Стабилизатор напряжения для автомобиля зачем

Принцип работы стабилизаторов напряжения авто

Чтобы поддерживать напряжение бортовой сети в заданных пределах вне зависимости от частоты вращения генератора, используется такое устройство, как регулятор напряжения или стабилизатор. Необходимо помнить, что любой автомобильный стабилизатор работает по одному очень простому принципу. Напряжение генератора зависит от величины магнитного потока, который создается постоянным током, проходящим через обмотку возбуждения. Увеличивая силу тока в обмотке возбуждения, мы получим более высокое напряжение на клеммах генератора, и наоборот.

Таким образом, стабилизатор, используемый в автомобиле, регулирует только силу тока обмотки, которая обеспечивает «подмагничивание» внутри генератора. На один из контактов модуля стабилизатора подводится напряжение с «контрольной точки» (например, с плюсового контакта генератора). Если значение последнего выходит за определенный предел, ток в обмотке возбуждения будет уменьшен. Именно так осуществляется автоматическое регулирование.

Импульсная стабилизация

Регулировка напряжения стабилизатором может осуществляться только дискретно, а точнее, обмотка возбуждения в цепь питания может быть включена или отсоединена от нее. Ток, идущий через обмотку, при этом будет меняться не скачками, а плавно. На самом деле, стабилизатор варьирует только относительное время подключения, вследствие чего меняется и среднее значение силы тока. Например, в течение минуты в общей сложности ток может поступать ровно 30 секунд, что будет эквивалентно использованию половины от максимальной силы тока.

Раньше использовались схемы, которые подключали или отключали обмотку возбуждения в момент выхода напряжения за установленные пределы. Длительность «импульсов» и частота их повторения могла изменяться. Все современные стабилизаторы при этом используют постоянную частоту следования импульсов. А переменным параметром является только длительность.

Инновации приводят к усложнению схемы

Мы забыли сказать, что ток для питания обмотки возбуждения обычно берется с положительной клеммы АКБ. Многие зарубежные фирмы используют генераторы без дополнительного выпрямителя. В таком случае, к регулятору подключают фазу генератора, а не провод, идущий от аккумулятора. Это позволяет избежать разрядки АКБ.

Источник статьи: http://auto-gl.ru/princip-raboty-stabilizatorov-napryazheniya-avto/

Стабилизатор напряжения 12 вольт для автомобиля светодиодов

Легко о простом. Сила тока, напряжение и их стабилизация

От напряжения зависит, насколько стремительно электроны движутся по проводнику. Многие страстные любители жёсткого компьютерного разгона увеличивают напряжение ядра центрального процессора, благодаря чему тот начинает функционировать быстрее.

Сила тока – это плотность движения электронов внутри электрического проводника. Данный параметр чрезвычайно важен радиоэлементам, работающим по принципу термоэлектронной вторичной эмиссии, в частности, источникам света. Если площадь поперечного сечения проводника не в состоянии пропустить поток электронов, избыток тока начинает выделяться в виде тепла, вызывая значительный перегрев детали.

Плазменная дуга от высокого напряжения

Для лучшего понимания процесса проанализируем плазменную дугу (на её основе работает электроподжег газовых плит и котлов). При очень высоком напряжении скорость свободных электронов до такой степени велика, что они могут легко «пролетать» расстояние между электродами, формируя плазменный мостик.

А это электронагреватель. При прохождении через него электронов они передают свою энергию нагревательному элементу. Чем выше сила тока, тем плотнее поток электронов, тем сильнее нагревается термоэлемент.

Для чего необходима стабилизация тока и напряжения

Любой радиоэлектронный компонент, будь то лампочка или центральный процессор компьютера, требует для оптимальной работы чётко лимитированное количество электронов, которое течёт по проводникам.

Поскольку речь в нашей статье идёт о стабилизаторе для светодиодов, о них и поговорим.

При всех своих преимуществах светодиоды имеют один минус – высокая чувствительность к параметрам питания. Даже умеренное превышение силы и напряжения может привести к выгоранию светоизлучающего материала и выходу из строя диода.

Сейчас очень модно переделывать систему освещения автомобиля под LED освещение. Их цветовая температура намного ближе к естественному освещению, чем у ксенона и ламп накаливания, что значительно меньше утомляет водителя при длительных поездках.

