Стабилизатор напряжения 12 Вольт для светодиодов в авто своими руками

Стабилизатор напряжения 12 Вольт для светодиодов в авто своими руками

В бортовой сети автомашины рабочее питание составляет примерно от 13 В, большинству же светодиодов подходит 12 В. Поэтому обычно ставят стабилизатор напряжения, на выходе которого 12 В. Таким образом, обеспечиваются нормальные условия для работы светотехники без ЧП и преждевременного выхода из строя.

На этом этапе любители сталкиваются с проблемой выбора: конструкций опубликовано множество, но не все хорошо работают. Выбрать нужно тот, что достоин любимого транспортного средства и, кроме того:

• действительно будет работать;
• обеспечит безопасность и защищенность светотехнике.

Стабилизатор для светодиодов на микросхеме L7812 в авто

Стабилизатор тока для светодиодов может быть собран на базе 3-контактного регулятора напряжения постоянного тока (серии L7812). Устройство навесного исполнения отлично подходит для питания, как светодиодных лент, так и отдельных лампочек в автомобиле.

Необходимые компоненты для сборки такой схемы:

• микросхема L7812;
• конденсатор 330 мкф 16 В;
• конденсатор 100 мкф 16 В;
• диод выпрямительный на 1 ампер (1N4001, к примеру, или аналогичный диод Шоттки);
• провода;
• термоусадка 3 мм.

Вариантов на самом деле может быть много.

Немного о посреднике

Любой вид светодиодной ленты всегда идет в комплекте с блоком питания, через который проводится подключение источника света к электросети. Блок питания для светодиодной ленты может быть на 5В, 12В, 19В. Разные типы блока подходят для различных целей:

• 5В – для зарядки мобильных устройств;
• 12В – для питания компьютера, а также некоторых видов планшета;
• 19В – применяются для питания мониторов, ноутбуков и т.п.

У каждого из нас в доме имеется хотя бы парочка таких блоков, которые остались после того, как соответствующая им техника вышла из строя.

Обратите внимание! Любой из перечисленных видов блока питания можно адаптировать своими руками для светодиодной ленты. Хотя многие утверждают, что зарядники на 5В в данной ситуации использовать нельзя. Из них, с использованием 3-6 светодиодов, можно сделать простой ночник для детской комнаты.

Рассмотрим более подробно особенности блока питания на 12В. Такой блок питания бывает от 6 до 36 Ватт. Обычно, для нормальной подсветки рабочей поверхности хватает 10 Ватт. Такой блок делится на два подвида:

• старые, основанные на трансформаторах. Для них характерен больший вес;
• современные импульсные. По-другому он еще называется электронным трансформатором. Для них характерен небольшой вес и размеры, но большая мощность.

Обратите внимание! Специалисты рекомендуют использовать современные импульсные изделия. В противном случае блок питания (БП) в ходе работы может нагреваться, если его мощность будет выше такого же показателя у ленты более чем в два раза.

Стабилизатор напряжения lm317, основанный на работе микросхемы данной модификации, имеет такие характеристики:

• Изделие дает возможность самостоятельно настраивать уровень выходного напряжения в пределах 1,2-28В.
• Интенсивность нагрузки мощности электротока может варьироваться до 3А.

Следует обратить внимание на показатель нагрузки, его более чем достаточно для тестирования электроприборов собственного производства. Данными параметрами способен обеспечивать стабилизатор тока и напряжения, изготовленный по самой элементарной схеме.

Стабилизатор для светодиодов на микросхеме L7812 в авто

Стабилизатор тока для светодиодов может быть собран на базе 3-контактного регулятора напряжения постоянного тока (серии L7812). Устройство навесного исполнения отлично подходит для питания, как светодиодных лент, так и отдельных лампочек в автомобиле.

Необходимые компоненты для сборки такой схемы:

• микросхема L7812;
• конденсатор 330 мкф 16 В;
• конденсатор 100 мкф 16 В;
• диод выпрямительный на 1 ампер (1N4001, к примеру, или аналогичный диод Шоттки);
• провода;
• термоусадка 3 мм.

Вариантов на самом деле может быть много.

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.

Зарядное устройство из блока питания светодиодных лент

Для переделки в зарядное устройство из блока питания светодиодных лент желательно выбирать блок мощностью не менее 100 Вт. В нашем случае под рукой оказался неплохой блок на 120 Вт.

Просто так взять и напрямую подключать клеммы аккумулятора не стоит. Блок питания рассчитан на работу со светодиодными лентами с напряжением в 12 В, а для нормальной зарядки автомобильного аккумулятора нужно его поднять до 14-14,5 В.

Зачастую в подобных блоках питания есть небольшой подстроечный резистор, который находится между клеммами и светодиодом. На нашей плате он обозначен как VR. Им можно откорректировать работу блока и немного поднять выходное напряжение.

Если выходное напряжение достигло, хотя бы 14 В, таким блоком питания уже можно пользоваться как зарядным устройством. Но надо помнить, что блоки почти всегда немного отличаются номиналом используемых деталей и не всегда подстроечным резистором можно дотянуть до 14 В. Наш блок был способен выдать максимальное напряжение лишь в 13,26 В.

Для удобства стоит добавить сюда типовую схему блока питания светодиодных лент, она поможет нам в дальнейшем лучше ориентироваться.

Еще раз напоминаем, что номиналы разных блоков немного отличаются, но сама схема практически неизменна.

Дальнейшая переделка блока может пойти по двум различным путям:

• Замена подстроечного резистора на резистор с чуть большим максимальным сопротивлением;
• Замена резистора R30 на плате (R37 на схеме) резистором с чуть меньшим сопротивлением.

