Стабилизатор питания светодиодов для авто
Стабилизатор напряжения на 12 В для диодных ламп
Долго решался на какой остановиться схеме, очень много вариантов и у драйвоводов, и в инете. В итоге принял следующее:
Нам понадобится:
Стабилизатор, в народе «крен» L7812сv
Конденсатор 100 микрофарад 25 В (на вход)
Конденсатор 100 микрофарад 25 В (на выход)
Теперь собираем схему:
Необходимо спаять две минусовые ножки конденсаторов между собой
Припаять минусы конденсаторов к минусу стабилизатора
Припаять плюсы конденсаторов к плюсам стабилизатора
Припаять катод диода к плюсу стабилизатора (на вход)
По скольку минус у стабилизатора общий необходимо спаять два провода между собой
Припаять два минусовых провода к минусу стабилизатора (средняя ножка крена)
Припаять плюсовой провод на плюс выхода стабилизатора
Припаять второй плюсовой провод на анод диода. Одеть на диод кембрик
Изолируем ножки стабилизатора (крена)
Одеть термоусадочную трубку на всю схему
Все стабилизатор готов, идем проверять к машине.
При заглушенном двигателе напряжение в сети 12,75 В
Заводимся, напряжение в сети 14,83 В
Напряжение в сети через стабилизатор 12,11 В
LED. LM317 в стабилизаторе тока светодиодов. Или как надежно запитать светодиоды чтобы стабильно работали, не моргали и не сгорали.
Всё больше распространяется мода на светодиоды, в настоящее время многие сами ставят диодные ленты (для дневного света и многого другого ).
Наткнулся на следующую статью, которой и хочу со всеми поделиться:
«В настоящее время в нашу жизнь интенсивно внедряются светодиоды. Основная проблема оказывается как из запитать. Дело в том, что главным параметром для долговечности светодиода является не напряжение его питание, а ток который по нему течет. Например, красные светодиоды по напряжению питания могут иметь разброс от 1.8 вольта до 2,6, белые от 3,0 до 3,7 вольта. Даже в одной партии одного производителя могут встречаться светодиоды с разным рабочим напряжением. Нюанс заключается в том, что светодиоды изготовленные на основе AlInGaP/GaAs (красные, желтые, зеленые — классические) довольно хорошо выдерживают перегрузку по току, а светодиоды на основе GaInN/GaN (синие, зеленые (сине-зеленые), белые) при перегрузке по току например в 2 раза живут … часа 2-3! Так, что если желаете чтобы светодиод горел и не сгорел в течении ходя бы 5 лет позаботьтесь о его питании.
Если мы устанавливаем светодиоды в цепочки (последовательное соединение) или подключаем параллельно добиться одинаковой светимости можно только если протекающий ток будет через них одинаков.
Еще хочу заострить внимание на том что светодиоды очень боятся обратного напряжения, оно очень низкое 5 — 6 вольт, импульсы обратного тока (а автомашинах) способны значительно сократить срок службы.
Значить как сделать самый простой стабилизатор тока?
Для этого берем LM317 если нужно стабилизировать ток в пределах до 1 ампера или LM317L если необходима стабилизация тока до 0,1 А. Даташит можно скачать здесь!
Так выглядят стабилизаторы LM317 с рабочим током до 1,5 А.
А так LM317L с рабочим током до 100 мА.
Для тех кто не знает Vin — это сюда подается напряжение, Vout — отсюда получаем…, а Adjust вход регулировки. В двух словах LM317 это стабилизатор с регулируемым выходным напряжением. Минимальное выходное напряжение 1,25 вольта (это если Adjust «посадить» прямо на землю) и до входного напряжения минус наши 1,25 вольта. Т.К. максимальное входное напряжение составляет 37 вольт, то можно делать стабилизаторы тока до 37 вольт соответственно.
Для того чтобы LM317 превратить в стабилизатор тока нужен всего 1 резистор!
Схема включения выглядит следующим образом:
С формулы внизу рисунка очень просто рассчитать величину резистора для необходимого тока. Т.е сопротивление резистора равно — 1,25 разделить на требуемый ток. Для стабилизаторов до 0,1 ампера мощность резистора 0,25 W вполне годиться. На токи от 350 мА до 1 А рекомендуется 2 вата. Для тех кто не хочет считать привожу таблицу резисторов на токи для широко распространенных светодиодов.
