容易通过使用场效应晶体管作为调节元件来规避。基于这一原理的集成电路很难找到,更难找到合适的参数,而且价格也更高。但是,即使对于中等资质的业余无线电操作员,也可以在离散元件上制造这样的设备。

稳定的闪光器电压
大功率场效应晶体管上的线性稳压器示意图。

元素被评为:

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

输出电压由比率 R5/R6 设定。在指定的额定值下,输出电压为 12 伏,输入电压不超过 12.5 伏。这是一个严重的改进。但根本性的跳跃只能通过使用开关电源来实现。您可以使用 XL6009 芯片构建这样的升压转换器。

稳定的闪光器电压
XL6009 脉冲发生器电路。

可以在流行的 Internet 站点上订购这种现成形式的稳定器。但是有一个问题 - 出于经济原因的制造商通常会安装设计用于电流不超过 1 A 的元件(尽管芯片能够提供高达 3 A 的电流)。或者,例如,可能未安装输入或输出氧化物电容器。即使是数据表中提到的肖特基二极管 N5824,在电流超过 1.5 A 时也会开始变热。您应该使用更强大的二极管代替它,例如 SR560。所有这些更换和简化都会导致电路板过热及其故障。

该视频展示了一个组装 12 伏稳压器的示例。

制造注意事项

制造将需要用于所选电路的电子元件。您可以在专门的商店或互联网上购买它们。对于集成线性稳定器上的设备,不需要外壳,但您需要注意散热器。在制作带有离散元件的线性化器时,您还需要一个散热器。更复杂的设备必须组装在电路板上。懂家用技术的人可以自己设计和蚀刻印刷电路板。对于其他人,最好使用面包板 - 切掉必要的部分并将元件安装在上面。

稳定的闪光器电压
安装在面包板上。

您还必须选择或组装外壳,不要忘记散热。在这方面,将电路板放入热缩中并不是最佳选择。您还需要一个带有一套耗材的烙铁。

很难给出关于如何制作的一般说明——这完全取决于所选的电路和首选的技术。但还是可以给那些没有制作电子设备经验的人一些建议:

  • 所有连接都必须小心焊接(注意不要使绝缘层中的元件和导体过热)——操作条件会涉及震动和温度波动,质量差的焊接会立即让人感觉到;
  • 外壳的设计必须防止水和污垢进入 - 将设备安装在引擎盖下时,这些物质就足够了;
  • 如果不使用外壳,焊接点必须小心绝缘 - 出于同样的原因;
  • 在组装和功能测试之后,在焊接侧对电路板进行清漆并干燥它并不是多余的。

只有谨慎的制造方法才能保证自制在恶劣条件下至少能长期运行。

另请阅读

自制LED

 

安装在侧灯上

稳定器,不管它是根据哪个电路组装的,都安装在从开关引出的导线的间隙中或 控制器 到日间行车灯。这可以在任何方便的位置进行。如果稳压器的功率足够两个灯一起工作,你可以把它插在两个灯电源线的缝隙里,直到分离点。如果没有,每个灯都需要两个设备。

稳定的闪光器电压
稳定装置的连接。

您必须记住将负极线连接到汽车的公共导体。另一个经常出现的问题是为线路调节器安装散热器。有一个想法是使用车身作为冷却元件。它的面积很大,散热效果很好。前提是芯片表面和机身表面之间有良好的热接触。这将至少需要在安装位置去除油漆涂层,并为固定螺钉钻孔。在这个地方会很快形成腐蚀的温床。因此,这个想法并不是最成功的。最好用一块铝板制作一个小的独立散热器。

视频:在 VAZ-2106 上连接和测试用于 LED 日间行车灯的 L7812CV 和 LM317T 稳定器。

为日间行车灯使用稳定器的问题并不像乍一看那么简单。决定其应用并选择安装方法需要一定的技术准备。审查材料将有助于做出这一选择。

注释:
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