Однако это решение требуется особый технический подход. Номинальный ток питания автомобильного LED-диода – 0,1-0,15 мА, а пусковой аккумулятора – сотни ампер. Этого хватит, чтобы выжечь очень много дорогостоящих элементов освещения. Что бы этого избежать используют стабилизатор 12 вольт для светодиодов в авто.

Ампераж в автомобильной сети постоянно меняется. Например, автомобильный кондиционер «кушает» до 30 ампер, при его отключении электроны, «выделенные» на его работу уже не вернутся назад в генератор и аккумулятор, а перераспределятся между остальными электроприборами. Если лампе накаливания, рассчитанной на 1-3 А дополнительные 300 мА роли не сыграют, то диоду с током питания 150 мА несколько таких скачков могут стать фатальными.

Ради гарантии длительной работы автомобильных светодиодов используют стабилизатор тока на lm317 для мощных светодиодов.

Интегральный стабилизатор

Устройства собирают с использованием небольших по размерам микросхем, способных работать при входном напряжении до 26-30 В, выдавая постоянный 12-ти вольтный ток силой до 1 Ампер. Особенностью данных радиодеталей является наличие 3 ножек – «вход», «выход» и «регулировка». Последняя используется для подключения регулировочного резистора, который используется для настройки микросхемы и предотвращения ее перегрузок.

Более удобные и надежные, собранные на основе стабилизирующих микросхем выравниватели постепенно вытесняют собранные на дискретных элементах аналоги.

Типы стабилизаторов

По способу ограничения силы тока выделяют два типа устройств:

Линейный стабилизатор работает по принципу делителя напряжения. Он выпускает из себя ток заданного параметра, рассеивая избытки в виде тепла. Принцип работы такого прибора можно сравнить с лейкой оснащённой дополнительным сливным отверстием.

• доступная цена;
• простая схема монтажа;
• легко собрать своими руками.

Недостаток — из-за нагрева плохо приспособлен к работе с большой нагрузкой.

Импульсный стабилизатор как овощерезка через специальный каскад нарезает входящий ток, выдавая строго дозированную норму.

• предназначен для высоких нагрузок;
• не греется во время работы.

• требует источника питания для собственной работы;
• создает электромагнитное излучения;
• относительно высокая цена;
• сложен для самостоятельного изготовления.

Учитывая малую силу тока в автомобильных светодиодах можно собрать простой стабилизатор для светодиодов своими руками. Наиболее доступный и простой драйвер светодиодных ламп и лент собирают на микросхеме lm317.

Разновидности 12В стабилизаторов

В зависимости от конструкции и способа поддержания 12-ти вольтного напряжения выделяют две разновидности стабилизаторов:

• Импульсные – стабилизаторы, состоящие из интегратора (аккумулятора, электролитического конденсатора большой емкости) и ключа (транзистора). Поддержание напряжения в заданном интервале значений происходит благодаря циклическому процессу накопления и быстрой отдачи заряда интегратором при открытом состоянии ключа. По конструктивным особенностям и способу управления такие стабилизаторы подразделяются на ключевые устройства с триггером Шмитта, выравниватели с широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляцией.
• Линейные – стабилизирующие напряжение устройства, в которых в качестве регулирующего устройства применяются подключаемые последовательно стабилитроны или специальные микросхемы.

Краткое описание lm317

Радиоэлектронный модуль LM317 является микросхемой, применяемой в семах стабилизации тока и напряжения.

• Диапазон стабилизации напряжения от 1,7 до 37 В обеспечит устойчивую яркость светодиода, не зависящую от частоты оборота двигателя;
• Поддержка выходного тока до 1,5 А позволит подключить несколько фотоизлучателей;
• Высокая стабильность допускает колебания выходных параметров лишь 0,1% от номинала;
• Имеет встроенную защиту по ограничению тока и каскад отключения при перегреве;
• Корпус микросхемы является землёй, поэтому при креплении саморезом к корпусу автомобиля уменьшается количество монтажных проводов.

Область применения

• Стабилизатор напряжения и тока для светодиодов в бытовых условиях (в том числе для светодиодных лент);
• Стабилизатор напряжения и тока для светодиодов в авто;

Так что делают стабилизаторы, зачем нужны?