Ток (уточненный ток для резистора стандартного ряда) Сопротивление резистора Примечание
20 мА 62 Ом стандартный светодиод
30 мА (29) 43 Ом «суперфлюкс» и ему подобные
40 мА (38) 33 Ом «суперфлюкс» и ему подобные
80 мА (78) 16 Ом четырехкристальные
350 мА (321) 3,9 Ом одноватные
750 мА (694) 1,8 Ом трехватные
1000 мА (962) 1,3 Ом 5 W
А теперь пример с учетом всего выше сказанного. Сделаем стабилизатор тока для белых светодиодов с рабочим током 20 мА, условия эксплуатации автомобиль (сейчас так моден световой тюннинг…).
Включить последовательно можно только 3 светодиода — 3,2*3 = 9,6 вольта, плюс 1,25 падение на стабилизаторе = 10,85. Плюс диод от обратного напряжения 0,6 вольта = 11,45 вольта.
Полученное значение 11,45 вольта ниже самого низкого напряжения в автомобиле — это хорошо! Это значит на выходе будет всегда наши 20 мА независимо от напряжения в бортовой сети автомобиля. Для защиты от выбросов положительной полярности поставим после диода супрессор на 24 вольта.
P.S. Подбирайте количество светодиодов так чтобы на стабилизаторе оставалось как можно меньше напряжения (но не меньше 1,3 вольта), это надо для уменьшения рассеиваемой мощности на самом стабилизаторе. Это особенно важно для больших токов. И не забудьте, что на токи от 350 мА и выше LMка потребует радиатор.
В принципе супрессор для дешевых светодиодов можно и не ставить, но диод для в автомобиле обязателен! Рекомендую его ставить даже если вы просто подключаете светодиоды с гасящим резистором.
Как рассчитывать сопротивление резистора для светодиодов я думаю описывать излишне, но если надо пишите на форуме.
Еще забыл: — по схеме, если непонятно! На К1 подаем плюс «+», а на К2 минус (на шасси автомашины садим).»
Стабилизатор напряжения/тока для светодиодов в автомобиль.
Всем привет! 😁✌
Возможно вопрос глупый, не верно поставлен, но всё же задам. Объясните пожалуйста на пальцах, для несведущего в электронике человека, какой нужен стабилизатор, чтоб не перегорали светодиоды в бортовой сети автомобиля? Условия простые, светодиоды в виде ламп под стандартный цоколь, напряжение 12В, по току не знаю. Они перегорают со временем.В частности автомобиль ВАЗ 2106, там вся подсветка приборки, кнопок и часов сидит на одном проводе, вот в разрыв него и хочу стабилизатор поставить. Есть в продаже вот такой например escor.ru/catalog/dc_dc_st…r_napryazheniya_el2712_2/
В идеале будет если просто скажете что и куда вставить.По электрике вроде особых проблем нет, а вот при попытке постигнуть электронику, начинает бошка кипеть!
Спасибо всем кто откликнется!
Пока! 😁👋
Комментарии 78
Диодов выпрямительных цепочку поставить 3-5 штук, на каждом выпрямительном диоде падение напряжения согласно его даташиту, her207 например (или her107, главно нагрузить диоды на 50%, чтоб падение пошло). Мне просто диоды больше нравятся, чем резисторы, в таких задачах))
При работающем двигателе добится 12 вольт с работающей этой подсветкой, так как китайцы рассчитали свои лампочки диодные на 12в, готово.
На всю электронику, подключаемую параллельно, нет смысла стаб тока ставить. Только если напряжения. Но для светодиодов нужен именно стаб тока, чтобы не горели. Тогда все светодиоды должны быть одинаковы и подключаться последовательно.
Такой стабилизатор в приборку сильно жирно будет и дорого, но пойдет. Все светодиодные лампы и прочие электроприборы для авто рассчитаны на стандартное напряжение БС авто (6, 12, 24 вольта постоянки, часто 12В). Но БС авто — это перепады напряжения от 9-11В (заводим двигатель) до 14-15В (максимальные холостые обороты и минимум потребителей). Отсюда можно сделать вывод нужен стабилизатор напряжения для светодиодных изделий, самый простой способ. Стабилизировать ток или и то и другое в одном доп. стабилизаторе тоже можно, но как правило ток стабилизирован в самой лампе простым резистором, рассчитанным на стабилизированное напряжение. Второй момент, нужно посчитать суммарный потребляемый ток таких ламп, дабы не спалить стабилизатор. Третий момент, чем сложнее электронное устройство, тем менне надежно, а если повышать надежность, вырастит стоимость конечного изделия. Это так, вкратце. Имею знания и более 30 лет среднего опыта в электронике, знания и практический опыт — сила. Если эта инфа Вам поможет, буду очень рад.