Если под рукой есть другой подстроечный резистор, тогда переделка блока займет не более 10 минут, достаточно его заменить и настроить. В случае с подменой резистора R30 необходимо произвести ряд простых манипуляций, например подобных тем, с помощью которых была произведена переделка блока питания ATX в зарядное устройство.

Об этом читаем ниже:

Подстроечный резистор VR оставляем в максимальном положении.

Выпаиваем R30 с платы блока питания.

Измеряем его сопротивление: оно составило – 5 кОм (для разных блоков питания эти номиналы могут отличаться).

Берем переменный резистор на 10 кОм и настраиваем его на 5 кОм.

Подпаиваем его на место резистора R30.

Вращая ручку, добиваемся показания вольтметра — 14,5 В, (при экспериментах стараемся не подымать напряжения выше 16 В т.к. выходные конденсаторы имеют максимальное рабочее напряжение 16 В).

Выпаиваем наш переменный резистор и измеряем его сопротивление. У нас оно составило — 4,5 кОм.

На место R30 ставим постоянный резистор с таким же номиналом, поскольку 4,5 кОм подобрать не получилось, решено было поставить резистор на 4,6 кОм.

Как видим, из за того, что мы впаяли R30 на 4,6 кОм, а не 4,5 кОм выходное напряжение немного изменилось, стало чуть ниже — 14,0 В, что тоже неплохо и допустимо.

Подстроечным резистором можно будет сбить напряжение до 12 В если будет нужда использовать этот блок по назначению — запитывать светодиодные ленты.

Оставляем 14 В и собираем блок питания, подключаем аккумулятор к выходу БП. Зарядка аккумулятора идет постоянным напряжением, меняется лишь сила тока. Для контроля процесса зарядки можно подключить цифровой вольтамперметр. Ток при зарядке разряженного аккумулятора может достигать 7-8 ампер, со временем заряда он постепенно снижается.

Блок питания вначале процесса зарядки немного греется, т.к. сильно нагружен и у него нет активной системы охлаждения. Если такой блок пытаться установить в самодельный корпус, то необходимо предусмотреть установку дополнительного вентилятора.

Такое зарядное устройство очень боится переполюсовок, для защиты блока на выходе можно использовать вот эту интересную схемку.

Схемотехническое решение

Развитие современной микроэлектроники позволяет создавать устройства с требуемыми параметрами с использованием минимума элементов. Довольно хорошо зарекомендовали себя устройства токовых генераторов на интегральной микросхеме LM317. Вообще данная микросхема представляет собой интегральный стабилизатор напряжения, но некоторые изменения в стандартной схеме включения, кстати, оговоренные в технической документации, позволяют использовать данную ИМС в качестве источника тока, в том числе для питания светодиодов.

Параметры микросхемы следующие:

• Напряжение – 1.2-37В;
• Ток через ИМС – до 2А в случае использования LM317T.

Различными производителями выпускается множество разновидностей данного стабилизатора, но разница в стоимости и габаритах для минимальной и максимальной мощностей ничтожна, поэтому есть смысл использовать максимально доступную мощность, запас которой никогда не помешает.

Важно! При использовании мощного стабилизатора тока для светодиодов при нагрузке, близкой к максимальной, обязательно использование радиатора, который позволит отбирать выделяемое интегральной микросхемой тепло.

Итак, самый простой, но надежно работающий стабилизатор тока на микросхеме lm317 для светодиодов представлен ниже.

В данной схеме микросхема имеет лишь один резистор во внешней обвязке. Именно при помощи его задается значение выходного параметра. Делается это по формуле:

Данный вариант стабилизатора работает в диапазоне значений от 0.01 до 1.5А. Верхний предел ограничивается мощностью микросхемы. Мощность, которая рассеивается на резисторе, может составлять несколько ватт при максимальном токе. Более точно она определяется из выражения:

Важно! При значениях более 0.3А применение радиатора охлаждения для микросхемы обязательно!

Добавив в схему всего два элемента: мощный транзистор и резистор, можно поднять выходной ток до 10А.

В приведенной схеме применяется мощный составной транзистор КТ825 с любой буквой. Резистор R2 выполняет ту же функцию, что и в предыдущей схеме, и рассчитывается точно так же. Поскольку по нему протекает высокий ток, а значение сопротивления малое, то следует использовать проволочный. Резистор R1 задает смещение на базе транзистора и должен иметь рассеиваемую мощность 0.25-0.5Вт.

В обеих схемах напряжение питания источника (входное напряжение) может составлять от 3 до 38В. Для поддержания необходимого тока во всем диапазоне нагрузок напряжение питания следует обеспечивать приближенное к максимальному значению.

Пример. Пусть задано 20мА. Тогда при одном подключенном диоде напряжение на выходе будет составлять около 2-3В (в зависимости от типа светодиода). Если включить два последовательных светодиода, то для обеспечения необходимого тока 20мА схема выдаст уже ровно в два раза большее напряжение. Аналогичные подсчеты можно произвести для любого количества элементов.

Необходимое входное напряжение можно получить при помощи понижающего трансформатора с мостовым выпрямителем и конденсатором фильтра.

Диоды должны быть рассчитаны на необходимый ток, а емкость конденсатора нужно брать порядка нескольких тысяч микрофарад.

Важно! Рабочее напряжение конденсатора должно превышать напряжение питания примерно в полтора раза, то есть в данном случае оно должно быть не менее 50В.

Автомобиль имеет напряжение бортовой сети не более 14В. Поскольку частота пульсаций здесь выше, чем в домашней сети, а амплитуда невысока, то емкость конденсатора может быть меньше. Также и рабочее напряжение может составлять 25В. Разумеется, выпрямительный мост здесь не нужен.

Как видно, сделать стабилизатор тока для светодиодов своими руками – задача несложная. Важны аккуратность, внимательность и минимальные навыки работы с электроникой.