Как вы наверное уже догадались, они просто стабилизируют напряжение и не дают ему превышать выставленный вами порог. Сейчас есть два варианта:

• Не регулируемый, который просто стабилизирует на 12В
• С регулировкой, здесь вы можете вручную выставить нужное напряжение от 0,8 до 20В

Таким образом мы просто ставим верхний порог до 12, а я вам советую до 11,8В и светодиоды будут защищены от перепадов в бортовой сети. Срок службы увеличивается в разы (потому как нет преждевременной «деградации») то есть износ идет минимальный.

Конечно, сейчас есть много различных методов ограничение своими руками, многие ставят резисторы и прочее в разрыв, но зачастую работает это не так эффективно, да и «колхоз-колхозный» это!

Опять же для людей, которые не дружат с электроникой и паяльником, покупные стабилизаторы будут просты и понятны.

Схемы стабилизаторов тока для светодиодов

Схема простейшего стабилизатора
Самый простой стабилизатор напряжения на 12 вольт можно собрать по такой схеме. Резистор R1 ограничивает выходящую силу тока, R2 – выходящее напряжение. Конденсаторы, применяемые в данной схеме, уменьшают пульсации напряжения и увеличивают стабильность работы.

Потребности автомобилиста удовлетворит простейший механизм стабилизации, поскольку напряжение питания в сети автомобиля достаточно стабильно.

Чтобы сделать стабилизатор для диодов в авто потребуется:

• Микросхема lm317;
• Резистор как регулятор тока для светодиодов;
• Инструменты пайки и монтажа.

Собираем по вышеприведенной схеме

Выбор устройства

Стабилизатор напряжения 12 вольт
При выборе стабилизатора учитывают следующие характеристики:

• Размеры. Выбранный стабилизатор должен компактно размещаться в запланированном для него месте для установки с возможностью нормального доступа.
• Вид. Из имеющихся в продаже устройств наиболее надежными, компактными и недорогими являются стабилизаторы на основе небольших микросхем.
• Возможность самостоятельного ремонта. Так как даже самые надежные устройства выходят из строя, необходимо отдавать предпочтение ремонтопригодным стабилизаторам, радиодетали к которым имеются в продаже в достаточном количестве и по доступной цене.
• Надежность. Выбранный стабилизатор должен обеспечивать постоянное значение напряжения без значительных отклонений от заявленного их производителем диапазона.
• Стоимость. Для электрической системы автомобиля достаточно приобрести устройство стоимостью до 200 рублей.

Новости

Новинка лета — автомобильные лампы DLED Smart 3

Светодиодные автомобильные лампы DLED SMART3 от компании DLED с гибким радиатором нового поколения, с 6 светодиодами Philips Z ES.

Светодиодная лента SMD2835 по суперцене — 37 рублей!

Светодиодная лента IP22 SMD2835 60 светодиодов на метр теперь продается всего за 37 рублей! В связи со сменой производственного оборудования на более эффективное и менее затратное теперь вы можете приобрести светодиодную от Российского производителя по очень выгодной цене.

Бюджетные светодиодные автомобильные лампы серии S1

Новые бюджетные светодиодные автомобильные лампы серии S1 на светодиодах Seoul, более подробно в нашей статье.

Автомобильные лампы DLED Smart 2

Светодиодные автомобильные лампы DLED SMART2 от компании DLED с гибким радиатором, с 6 светодиодами Philips Z ES.

Газонаполненные лампы DLed Evolution White и Evolution Yellow

Новые газонаполненные автомобильные лампы от и «Evolution Yellow» для легковых и грузовых автомобилей!

С момента появления светодиодного освещения его активно стали использовать во всех автомобилях.

При этом, кроме замены обычных ламп на диодные, многие умельцы нашли разнообразные способы применения и для светодиодной ленты. Причем, даже в тех местах, где подсветки и освещения никогда и не было.

Смонтировать дополнительное освещение в авто можно в нескольких ее частях и узлах:

Здесь можно обойтись совсем короткими отрезками, которые остались у вас после ремонта освещения в доме или квартире.

салон или двери машины

Также довольно частое применение — это подсветка дверей. Она загорается при их открывании и освещает выход из автомобиля.

Такую подсветку еще прозвали «ангельские глаза». Просто пускаете ленту по периметру фар, причем не обязательно по всей окружности.

Помимо дизайна, это еще и улучшит ближний свет. Некоторые дорогие иномарки уже изначально идут с таким тюнингом.

Здесь не должно быть разноцветной RGB радуги.

Лента монтируется на днище или порогах. В итоге получается эффект парения авто в воздухе над дорогой.

Только не приклеивайте светодиоды в месте установки домкрата. Иначе это будет одноразовая подсветка, до первого подъема машины при ремонтных работах.

Все эти подсветки можно сделать своими руками и подключить двумя способами:

напрямую от прикуривателя или проводов 12В

через отдельный источник питания

Самое главное, правильно подобрать источник питания и саму светодиодную ленту.

Сетевое напряжение в автомобиле 12В. По крайне мере, таким оно должно быть теоретически.

Однако в реальности, данное значение запросто может превышать 14В и более. Светодиодная лента, которая изначально рассчитана на 12 вольт, очень не любит перенапряжение.

Из-за этого выходят из строя и перегорают кристаллы светодиодов.

Обратите внимание, что разного рода зарядки для мобильных телефонов от прикуривателя также не подойдут. У них выходное напряжение обычно около 5В, а вам нужны стабильные 12В.

Некоторые пытаются исхитриться и искусственно понизить напряжение. Для этого заранее просчитывают потребление подсветки и подключают перед лентой мощное сопротивление.

Расчет можно выполнить по формуле:

Таким образом подбирается резистор и впаивается в схему. В итоге напряжение питания на ленте падает на два и более вольт. Все это дело после расчетов нужно фактически перепроверять замерами мультиметром или тестером.

Такой способ имеет ряд недостатков. Кроме того, что это долгая процедура, еще и сопротивление будет существенно греться.

Поэтому лучший вариант — это использование стабилизатора. Если немного разбираетесь в электронике, схему можно собрать самостоятельно.

И уже через нее подключить все светодиодные источники освещения. При этом не стоит путать драйвер с блоком питания.

Основная задача драйвера — стабилизировать ток. Напряжение на нем может как повышаться так и понижаться.

А блок — это в первую очередь источник стабильного напряжения.

Ранее такой стабилизатор собирался на микросхеме типа КРЕН 7812.

Подключение довольно не замысловатое. Слева это плюсовой вход. Средний контакт — общая масса. Правый — выход на ленту.

Однако из-за постоянного перегрева, сейчас стали использовать импульсные источники. Для них уже не нужны огромные радиаторы охлаждения, да и мощность у них по более.

Питание, что на один, что на другой стабилизатор рекомендуется подключать через предохранители.

Простой стабилизатор напряжения Все своими руками

Здравствуйте дорогой читатель. После того, как появились трехвыводные стабилизаторы напряжения, жизнь для разработчиков линейных блоков питания стала лучше, жизнь стала веселее. И я тоже к ним пристрастился — удобная штука. И каких только схем на них не встретишь.

Здесь приводится типовая схема включения регулируемого трехвыводного стабилизатора напряжения на микросхеме LM117, наш полный аналог — КР142ЕН12А.

Максимальное входное напряжение КР142ЕН12А равно сорок пять вольт, минимальное входное — пять вольт. Особенно хорош верхний порог входного напряжения этой микросхемы, есть шансы, что она останется жива при аномальном перенапряжении первичной сети.

Диапазон выходных напряжений от 1,25 до 37 вольт — достойный диапазон. Максимальный выходной ток микросхемы с соответствующим радиатором составляет полтора ампера. Так как я воспитывался в оборонной промышленности, то и все элементы схем стараюсь использовать на 30 максимум на 50% от их предельно-допустимых параметров. Так стабилизатор, собранный по этой схеме с выходным напряжением 13,6 вольт и током нагрузки 400ма работает уже одиннадцать лет. Рассчитать радиатор самому очень сложно, поэтому я их подбираю. Оставляю такой радиатор, при котором температура самой микросхемы не превышала 40-50 градусов при максимальной нагрузке. Во всем должен быть запас. Конденсатор С1 на схеме необходим, если длина провода от конденсаторов фильтра до микросхемы больше восьми сантиметров. R1 может принимать значения от 220 до 270ом и устанавливать его лучше прямо на выводы микросхемы, при этом время пайки должно быть не более трех секунд. Резистор R2 можно оставить подстроечным, Но если вы делаете блок питания под конкретное напряжение, его следует заменить постоянным, сами понимаете — контакт, да еще и скользящий — опасная штука. R2 можно рассчитать по формуле — R2=R1x (Uвых/1,25 — 1). Собираясь делать радиоаппаратуру, не забывайте о том, где она у вас будет работать, или под одеялом дома, или в поле зимой на ветру. От климатических условий зависит и выбор радиокомпонентов по диапазону рабочих температур.До свидания К.В.Ю.

Стабилизатор на PT4115

PT4115 – унифицированная микросхема, разработанная компанией PowTech специально для построения драйверов для мощных светодиодов, которую можно использовать также и в автомобиле. Типовая схема включения PT4115 и формула расчета выходного тока приведены на рисунке ниже.

Понять, почему так происходит, а также ознакомиться с более детальным расчетом и выбором остальных элементов схемы можно . Известность микросхема получила, благодаря своей многофункциональности и минимальному набору деталей в обвязке. Чтобы зажечь светодиод мощностью от 1 до 10 Вт, автолюбителю нужно всего лишь рассчитать резистор и выбрать индуктивность из стандартного перечня.

Как сделать 12В стабилизатор

Простые, но при этом достаточно эффективные, надежные и долговечные стабилизирующие устройства можно сделать самостоятельно, используя при этом простые стабилитроны и специальные небольшие микросхемы типа LM317, LD1084, L7812, КРЕН (КР142ЕН8Б).

Процесс сборки такого стабилизирующего напряжение устройства состоит из следующих этапов:

1. К среднему выходному контакту микросхемы припаивается 130-ти омное сопротивление.
2. К входному правому контакту припаивается проводник, подающий нестабилизированное напряжение от источника питания.
3. Левый регулировочный контакт припаивается ко второй ножке резистора, установленного на выходе микросхемы.

Процесс пайки такого стабилизатора занимает не более 10 минут и с учетом недорогой микросхемы не требует больших капиталовложений. При помощи подобного устройства запитывают светодиодные фонари, ленты.

Установка светодиодов на фары автомобиля

Не стоит забывать, что, установка большого количества светодиодов (12 вольт), требует наличия резистора большей мощности. А при нагревании микросхемы, в котором есть стабилизатор, необходимо прикрепить ее к радиатору. С точки зрения безопасности, не рекомендуется крепить микросхему, где есть светодиоды на кузов без изолирующей прокладки. Также, чтобы увеличить или уменьшить поток света от всех фар автомобиля лучше использовать шим регулятор яркости.

В чем проблема?

Обычно светодиодные лампы берутся в габаритные огни наших с вами автомобилей, реже в подсветку или панель приборов. И вроде срок службы у них должен быть в разы больше ламп накаливая, однако получается все совсем наоборот. Дешевые варианты через пару месяцев начинают моргать, а через 3-4 могут вообще перегореть (наверное, все такое наблюдали на дорогах города, когда в «противотуманках» или габаритах, просто светомузыка).

Так почему такое происходит? Все банально и просто автомобильные варианты нормально работают при 12В и даже небольшой перепад в большую сторону начинает изнашивать их (как я писал выше идет разогрев и быстрая деградация).

А если вспомнит бортовую сеть автомобиля, то там практически никогда нет ровно 12В, даже если двигатель не запущен исправный аккумулятор дает 12,7В (это его нормальное напряжение). А вот после того как машина запускается генератор дает в бортовую сеть 13,8 – 14,2В (а в некоторых современных авто, где электроники навалом, может доходить до 14,5В).

Вот вам и ответ при таких ВОЛЬТАХ светодиод в любом случае долго работать не будет, как показывает практика максимум полгода и все

Конечно есть нормальные ДОРОГИЕ фирмы, которые выпускают качественные варианты, например PHILIPS, OSRAM и т.д. НО стоимость ламп, скажем в габариты, может доходить до 1500 рублей за пару, не дешево! Зато гореть будут долго.

Вольтметр

Не все авто оборудованы таким прибором как вольтметр. С помощью светодиодов можно собрать вольтметр, установив его на машину для измерения напряжения аккумулятора. Вольтметр в своем основании имеет микросхему LM3914, в котором есть стабилизатор, питающий его. Вольтметр измеряет уровень напряжения аккумулятора, визуально контролируя его 12 светодиодами. Все светодиодные лампы подключаются последовательно. Установка осуществляется своими руками на переднюю панель, над спидометром. На табло будет гореть только один из них. Регулятор поможет изменить характеристики яркости прибора, так как в ночное время глазам мешает большой поток света.

Источник статьи: http://7road.ru/drugoe/stabilizator-dlya-diodnyh-lamp-v-avtomobil.html