З.Ы. Да, забыл сказать, температура и влажность, тоже влияет на надежную работу электроники. Самые надежные светодиодные индикаторы и светильники в космической аппаратуре.
Ставь обычную кренку на 12 вольт, и будет тебе счастье на приборной панели не большая нагрузка, про закон Ома всё правильно написали!
Привет, вообще светодиоды перегорают в авто из за перенапряжения или скачков того же напряжения и стабилизировать нужно не ток а напряжение. На али экспресс полно регуляторов, покупай с регулировкой напряжения потом подключишь выставишь по тестеру напругу в районе 11-11,5 и после этого проблемы должны уйти
Дорогой читатель… светодиоды могут работать и на 220в. Не напряжение причина выхода из строя, а ток и как следствие его превышения — перегрев. Лампочки часто делают просто с резисторами и как Вы говорите превышение напряжения — причина выхода из строя, но нет!, причина выхода из строя именно превышение тока, а вот оно связано с превышением напряжения на цепи резистора и светодиода. Стабилизировать нужно ток!
Делайте что хотите, я написал кму надо тот прочтет и сделает. Да и прочитайте про светодиоды по внимательнее, чего они бояться
Друг, не путай народ, все знают о том, что я сказал
Светодиодные лампы в автомобиле: Для чего нужен стабилизатор тока светодиодов и в каких случаях можно без него обойтись. Определение типа стабилизатора в лампе и его наличие.
Очень часто спрашивают и спрашивают об одном и том же. Поэтому попытаемся разобраться с некоторыми вопросами, вызывающими сомнения при выборе светодиодных ламп.
Первый момент: зачем нужен стабилизатор и когда он не нужен.
Очень часто присутствует непонимание, как правильно подключать светодиод. Светодиод- простой, как правило, двухвыводной прибор. И тем не менее многие путаются в терминах и схемах подключения.
Важно запомнить, светодиод питается током, а напряжение на нем падает. Обязательно нужно использовать источник тока: стабилизатор тока или ограничительное сопротивление. При прохождении тока через светодиод на нем падает напряжение, зависящее от типа кристалла светодиода. Например, для белых светодиодов оно равно примерно 3 В, а для красных примерно 2 В.
Часто светодиоды соединяют в последовательные цепочки. Тогда ток через светодиоды протекает один и тот же, а напряжения падения складываются. Так, очень удобно для бортового напряжения 12-14 В использовать по 3 белых светодиода в цепочке и по 4 красных. Напряжение на них тогда упадет до 9 и 8-9 В соответственно. Остаток напряжения должен погасить стабилизатор или сопротивление. В интернете множество онлайн-калькуляторов на данную тему, поэтому в подробности расчета вдаваться не будем.
Поскольку светодиоду нужен ток, то стабилизатор напряжения для питания светодиодов категорически не подходит – подключив напряжение даже 3 В к белому светодиоду добиваются лишь того, что ток стабилизируется на каком-то уровне, соответствующему определенной точке вольтамперной характеристике кристалла. Ток при этом будет также зависеть и от температуры, а его значение может выйти за допустимые пределы.
Часто под названием «светодиод» народ понимает светодиодную лампу целиком. Обычно лампы уже имеют ограничительное сопротивление. В этом случае стабилизатор напряжения не помешает. Особенно для китайских автомобильных ламп, чьи характеристики по каким-то необъяснимым причинам рассчитаны на напряжение 12 В. Однако, лампы со встроенным стабилизатором импульсного типа не нужно дополнительно стабилизировать. Это даже может навредить встроенному стабилизатору. К тому же его нижний порог напряжения может быть около 12 В и приблизившись к нему лампа может мерцать и работать нестабильно.
