Стабилизатор напряжения для дхо автомобиля своими руками: Простейший стабилизатор напряжения для ДХО на базе L7812

Но существует устойчивое мнение, что светодиоды выходят из строя из-за нестабильного напряжения в бортсети авто или из-за кратковременных выбросов по цепи питания, амплитуда которых достигает нескольких десятков вольт. Спастись от этой беды пытаются установкой стабилизатора напряжения бортсети для ДХО автомобиля.

На сколько вольт должен быть стабилизатор

Обычно она состоит из последовательной цепочки 2..4 светодиодов и гасящего резистора. Для нормальной работы светодиода на нем должно падать его номинальное напряжение. Например, для светодиода ARPL-Star-3W-BCB падение напряжения составляет 3,6 В. Для цепочки из трех элементов надо обеспечить 3.6*3=10,8 вольт. Еще небольшое напряжение должно упасть на балласте (его величина определяется при расчете, 1..2 вольта). В итоге выходим примерно на 12 вольт.

Какие бывают стабилизаторы напряжения для ДХО

Самые простые и недорогие стабилизаторы – линейного типа. Они перераспределяют напряжение сети между регулирующим элементом (транзистором) и нагрузкой.

При уменьшении входного напряжения или увеличении тока нагрузки транзистор приоткрывается, и напряжение на нагрузке увеличивается. Если входное напряжение увеличилось или ток нагрузки упал, регулятор немного закрывает силовой элемент, и напряжение на нагрузке уменьшается. Так достигается стабильность. Достоинства таких стабилизаторов:

• простота;
• низкая стоимость;
• можно купить в интегральном исполнении на фиксированное напряжение.

Среди минусов – большие потери мощности за счет рассеяния на регулирующем элементе (в связи с этим нужен эффективный теплоотвод) и необходимость заметного превышения входного напряжения над выходным.

От этих недостатков свободны импульсные стабилизаторы, они распределяют энергию во времени, но их проблема – сложность изготовления. Для самостоятельной сборки нужны определенные знания и квалификация.

Как правильно подобрать

Для подбора прибора промышленного изготовления надо задаться следующими параметрами:

• выходное напряжение;
• рабочий ток;
• минимальное входное напряжение (максимальное обычно составляет несколько десятков вольт, такого напряжения в сети автомобиля не бывает).

Как подбирать выходное напряжение, сказано выше. Рабочий ток должен превышать ток потребления фонарей (или фонаря, если стабилизатор ставится на каждый прибор отдельно) с запасом. На последний параметр мало кто обращает внимание, а он может оказать критическое влияние на работу всей системы.

Читайте также: Как правильно выбрать ходовые огни на авто, чтобы не оштрафовали

Изучаем популярные схемы стабилизатора напряжения

В первую очередь надо выбрать схему устройства. В глобальной сети много рекомендаций собирать такие блоки на интегральных линейных стабилизаторах 7812 (КР142ЕН8Б).

Те, кто публикует такие схемы, обращают внимание на их простоту и отсутствие необходимости настройки, совершенно забывая об одной проблеме. Для нормальной работы на таком стабилизаторе должно падать не менее 2,5 вольт – об этом написано в любом даташите. Попросту, для хоть сколько-нибудь эффективной стабилизации на выходе, на входе должно быть не менее 14,5 вольт. В автомобиле с исправным генератором такого напряжения быть не должно, а при более низком значении применять такую схему бессмысленно. В качестве компромисса можно использовать девятивольтовый стабилизатор (LM7809), его работоспособность начнется от 11,5 вольт на входе, но при этом упадет яркость свечения фонарей. По требованиям ГОСТ минимальная сила света должна составлять 400 кд, и ниже этого предела опускаться нельзя.

Еще более бездумными выглядят рекомендации ставить на входе диод.

Его назначение весьма сомнительно – защищать микросхему от обратной полярности при стабильном монтаже не надо. Но на кремниевом p-n переходе дополнительно упадет еще 0,6 вольта, и для нормальной работы понадобится не менее 15 вольт.

Схемы с интегральным линейником на 12 вольт (с диодом или без него) пригодны разве что для среза высоковольтных всплесков по шине +12 вольт (если таковые на самом деле присутствуют). То есть они могут служить своеобразным «барьером Зенера», но такой барьер можно сделать гораздо проще. Надо включить параллельно цепочке светодиодов стабилитрон Uст, немного превышающее рабочее напряжение. В нормальном режиме его сопротивление велико, он не окажет влияния на работу осветительного прибора. При превышении напряжения стабилизации (например, 15 вольт) он откроется и «срежет» излишек.

