Блог

Как подключить светодиод к бортовой сети автомобиля

Как подключить светодиод к бортовой сети автомобиля


Варианты включения СИД от 12 В.

Для питания каждого белого СИД необходимо 3.5 - 3.7 В, при подключении 4-х СИД последовательно получаем напряжение 3.7*4=14.8 В, т.к. напряжение питания 12 В СИД будут работать не в полной мощности, но без резисторов (применяя блок питания на 15 В, получаем полноценную яркость светодиодов без применения резисторов);
при подключении 3-х СИД рассчитываем номинал токоограничительного резитора по формуле (Uпит-UпадСИД)/Iобщ, тогда (12-3.7*3)/0.35=2.57 Ом, выбираем ближайший номинал резистора из стандартного ряда с запасом - 2.7 Ом. Мощность резистора расчитываем по формуле Pрез=Iобщ*Uпадрез, тогда 0.35*0.9=0.315, т.е. резистор мощностью 0.5 Вт
Следует помнить, что последовательное включение диодов может привести к преждевременному повреждению кристалла СИД и ухудшению его характеристик. Второй вариант включения (без токоограничения) - это медленная, но верная "смерть" диодов от лавинного пробоя. В таком включении СИД - самоуничтожаются.
Таким же образом вы можете рассчитать количество светодиодов в группе при напряжении 24 В, 48 В.
Есть еще вариант купить готовый стабилизатор тока! 
Выше были описаны варианты включения мощных белых светодиодов, для 3, 5,8, 10 мм и других в формуле меняется рабочий ток и напряжение!
Наиболее распространенные напряжения питания светодиодов:
для белых, синих, зеленых, УФ – 3,5 В
для красных – 2-2,5 В
для ИК – 1,2-1,9 В

Следует помнить, что светодиод, как и любой полупроводник, имеет технологический разброс значения прямого напряжения при номинальном токе. Вероятность встретить белый (синий) светодиод с прямым напряжением 3,0 В и 3,7 В равноодинакова. Если при подключении к 15-вольтовому источнику питания 4-х последовательных светодиододов с Uпр=3,7 В они будут более-менее нормально работать, то что произойдет если они попадутся со значением Uпр=3 В (а не дай бог 2,8 В, такие то же попадаются). Неизбежен "каюк", поскольку ток в цепи может составить 50...200 мА (на основании нелинейной зависимости прямого тока светодиода от приложенного прямого напряжения и частично в зависимости от внутреннего сопротивления этого источника). Поэтому, никогда не подключайте светодиоды к источнику напряжения без ограничительного резистора.


Вариант простого стабилизатора тока  на интегральной микросхеме КР142ЕН12А (паспорт), включенной в режиме стабилизации тока. 

Ток через стабилизатор задается резистором R, из расчета напряжения на нем 1,2 Вольт. Например: требуется ток 0,08 ампер, тогда R=15 ом. Минимальное напряжение, при котором стабилизатор еще работает, составляет 2,5 вольт. Максимальное рабочее напряжение - 40 вольт. Ток нагрузки - до 0,8 ампер. Мощность рассеяния без теплоотвода - до 1 ватта. С теплоотводом - до 10 ватт.

Небольшое уточнение (см. паспорт): максимальный ток 1,5 А, рассеиваемая мощность с радиатором 20 Вт.
При расчете ток-устанавливающего резистора рекомендую пользоваться формулой R=1,25/Iст, поскольку для КР142ЕН12А типовое значение опорного напряжения равно 1,25 В (1,2 В это минимальное, согласно паспорта).
Вместо КР142ЕН12А можно применить импортный аналог LM317T используя ту же схему включения. Для токов до 100 мА можно использовать LM317L в небольшом по размерам корпусе TO92. (паспорт)

 

******************************************************************************************************************

     ВОПРОС: Подскажите можна ли использовать несколько последовательно соединеных светодиодов с одним ограничивающим резистором при питании от автомобильной сети или же обязательно каждый светодиод включать со своим резистором?

Да, можно. Но при этом следует учитывать что функция стабилизации тока резистором будет хуже, чем при установке резистора на каждый светодиод (идеальный источник тока тот, у которого внутреннее сопротивление стремится к бесконечности). В любом случае резистор следует расчитывать на максимальное напряжение бортовой сети.

Рассмотрим два примера: первый - резистор для каждого светодиода, второй - резистор на последовательную цепочку из трёх светодиодов. Напряжение бортовой сети при заведенном двигателе 14,9 В, при выключенном 12,6 В. Светодиоды синие, прямое напряжение 3,3 В, номинальный ток 20 мА.

Для первого случая резистор R=(14,9-3,3)/0,02=580 Ом, принимаем 560 Ом. Максимальный ток вцепи Imax=(14,9-3,3)/560=20,7 мА, минимальный ток в цепи Imin=(12,6-3,3)/560=16,6 мА. Мощность резистора P=(14,9-3,3)*0,0207=0,24 Вт, принимаем 0,25 Вт.

Для второго случая резистор R=(14,9-3*3,3)/0,02=250 Ом, принимаем 240 Ом. Максимальный ток в цепи Imax=(14,9-3*3,3)/240=20,8 мА, минимальный ток в цепи Imin=(12,6-3*3,3)/240=11,3 мА. Мощность резистора P=(14,9-3*3,3)*0,0208=0,11 Вт, принимаем 0,125 Вт.

Изменение тока в цепи (а от его значения зависит сила света светодиода) для режимов двигатель включен/выключен составляет:
первый вариант: в 20,7/16,6=1,257 раза или 25%, что зрительно будет незаметно,
второй вариант: в 20,8/11,3=1,841 раза, т.е. почти вдвое, что уже заметно.

Учитывая наличие импульсных напряжений в бортовой сети, первый вариант, кроме обеспечения большего постоянства силы света светодиода, будет надежней. Ликвидировать попадание импульсных напряжений на светодиод можно применив на входе цепи диодно-конденсаторный фильтр, но при этом следует учитывать небольшую потерю питающего напряжения за счет его падения на p-n переходе диода.

 

  Вопрос: Поставил я на машину цепочку из 3 белых + 1 синий + 10 Ом последовательно. Светодиоды 4 кристальные 80 мА. Вроде бы по расчетам все правильно. (14В-4*3.3В)/0.08А=10 Ом. Две таких цепочки работают в габаритах. Первое время все работало хорошо. А сейчас на одной лампе наблюдается интересный эффект - она мерцает с переменной частотой и менее ярко, чем вторая, на работающем двигателе. На выключенном работает без мерцаний. Визуально все 4 светодиода рабочие и светятся. Реальный ток и напряжение правда не замерял на светодиодах. Я бы понял если бы светодиод сгорел к чертям, а вот чем обьяснить мерцание не пойму?

  Выше упоминалась вроде бы малозначащая фраза: идеальный стабилизатор тока - тот у которого внутреннее сопротивление стремится к бесконечности. 10 Ом это номинал весьма далёкий от бесконечности и стабилизатор тока получился плохой. Пусть в бортовой сети напряжение поднялось до 14,8 В (это далеко не предел в некоторых автомобилях). Даже если светодиоды попались с прямым напряжением 3,3 В (надо измерять, т.к. возможно и 3,0 В). Тогда ток в цепи: (14,8 - 4*3,3)/10=160 мА, что в 2 раза превышает допустимый при температуре окружающей среды до 40 градусов. Следующий пункт вытекает из предыдущего: а какова эта температура? Если выше 40, то надо снижать ток. Есть ли рядом сильно нагревающиеся элементы, которые повышают эту температуру (лампы накаливания, тепло от двигателя)? Далее: а укорачивались ли ножки светодиода? Ведь у 4-х кристальных светодиодов они выполнены утолщенными именно для более эффективного отвода тепла. И последнее: имеются ли в бортовой сети импульсные выбросы противоположной полярности амплитудой более 4*5=20 В. Это надо проверить, либо заранее принять схемотехнические решения по недопущению попадания обратных напряжений выше нормы.

 

   Вопрос: Код 1245,  LDR-12-1-700 - можно ли при питающем напряжении ~12В подключить последовательно 6 светодиодов или все таки не больше 3?

Конечно же только 3 белых, синих, зеленых, фиолетовых или 4 красных, желтых или 5 инфракрасных. Это при условии что всетодиоды получат от источника полный ток при заглушенном двигателе автомобиля. Если же требуется чтоб светодиоды светились "на полную" только при заведенном двигателе, то можно попробовать составить цепь из 5 красных, желтых или 6...7 инфракрасных.

 

Теги: тюнинг, подсветка автомобиля, светодиод к аккумулятору