Особенно требуют стабилизации напряжения светодиодные ленты, рассчитанные, как правило, на 12 В. Ради интереса посчитаем, во сколько раз вырастет ток через светодиоды при превышении бортового напряжения на 2 В (14 В – примерно такое напряжение должно быть при работе исправного генератора). Допустим, ток через светодиоды 100 мА. Тогда сопротивление при 12 В должно быть: (12-3*3)/0,1 = 30 Ом. При 14 В ток будет: (14-3*3)/30 = 167 мА. То есть ток вырос более, чем в полтора раза. При наличии моста или защитного диода ситуация еще больше усугубляется: разница будет примерно в 2 раза.
Конкретно в автомобиле в габаритах и подсветке номерного знака желательно использовать лампы со встроенным стабилизатором тока. Эти лампы чаще всего перегорают, поскольку дольше всех находятся во включенном состоянии. Стабилизатор тока устраняет скачки тока, что способствует долгой жизни кристалла светодиода.
Салонные лампы можно применить менее дорогие – без стабилизатора, с ограничительным резистором. Салон освещается не так часто. Однако лампы без стабилизаторов, как было указано выше в примере расчета, будут сильно отличаться по яркости при остановленном двигателе и при заведенном. Срок службы светодиодов в таких лампах будет меньше, чем в стабилизированных, но для редко включаемых салонных ламп это не критично. В любом случае, оба типа ламп прекрасно работают с блоком комфорта, который обеспечивает плавное их зажигание и гашение.
Еще коснемся вопроса мерцания или свечения ламп в «выключенном» состоянии. Это можно наблюдать у салонных ламп при закрытых дверях в темное время суток. Причина проста: нет физического разрыва питания ламп, которые управляются полупроводниковыми ключами блока комфорта. Через эти ключи в их закрытом состоянии текут микроамперные токи. Лампу накаливания эти токи не могут зажечь, в отличии от светодиода. Чтобы избавиться от этих паразитных явлений (с эстетических соображений, так как микротоки никак не могут разрядить аккумулятор), нужно параллельно лампе подключить небольшое сопротивление 1-10 кОм. Тогда при прохождении тока на сопротивлении, а значит и на лампе будет падать небольшое напряжение, не достаточное для зажигания светодиода.
И последнее. Немного про типы стабилизаторов и о том, как можно определить их тип и наличие. Как было сказано выше, есть стабилизаторы тока и напряжения. Уже из названия ясно, какой параметр они стабилизируют. Также стабилизаторы можно разделить на линейные и импульсные. Линейные не дают помех, но имеют существенный недостаток – весь излишек напряжения будет падать на стабилизаторе и тогда при больших токах на нем будет рассеиваться большая мощность и соответственно будет сильный нагрев. Чтобы уменьшить падение напряжения на стабилизаторе, для автомобильных ламп нужно составлять цепочки из максимального числа светодиодов. Такой тип стабилизатора подходит для маломощных ламп, например, W5W.
Импульсные преобразователи имеют высокий КПД, в среднем свыше 90%. Они преобразуют входное напряжение 12-14 В в нужное нам 3-9 В, стабилизируя при этом ток. При этом, если посчитать мощности на входе и выходе (произведение тока на напряжение), то они будут примерно одинаковы, с учетом потерь в преобразователе. Поскольку вся эта кухня регулируется импульсами (по сравнению с линейными стабилизаторами, в которых ток постоянен), то преобразователь щедро ими делится с питающей сетью и частично в электромагнитном диапазоне. Именно поэтому у дешевых китайских стабилизаторов на основе PT4115 и подобных микросхем часто можно наблюдать шум в радиоэфире и помехи от камеры заднего вида. Наконец, импульсные преобразователи делятся на понижающие (STEP DOWN) и повышающие (STEP UP). Первые самые распространенные, на выходе могут иметь напряжение меньшее входного. Вторые, соответственно – большее. Есть еще и повышающе-понижающие, но они довольно редки.
Чтобы определить наличие стабилизатора в лампе и его тип, нужен амперметр (или мультиметр в режиме измерения тока) и регулируемый блок питания. Очень удобно использовать блок питания со встроенными амперметром и вольтметром. Если блока питания нет, то можно подключать лампу к АКБ и запускать двигатель для изменения напряжения до 14 В. Итак, при увеличении напряжения на 2 В ток и яркость лампы будет меняться по-разному в случаях:
1. Нет стабилизатора – ток вырастает в 1,5-2 раза, яркость меняется значительно.
2. Линейный стабилизатор – ток и яркость не изменяются или увеличиваются незначительно (зависит от схемы включения и типа стабилизатора).