Немного лучше работают стабилизаторы на микросхемах LDO (low drop out). Они выглядят подобно обычным линейным регуляторам, но им для нормальной работы необходимо падение всего в 1,2 вольта, и эффективная стабилизация начнется уже при 13,2 вольтах. Что уже лучше, но все равно недостаточно для нормального функционирования. Для работы в такой схеме подойдут микросхемы LM1084 и LM1085, но схема их включения несколько сложнее.

Для получения выходного напряжения 12 вольт сопротивление резистора R1 должно быть 240 Ом, а R2 – 2,2 кОм. Имеется принципиальное препятствие для дальнейшего снижения падения – регулятор выполнен на биполярном транзисторе, и на его эмиттерном и коллекторном переходах должно упасть не менее 1,2 вольт. Это легко обходится применением полевого транзистора в качестве регулирующего элемента. Интегральные микросхемы, построенные по такому принципу, найти сложно, еще сложнее подобрать по нужным параметрам и они стоят дороже. А вот сделать самому такое устройство на дискретных элементах по силам даже радиолюбителю средней квалификации.

Номиналы элементов:

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

Выходное напряжение задается соотношением R5/R6. При указанных номиналах на выходе будет 12 вольт, на входе понадобится не более 12,5. Это cерьезное улучшение. Но принципиального скачка можно добиться только применением импульсного источника питания. Такой преобразователь по схеме Step-Up можно собрать на микросхеме XL6009.

Такой стабилизатор в готовом виде можно заказать на популярных интернет-площадках. Но есть проблема – производители из экономии часто устанавливают элементы, рассчитанные на ток не более 1 А (хотя микросхема способна выдать ток до 3 А). Или, например, могут быть не установлены входные или выходные оксидные конденсаторы. Даже диод Шоттки  N5824, указанный в даташите, при токах выше 1,5 А начинает греться.  Вместо него надо применить более мощный диод, например SR560. Все эти замены и упрощения ведут к перегреву платы и выходу ее из строя.

Рекомендации по изготовлению

Для изготовления потребуются электронные компоненты для выбранной схемы. Приобрести их можно в специализированных магазинах или через интернет. Для устройства на интегральном линейном стабилизаторе корпус не нужен, но надо позаботиться о радиаторе. Также радиатор понадобится при изготовлении линейника на дискретных элементах. Более сложные устройства надо собирать на платах. Владеющие домашними технологиями смогут разработать и вытравить печатную плату самостоятельно. Остальным лучше воспользоваться макетной платой – отрезать необходимый кусочек и смонтировать элементы на нем.

Также надо подобрать или собрать корпус, не забывая об отводе тепла. Затянуть плату в термоусадку – не лучший вариант в этом плане. Также понадобится паяльник с набором расходников.

Общую инструкцию по изготовлению дать сложно – все зависит от выбранной схемы и предпочитаемых технологий. Но можно дать несколько советов тем, у кого опыта в изготовлении электронных устройств немного:

• все соединения надо тщательно пропаивать (стараясь не перегреть элементы и проводники в изоляции) – условия эксплуатации будут сопряжены с тряской и перепадами температур, и некачественная пайка сразу даст о себе знать;
• корпус конструкции должен исключать попадания внутрь воды и грязи – при установке устройства под капотом этих субстанций будет достаточно;
• если корпус не используется, места пайки надо тщательно изолировать – по тем же резонам;
• после сборки и проверки работоспособности не будет лишним покрыть плату со стороны пайки лаком и просушить.

Только тщательный подход к изготовлению может гарантировать хоть сколько-нибудь долгую работу самоделки в жестких условиях.

Читайте также

Самостоятельное изготовление ДХО

Установка на ДХО

Стабилизатор, вне зависимости от того, по какой схеме он собран, устанавливается в разрыв провода, идущего от выключателя или контроллера к фонарям дневных ходовых огней. Делается это в любом удобном месте. Если мощность регулятора достаточная для работы с двумя фонарями, можно включить его в разрыв провода питания двух фонарей, до точки разделения. Если нет – для каждой лампы ДХО потребуется два устройства.

Надо не забывать подключать минусовой провод к общему проводнику автомобиля. Еще один часто возникающий вопрос – установка радиатора для линейного регулятора. Существует идея использовать в качестве элемента охлаждения кузов автомобиля. Его площадь велика, и он будет великолепно отводить тепло. При условии, что обеспечен надежный тепловой контакт между поверхностью микросхемы и поверхностью кузова. А это потребует, как минимум, удаление лакокрасочного покрытия в месте установки, а также сверления отверстия под винт крепления. В этом месте быстро образуется очаг коррозии. Поэтому данная идея не самая удачная. Лучше сделать небольшой отдельный радиатор из кусочка листового алюминия.

Вопрос применения стабилизатора для дневных ходовых огней не так прост, как это кажется на первый взгляд. Для принятия решения о его применении и выборе способа установки требуется определенная техническая подготовка. Материалы обзора помогут сделать этот выбор.

