Алиэкспресс стабилизаторы тока светодиодов

Как сделать стабилизатор тока для светодиодов своими руками

Светодиодные лампы перегорают, и это не секрет. Хотя производители дают многолетние гарантии их эксплуатации. В чем же дело? Оказывается, что существует два основных параметра, режим которых должен быть стабилизирован, для чего и используются в их схеме подключения линейные стабилизаторы. Эти параметры – сила тока в лампе и напряжение питающей сети. Но как оказывается, это совсем не так. Основной параметр – это ток, а второстепенный – падение напряжения. Именно поэтому линейные стабилизаторы и не дают работать светодиодам долго, значит, есть необходимость разобраться в вопросе, как сделать стабилизатор тока для светодиодов своими руками.

Но вернемся к параметрам лампы. Почему так важен ток? Обратите при покупке внимание на маркировку источника света. Там обязательно указываются наши показатели, а именно: к примеру, 20 мА и 4 вольта. Так вот показатель тока указывает на то, что светодиоду необходимо именно это значение – не больше 20 мА. А 4 вольта – это падение напряжения в питающей сети за счет потребления. То есть, на этот светодиодный прибор вы можете подавать напряжение и в 100 вольт, и от него лампа будет гореть, но в сети произойдет падение на 4 вольта. Если увеличить силу тока, то светодиод однозначно сгорит. Увеличивая вольтаж, вы ничего не теряете.

Схема стабилизатора

Итак, чтобы решить проблему, поставленную выше, необходимо выбрать обычный стабилизатор, к примеру, можно взять прибор марки LM317, и установить его в питающую схему, соединив со светодиодной лампой через резисторы. Вот эта схема:

Правда, придется сделать предварительно некоторые расчеты, основной из которых – это расчет силы тока. Для этого можно воспользоваться известным законом Ома, который гласит, что сила тока равна соотношению мощности и напряжения. Мощность светодиода написана на его корпусе, напряжение берется в зависимости от того, куда подключается сам источник света. Это может быть 220, 36, 24 или 12 вольт.

Внимание! Если вами выбран китайский светодиод, то силу тока лучше всего проверить через мультиметр. Практика показывает, что китайские производители неправильно указывают параметры своих изделий, так что вероятность искажения высока.

Итак, параметры светодиодного светильника известны, остается подсчитать параметры резисторов, которые будут установлены в схему стабилизатора. Для этого существует большое количество различных онлайн калькуляторов, поэтому заморачиваться на расчете своими руками нет необходимости. Один из таких калькуляторов находится вот по этому адресу

Просто в окошко вставляете показатель силы тока, а в нижнем окне калькулятор выдаст все электрические характеристики резистора.

Кстати, вот так распинается LM317:

Необходимо отметить, что все расчеты данного типа подходят для идеальных случаев эксплуатации светодиода, то есть, полное отсутствие скачков напряжения. Если таковые присутствуют (обыденное дело), то расчет резистора лучше всего производить с запасом.

Для тех, кто не уверен, что сможет собрать стабилизатор для светодиода по вышеуказанной схеме, предлагаем картинку, где все четко видно: что и куда подсоединять.

Что такое стабилизатор

Наверное, вы уже сами поняли, что стабилизатор – это прибор, с помощью которого выравнивается ток в независимости от скачков напряжения в сети. Существует два их типа: линейный и импульсный. Первый регулирует все параметры на выходе за счет распределения мощности между своим собственным сопротивлением и нагрузкой. Второй же намного эффективнее, потому что отдает светодиодам столько мощность, сколько им необходимо. В нем действует принцип широтно-импульсной модуляции.

При этом импульсный прибор обладает неплохим коэффициентом полезного действия, которые не падает ниже 90%. Правда, у этого прибора достаточно сложная схема в сравнении с линейным вариантом, отсюда и высокая стоимость изделия.

Кстати, стабилизаторы LM317 могут быть использованы только для линейных схем. Использовать его в цепях с большими токами нельзя. А вот для светодиода он подойдет в самый раз. В импульсных приборах рекомендуется использовать схемы HV9910.