3. Импульсный стабилизатор – ток уменьшается, яркость не изменяется.
Стабилизатор питания для светодиодов 12В
К изучению данной темы подстегнул перегоревший светодиод (кукурузина) в габаритах за 250рублей. Установив на машину данную хрень, столкнулся с тем, что те довольно быстро вышли из строя из-за некачественного питания.
Автомобильная бортовая электросеть — довольно «грязная» среда в плане всяческих помех, просадок и выбросов напряжения. Тут импульсные помехи до ста и более вольт амплитуды при работе генератора, «гуляющее» напряжение, в зависимости от состояния аккумулятора и оборотов двигателя, сильные просадки при работе стартера. Плюс привнесенные помехи от некачественных потребителей внутри самого авто, статические наводки от движущихся частей ходовой и внешних источников, типа трамвайных линий и ЛЭП, и т. д. Если штатные электронные узлы автомобиля, как правило, имеют хорошую защиту и фильтрацию от подобного рода проблем, то менее важные электроцепи, такие например, как цепи освещения или прикуривателя, практически от них не защищены. Это следует учитывать при собственноручной модификации автомашины. Набирающие сейчас популярность дневные ходовые огни и светодиодное освещение, используют в качестве светоилучающих элементов светодиоды (LED — light emitting diode). С электротехнической точки зрения, светодиод это очень требовательный к источнику питания потребитель. Для работы в номинальном режиме, а следовательно и для сохранения заявленного срока службы и светосилы, светодиодам требуется питание постоянным, строго дозированным током, отсутствие импульсных помех, особенно обратной, по отношению к рабочей, полярности. Результат невыполнения данных условий вы наверняка видели на любой оживленной улице, глядя на авто с копеечными китайскими «кластерами» — часть светодиодов не горит, другая мерцает в такт генератору или едва тлеет. Печальное зрелище. Причина в том, что в таких кластерах используются в лучшем случае токоограничительные резисторы и диоды для исключения выбросов обратной полярности и защиты от переполюсовки, при этом никакой фильтрации и стабилизации не предусмотрено. От такой простейшей схемы есть толк только при питании стабилизированным и отфильтрованным напряжением (но даже в этом случае не учитывается температурный режим светодиодов). Таким образом, вся «грязь» из автомобильной бортсети, попадает прямиком на нежные кристаллы светодиодов, вызывая их преждевременную деградацию и разрушение. Очевидно, что для избежания этого, следует питать светодиоды через фильтр-стабилизатор. В идеале это должен быть стабилизатор тока, но для питания фабрично изготовленных осветителей, изначально рассчитанных на питание от 12 вольт, подойдет и стабилизатор напряжения.
Собственно сама смысловая нагрузка: (осторожно, многабукаф)
Итак, наше ТЗ состоит в следующем: имея на входе напряжение бортовой сети автомобиля со всеми его бросками, просадками и помехами, получить на выходе стабильные 12 вольт с током нагрузки порядка 0,3-0,4 ампера.
Здесь мы сталкиваемся с первой трудностью — напряжение бортсети в разных ситуациях может быть как выше, так и ниже 12 вольт. Усредненно примем диапазон изменения входного напряжения как 8-16 вольт. Соответственно, схеме стабилизатора в различных ситуациях придется работать как в повышающем, так и в понижающем режиме. Следовательно, сразу можно отбросить такой простейший вариант, как применение параметрического стабилизатора (отечественная МС КР12ЕН или зарубежная LM7812), поскольку данные микросхемы работают только на понижение, подвержены нагреву в работе, и требуют превышения входного напряжения как минимум на пару вольт над выходным. Очевидно, что лучшим выбором будет применение импульсного преобразователя напряжения, причем способного работать в повышающе-понижающем режиме. Для построения данного преобразователя, воспользуемся топологией SEPIC (single-ended primary inductor converter, преобразователь с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью), а в качестве управляющей микросхемы, применим дешевую и широко распространенную MC3x063, имеющую массу аналогов.
Более подробное описание архитектуры SEPIC и принципы действия базирующихся на ней преобразователей, можно найти в интернете, просто введя в поисковике строку «sepic converter». Эта тема достаточно хорошо разжевана, в том числе есть масса статей на русском языке, поэтому подробно останавливаться на этом не будем. Нам же сейчас более важен тот факт, что sepic-переобразователь позволяет получать стабильное выходное напряжение при входном напряжении как выше, так и ниже выходного. Отличная статья с описанием методики расчета параметров такого преобразователя и даже онлайн-калькулятором, находится здесь. По сути рассматриваемая в статье схема, является переработанным под автомобильную специфику решением, имеющимся на том же сайте.