Стабилизатор для светодиодов и ДХО

Практически всем автолюбителям знакома такая проблема, как быстрый выход из строя светодиодных ламп. Которые часто ставят в габаритные огни, дневные ходовые огни (ДХО) или в другие фары.
Как правило, такие светодиодные лампы имеют малую мощность и потребляемый ток. Чем собственно говоря и обусловлен их выбор.
Сам по себе светодиод легко служит в оптимальных условиях более 50 000 часов, но в автомобиле, особенно в отечественном, его иногда не хватает и на месяц. Сначала светодиод начинает мерцать, а потом и вовсе перегорает.

В чем причина этого?

Производитель лампы пишет маркировку «12V». Это оптимальное напряжение, при котором светодиоды в светильнике работают практически на максимуме. А если подать на эту лампу 12 В, то она будет служить на максимальной яркости очень долго.
Так почему он сгорает в машине? Изначально напряжение бортовой сети автомобиля составляет 12,6 В. Уже видно завышение в 12. А напряжение сети заведенного автомобиля может доходить до 14,5 В. Добавим ко всему этому различные броски от переключения мощных ламп дальнего или ближнего света, мощные импульсы напряжения и магнитные помехи при запуске двигателя от стартера. И мы не получим лучшую сеть для питания светодиодов, которые, в отличие от ламп накаливания, очень чувствительны ко всем изменениям.
Так как часто в простых китайских лампах нет ограничивающих элементов кроме резистора, лампа выходит из строя от перенапряжения.
За свою практику я сменил десятки таких ламп. Большинство из них не прослужили и года. В итоге я устал и решил поискать выход попроще.

Простой стабилизатор напряжения для светодиодов

Для комфортной работы светодиодов решил сделать простой стабилизатор. Абсолютно не сложный, повторить сможет любой автолюбитель.
Всего нужно:

• -,
  
• -,
  
• -.
  
• – кусок текстолита для платы,
  
• – .

Похоже, все. Вся техника стоит копейки на али экспресс ссылки в списке.

Схема стабилизатора

Схема взята из даташита на микросхему L7805.

Все просто – вход слева, выход справа. Такой стабилизатор выдерживает нагрузку до 1,5 А при условии установки на радиатор. Естественно, для маленьких лампочек радиатор не нужен.

Стабилизатор светодиода в сборе

Все, что вам нужно, это вырезать нужную деталь из печатной платы. Дорожки травить не нужно – простые линии вырезаю обычной отверткой.
Припаяйте все элементы и готово. Не требует настройки.

В роли корпуса выступает воздуходувка.
Плюс схемы в том, что в качестве радиатора модно использовать кузов автомобиля, так как центральный вывод корпуса микросхемы подключен к минусу.

Все, светодиоды больше не гаснут. Езжу уже больше года и забыл об этой проблеме, что и вам советую.

Смотреть видео по сборке

Регулятор напряжения – Чистый автомобильный источник питания 12 В

Вопрос задан 9 лет, 4 месяца назад

Изменено 4 года, 8 месяцев назад

Просмотрено 14 тысяч раз

\$\начало группы\$

Я хочу получить постоянное чистое напряжение 12 В от сети 12 В моей машины. Мне интересно, все ли, что мне нужно, чтобы осуществить это, будет простым фиксированным регулятором на 12 В?

12 В будет подключено к материнской плате pico (макс. вход 19 В), 7-дюймовому ЖК-монитору и Arduino. нужен ли радиатор? \$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

Напряжение 12 В на вашем автомобиле, вероятно, упадет ниже 12 В во время запуска двигателя. Это, а также шум/всплески поверх 12 В означает, что простой линейный регулятор, подобный тому, который у вас есть на вашей схеме, не будет делать то, что вы хотите или ожидаете.

Ваша схема рассчитана на входное напряжение от 12,8 В до 30 В и обеспечивает выходное напряжение 12 В с меньшим уровнем шума. Если входное напряжение (указанное как 12,8 В) упадет на несколько сотен милливольт, выходное напряжение будет таким же и, возможно, даже больше, для входа 12 В вы можете получить только 11 В на выходе, и схема больше не будет регулироваться. Он обеспечивает некоторое подавление входного шума, но, вероятно, этого недостаточно, как можно было бы ожидать.

Следующий вопрос заключается в том, насколько низко вы можете допустить, чтобы питание упало ниже 12 В, прежде чем материнская плата Pico, 7-дюймовый ЖК-монитор и Arduino не будут работать. Если это 10 В, тогда вы можете быть в порядке, но не в период, когда вы начинаете двигатель, потому что входное напряжение может упасть ниже 8 В — тогда вы получите только около 6 или 7 вольт от цепи.