Перегорает светодиодная лента в авто

Запитываем светодиоды, чтобы горели и не сгорали.

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 если нужно стабилизировать ток в пределах до 1 ампера или LM317L если необходима стабилизация тока до 0,1 А.

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.

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….).

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 LM ка потребует радиатор.

Z1 супрессор или стабилитрон 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.

Количество светодиодов в цепочки надо выбирать с учетом вашего рабочего напряжения минут падения напряжения на стабилитроне минус на диоде.

Например: Вам необходимо в автомобиле подключить белые светодиоды с рабочим током в 20 мАм. Обратите внимание 20 мАм это рабочий ток для ФИРМЕННЫХ дорогих светодиодов. Только фирменные гарантирует такой ток, поэтому если вы не знаете точного происхождения выбирайте ток в районе 14-15 мАм.

Это для того, что бы потом не удивляться почему так быстро упала яркость или вообще почему они так быстро перегорели. Это тоже актуально и для мощных светодиодов. Потому, то что к нам завозят не всегда то, что маркировано на изделии.

Вопрос 1 – сколько можно включить их последовательно? Для белых светодиодов рабочее напряжение 3,0-3,2 вольта. Примем 3,1. Напряжение минимальное рабочее на стабилизаторе (исходя из его опорного 1,25) приблизительно 3 вольта. Падение на диоде 0,6. Отсюда суммируем все напряжения и получаем минимальное рабочее напряжение выше которого наступает режим стабилизации тока на заданном уровне (если ниже, соответственно ток будет ниже) = 3,1*3 +3,0+0,6 = 12,9 вольта. Для автомобиля минимальное напряжение в сети 12,6 – это нормально.

Для белых светодиодов на 20 мАм можно включать 3 шт, для сети 12,6 вольта. Учитывая, что при включенном двигателе нормально рабочее напряжение сети 13,6 вольта (это номинальное, в других вариантах может быть и выше. ), а рабочее LM317до 37 вольт у нас все в норме.

Вопрос 2- как рассчитать сопротивление резистора задающего ток! Хоты выше и было описано, вопрос задают постоянно.

R1 = 125/Ist
где R1 – сопротивление токозадающего резистора в Омах.
1,25 – опорное (минимальное напряжение стабилизации) LM317
Ist – ток стабилизации в Амперах.

Нам нуден ток в 20 мАм – переводим в амперы = 0,02 Ам.
Вычисляем R1 = 1,25 / 0,02 = 62,5 Ома.

Принимаем ближайшее значение 62 Ома.

Еще пару слов о групповом включении светодиодов. Идеальное это последовательное включение со стабилизацией тока.

Светодиоды – это в принципе стабилитроны с очень малым обратным рабочим напряжениям. Если есть возможность наводок высокого напряжения от близ лежащих высоковольтных проводов необходимо каждый светодиод зашунтировать защитным диодом. (для справки многие производители особенно для мощных диодов это уже делают в монтируя в изделие защитный диод).

если необходимо подключить массив из светодиодов, то рекомендую такую схему включения

Резисторы необходимы для выравнивания токов по цепям и являются балластными нагрузками при повреждениях светодиодов в массиве.

Как рассчитать значение гасящего резистора для светодиода. Расчет проводиться по закону Ома.

Ток в цепи равен напряжение разделить на сопротивление цепи.
I led = V pit / на сопротивление диода и резистора.
сопротивление резистора и диода мы не знаем, но знаем наш рабочий ток и падения на напряжения на светодиоде. Для маломощных светодиодов ток 20 мАм необходимо принимать

Зная падения на на светодиоде можно вычислить остаток на напряжения на резисторе.

Например. Питающее напряжение V pit = 9 вольт. Мы подключаем 1 белый светодиод падение на нем 3,1 вольт. Напряжение на резисторе будет = 9 – 3,1 = 5,9 Вольта.

Вычисляем сопротивление резистора
R1 = 5.9 / 0.02 = 295Ом.
Берем резистор с близким более высоким сопротивлением 300 ом.

Источник

Как подключить светодиодную ленту в авто — 2 способа.

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.

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:

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.

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

Ранее такой стабилизатор собирался на микросхеме типа КРЕН 7812.

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.

Если вы не радиолюбитель и не знакомы с пайкой схем, да и заморачиваться с этим делом нет желания, можете купить уже готовый стабилизатор.

При том, что стоят они на сайте AliExpress очень дешево. Буквально один-два доллара. Представляют из себя миниатюрную коробочку на основе микросхемы «LM2596».

Найти их в разнообразном количестве можно здесь.