Электронные печеньки

Arduino, DIY и немного этих ваших линуксов.

Стабилизатор напряжения и стабилизатор тока

Рассмотрим стабилизатор напряжения на примере устройства LM7805.В его характеристиках указано: 5В 1,5А. Это значит стабилизирует он именно напряжение и именно до 5В. 1,5А — это максимальный ток, который может проводить стабилизатор. Пиковая сила тока. То есть от может отдать и 3 миллиампера, и 0,5 ампер, и 1 ампер. Столько, сколько тока требует нагрузка. Но не больше полутора. Это главное отличие стабилизатора напряжения от стабилизатора тока.

Виды стабилизаторов напряжения

Различают всего 2 основных типа стабилизаторов напряжения:

• линейные
• импульсные

Линейные стабилизаторы напряжения

Например, микросхемы КРЕН или LM7805, LM1117, LM350.

Кстати, КРЕН — это не аббревиатура, как многие думают. Это сокращение. Советская микросхема-стабилизатор, аналогичная LM7805 имела обозначение КР142ЕН5А. Ну а ещё есть КР1157ЕН12В, КР1157ЕН502, КР1157ЕН24А и куча других. Для краткости всё семейство микросхем стали называть «КРЕН». КР142ЕН5А тогда превращается в КРЕН142.

Советский стабилизатор КР142ЕН5А. Аналог LM7805.

Наиболее распространенный вид. Недостаток их в том, что они не могут работать на напряжении ниже, чем заявленное выходное напряжение. Если LM7805 стабилизирует напряжение на 5 вольтах, то на вход ему подать нужно как минимум на полтора вольта больше. Если подать меньше 6,5 В, то выходное напряжение «просядет», и мы уже не получим 5 В. Еще один минус линейных стабилизаторов — сильный нагрев при нагрузке. Собственно, в этом и заключается принцип их работы — всё, что выше стабилизируемого напряжения, просто превращается в тепло. Если мы на вход LM7805 подадим 12 В, то 7 потратятся на нагрев корпуса, а 5 пойдут потребителю. Корпус при этом нагреется настолько сильно, что без радиатора микросхема просто сгорит. Из всего этого вытекает ещё один серьёзный недостаток — линейный стабилизатор не стоит применять в устройствах с питанием от батареек. Энергия батареек будет тратиться на нагрев стабилизатора. Всех этих недостатков лишены импульсные стабилизаторы.

Импульсные стабилизаторы напряжения

Импульсные стабилизаторы — лишены недостатков линейных, но и стоят дороже. Это уже не просто микросхема с тремя выводами. Выглядят они, как плата с детальками .

Один из вариантов исполнения импульсного стабилизатора.

Импульсные стабилизаторы бывают трех видов: понижающие, повышающие и всеядные. Наиболее интересные — всеядные. Независимо от напряжения на входе, на выходе будет именно то, которое нам нужно. Всеядному импульснику все равно, что на входе напряжение ниже или выше нужного. Он сам автоматом переключается в режим повышения или понижения напряжения и держит заданное на выходе. Если в характеристиках заявлено, что стабилизатору на вход можно подать от 1 до 15 вольт и на выходе будет стабильно 5, то так оно и будет. Кроме того, нагрев импульсных стабилизаторов настолько незначителен, что в большинстве случаев им можно пренебречь. Если ваша схема будет питаться от батареек или размещаться в закрытом корпусе, где сильный нагрев линейного стабилизатора недопустим — ставьте импульсный. Я использую настраиваемые импульсные стабилизаторы напряжения за копейки, которые заказываю с Aliexpress. Купить можно здесь.

Хорошо. А что со стабилизатором тока?

Не открою Америку, если скажу, что стабилизатор тока стабилизирует ток.
Токовые стабилизаторы ещё иногда называют светодиодным драйвером. Внешне они похожи на импульсные стабилизаторы напряжения. Хотя сам стабилизатор — маленькая микросхема, а всё остальное нужно для обеспечения правильного режима работы. Но обычно драйвером называют всю схему сразу.

Примерно так выглядит стабилизатор тока. Красным кружком обведена та самая схема, которая и является стабилизатором. Всё остальное на плате — обвязка.

Итак. Драйвер задаёт ток. Стабильно! Если написано, что на выходе будет ток в 350мА, то будет именно 350мА. А вот напряжение на выходе может меняется в зависимости от требуемого потребителем напряжения. Не будем пускаться в дебри теории о том. как всё это работает. Просто запомним, что вы напряжение не регулируете, драйвер сделает все за вас исходя из потребителя.

Ну так и зачем всё это нужно то?

Теперь вы знаете, чем стабилизатор напряжения отличается от стабилизатора тока и можете ориентироваться в их многообразии. Возможно, вам так и не стало понятно, зачем эти штуки нужны.

Пример: вы хотите запитать 3 светодиода от бортовой сети автомобиля. Как вы можете узнать из статьи о светодиоде, для светодиода важно контролировать именно силу тока. Используем самый распространенный вариант соединения светодиодов: последовательно соединены 3 светодиода и резистор. Напряжение питания — 12 вольт.

Резистором мы ограничиваем ток на светодиоды, чтобы они не сгорели. Падение напряжения на светодиоде пусть будет у нас 3.4 вольта.
После первого светодиода остается 12-3.4= 8.6 вольт.
Нам пока хватает.
На втором потеряется еще 3.4 вольта, то есть останется 8.6-3.4=5.2 вольта.
И для третьего светодиода тоже хватит.
А после третьего останется 5.2-3.4=1.8 вольта.
При желании добавить четвёртый светодиод — уже не хватит.
Если напряжение питания поднять до 15В, то тогда хватит. Но тогда и резистор тоже надо будет пересчитать. Резистор — простейший стабилизатор (ограничитель) тока. Их часто ставят на те же ленты и модули. У него есть минус — чем ниже напряжение, тем меньше будет и ток на светодиоде (закон Ома, с ним не поспоришь). Значит, если входное напряжение нестабильно (в автомобилях обычно так и есть), то предварительно нужно стабилизировать напряжение, а потом можно ограничить резистором ток до необходимых значений. Если используем резистор, как токовый ограничитель там, где напряжение не стабильно, нужно стабилизировать напряжение.

Стоит помнить, что резисторы имеет смысл ставить только до определенной силы тока. После некоторого порога резисторы начинают сильно греться и приходится ставить более мощные резисторы (зачем резистору мощность рассказано в статье о этом приборе) . Тепловыделение растёт, КПД падает.

Импульсный стабилизатор тока

Импульсный стабилизатор тока тоже называют светодиодным драйвером. Часто те, кто не сильно разбирается в этом, стабилизатор напряжения называют просто драйвером светодиодов, а импульсный стабилизатор тока — хорошим светодиодным драйвером. Он выдаёт сразу стабильное напряжение и ток. И почти не нагревается. Вот так он выглядит:

14 лучших ламп для авто на АлиЭкспресс

Лампы для автомобиля с АлиЭкспресс отличаются яркостью и четкостью луча, в отличие от тех, что идут штатно или продаются за гораздо большие деньги в России. Они пользуются популярностью у автолюбителей, помогают сэкономить не одну тысячу рублей. Приятно, что можно выбрать цвет по вкусу и использовать их не только в машине, но и в фонарях, если цоколь подходит. Мы выбрали 14 лучших ламп для авто на АлиЭкспресс, отличающихся качеством и яркостью, на основании отзывов пользователей.

Габаритные огни

Самые маленькие лампы для автомобиля на АлиЭкспресс для установки габаритных огней. Отличаются качеством и низкой стоимостью.

OKEEN

7 вариантов цветов компактных светодиодных габаритных ламп. Можно использовать в разных местах автомобиля, где установлен цоколь Т10. Очень простая установка, не требует усилий. Корпус металлический, сами смотрятся аккуратно, можно ставить на видное место в салон. Оттенок 6000К, теплый белый цвет, работают экономно, есть импульсный стабилизатор тока, предупреждающий перегорание. Свет четкий, луча хватает на 3-5 метров, что вполне достаточно для габаритных огней. Цена от 44 рублей за 1 лампу.

• качественный свет;
• красивый дизайн;
• достаточная яркость;
• долговечность;
• 7 вариантов цвета;
• импульсный стабилизатор тока.

RIXINGZHE

Энергосберегающая лампа, световая теплота 6000К, 5 цветов на выбор. Светят очень ярко, есть чисто белый для любителей. Добротно сделаны, хватает, по отзывам, надолго. Можно не пользоваться основным светом, достаточно габаритных огней при их яркости. Не боятся снега и дождя, нечувствительны к вибрации, от механических повреждений почти не страдают (только если прямое воздействие). Пайка прочная, цена от 63 рублей за штуку.

• свет белый чистый, яркий;
• есть 5 вариантов цвета;
• хорошая сборка;
• универсальный цоколь, под все авто;
• работает долго, без нареканий;
• монтаж простой.

• долгая доставка.

RAISE STAR

Габаритные лампы устойчивые к механическим повреждениям, не боятся вибраций. Подходят также для заднего хода. Легко установить самостоятельно, в комплекте 2 шт. Светят очень ярко, хватает надолго (от производителя заявлено 80 тыс. часов). Встроен радиатор охлаждения, стекло все же греется. Пайка местами слабая, сами по себе небольшого размера, помещаются в любое авто. Есть 4 варианта света. Цена от 155 рублей.

• очень яркий свет;
• есть выбор оттенка;
• легко монтируются;
• долгий срок службы;
• есть радиатор охлаждения;
• не боятся вибраций и ударов.

• попадается слабая пайка;
• греются.

ASLENT

Универсальные габаритные лампы, подходят под 98% автомобилей на рынке, для остальных можно воспользоваться переходником. Имеют полярность, после установки может потребоваться настройка, инструкция есть у продавца. Экономное потребление энергии, яркий свет, по заявлению продавца работает 50000 часов. Есть 3 варианта цветовых температур от холодного белого до теплого желтого, почти оранжевого. В некоторых машинах выдают ошибку и начинают моргать. Цена от 189 рублей.

• яркий светодиод;
• цветовая температура на выбор;
• универсальные;
• долговечные;
• цена доступная;
• не греются.

• на некоторых авто появляется ошибка и мигание.

KaTur

Лампы для габаритных фар, холодного белого цвета 6500К. По характеристикам предназначены для Фольксвагенов, по отзывам подходят на все машины. Достаточно яркий свет, четкий луч, ночью видно отлично, несмотря на то, что отсутствует светоотражатель. Дорогу видно в дождь, мокрый асфальт не мешает. Светят на расстояние около 5 метров. Не боятся вибрации и механических повреждений, работают при влажной погоде и под осадками. Цена от 324 рублей.

• свет холодный, белый;
• корпус алюминиевый;
• универсальный разъем для подключения;
• яркий свет ламп;
• дальность 5 м;
• недорогие.

• периодически мигают, почти незаметно.

Vexverm

Набор габаритных ламп в количестве 10 штук, представлены в разных цветах, температурой от 6000К до 6700К. Производитель заявляет срок службы 500000 часов, по отзывам долговечные. В одной лампе номинальная мощность 9 Вт, легкие по весу, простой монтаж, универсальная конструкция. Свет сильно рассеивается, присоединяются за тонкий провод, который может пострадать в процессе эксплуатации авто. Цена от 471 рубля.

• подходят для ближнего света;
• мощность высокая, яркие;
• легкие, компактные;
• в наборе 10 шт, хватит с запасом;
• долговечные;
• просто крепятся.

• тонкий провод, может повредиться.

Основные

Эти лампы для автомобиля с АлиЭкспресс можно устанавливать как противотуманные, для дальнего или ближнего света. Выпускаются с цоколем H4, Н7, Н8, Н11 и другими, все вариант по ссылке в описании.

Infitary

Предлагается несколько вариантов цоколя для установки в разные части автомобиля. Высокое качество свечения, мощность 72 Вт, ярче галогена. Металлический корпус, можно вращать и менять направление луча. Водонепроницаемые, прочные, легко устанавливаются на любую машину. Встроен вентилятор для охлаждения, греются слабо. Больше подходят для городских условий, максимальная дальность света 5 метров. В дождь и снег видимость средняя, на магистрали плохая. Цена от 528 рублей.

• теплый белый свет;
• яркие;
• легко присоединить;
• есть охлаждающий вентилятор;
• металлический корпус;
• влагонепроницаемость.

• дальности хватает на 5 метров;
• в дождь и снег слабый свет.

XSTORM LED

LED-лампы, экономичные (производитель заявляет до 50000 часов), свет чистый белый 6000К. Алюминиевая плата, качественная сборка. Мощные светодиодные кристаллы 3030, металлический корпус. Не боятся вибраций, дождя и снега, хорошо переносят мороз. Нет четкой границы света, но высокая яркость. При высокой влажности и в тумане свет рассеивается, нет прямого луча. Работают без нареканий, самостоятельно поставить можно без проблем. Цена от 707 рублей.

• яркий свет;
• долговечные;
• легко поставить своими руками;
• подходят под все автомобили;
• мягкий белый свет;
• не боятся влажности и холода.

• нет четкой границы света.

BULLVISION

По заявлению производителя работоспособность сохраняют более 100000 часов. Хорошо переносят вибрацию, мощный луч, яркий, четкий. Подходит для дальнего света, в тумане и на асфальте после дождя показали себя отлично. Корпус алюминиевый, присутствуют прорезиненные заглушки. При установке они могут помешать, нужно подрезать. Не нагреваются, не боятся морозов. Для некоторых автомобилей может потребоваться переходник, этот момент можно уточнить у продавца. Свет чистый белый. Цена от 744 рублей.

• долговечные;
• стойко переносят механические повреждения, вибрации;
• не нагревают стекло;
• корпус прочный;
• качественная сборка;
• яркий и дальний свет.

• монтаж непростой, может потребоваться переходник.

XSTORM Halogen

Галогеновые лампы высокой мощности с цоколем H7. Светильник противотуманный, очень яркий. Подходит не только для автомобилей, но и для ручных фонарей или других устройств с таким же цоколем. Мощность 100 Вт, цветовая температура 5000К, может показаться немного желтоват. Долговечные, но есть нюанс: пользователи не рекомендуют продолжительную эксплуатацию, так как цоколь со временем плавится и может загореться. В целом, лампы отличные, монтаж простой, размеры компактные. Цена от 119 рублей.

• яркий, чуть желтоватый цвет;
• луч четкий, границу видно;
• далеко светит, в дождь и туман работает;
• мощность высокая;
• универсальный цоколь;
• не боятся влаги и вибрации.

• при длительном использовании плавит цоколь.

BAISHIDE

Несколько вариантов теплоты света от 3000К до 25000К, широкий угол рассеивания до 360 градусов. Универсальный разъем, подходит под большинство автомобилей. Для новых машин может понадобиться переходник. Встроен маленький вентилятор, охлаждает хорошо, лампы не греют стекло. На дороге ведут себя отлично, все видно на дальние расстояния, встречный поток не слепят. Подходят для эксплуатации в дождь, снег и туман. Не боятся повреждений, тряски и воды. Цена 586 рублей.

• светодиоды качества ксенона;
• долгий срок службы;
• есть выбор теплоты цвета;
• не боятся влаги, холода и снега;
• хорошо светят при высокой влажности;
• устанавливаются на любые авто.

• большие блоки, возможно придется подрезать.

RACBOX

Мощные 72 Вт лампы с интеллектуальной системой охлаждения. Хорошо переносят холод и жару, яркий свет, есть варианты температуры свечения на выбор. Варианты на 12000Л и на 14000Л, второй с немым вентилятором и супер быстрым охлаждением. Полярности нет, устанавливаются просто, подходят под все автомобили. Конструкция надежная, материалы прочные, не боится влаги и вибрации. Вентилятор может работать в экстремальных условиях. Цена от 707 рублей.

• мощный свет;
• яркие;
• далеко распространяют свечение;
• легкий монтаж;
• хорошая сборка;
• не боятся экстремальных условий.

• на дальнем свете рассеивается пучок.

BAGELED

Лампы с чипом ZES, высокой мощности, яркие. Корпус металлический, универсальный, подходит под большинство автомобилей. Есть 3 варианта теплоты света, встроен вентилятор охлаждения, не греют стекло фары. Встречных водителей не слепит, конструкция прочная, не боится экстремальных условий, снега, дождя и реагентов. Мокрую дорогу и туман освещает хорошо. Цена от 637 рублей.

• прочный корпус;
• легкий монтаж;
• не боятся воды, снега и мороза;
• не греют стекло;
• долговечные;
• универсальные.

• не ко всем авто подходят по размерам, можно подровнять форму или цоколь.

GEETANS

Необычной формы лампы, красиво смотрятся в процессе эксплуатации. Встроена медная охлаждающая лента, нагреваются минимально. Теплота 6000К, подходят под большинство машин. Реагируют на переключение радиоволны – мигают. Светят очень ярко, заметно лучше заводских ламп. Для некоторых авто не подходят по размеру, нужно уточнить как место в фаре соотносится с диаметром лампы перед покупкой. Цена от 1249 рублей.

• красивый дизайн;
• свет яркий;
• не слепят встречное движение;
• прочная конструкция;
• охлаждаются моментально;
• универсальные.

• реагируют на радио;
• крупные.

Вся правда о регулировке яркости светодиодных ламп: диммеры, драйверы и теория

Регулировка яркости источников света применяется, для создания комфортной освещенности помещения или рабочего места. Регулировка яркости возможна устройство нескольких цепей, которые включаются отдельными выключателями. В таком случае вы получите ступенчатое изменение освещенности, а также отдельные светящиеся и выключенные лампы, что может вызвать неудобства.

Стильные и актуальные дизайнерские решения включают в себя плавную регулировку общей освещенности при условии свечения всех ламп. Это позволяет создать как интимную обстановку для отдыха, так и яркую для торжеств или работы с мелкими деталями.

Ранее, когда основными источниками света были лампы накаливания и точечные светильники с галогенными лампами проблем с регулировкой не возникало. Использовался обычный 220В диммер на симисторе (или тиристорах). Который обычно был в виде выключателя, с поворотной ручкой вместо клавиш.

С приходом энергосберегающих (компактных люминесцентных ламп), а потом и светодиодных такой подход стал невозможен. В последнее же время подавляющее большинство источников света – это светодиодные светильники и лампочки, а лампы накаливания запрещены для использования в осветительных целях во многих странах.

Занятно то, что на упаковке от отечественных ламп накаливания сейчас указывают что-то вроде: «Электрический теплоизлучатель».

В этой статье вы узнаете о принципе регулирования яркости светодиодов, а также о том, как это выглядит на практике.

Содержание статьи

Теория

Любой полупроводниковый диод – это электронный прибор, который пропускает ток в одном направлении. При этом протекание тока не имеет линейно зависимости от приложенного напряжения, скорее она напоминает ветвь параболы. Это значит, что когда вы к светодиоду приложите малое напряжение – ток протекать не будет.

Ток через него протечет только в том случае, когда напряжение на диоде превысит пороговое значение. Для обычных выпрямительных диодов оно лежит в пределах от 0.3В до 0.8В в зависимости от материала из которого сделан диод. Кремниевые диоды берут на себя около 0.7В, германиевые 0.3В. Диоды Шоттки порядка 0.3В.

Светодиод не стал исключением. Пороговое напряжение белого светодиода около 3В, вообще оно зависит от полупроводника из которого он сделан, от этого зависит и цвет его свечения. Так, на красном светодиоде напряжение около 1.7 В. При достижении этого напряжения начнет протекать ток, и светодиод начнет светиться. Ниже вы видите вольтамперную характеристику светодиода.

Яркость свечения светодиода зависит от силы тока через него. Это отражено на графике ниже.

Яркость идеального теоретического светодиода линейно зависит от тока, но в реальности дела несколько отличаются. Это связано с дифференциальным сопротивлением диода и его тепловыми потерями.

Светодиод – прибор, который питается током, а не напряжением. Соответственно, для регулировки его яркости нужно изменять силу тока.

Разумеется, что сила тока зависит от приложенного напряжения, но как вы можете судить из первого графика, даже незначительное изменение напряжения влечет за собой несоизмеримое увеличение тока.

Поэтому регулирование яркости с помощью простого реостата – занятие бесполезное. В такой схеме, при уменьшении сопротивления реостата светодиод внезапно загорится, а после его яркость незначительно возрастет, далее, при чрезмерном приложенном напряжении, он начнет сильно греется и выйдет из строя.

Отсюда выходит задание: Регулировать ток при определенном значении напряжения с незначительным его изменением.

Способы регулирования яркости светодиодов: линейные «аналоговые» регуляторы

Первое что приходит в голову это использовать биполярный транзистор, ведь его выходной ток (коллектора) зависит от входного тока (базы), включенного по схеме общего коллектора. Мы уже рассматривали их работу в большой статье о биполярных транзисторах.

Вы изменяете ток базы изменяя падение напряжения на переходе эмиттер-база с помощью потенциометра R2, резисторы R1 и R3 нужны для ограничения тока при максимально открытом транзисторе рассчитываются исходя из формулы:

R=(Uпитания-Uпадения на светодиодах-Uпадения на транзисторе)/Iсвет.ном.

Эту схему я проверял, она неплохо регулирует ток через светодиоды и яркость свечения, но заметна некоторая ступенчатость на определенных положениях потенциометра, возможно это связано с тем, что потенциометр был логарифмическим, а возможно из-за того что любой pn-переход транзистора это тот же диод с такой же ВАХ.

Лучше для этой задачи подойдет схема стабилизатора тока на регулируемом стабилизаторе LM317, хотя её чаще применяют в роли стабилизатора напряжения.

Её можно и использовать для получения фиксированного тока при постоянном напряжении. Это особенно полезно при подключении светодиодов к бортовой сети автомобиля, где напряжение в сети при заглушенном двигателе около 11.7-12В, а при заведенном доходит до 14.7В, разница более чем в 10%. Также отлично работает и при питании от блока питания.

Расчёт выходного тока достаточно прост:

Получается достаточно компактное решение:

Этот способ не отличается высоким КПД, он зависит от разницы напряжений между входом стабилизатора и его выходом. Всё напряжение «сгорает» на LM-ке. Потери мощности здесь определяются по формуле:

Чтобы повысить эффективность работы регулятора, нужен кардинально другой подход – импульсный регулятор или ШИМ-регулятор.

Способы регулирования яркости: ШИМ-регулировка

ШИМ расшифровывается, как «широтно-импульсная модуляция». В её основе лежит включение и выключение питания нагрузки на высокой скорости. Таким образом, мы получаем изменение тока через светодиод, поскольку каждый раз на него подается полное напряжение, необходимое для его открытия. Он быстро включается и отключается на полную яркость, но из-за инерционности зрения мы этого не замечаем и это выглядит как снижение яркости.

При таком подходе источник света может выдавать пульсации, не рекомендуется использовать источники света с пульсациями более 10%. Подробные значения для каждого вида помещений описаны в СНИП-23-05-95 (или 2010).

Работа под пульсирующим светом вызывает повышенную утомляемость, головные боли, а также может вызвать стробоскопический эффект, когда вращающиеся детали кажутся неподвижными. Это недопустимо при работе на токарных станках, с дрелями и прочим.

Схем и вариантов исполнения ШИМ-регуляторов великое множество, поэтому все их перечислять бессмысленно. Простейший вариант – это собрать ШИМ-контроллер на базе микросхемы-таймера NE555. Это популярная микросхема. Ниже вы видите схему такого светодиодного диммера:

А вот фактически это одна и та же схема, разница в том, что здесь исключен силовой транзистор и она подходит для регулировки 1-2 маломощных светодиодов с током в пару десятков миллиампер. Также из неё исключен стабилизатор напряжения для 555-микросхемы.

Подробнее про широтно-импульсную модуляцию:

Как регулировать яркость светодиодных ламп на 220В

Ответ на этот вопрос простой: обычные светодиодные лампы практически не регулируются – т.е. никак. Для этого продаются специальные диммируемые светодиодные лампы, об этом написано на упаковке или нарисован значок диммера.

Пожалуй, самый широкий модельный ряд диммируемых светодиодных ламп представлен у фирмы GAUSS – разных форм, исполнений и цоколей.

Устройство диммируемых светодиодных ламп:

Почему нельзя диммировать светодиодные лампы 220В

Дело в том, что схема питания обычных светодиодных ламп построена либо на базе балластного (конденсаторного) блока питания. Либо на схеме простейшего импульсного понижающего преобразователя первого рода. 220В диммеры в свою очередь просто регулируют действующее значение напряжения.

Различают такие диммеры по фронту работы:

1. Диммеры срезающие передний фронт полуволны (leading edge). Именно такие схемы чаще всего встречаются в бытовых регуляторах. Вот график их выходного напряжения:

2. Диммеры срезающие задний фронт полуволны (Falling Edge). Различные источники утверждают, что такие регуляторы лучше работают как с обычными, так и с диммируемыми светодиодными лампами. Но встречаются они гораздо реже.

Обычные светодиодные лампы практически не будут изменять яркость с таким диммером, к тому же это может ускорить их выход из строя. Эффект такой же, как и в схеме с реостатом, приведенной в предыдущем разделе статьи.

Стоит отметить, что большинство дешевых регулируемых LED-ламп ведут себя точно также, как и обычные, а стоят дороже.

Регулировка яркости светодиодных ламп – рациональное решение 12В

Светодиодные лампы на 12В широко распространены в цоколях для точечных светильников, например G4, GX57, G5.3 и другие. Дело в том, что зачастую в этих лампах отсутствует схема питания как таковая. Хотя в некоторых установлен на входе диодный мост и фильтрующий конденсатор, но это не влияет на возможность регулирования.

Это значит, что можно регулировать такие лампочки с помощью ШИМ-регулятора.

Таким же образом, как и регулируют яркость LED-ленты. Простейший вариант регулятора, вот такой вот на проводках, в магазинах они обычно называются как: «12-24В диммер для светодиодной ленты».

Они выдерживают, в зависимости от модели, порядка 10 Ампер. Если вам нужно использовать в красивой форме, т.е. встроить вместо обычного выключателя, то в продаже можно найти такие сенсорные 12В диммеры, или варианты с вращающейся ручкой.

Вот пример использования такого решения:

Ранее применялись галогеновые лампы на 12В их питали от электронных трансформаторов, и это было отличным решением. 12 вольт – это безопасное напряжение. Чтобы запитать эти лампы на 12В электронный трансформатор не подойдет, нужен блок питания для светодиодных лент. В принципе, переделка освещения с галогеновых на светодиодные лампы в этом и заключается.

Заключение

Самым разумным решением регулирования яркости светодиодного освещения является использовании 12В ламп или светодиодных лент. При понижении яркости возможно мерцание света, для этого можно попробовать использовать другой драйвер, а если вы делаете шим-регулятор своими руками – увеличить частоту ШИМ.

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.