Следует сразу отметить, что поскольку схема содержит несинхронный элемент — диод шоттки, а управляющая микросхема имеет относительно невысокую рабочую частоту, ее нагрузочная способность весьма невелика. По сути 1-1,5 ампера является разумным пределом тока нагрузки, поскольку с его ростом, растут также пиковые токи через ключ, диод и катушки (которые в среднем втрое больше номинального тока). Конечно, все это можно решить, применяя более мощные транзистор и диод, используя внешний теплоотвод и катушки, намотанные толстым проводом, но габариты подобного изделия, КПД и тепловые потери при этом получатся совершенно неприемлемыми. Для питания мощных потребителей, вроде ноутбука или автомобильного компьютера, лучше применять иные схемотехнические решения, например схемы синхронных преобразователей на МС LTC3780 или БП с трансформаторной развязкой. В нашем же случае, рассмотренная ниже схема вполне подойдет.
Вторая проблема — защита от помех. Ее решить относительно просто. На входе должен стоять хороший LC-фильтр для гашения различных гармоник периодических помех и сглаживания бросков тока. Для защиты от импульсных помех, применим супрессор или TVS-диод, на худой конец сойдет и двуханодный стабилитрон, хотя толку от него в этом качестве почти никакого.
Далее представлены две принципиальные схемы, на одной из которых изображен преобразователь напряжения, а на другой — преобразователь тока. Соответственно, первый выдает постоянное напряжение при изменении тока нагрузки в некоторых пределах, что подходит для питания готовых осветителей, приобретаемых в магазине, поскольку те уже рассчитаны на напряжение 12 вольт. Второй же выдает постоянный ток при изменении напряжения в некоторых пределах, в данном случае схема посчитана для тока 20мА — стандартного тока большинства широко распространенных светодиодов. Это позволяет подключить цепочку из десятка последовательно соединенных светодиодов прямо к стабилизатору, что может пригодиться, например, если вы сделали самодельное светодиодное освещение типа «ресниц» или «ангельских глазок» в фары.
Конечно же, никто не мешает пересчитать номиналы элементов схем под свои запросы.
Краткое описание назначения элементов схемы. Так как обе схемы почти одинаковы, то номера элементов буду давать по первой.
Входной фильтр собран на конденсаторах С7-С9, выполняющих сглаживающие и блокировочные функции, супрессора VDR1, «обрезающем» ВЧ-помехи и дросселе L2, выполняющем в данной схеме двойное назначение как сглаживателя бросков тока, так и накопителя энергии. Вместо супрессора можно, и даже более желательно, применить TVS-диод, но так как такие диоды довольно редко встречаются в розничной продаже, по крайней мере в Уфе, то сойдет и первый вариант. В крайнем случае, если не удается найти ни того, ни другого, можно ограничиться бюджетным вариантом: двумя стабилитронами, включенными встречно Однако это будет самым худшим решением в плане быстродействия и надежности защиты. Диод VD3 служит для защиты от переполюсовки.
В качестве управляющей микросхемы используется NCP3063 с соответствующей обвязкой. Кстати, если вместо нее планируется использование аналогов типа MC3x063 и прочих, у которых восьмой вывод задействован, нужно просто соединить его накоротко с седьмым. Обвязка состоит из следующих элементов: С6 — фильтр по питанию МС; R3 — ограничение максимального тока через встроенный в МС ключ, в принципе можно заменить перемычкой, но наличие этого резистора может спасти микруху от перегорания если какой либо из внешних транзисторов пробъется, так что пусть лучше будет; C5 — частотозадающий конденсатор; R4-R5 — делитель контура обратной связи, формулу расчета делителя см. в датшите на МС; VD2, R2, VT2 — драйвер полевого транзистора VT1, обеспечивающий форсированный заряд-разряд затвора. При наличии высокого уровня на 2-м выводе МС, затвор VT1 быстро заряжается через диод, а при низком уровне также быстро сливается на землю через открывающийся транзистор VT2. Как вариант, драйвер можно реализовать на комплементарной паре npn и pnp транзисторов, например марки BC817-BC819, как это было описано в ранней статье про сверлилку плат. Кроме того, если большие выходные токи не планируются и ограничены 100 мА или менее, можно вовсе обойтись без внешнего ключа и драйвера, используя непосредственно внутренний ключ МС.