Такой стабилизатор практически не требует никакой настройки, просто припаиваете провода на вход и выход и пускаете их на ленту.

Рассчитан он на ток до 1,5А, а значит через него можно подключать светодиодные ленты мощностью до 20Вт.

Если лента RGB идет с блоком управления, то импульсный источник питания должен подключаться перед блоком.

Поверьте, для глаз это практически не заметно, а вот срок службы светодиодов увеличится в разы! Регулировать напряжение можно отверткой, подкручивая специальный винтик.

Если же вас пугают все эти сложности с импульсными источниками и блоками питания, то можно поступить по-простому и запитать всю подсветку в автомобиле от батарейки.

В первую очередь при покупке обращайте внимание на напряжение. Вам нужны модели именно на 12В.

Ведь встречаются еще 24В-36В и даже 220В.

Лучше подбирать одноцветный вариант, чтобы не заморачиваться с подключением RGB контроллера.

А еще из монохромных видов, проще всего подбирать цвета под кузов.

Практически все ленты изначально идут на самоклеющейся основе. Так что проблем с ее размещением и закреплением не должно возникнуть.

Из модельного ряда стоит присмотреться к двум основным вариантам:

Мощность подсветки будет зависеть от количества светодиодов в одном метре ленты.

А она может быть весьма разнообразна:

Чем больше диодов, тем ярче подсветка и соответственно ее мощность. Причем изменять эти параметры можно самостоятельно.

Достаточно отрезать изделие по соответствующим меткам, тем самым уменьшив число светодиодов и итоговое потребление и яркость.

На фары покупайте подсветку с защитой IP65.

Она уже полностью герметичная и способна сколь угодно долгое время нормально работать под воздействием воды и грязи.

Для дверей также лучше использовать вариант IP68.

Первым делом отмеряете необходимый метраж ленты.

И отрезаете строго по специальным меткам.

Далее прикидываете где будут уложены провода питания. Если позволяет конструкция, логичнее всего их будет спрятать.

Может быть даже придется просверлить пару отверстий.

К каждому отрезку подсоединяете провода. В машине лучше всего это сделать при помощи пайки, а не коннекторами.

Если лента у вас в силиконе, то контактные площадки придется зачистить и снять часть герметика.

Все хитрости и правила пайки светодиодной ленты можно узнать из статьи ниже.

Когда лента готова к монтажу, следует тщательно обезжирить поверхность на которую она будет наклеиваться. Смачиваете чистую тряпочку в растворителе и очищаете ей будущие места подсветки.

Припаянные провода заправляете в отверстие.

Отделяете защитный слой скотча и плотно надавливаете на подложку.

Как показывает практика, одного только скотча бывает не достаточно. Во-первых, поверхность не идеально ровная.

Во-вторых, сказываются наши перепады температуры. От минусовых значений до плюсовых, иногда в течение нескольких часов.

В итоге, даже качественная лента в конце концов отклеивается. Поэтому рекомендуется по краям, пройтись обычным термоклеем.

При организации подсветки кузова, клей вряд ли поможет. На днище, под порогами для крепления лучше использовать профиль с пластиковыми хомутиками.

Места, где была снята защита с контактных площадок и припаяны провода, также не помешает залить толстым слоем клея.

Подобным образом светодиодная лента монтируется в любые части машины. Если хотите повысить яркость и блок питания позволяет это сделать, то можно наклеить рядом одновременно две ленты.

Провода заранее выбирайте такой длины, чтобы их можно было протянуть в одну общую точку с нескольких подсветок одновременно. В ней и будет происходить подача питания 12В.

Кстати, прежде чем заделывать обшивку, всю схему желательно проверить на работоспособность от небольшого источника питания 12V. Например, можно взять батарейку А23.

Схемы подключения могут быть разнообразными, в зависимости от того, какой участок авто подсвечивается. Вот пример для светодиодной подсветки дверцы машины:

Более подробно с процессом подключения можно ознакомиться в видеоролике:

Все провода после проверки работоспособности заизолируйте в отдельные пучки.

На выходе у вас должен получиться один-единственный пучок с проводами, на которые и следует подать 12 вольт.

Общий плюс и один или несколько минусов (в зависимости от схемы и вида подсветки).

Питающие провода можно подпаять специальными автомобильными клеммами папа-мама и спокойно подключать их через колодки бортовой сети.

Например к штатному модулю управления светом, или от других кнопок, либо вообще через свой отдельный микровыключатель посадить на предохранители.

Также никто не запрещает все запитать через прикуриватель.

Естественно, после блока питания стабилизирующего напряжение, как уже оговаривалось выше.

Источник

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