Стабилизатор для светодиодов с ограничения по току

Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов

Рассмотрим самый простой вариант изготовления светодиодного драйвера своими руками с минимальными затратами времени. Для расчёта стабилизатора тока на LM317 для светодиодов используем калькулятор, которому необходимо указать требуемую силу тока для LED диодов. Предварительно составьте схему включения светодиодов, учитывая максимальную мощность микросхемы и блока питания для светодиодов. Заранее поищите систему охлаждения для всей конструкции.

• 1. Схема подключения
• 2. Пример расчётов и сборки
• 3. Основные электрические характеристики
• 4. Импульсные драйверы

Калькулятор

Схема подключения

О различных способах питания светодиодов от 12 и 220 вольт прочитайте в статье «Как подключить светодиод«.

Для изготовления стабилизатора тока на LM317 с возможностью регулирования, вместо постоянного резистора поставить мощное переменное сопротивление. Номинал переменного сопротивления можно вычислить, указав калькулятору границы регулирования. Сопротивление может быть от 1 до 110Ом, это соответствует максимальному и минимальному. Но рекомендую отказаться от регулировки Ампер в нагрузке переменным сопротивлением. Правильно реализовать будет сложно и лишком большой будет нагрев.

Мощность постоянного резистора для стабилизатора тока по рассеиванию тепла должна быть с запасом, вычисляется по формуле:

• I² * R = Pвт
  сила тока в квадрате умноженное на сопротивление резистора.

В качестве блока питания можно использовать трансформаторный или импульсный источник напряжения с полярным напряжением. В качестве выпрямителя лучше использовать классический диодный мост, после которого установлен конденсатор большой емкости.

Регулятор тока на LM317 LM317T работает по линейному принципу, поэтому может достаточно сильно нагреваться из-за невысокого КПД. Наличие приличного радиатора обязательно. Если контроль нагрева показал низкую температуру нагрева, то его можно уменьшить.

Если количество Ампер требуется более 1,5А, то в стандартную схему надо добавить пару элементов. Можно получить до 10А, установив мощный транзистор KT825A и резистор на 10ом.

Этот вариант подходит для тех, у кого под рукой нет LM338 или LM350.

Вариант стабилизатора тока на 3А сделан на транзисторе КТ818, Амперы в нагрузке регулируются и рассчитывается во всех схемах одинаково на калькуляторе.

Пример расчётов и сборки

Если собрать очень хочется а подходящего блока питания нет, то есть несколько вариантов это решить. Выменять у соседа или подключить схему к батарее на 9V типа Крона. На фото видно всю схему в сборе со светодиодом.

Если для светодиодов необходим 1А, то указываем это в калькуляторе и получаем результат 1,25ом. Резистора точно такого номинала нет, поэтому устанавливаем подходящий с номиналом в сторону увеличения Ом. Второй вариант, это использовать параллельное и последовательное подключение резисторов. Правильно подключив несколько сопротивлений получим необходимое количество Ом.

Ваши стабилизаторы тока на LM317 будут похожи на ниже представленные изделия.

А если вы страдаете полным светодиодным фанатизмом, то будет выглядеть так.

Основные электрические характеристики

Настоятельно рекомендую не эксплуатировать LM317 на предельных режимах, китайские микросхемы не имеют запаса прочности. Конечно есть встроенная защита от короткого замыкания и перегрева, но не надейтесь что она будет срабатывать каждый раз.

В результате перегрузки может выгореть не только ЛМ317 но и то что к ней подключено, а это уже совсем другой ущерб.

Основные параметры LM317:

1. входное до 40В;
2. нагрузка до 1,5А;
3. нагрев до 125°;
4. регулятор КЗ.

Если нагрузки в 1А вам будет недостаточно, то можно применить более мощные модели стабилизаторов LM338 и LM350, 5А и 3А соответственно.

Внешний вид LM338

Для улучшения теплоотдачи увеличен корпус TO-3, такой часто встречается у советских транзисторов. Но выпускается и в малом корпусе TO-220, рассчитанном на меньшие нагрузки.

Параметры LM338:

1. входное до 32V;
2. нагрузка до 5А;
3. защита от перегрева и короткого замыкания.