Сам преобразователь состоит из двух катушек L1-L2, ключа VT1, проходного конденсатора С3 и диода VD1. Цепочка R1-C4 является снаббером для гашения паразитных колебаний при переключении транзистора. Практика показывает, что и без него схема работает отлично, я просто не стал заморачиваться, и перенес его с чужой схемы. С3 ставить только керамику, VD1 с пиковым током не менее тройного тока нагрузки.
C1-C2 формируют выходной фильтр, самовосстанавливающийся предохранитель F1 защищает схему от перегрузки в случае короткого замыкания выхода на массу. Об этом следует упомянуть особо: представленная схема стабилизатора очень «боится» перегрузок и коротких замыканий. С большой долей вероятности даже непродолжительное КЗ приведет к перегреву и выгоранию ключа, а возможно также и диода. Поэтому предохранитель в выходной цепи обязателен! В частности, представленная схема стабилизатора напряжения может без вреда для себя выдавать ток до 400 мА. Эту величину можно увеличить, применив более мощный транзистор и диод, однако приведенную ниже плату придется переразвести под другой корпус транзистора, поскольку используемый здесь полевик в корпусе SOT23 имеет невысокую рассеиваемую мощность, что является платой за миниатюрность. «Землю» данной схемы допускается присоединять к массе автомобиля в одной точке, а «земли» потребителей можно цеплять на массу, в любом месте кузова.
Отличие схемы стабилизатора тока от стабилизатора напряжения заключается в по-иному организованной цепи обратной связи. Здесь сигнал ОС формируется падением напряжения на шунте R1, и через компенсационную цепочку R4-C7 поступает на вход компаратора МС. Величину сопротивления шунта для получения требуемого тока можно вычислить по формуле Rш=1,25/Iвых, а минимальную рассеиваемую шунтом мощность по формуле Pш=1,25*Iвых. Стабилитрон VD1 служит для сбережения нагрузки от возможных скачков напряжения.
Следует также особо отметить, что в отличие от варианта со стабилизацией напряжения, минусовой вывод нагрузки не допускается «сажать на массу», он должен быть обязательно включен через «минус» стабилизатора. Иначе схема работать не будет.
Если имеется необходимость диммирования (т. е. изменения яркости свечения светодиодов или полного их гашения), то на 5-й вывод МС можно подавать постоянное, либо широтно-импульсно-модулированное напряжение величиной от 1.25 до 40 вольт. Подав постоянное напряжение, мы полностью погасим подключенные светодиоды, а подводя ШИМ-сигнал, получим изменение яркости пропорционально коэффициенту заполнения. Простейший ШИМ-генератор с регулируемой скважностью можно собрать, например на 555 таймере или микроконтроллере. Рекомендуемая частота ШИМ порядка 200 Гц — при этом человеческий глаз уже не различает мерцание, а индуктивности еще не издают ВЧ-свист.
Ниже представлен рисунок платы, собранной для товарища. Стабилизатор напряжения на 12 вольт для питания светодиодных габаритных ламп суммарной мощностью не более 400 мА. При разводке платы я постарался найти компромиссное решение по критериям цена-мощность-габариты, поэтому на плате присутствуют как традиционные выводные детали, так и компоненты для поверхностного монтажа. За то готовое изделие получилось размером с одноразовую зажигалку, а общая стоимость всей входящей в комплект рассыпухи вышла на полторы сотни рублей.
Возможность диммирования не заложена, так как нам оно без надобности. Готовое изделие имеет габариты порядка 70 на 20 мм, высота 25 мм (из-за высокого электролита, но его при желании можно заменить на низкопрофильный или положить на бок). Входные и выходные контактные площадки имеют стандартные размеры для установки винтовых клеммников, облегчающих подключение-отключение проводов. Три крепежных отверстия под винты М3 позволяют закрепить плату в корпус или удобное для подводки место. Внимание! Подложка, на которую крепится плата должна быть непроводящей, иначе все закоротит! Перед установкой в автомобиль, плату желательно покрыть защитным лаком в несколько слоев, чтобы минимизировать влияние на схему перепадов температуры и влажности.
Так готовое изделие выглядит в реальности: