Как стабилизировать 12в в автомобиле

Решение проблемы перегорающих светодиодов. Стабилизация напряжения бортовой сети

Увы, бортовая сеть автомобилей B-класса редко подготовлена должным образом для светодиодного освещения. Изложенное ниже является еще одной возможной вариацией решения проблемы сгорающих светодиодных ламп.

Наверняка каждый автовладелец Hyundai Solaris если и не из личного опыта, то со слов других знаком с проблемой постоянно перегорающих светодиодных ламп. К сожалению, штатно нашему автомобилю не полагаются диодные лампы, а значит и бортовая сеть на них не рассчитана. Я лично столкнулся с этой проблемой после установки диодной подсветки заднего номера.

Суть проблемы
На рынке автоэлектрики уже довольно давно изобилуют светодиодные лампы самых разных мощностей под разные цоколи и цели, ассортимент постоянно расширяется, но, увы, это не сильно влияет на качество самих ламп и их адаптацию под автомобили с повышенным напряжением бортовой сети.

Основных причин, по которым светодиодные лампы сначала начинают мерцать, а потом и вовсе сгорают, три:
1. Некачественная пропайка контактов, что приводит к перегреву и выгоранию. Решить эту проблему можно самому подручными средствами (хотя зачастую перепаивание контактов оказывается лишь временной мерой) или просто искать более качественную продукцию от европейских производителей. Всё чаще на рынке встречаются светодиодные лампы с микроконтроллерами, стабилизирующими напряжение. Такие, например, я ставил себе в задний ход.
2. Повышенная температура окружающей среды. Высокая температура может быть вызвана особенностью расположение ламп в осветительном приборе и непосредственной близостью к источнику большого тепла, такого как, например, галогеновая лампа головного света или двигатель. Например, в нелинзованной фаре Hyundai Solaris габаритная лампа близко соседствует с бигалогеновой лампой головного света. При этом температура внутри фары вблизи лампы достигает 90 градусов, что губительно для диодов. Решением такой проблемы может стать только использование термостойких сравнительно дорогих COB-диодов или же термоизоляция от лампы головного света, что крайне сложно реализовать.
3. Повышенное напряжение бортовой сети. Как известно, чем свежее (новее) аккумулятор, тем выше на нём напряжение. На моём годовалом аккумуляторе напряжение 12,75 В, а при запущенном двигателе благодаря генератору оно возрастает аж до 14,55 В. На всех диодных лампах, подходящих нам, вполне четко указано рабочее напряжение 12 В. Увы, зачастую, это не просто рабочее напряжение, а максимально допустимое напряжение. Особенно для китайских и тайваньских ламп, производители которых в буквальном смысле выжимают все соки из несчастных светодиодов, работающих при 12 В на пределе своих возможностей. Ну, а как уже вы догадались, напряжение более 12 В приводит к избыточному току, который убивает светодиоды. Так, за месяц можно успеть поменять несколько ламп и снова обнаружить, что очередной светодиод начал мерцать. Как же быть? Решение именно этой проблемы я хочу осветить подробнее.

Решение
Проблема ясна, теперь о решении. Банально доставив нагрузку в бортовую сеть, тем самым понизив напряжение, мы получим сомнительный эффект, т.к. у светодиодов очень малый диапазон рабочего напряжения (амплитуда составляет в среднем 3-4 В). Таким образом, подобрать нагрузку так, чтобы лампы нормально светили как при запущенном двигателе, так и при заглушенном практически невозможно. В лучшем случае получится крайне тусклый свет при заглушенном и умеренно яркий при включенном, что неприемлемо, а значит нам нужна стабилизация. И в этом случае нам поможет микросхема со стабилизатором напряжения. Эту идею мне подкинул wattawaara, а так же помог с реализацией, за что ему огромное спасибо.

Для тестирования микросхемы я использовал COB-светодиодные лампы (2 Вт, 200 Люменов), заказанные на DealExtreme.

В микросхеме использовался проверенный годами отечественный стабилизатор КР142ЕН8Б, позволяющий стабилизировать напряжение до 12 В при входящем напряжении до 35 В. Обратите внимание, что для этого стабилизатора максимальный ток нагрузки не должен превышать 1.5 А. Кстати, при нагрузке более 1 А стабилизатор начинает существенно греться, а значит на минусовую петлю нужно вешать пассивный радиатор.

Использованные металлоплёночные конденсаторы К73-17 номиналами 0,1 и 0,33 мкФ служат фильтрами, сглаживающими кратковременные пики и шумы, а выпрямительный диод 1N5408 (да-да, он до 1000 В, уж что было под рукой) препятствует возможному обратному паразитному току. Собрать такую схему несложно, все элементы доступны в любом магазине радиоэлектронике. Я все компоненты нашёл в интернет-магазине Чип и Дип. Платой для сборки послужила самая обыкновенная пластина текстолита, найденная на работе. 😉

В моём случае распиновка следующая:
1 (желтый) – входящий «+»;
2 (черный) – входящий «–»;
3 (черный) – выходящий «–»;
4 (красный) – выходящий «+».
Для удобства установки/демонтажа использовался обыкновенный компьютерный разъем питания. Микросхема ставится последовательно в цепь перед конечным потребителем. Продублировал минус сознательно, чтобы при необходимости легко демонтировать всю плату, заменив её заглушкой.

Как видно на фото выше, нужный эффект достигнут – напряжение стабилизированно с 14,1 В до рабочих 11,89 В, что обеспечивает светодиодам продолжительный срок жизни и достаточный уровень яркости. Кстати, потребление этих COB-диодных ламп в сумме не превышает 100 мА при напряжении

12 В. На этом всё, спасибо за внимание!

P.S. Обновление от 02.02.2015

После комментария Дмитрия я всерьез обеспокоился вопросом нестабильности и стал тщательно проверять выходное напряжение. После нескольких часов тестирования могу с уверенностью сказать, что напряжение постоянное, не плавает. Более того, внимательно ознакомившись со спецификацией КР142ЕН8Б (подробнее тут и тут) не нашёл ни единого упоминания о нижнем пороге входного напряжения, меньше которого наблюдается нестабильная работа, есть только ограничение по входному напряжению не более 35 В. Единственный нюанс: при входном напряжении =12 В выходное получается менее 12 В (от 11,55 В до 11,95 В). Сводная таблица результатов тестирования ниже.

P.P.S. Обновление от 12.04.2015
Как оказалось, нет смысла заниматься самостоятельным изобретением плат стабилизации напряжения, всё уже давно сделано качественно и дёшево в Китае. Для стабилизации напряжения бортовой сети продается модуль LM2596 CL2122 (DC-DC конвертер). За счёт фильтров и возможности точной подстройки этот модуль можно считать однозначно лучше самоделки, о которой я писал выше.

Технические характеристики:
Допустимое входное напряжение: 4 В — 35 В;
Выходное напряжение: 1.23 В — 30 В;
Максимальный входной ток: 3 А (рекомендуется подключать потребителя на не более 2,5 А, иначе требуется дополнительное охлаждение);
Эффективность преобразования: 92% (наивысшая);
Частота переключения: 150 кГц;
Максимальная пульсация выходного сигнала: 30 мА (опять же лучше не допускать боле 25 мА);
Производитель: Leivin (Китай).

Как видно по фотографиям качество изготовления вполне приемлемое, достойная заводская пайка, а цена в два раза ниже (на момент покупки

60 р/шт), чем собирать самому плату из компонентов, купленных в розничном магазине радиодеталей. По точности стабилизации нареканий нет.
Сводная таблица результатов тестирования ниже.

Тест проводился следующим образом: подавалось входное напряжение 15 В, регулятор выходного напряжения выставлен так, чтобы выходное напряжение было точно 12 В. Далее с шагом 0,2 В входное напряжение постепенно понижалось до 12 В. Нагрузка была минимальная и обусловлена только сопротивлением мультиметра.
Как видно из сводной таблицы стабилизация заводского модуля куда плавнее и точнее самодельного, а значит рекомендован к внедрению в проводку автомобиля.

Удачи в освещении! Сделаем этот мир чуточку ярче! 😉

Источник

Стабилизатор напряжения (тока) 12В для светодиодов своими руками

Всем читателям ПРИВЕТ! В одной из своих записей я рассказал, что поставил на автомобиль ДХО. Однако, не успел поставить стабилизатор напряжения. Для чего нужен он, да все просто.
Итак, в бортовой сети автомобиля рабочее питание составляет от 12,8 до 14,7 Вольт (на разных машинах по своему), а вот светодиоды рассчитаны на 12 вольт. Поэтому приходится ставить стабилизатор, который на выходе всегда держит 12 вольт, не зависимо сколько у нас в борт сети автомобиля. Конечно можно подключить и без стабилизатора, но в этом случаи светодиоды прослужат не долго из-за перепадов напряжения автомобиля. Физику светодиодов можно почитать в интернете, информации полно!

Можно было заказать с АлиЭкспресс, но я решил делать сам. Опыт был уже.
Для изготовления стабилизатора мною были приобретены следующие компоненты:
1. Стабилизатор 2шт.
2. Конденсатор 100 мкФ 16V 2 шт.
3. Конденсатор 330 мкФ 16V 2 шт.
Итог: 70₽
Провода: взял от компьютера, так как они на концах уже изолированы и идеально подходят для купленных стабилизаторов.

Выбрал схему подключения (рисунок 1). Однако, в выбранной схеме исключил диод, так как он нужен грубо говоря, когда на выходе стабилизатора напряжение будет больше, чем на входе! Но такое бывает очень редко, можно сказать никогда!

Далее пошёл процесс пайки. Оговорюсь сразу, что я не профессионал в этом деле, а любитель. Поэтому многие могут сказать, что неаккуратно сделал. Уж извиняйте))) после того, как все спаял решил засунуть в какой-нибудь корпус. И тут меня осенило, что корпус для стабилизаторов можно сделать из киндер сюрприза, благо у сына этого добра хватает))) Сделал отверстия с каждой стороны пластикового яйца и просунул провода. Выглядит все это довольно приемлемо!
Утром на стоянке проверил мультиметром входное и выходное напряжение! Все ОК.

P.S. Уважаемые читатели, не судите строго за дизайн корпуса и пайку. Главное, чтобы ВЫ поняли, для того, чтобы светодиоды на ваших машинах работали долго, надо ставить стабилизаторы. Сделать их не сложно и недолго, цена — копейки!
В будущем хочу сделать стабилизатор в виде микросхемы!

Nissan Qashqai 2012, двигатель бензиновый 1.6 л., 117 л. с., передний привод, вариатор — электроника

Машины в продаже

Комментарии 77

Чтобы и понижал и повышал одновременно — такого не видел

Можете написать прямую ссылку на aliexpress где такой стаб можно купить готовый? Или хотя бы название товара?

#Aliexpress 57,75 руб. 5%OFF | LM2596s DC-DC понижающий модуль питания 3A Регулируемый понижающий модуль LM2596 регулятор напряжения 24 в 12 В 5 в 3 в
a.aliexpress.ru/_BPNxEZ

Можете написать прямую ссылку на aliexpress где такой стаб можно купить готовый? Или хотя бы название товара?

А так называется стабилизатор напряжения 12В

блин, это понижающий. Мне попадались либо понижающие, либо повышающие. Может быть вы в курсе, существует ли комбинированный (универсальный)? чтобы мог и на понижение и на провышение работать в зависимости от входного напряжения. Мне на мотоцикл. Там простенький генератор, плохо стабилизированное питание на холостом ходу прыгает с частотой оборотов генератора от 5 до 11 В, на полном газу тоже прыгает, но уже от 10 до 14 В.

Попробуй поставить оба, сначала повышающий, за ним понижающий)

уже нашел готовый блок. там по сути так и сделано.

блин, это понижающий. Мне попадались либо понижающие, либо повышающие. Может быть вы в курсе, существует ли комбинированный (универсальный)? чтобы мог и на понижение и на провышение работать в зависимости от входного напряжения. Мне на мотоцикл. Там простенький генератор, плохо стабилизированное питание на холостом ходу прыгает с частотой оборотов генератора от 5 до 11 В, на полном газу тоже прыгает, но уже от 10 до 14 В.

Привет. Нашел решение стабилизатора на мото? У меня такая же проблема.

привет! да, нашел повышающе-понижающий стабилизатор. на алиэкспресс есть, и в москве тоже нашел в наличии. цена около 200 р, плюс к ним еще корпуса понадобились. выглядело примерно так: a.d-cd.net/916c5d1s-1920.jpg это на 10Вт, т.е. на каждую фару ставим один такой стабилизатор. точное наименование не помню уже. еще к ним понадобились защитные корпуса (пластмассовые коробочки) и немного работы паяльником. NB: на фото два дросселя, это признак того, что он именно повышающе-понижающий

Ошибка кроется уже в названии записи.
А именно: автор, запомни. Светодиодам нужен не СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, им нужен СТАБИЛИЗАТОР ТОКА! Это принципиально разные понятия.
И если в характеристиках твоего светодиода написано: 3 вольта, это не значит, что на него надо подавать 3 вольта. Это потеря напряжения. То есть при пропускании через этот светодиод тока, остаточное напряжение уменьшится на 3 вольта.
То есть ты можешь подать на этот светодиод хоть 100 вольт, хоть 5000 вольт — если ток будет ограничен на требуемом уровне — светодиод будет прекрасно работать!
Ток ограничивается либо резистором (но это имеет смысл делать только для слабых диодов, максимум одноваттных, потому что для более мощных мощность резистора уже выходит за рамки нескольких ватт, а они дорогие и большие в размерах), либо при помощи драйвера.
Драйвер — это стабилизатор тока!

В случае со светодиодной лентой используется как раз первый способ — резисторы, ограничивающие ток. Они стоят как правило через каждые 3 светодиода. Эти резистора подобраны таким образом, что при подаче на них СТАБИЛЬНОГО напряжения 12 вольт — сила тока как раз будет такой, которая нужна. И если ты дома включаешь эту ленту при помощи 12-вольтового блока питания — то действительно схема рабочая и надёжная.
В автомобиле, как ты правильно написал, напряжение скачет от 12 до 15 вольт, потому, чтобы ограничить напряжение, действительно можно использовать линейный стабилизатор. Вот только тут уже всё упирается в его максимальный ток. Как правило он составляет 1-1.2 ампера. А это максимум 8-10 светодиодов ленты, не больше.
Плюс — ему нужен радиатор, потому что у линейных стабилизаторов крайне низкий кпд и они нещадно греются.

Надеюсь, информация была для тебя полезна

Информация очень полезная…но мои стабилизаторы не греются…корпус из пластикового яйца не деформировался до сих пор…а когда впервые ставил их, то проверял на нагрев. Безбожного нагрева как написали не было.
Поправлю запись… стабилизатор напряжения (тока)

Ошибка кроется уже в названии записи.
А именно: автор, запомни. Светодиодам нужен не СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, им нужен СТАБИЛИЗАТОР ТОКА! Это принципиально разные понятия.
И если в характеристиках твоего светодиода написано: 3 вольта, это не значит, что на него надо подавать 3 вольта. Это потеря напряжения. То есть при пропускании через этот светодиод тока, остаточное напряжение уменьшится на 3 вольта.
То есть ты можешь подать на этот светодиод хоть 100 вольт, хоть 5000 вольт — если ток будет ограничен на требуемом уровне — светодиод будет прекрасно работать!
Ток ограничивается либо резистором (но это имеет смысл делать только для слабых диодов, максимум одноваттных, потому что для более мощных мощность резистора уже выходит за рамки нескольких ватт, а они дорогие и большие в размерах), либо при помощи драйвера.
Драйвер — это стабилизатор тока!

В случае со светодиодной лентой используется как раз первый способ — резисторы, ограничивающие ток. Они стоят как правило через каждые 3 светодиода. Эти резистора подобраны таким образом, что при подаче на них СТАБИЛЬНОГО напряжения 12 вольт — сила тока как раз будет такой, которая нужна. И если ты дома включаешь эту ленту при помощи 12-вольтового блока питания — то действительно схема рабочая и надёжная.
В автомобиле, как ты правильно написал, напряжение скачет от 12 до 15 вольт, потому, чтобы ограничить напряжение, действительно можно использовать линейный стабилизатор. Вот только тут уже всё упирается в его максимальный ток. Как правило он составляет 1-1.2 ампера. А это максимум 8-10 светодиодов ленты, не больше.
Плюс — ему нужен радиатор, потому что у линейных стабилизаторов крайне низкий кпд и они нещадно греются.

Надеюсь, информация была для тебя полезна

Ваши слова верны, НО! они верны для светодиодов в целом, а не для лент. Автор питает светодиодную ленту, где уже установлены токоограничивающие резисторы из расчета питания от 12 вольт. В данном случае совершенно справедливо применен стабилизатор напряжения.

При условии, что он тянет нагрузку по току и ему обеспечено охлаждение — да

Ошибка кроется уже в названии записи.
А именно: автор, запомни. Светодиодам нужен не СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, им нужен СТАБИЛИЗАТОР ТОКА! Это принципиально разные понятия.
И если в характеристиках твоего светодиода написано: 3 вольта, это не значит, что на него надо подавать 3 вольта. Это потеря напряжения. То есть при пропускании через этот светодиод тока, остаточное напряжение уменьшится на 3 вольта.
То есть ты можешь подать на этот светодиод хоть 100 вольт, хоть 5000 вольт — если ток будет ограничен на требуемом уровне — светодиод будет прекрасно работать!
Ток ограничивается либо резистором (но это имеет смысл делать только для слабых диодов, максимум одноваттных, потому что для более мощных мощность резистора уже выходит за рамки нескольких ватт, а они дорогие и большие в размерах), либо при помощи драйвера.
Драйвер — это стабилизатор тока!

В случае со светодиодной лентой используется как раз первый способ — резисторы, ограничивающие ток. Они стоят как правило через каждые 3 светодиода. Эти резистора подобраны таким образом, что при подаче на них СТАБИЛЬНОГО напряжения 12 вольт — сила тока как раз будет такой, которая нужна. И если ты дома включаешь эту ленту при помощи 12-вольтового блока питания — то действительно схема рабочая и надёжная.
В автомобиле, как ты правильно написал, напряжение скачет от 12 до 15 вольт, потому, чтобы ограничить напряжение, действительно можно использовать линейный стабилизатор. Вот только тут уже всё упирается в его максимальный ток. Как правило он составляет 1-1.2 ампера. А это максимум 8-10 светодиодов ленты, не больше.
Плюс — ему нужен радиатор, потому что у линейных стабилизаторов крайне низкий кпд и они нещадно греются.

Надеюсь, информация была для тебя полезна

Судя по таким рассуждениям, маломощная лампа, подключенная к мощному истчнику, сгорит. А нет — она «возьмет» ток, на который и расчитана. Речь как раз идет об одинаковом напряжении источника и потребителя

Гугл в помощь, мне лень объяснять, чем отличается лампочка от светодиода. У светодиода нет понятия «напряжение потребителя», есть понятие Падение напряжения, и для его долгой работы ограничивать нужно именно ТОК.

«потребитель» в данном случае — св.диодная лента, на которой уже стоят токоограничивающие резисторы. И автор не будет её подключать к 100 или 5000 вольт. Что не так?

Вы читали вообще мой текст? Я же написал, что в этом случае нужно учитывать максимальную мощность линейного стабилизатора, поскольку он имеет очень низкий кпд и сильно греется. Небольшой кусочек светодиодной ленты он потянет без проблем

Читал, но не согласен с первыми строками. В данном случае автор борется с нестабильностью бортового напряжения, и стабилизатор именно его имеет смысл. В остальном полностью с Вами согласен.

Ошибка кроется уже в названии записи.
А именно: автор, запомни. Светодиодам нужен не СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, им нужен СТАБИЛИЗАТОР ТОКА! Это принципиально разные понятия.
И если в характеристиках твоего светодиода написано: 3 вольта, это не значит, что на него надо подавать 3 вольта. Это потеря напряжения. То есть при пропускании через этот светодиод тока, остаточное напряжение уменьшится на 3 вольта.
То есть ты можешь подать на этот светодиод хоть 100 вольт, хоть 5000 вольт — если ток будет ограничен на требуемом уровне — светодиод будет прекрасно работать!
Ток ограничивается либо резистором (но это имеет смысл делать только для слабых диодов, максимум одноваттных, потому что для более мощных мощность резистора уже выходит за рамки нескольких ватт, а они дорогие и большие в размерах), либо при помощи драйвера.
Драйвер — это стабилизатор тока!

В случае со светодиодной лентой используется как раз первый способ — резисторы, ограничивающие ток. Они стоят как правило через каждые 3 светодиода. Эти резистора подобраны таким образом, что при подаче на них СТАБИЛЬНОГО напряжения 12 вольт — сила тока как раз будет такой, которая нужна. И если ты дома включаешь эту ленту при помощи 12-вольтового блока питания — то действительно схема рабочая и надёжная.
В автомобиле, как ты правильно написал, напряжение скачет от 12 до 15 вольт, потому, чтобы ограничить напряжение, действительно можно использовать линейный стабилизатор. Вот только тут уже всё упирается в его максимальный ток. Как правило он составляет 1-1.2 ампера. А это максимум 8-10 светодиодов ленты, не больше.
Плюс — ему нужен радиатор, потому что у линейных стабилизаторов крайне низкий кпд и они нещадно греются.

Надеюсь, информация была для тебя полезна

Еще один умный нашёлся, который может долго кидаться учебными понятиями и думаю даже даташитами…
Ну давай, объясни на примере авторской статьи, которую ты цитируешь, какой ты туда поставишь стабилизатор «ТОКА»(ведь правильно писать капсом, как для даунов, да? За которых ты держишь остальных людей)?
Как ты собрался на готовой светодиодной сборке ограничивать ток, и под какие ттх его подгонять? Резисторы штатные будешь выпаивать, искать даташит на светодиоды и собирать\покупать стабилизатор тока на найденные величины? Или проверишь потребление тока при номинальном напряжении, и поставишь стабилизатор тока с учётом найденных показателей?
Тебе не кажется, что этот пафос с разделением стабилизатора тока и стабилизатора напряжения, в данном, конкретном случае, как минимум не уместен?

Источник