Расположение контактов на LM338

Импульсные драйверы

Благодаря китайскому трудолюбию блоки питания, стабилизаторы тока и напряжения можно купить в зарубежных интернет-магазинах по 50-150руб. Регулировка приводится небольшим переменным сопротивлением, при 2-3 Амперах они не требуют радиатора для охлаждения контроллера драйвера. Заказать можно например на популярном базаре Aliexpress.com Основной недостаток, это ждать 2-4 недели, но цена самая низкая, можно брать сразу полкило.

Часто ищу на Авито в своём городе, способ быстрый и недорогой. Я и многие другие заказывают стабилизаторы с запасом, вдруг будут неисправные. Затем лишнее продают по объявлениям, и всегда можно поторговаться.

Здравствуйте! мне понравилась схема токового стабилизатора в паре с транзистором кт818. а можно ли Вас попросить нарисовать схему с транзистором кт 808 или 2n3055, у меня просто 10 штук дома лежит. Спасибо.

Нарисовать мало, схему надо опробовать и настроить. Лучше купить обычный KT818.

Здавствуйте, спасибо вам за ценные статьи и советы, узнал много нового. Подскажите пожалуйста, хочу подключить 3 светодиодные матрицы по 10 Вт., полный спектр от ноутбучного блока 40вт. Правильно ли я понял, потребуется три стабилизатора тока и три резистора, подключать все три матрицы(с установленными в каждой стабилизатором и резистором) параллельно? Какого сечения провод выбрать, и нет ли подводных камней с «полным спектром»?

Читайте раздел «Питание» на моём сайте.

Испытывал я ЛМ317Т в качестве регулятора напряжения (две штуки). Хочу сказать, что защиты от КЗ методом ограничения тока у нее НЕ ОБНАРУЖЕНО. Валит 1,6 А, 1,8 А, если плавно повышать проводимость микросхемы. Может, мне попались две подделки?

Наверное подделка, у меня отключается она при замыкании.

Добрый день!
Я правильно понял: для безотказной работы светодиода, в сети автомобиля с напряжением 14,5 в ,достаточно стабилизатора тока?Или необходимо ещё стабилизировать напряжение?
Вами указан готовый китайский стабилизатор тока на плате с LM317,конденсатором и 2а клемника,но он вроде как является стабилизатором напряжения(судя по описанию продавцом) ссылка на товар:
Что посоветуете использовать для подключения китайской светодиодной ленты в автомобиле?

Прочитайте статью про подключение светодиодной ленты в авто

Стабилизатор тока для подключения светодиодов в машине

В интернете можно найти множество мнений и перекрикиваний по поводу того, как же надо все-таки подключать светодиоды в машине. Действительно вариантов много, а мнений на этот счет не менее. И здесь написана не одна статья на эту тему, в попытке рассказать и о самых простых и сложных схемах. Это может быть и резистор и стабилизатор и даже ШИМ. И здесь предпочтение в выборе схемы подключения светодиода будет связано со многими факторами, — сколько вам надо подключить светодиодов, доверяете ли вы своему генератору с его скачками напряжения, с уровнем подготовленности того, кто будет все это реализовывать электрическую схему. Ну так вот, кроме того здесь есть и еще одно вполне жизненное и вполне оправданное мнение, обычно оно исходит от людей со специальным образованием, которые часто корят любителей за то, что они питают светодиоды обеспечивая не контроль по падению напряжения , а по току проходящему через светодиод. Ведь именно ток является номинальной величиной, которая подлежит контролированию, дабы светодиод все-таки работал долго и успешно!

Зависимость тока и напряжения при питания светодиода

Собственно здесь надо бы сказать пару слов об особенностях того и другого варианта. Вначале конечно вспомню формулу Ома, где зависимость сопротивления прямо пропорциональна напряжению и обратно току. Собственно даже считать не буду, а сделаю умозаключение, что при определенном получившемся токе в цепи будет падать определенное напряжение на сопротивлении. И обратное, — при падении определенного напряжения на сопротивлении, в нем будет протекать известный ток! Все это к тому, что чудес не бывает и ток и напряжения вполне зависимые величины, разве что их зависимость будет определяться либо сопротивление в цепи, либо максимальным током, который способен выдать источник питания. Однако мы будем по умолчанию принимать, что источник питания (аккумулятор) у нас выдает любую величину тока, по крайней мере, для экспериментов со светодиодами на автомобильном аккумуляторе это можно утверждать наверняка!
Так вот здесь остается вроде как подытожить, что как бы мы не умничали, но номинальное поданное на светодиод напряжение будет порождать номинальный ток питания для него. Или можно сказать так, номинальный ток, будет соответствовать номинальному напряжению. Изменить ток может либо изменение внутреннего сопротивления светодиода, либо уже повышение напряжения на входе. Собственно это все к тому, что пока наш светодиод работает в номинальных режимах, не перегревается, нет скачков напряжения, то и со стабилизатором напряжения он будет работать долго и счастливо! Однако если вы не уверены в своем генераторе, который легко может выдать вместо 14 уже 16 вольт, или в светодиоде, который может «пойти в разнос» при перегреве, особенно если это несколько подключенных последовательно светодиодов. В итоге внутреннее сопротивление одного из них может уменьшиться, ведь у полупроводников обратная зависимость от проводников, в этом случае ток станет больше номинального. (*Сопротивление полупроводников уменьшается при нагреве и других воздействиях, в отличии от проводников, где оно увеличивается.) Тогда можно утверждать о том, что регулировать именно ток, а не напряжение для светодиода (ов) будет все же более правильным вариантом, нежели напряжение!

Схема регулятора тока для подключения светодиода в машине

Вначале о самой микросхеме – регуляторе тока. Наиболее популярна LM317. В каких только корпусах она не выпускается. Корпус 220 или 221 может рассеивать мощность при проходящем токе через микросхему до 1,5 А, если применить радиатор, остальные само собой меньше.

Сама микросхема может работать как стабилизатором напряжения, как серия 78xx, так и стабилизатором тока. Все зависит от схемы подключения. Нас интересует стабилизатор тока.
Ну и как же это все в итоге работает? Сама микросхема является активным элементом включенным в цепь, при этом регулировка тока между Vin (входом) и V out (выходом) происходит посредством измерений напряжения на ножке Vadj, именно этот вход является управляющим для работы микросхемы. Схема включения для стабилизатора тока на базе LM317 выглядит следующим образом.

При этом в номинальном режиме работы, напряжение на выходе Vout, должно быть больше на 1,25 Vв любом случае, даже в самом критичном. По факту это разница для задания «опорного напряжения», с помощью резистора.

То есть если создать экстремальные параметры работы и посадить ножку Vadj на землю, то на выходе будет V out 1,25 вольта, при токе стабилизации 0,01 А и необходимом минимум напряжения на входе в 3 вольта больше, то есть 4.25 вольта. А вот если подать максимальные 40 вольт на вход, и задать «опорное напряжение» в 1,25 вольта, то на выходе будет 37 вольт и ток стабилизации в 1,5 А.
Это можно посмотреть из Даташита (таблица 6.3). То есть опять возвращаемся на круги своя, понимая, что ограничение напряжение внутренним сопротивлением микросхемы или на ее входе не может не влиять на выходной ток.

В общем-то понятно, что сопротивление должно рассчитываться так. R=1.25 V/Iout (исходя из формулы на картинке даташита). То есть скажем для светодиода током 20 мА получается: R=1.25 /0.02=62.5 Ом. Напряжение не применяется в расчетах, ведь по сути микросхеме на него «пофиг», главное ток, но опять же из зависимости формулы Ома получится около 3 вольт на выходе, что и будет номинальным напряжением питания для светодиода.
При этом если мы светодиодов добавим, то есть подключим их последовательно, то упадет напряжение на выходе и проходящий ток через них, за счет увеличения сопротивления на землю. В итоге, на это отреагирует микросхема, подняв напряжение. Само собой поднимется ток, опять же до номинальных расчетных 20 мА. То есть с резистором 62.5 у нас всегда будет ток 20 мА, не важно сколько там стоит последовательно светодиодов!
Однако на счет «не важно» я тоже соврал, ведь здесь будет работать ограничение по входящему напряжению. Если на входе его нет, то и на выходе ему неоткуда взяться. Получается, что при падении на микросхеме 3 вольт, мы можем максимум подключить последовательно 3-4 светодиода к напряжению в машине в 14 вольт. Все дальнейшие потуги микросхемы на счет поднятия напряжения и само собой тока за счет внутреннего изменения сопротивления просто не дадут результата.
Из этого можно сделать простой вывод, что все равно нам надо знать напряжения питания светодиода, а не только его ток потребления, дабы не переусердствовать. Ну да ладно, теперь окончательная схема для стабилизатора тока LM317 на машине для подключения светодиода.

Само собой если надо будет подключить большее количество светодиодов, то подключаем их уже параллельно тем, что есть.

Ну и если уж начал я статью в надежде сделать надежную схему для светодиодов, но нельзя упомянуть о их защите, в виде обратных диодов, которые будут защищать светодиоды от обратного тока. Ведь если будут скачки обратного напряжения, даже с незначительным током, то светодиоды могут сгореть.

И маленькая табличка с расчетными значениями потребляемого тока и выбором резистора под него.
* При токе более 300 мА ставим LM на радиатор.

На этом можно в принципе уже и завершить статью, разве что упомянув еще об налогах LM317
Полные аналоги:
• GL317;
• SG317;
• UPC317;
• ECG1900.

Товары c aliexpress, новинки, обзоры. Диагностика автомобилей Vag. Ретрофит фар

Как надежно запитать светодиоды, чтобы и не сгорали. LM317

• Перейти на страницу:

Как надежно запитать светодиоды, чтобы и не сгорали. LM317

Сообщение light » 13 мар 2008, 23:45

LM317 в стабилизаторе тока светодиодов.
Или, как надежно запитать светодиоды, чтобы горели и не сгорали.

Пройдет еще 5-10 лет и
твердотельные источники
света вытеснят все
остальные.

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?

[spoiler=как сделать самый простой стабилизатор тока]

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 напряжения нужен всего 1 резистор!

Схема включения выглядит следующим образом:

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. ).

Для белых светодиодов рабочее напряжение в среднем равно 3,2 вольта. В автомашине (легковой) бортовое напряжение колеблется (в опять же среднем) от 11,6 вольт в режиме работы от аккумулятора и до 14,2 вольта при работающем двигателе. Для российских машин учтем выбросы в «обратке» (и в прямом направлении до 100 ! вольт).

Включить последовательно можно только 3 светодиода — 3,2*3 = 9,6 вольта, плюс 1,25 падение на стабилизаторе = 10,85. Плюс диод от обратного напряжения 0,6 вольта = 11,45 вольта.

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 LMка потребует радиатор.

Вот и все!

наша схема, удачи Вам!

В принципе супрессор для дешевых светодиодов можно и не ставить, н о 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, но если надо пишите на форуме.

Еще забыл: — по схеме, если непонятно! На К1 подаем плюс «+», а на К2 минус (на шасси автомашины садим).

Re: Как надежно запитать светодиоды, чтобы и не сгорали. LM

Сообщение Ozon » 19 мар 2008, 01:09

Данная статья не претендует на оригинальность.
[spoiler=Описываемый стабилизатор обладает следующими характеристиками:]Описываемый стабилизатор обладает следующими характеристиками:
• максимальный ток — 2 А
• выходное напряжение 1,25 — 12 В
• максимальная рассеиваемая мощность — 15А
• стабилизация по входу — 0,01%/В
• стабилизация по нагрузке — 0,1%
• ослабление пульсаций — 80 дБ
Основным элементом стабилизатора является замечательная микросхема LM317T. В микросхеме имеется полная защита от перегузок, ограничения по току, тепловая защита. Все выше перечисленные защиты отлично работают в отличие , от аналогов отечественного производства.
Схема стабилизатора очень проста и не требует практически ни каких пояснений.
Резистор R2 является регулятором выходного напряжения. При минимуме R2 напряжение на выходе стабилизатора минимально — 1,25 В. При максимуме соответственно максимально (если отключить нижний по схеме вывод R2, то Uвых равно Uвх).
Несколько слов о конструктивных особенностях стабилизаторов на микросхемах серии LM117/LM217/LM317.
На входе стабилизатора рекомендуется использовать шунтирующий керамический конденсатор емкостью 0,1 мкф или танталовый 1 мкф включенный как можно ближе к выводам стабилизатора. Не рекомендуется шунтировать выход стабилизатора емкостями в диапазоне от 500 до 5000 пФ, т.к. это приводит к чрезмерному «звону» выходного напряжения.
Резистор R1 следует подключать непосредственно вблизи выводов стабилизатора. Подключение данного резистора вблизи нагрузки достаточно сильно снижает стабилизацию. Резистор R2 необходимо подключать верхним по схеме выводом так же ближе к стабилизатору, а провод от нижнего вывода ближе к нагрузке.
Ток корый может выдержать стабилизатор конечно маловат, но это не страшно, т.к. стабилизаторы можно включать паралельно. К каждой микросхеме-стабилизатору всего лишь необходимо подключить свои Д1, Д2 и включить в имеющеюся схему стабилизатора. Таким образом можно изготавливать блоки питания на 15 А и более. Входные и выходные напряжения так же могут варироваться в больших пределах главное, что бы разница между входным и выходным напряжением не привышала 40 вольт!
Следует помнить при установке микросхем на радиатор, что фланец микросхемы следует изолировать от радиатора, т.к. на фланце присутствует напряжение Uвых.
Более подробную информацию можно найти на сайте производителей (National Semiconductor).
HamFan

Две простые, но надежные схемы стабилизатора тока для светодиодов в авто

Важнейшим параметром питания любого светодиода является ток. При подключении светодиода в авто, необходимый ток можно задать с помощью резистора. В этом случае резистор рассчитывается исходя из максимального напряжения бортовой сети (14,5В). Отрицательной стороной данного подключения является свечение светодиода не на полную яркость при напряжении в бортовой сети автомобиля ниже максимального значения.

Более правильным способом является подключение светодиода через стабилизатор тока (драйвер). По сравнению с токоограничивающим резистором, стабилизатор тока обладает более высоким КПД и способен обеспечить светодиод необходимым током как при максимальном, так и при пониженном напряжении в бортовой сети автомобиля. Наиболее надежными и простыми в сборке являются стабилизаторы на базе специализированных интегральных микросхем (ИМ).

Стабилизатор на LM317

Трёхвыводной регулируемый стабилизатор lm317 идеально подходит для конструирования несложных источников питания, которые применяются в самых разнообразных устройствах. Простейшая схема включения lm317 в качестве стабилизатора тока имеет высокую надежность и небольшую обвязку. Типовая схема токового драйвера на lm317 для автомобиля представлена на рисунке ниже и содержит всего два электронных компонента: микросхему и резистор. Помимо данной схемы, существует множество других, более сложных схемотехнических решений для построения драйверов с применением множества электронных компонентов. Детальное описание, принцип действия, расчеты и выбор элементов двух самых популярных схем на lm317 можно найти в данной статье.

Главные достоинства линейных стабилизаторов, построенных на базе lm317, простота сборки и дешевизна используемых в обвязке компонентов. Розничная цена самого ИС составляет не более 1$, а готовая схема драйвера не нуждается в наладке. Достаточно замерить мультиметром выходной ток, чтобы убедиться в его соответствии с расчётными данными.

К недостаткам ИМ lm317 можно отнести сильный нагрев корпуса при выходной мощности более 1 Вт и, как следствие, необходимость в отводе тепла. Для этого в корпусе типа ТО-220 предусмотрено отверстие под болтовое соединение с радиатором. Также недостатком приведенной схемы можно считать максимальный выходной ток , не более 1,5 А, что устанавливает ограничение на количество светодиодов в нагрузке. Однако этого можно избежать путём параллельного включения нескольких стабилизаторов тока или использовать вместо lm317 микросхему lm338 или lm350, которые рассчитаны на более высокие токи нагрузки.

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.

Стоит подчеркнуть важность наличия конденсатора на входе, без которого ИМ PT4115 при первом же включении выйдет из строя.

Понять, почему так происходит, а также ознакомиться с более детальным расчетом и выбором остальных элементов схемы можно здесь. 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.

PT4115 имеет вход DIM, который значительно расширяет её возможности. В простейшем варианте, когда нужно просто зажечь светодиод на заданную яркость, он не используется. Но если необходимо регулировать яркость светодиода, то на вход DIM подают либо сигнал с выхода частотного преобразователя, либо напряжение с выхода потенциометра. Существуют варианты задания определенного потенциала на выводе DIM с помощью МОП-транзистора. В этом случае в момент подачи питания светодиод светится на полную яркость, а при запуске МОП-транзистора светодиод уменьшает яркость наполовину.

К недостаткам драйвера светодиодов для авто на базе PT4115 можно отнести сложность подбора токозадающего резистора Rs из-за его очень малого сопротивления. От точности его номинала напрямую зависит срок службы светодиода.

Обе рассмотренные микросхемы прекрасно зарекомендовали себя в конструировании драйверов для светодиодов в автомобиле своими руками. LM317 – давно известный проверенный линейный стабилизатор, в надежности которого нет сомнений. Драйвер на его основе подойдёт для организации подсветки салона и приборной панели, поворотов и прочих элементов светодиодного тюнинга в авто.

PT4115 – более новый интегральный стабилизатор с мощным MOSFET-транзистором на выходе, высоким КПД и возможностью диммирования.