—>Автозапчасти и СТО —>

И так, речь сегодня пойдет о светодиодах…
Современные технологии не стоят на месте, и не так давно в конкуренцию обычным лампам накаливания и газоразрядным присоединились светодиоды. Стоит отметить что сама технология далеко не новая, ей около века. Ранее светодиоды применяли для индикации и лишь позже постепенно, начиная с подсветки чего либо, технология перешла на освещение. Конечно же и сам светодиод претерпел при развитии некоторые изменения, от оптических изменений и до систем охлаждения.

Нажмите на изображение чтобы увеличить

Вкратце о светодиодах:

Светодио́д или светоизлучающий диод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.

Моргает светодиод, проблема?

Изучив различные переписки на форумах автомобильной тематикой, можно сделать вывод, что с проблемой моргания светодиодных ламп в машине сталкивается огромная часть автолюбителей. Как правило, это автолюбители, пытающиеся своими руками улучшить освещение салона, модернизировать габаритные или осветительные фары.

Хаотичное мигание с последующим выходом из строя лампы раздражает водителя, а в его голове возникает вопрос: «Почему это произошло?» Ведь на упаковках светодиодных ламп красуется яркая надпись: «Срок службы – 30 тыс. часов». Чтобы разобраться с подобными причинами и найти ответ, необходимо понять, как и чем нужно правильно «кормить» светодиод в автомобиле…

Правильное включение светодиода

Важнейший параметр светодиода – номинальный ток потребления, то есть ток, при котором производитель гарантирует оптимальную светоотдачу в течение заявленного срока жизни изделия. В идеале функцию токового ограничителя должен выполнять стабилизатор тока, встроенный в осветительный прибор. Однако зачастую этого самого стабилизатора как раз-то и нет. В крупногабаритных приборах еще можно исправить ситуацию. А как быть с маломощными светодиодными лампами небольшого размера, которые часто ставят в габаритные огни, приборную панель или различные малогабаритные приборы салона автомобиля? Корпус этих приборов слишком мал даже для установки примитивного стабилизатора тока. Для решения этой проблемы разработаны специальные выносные стабилизаторы, но по разным причинам большинство автолюбителей почему-то обходят стороной такие изделия. Возможно, одни не знают о возможных последствиях, другие избегают дополнительных расходов, третьи слушают продавцов, для которых главное – реализовать товар.

В автомобиле светодиодные лампы получают питание от аккумулятора, выходное напряжение которого колеблется в пределе от 11,5 до 14,5 В.

Большинство автолюбителей подключают светодиодные лампы к электросети машины через единственный токоограничивающий элемент – резистор. Резистор – линейный элемент электрической цепи, а значит, величина протекающего через него тока зависит от приложенного напряжения. Поэтому повышение напряжения на аккумуляторе приводит к росту тока через светодиоды. Светодиод, в свою очередь, – нелинейный элемент и даже небольшой скачок напряжения приводит к значительному росту тока через кристалл. Превышение тока через светодиод ведет к нарушению температурного режима кристалла и его обвязки. От перегрева в p-n переходе появляется нестабильная область, которая пропускает ток не постоянно, а с определенной периодичностью. Это и есть основная причина моргания. В одних случаях данное явление скоротечное и светоизлучающий диод быстро выходит из строя. В других данный стробоскопический эффект может продолжаться довольно долго.

В интернете полно схем стабилизаторов для светодиодов, но я хочу предложить самый простой и самый проверенный.
Конечно, стабилизатор можно купить в интернет магазине типа алиэкспресса, но я вас уверяю, что сделать своими руками намного приятней, тем более, что эта схема состоит всего из 3 деталей, не требует никакой регулировки и работает исправно годами.

Схема очень простая, рассчитана как раз на простого автолюбителя, собрана на таких простых стабилизаторах как L7812 или КРЕНки, можно взять такую КР142ЕН8Б.

Входное напряжение может колебаться от 12 до 30 вольт, а на выходе мы всегда будем иметь стабилизированное и постоянное напряжение в 12 вольт.

Важно! Данная схема в отличие от китайских, не создает высокочастотных помех, которые влияют на прием радиостанций и прослушивания музыки в автомобиле, потому что она не является высокочастотным импульсом устройством, а является линейным стабилизатором.

Причины мигания светодиодов

При неправильном подключении, эффект моргания начинает проявляться спустя несколько месяцев использования светодиодной лампы. И причина этого явления – не только отсутствие стабилизации тока. Повышение температуры кристалла выше 85 °C наносит ему непоправимый вред. Наглядным примером служат многочисленные жалобы водителей, у которых светодиодные лампы установлены в непосредственной близости от обычных ламп головного света. Нить накала сильно разогревает окружающее пространство, а иногда даже оплавляют пластиковый корпус светодиодной лампочки. Стоит отметить, что зимой такие симптомы могут не проявляться, так как холодная погода прекрасно способствует охлаждению. А вот в летнюю жару температура внутри фары легко перешагнёт критическую отметку в 100 °C. И тогда не помогут не фирменные светодиодные лампочки, ни дорогие стабилизаторы.

Вторая возможная причина мерцания – использование в авто светодиодных ламп со встроенным стабилизатором низкого качества. Встроенный стабилизатор в таких лампах не ограничивает ток на должном уровне. Замер параметров дешевых светодиодных лампочек китайского производства показывает плавный рост тока (и яркости) после включения до значения, больше номинального. Таким нечестным путём производители рекламируют высокую светоотдачу своего товара, не беспокоясь о непродолжительном сроке службы. Третью причину неприятного мигания рассмотрим на примере светодиодов, предназначенных для монтажа в габаритах и салоне автомобиля. От них не требуется максимальной светоотдачи, а значит, подключить их можно через обычный резистор. Только рассчитывать его нужно не для 12 В, а для 14,5 В, а также узнать из справочника ток для используемого типа светодиодов.

Часто при тюнинге автомобиля применяются светодиодные ленты, рассчитанные на напряжение 12 В. При подключении их напрямую к аккумулятору, неизбежно придётся стать свидетелем постепенной потери яркости, мерцания с окончательным перегоранием изделия спустя некоторое время. Избежать неприятной ситуации со светодиодными лентами поможет, как минимум, дополнительный резистор, рассчитанный на напряжение 14,5 В.

Помимо уже написанного о причинах моргания светодиодов можно добавить что стабилизация не всегда решит вопрос с уже моргающей светодиодной фарой. Скорее всего сам сегмент (светодиод) уже нуждается в замене, но и здесь есть подводные камни. В фарах автомобиля светодиод включается в линейку собратьев, т.е. работает группа светодиодов, такие линейки могут содержать более одного светодиода, а включение таких линеек, как и их количество, может разным. Поэтому при замене светодиода в таких линейках, результат скорее всего не обрадует, а скорее огорчит, ведь вновь установленный светодиод будет светить ярче своих собратьев.

Что делать для того чтобы светодиодные фары не моргали

Чтобы мерцание светодиодных ламп в авто не было неприятным сюрпризом, нужно соблюдать два несложных правила:
не размещать их вблизи сильно греющихся ламп головного света;
не эксплуатировать светодиодные лампы без правильно подобранного стабилизатора.

В качестве ограничителя тока можно использовать недорогой LED контроллер с подходящим значением выходного тока и мощности. Благодаря малым размерам и герметичному корпусу, такое устройство будет эффективнее резистора.

При соблюдении этих не сложных правил и незамысловатых приборов ваша диодная лампа или дневные ходовые огни будут служить долго и без нареканий.

Как продлить ресурс автомобильных светодиодных ламп без применения стабилизаторов

Предупреждение: Будет много букв, но вроде все по делу. Статья рассчитана на новичков, умеющих пользоваться паяльником.

Часть 1. Предисловие

Наверное, многие из вас меняли штатные лампы накаливания в плафонах салона, в подсветке номера, в габаритных огнях, в приборной панели и т.д., на светодиодные лампы.

Как правило, при подобных заменах используются уже готовые автомобильные светодиодные лампы, рассчитанные на напряжение 12 вольт.

По сравнению с лампами накаливания, преимущества светодиодных ламп известны, это малое энергопотребление, большой выбор цветов свечения, меньший нагрев, а также существенно больший срок службы.

Однако, для долгой и счастливой жизни светодиода весьма важно, чтобы протекающий через него ток не превышал заданных производителем величин. При превышении максимально допустимого тока, происходит быстрая деградация кристаллов светодиодов, и лампа выходит из строя.

Поэтому, в «правильные» светодиодные лампы уже встроен стабилизатор тока (драйвер). Но такие лампы, как правило, стоят недешево. В связи с этим, в автолюбительской среде гораздо большее распространение получили дешевые светодиодные лампы, не имеющие встроенного стабилизатора. Примеры таких ламп на фото 1:

Из-за отсутствия стабилизатора, такие лампы весьма чувствительны к скачкам напряжения в бортовой сети автомобиля. Кроме того, хитрые узкоглазые производители ламп рассчитывают их параметры, как правило, на максимальное напряжение 12В. Однако, как известно, при работе двигателя напряжение в бортсети составляет 13.

Один из способов продлить жизнь таким лампам — это подключение их через стабилизаторы напряжения, которые защитят лампы от скачков напряжения в бортовой сети автомобиля и подадут на лампы стабильные 12В. Однако, такой способ имеет ряд существенных недостатков:

Недостаток 1. Для установки стабилизаторов требуется вмешательство в электропроводку автомобиля, на что пойдет не каждый автовладелец, особенно в гарантийный период.

Недостаток 2. По схемотехнике, стабилизаторы делятся на линейные и импульсные. Линейные довольно сильно греются при относительно небольших токах, а импульсные генерируют высокочастотные помехи, которые влияют на качество приема радио.

Недостаток 3. Ламп в автомобиле много, и на каждую (пусть даже группу ламп) поставить стабилизатор проблематично.

Недостаток 4. Возврат к штатным лампам накаливания может потребовать демонтажа ранее установленных стабилизаторов.

Поэтому, в данной статье я предлагаю способ, как существенно продлить срок службы светодиодных ламп, без использования стабилизаторов. Речь пойдет о простой доработке самих светодиодных ламп.

Часть 2. Немного теории

Мне приходилось разбирать множество автомобильных светодиодных ламп. Несмотря на разный внешний вид, тип цоколя и габаритные размеры, практически все недорогие лампы конструктивно похожи, с небольшими вариациями, которые я отмечу далее.

Итак, среднестатистическая автомобильная светодиодная лампа выполнена по типовой схеме, представленной на рис. 2 (приведен пример для 9 светодиодов):

Обозначение элементов на схеме, слева направо:

R0 : Резистор-обманка для систем контроля исправности ламп. О нем я, возможно, сделаю отдельный материал, здесь его пока не рассматриваем. Этот резистор может присутствовать, а может и нет. I0 — ток через резистор R0.

VDS1 : Диодный мост. Так как для светодиодов важна полярность подключения, диодный мост позволяет подключать лампу как обычную лампу накаливания, не думая о полярности. Самые дешевые лампы не имеют диодного моста, но, в последнее время, он часто присутствует даже в малогабаритных бесцокольных лампах. Диодный мост установлен в лампу чисто для удобства пользователя.

R1-R3 : Токоограничивающие резисторы для цепочек из трех светодиодов HL1.1-HL1.3 и т.д. Эти резисторы задают ток, протекающий через каждую из цепочек светодиодов. Чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток через светодиоды.

HL1.1-HL1.3 : Цепочка из трех светодиодов. В разных по конструкции светодиодных лампах, количество цепочек и количество светодиодов в цепочке может быть различным, но часто используются именно цепочки из трех светодиодов. На данной схеме для примера показана лампа с тремя цепочками по три светодиода в каждой. Есть лампы, состоящие вообще из одного светодиода, но схемотехника у них такая же.

I1-I3 : ток через цепочки, например, I1 — ток через цепочку R1-HL1-HL2-HL3 и т.д. Суммарный ток, потребляемый лампой, равен сумме токов Iобщ=I0+I1+I2+I3.

Чтобы повысить надежность работы лампы, правильно ставить на каждую из цепочек отдельный токоограничивающий резистор R1-R3. В этом случае выход из строя светодиодов в одной из цепочек не повлияет на ток через другие цепочки. Однако, в целях экономии, производители дешевых ламп ставят один общий резистор на все цепочки. Такие лампы менее надежны, но выяснить это суждено уже покупателю. Упрощенная схема лампы с одним токоограничивающим резистором приведена на схеме на рис. 3:

От теории перейдем к практике. Я не буду грузить вас сложными расчетами, просто покажу, что и как делать.

Часть 3. Доработка автомобильных светодиодных ламп, не имеющих встроенного стабилизатора тока

Для доработки ламп понадобятся:

1. Паяльные принадлежности — паяльник на 25-40 Вт, флюс, припой.
2. Наличие мультиметра и паяльного фена приветствуется.
3. Набор резисторов требуемой мощности и номиналов. Возможно, для определения типа и номиналов резисторов, придется предварительно разобрать одну лампу для изучения.

Пример 1: Цилиндрические лампы типа C5W или C10W

Отпаиваем металлические контактные колпачки, нагревая их феном или паяльником сбоку, в месте соприкосновения с платой. Под одним из колпачков видим резистор-обманку R0, о нем поговорим в следующей записи (фото 4):

На фото 5 слева направо видим диодный мост VDS1, две цепочки светодиодов HL1-HL2 по три светодиода в каждой, и общий токоограничивающий резистор R1. Это означает, что данная лампа выполнена по упрощенной схеме с одним резистором (см. рис. 3).

Для сравнения, на фото 6 приведена более «правильная» лампа, где используются три токоограничивающих резистора, по одному на каждую цепочку:

На фото 7 показана светодиодная лампа со светодиодной матрицей (технология COB). Такие лампы легко отличить по внешнему виду, на них не видно отдельных светодиодов. Для матрицы COB используется один токоограничивающий резистор R1. В данном конкретном случае, это не удешевление:

Доработка лампы очень простая и сводится к замене токоограничивающих резисторов на резисторы большего номинала. Тем самым мы уменьшаем ток через светодиоды, в результате они меньше греются и дольше служат.

Я провел ряд измерений на различных светодиодных лампах, и для себя сделал следующие выводы:

Вывод 1: Большинство дешевых ламп рассчитаны производителем на максимальное напряжение 12В, не более. При работе в реальных условиях, при напряжении в бортсети порядка 13.5-14.5В, светодиоды работают с перегрузкой и быстро выходят из строя.

Вывод 2: Увеличение номинала токоограничивающего резистора в 2-3 раза не сильно сказывается на яркости свечения лампы, но пропорционально снижает ток через светодиоды, чем существенно продлевает их ресурс.

Вывод 3: Даже при уменьшении тока в 3-5 раз по сравнению с исходным, светодиодные лампы светят ярче, чем аналогичные лампы накаливания.

Отпаяв колпачки и получив доступ плате, выпаиваем заводской резистор и вместо него впаиваем свой, с увеличенным сопротивлением.

На фото 8 заводской резистор сопротивлением 22 Ом заменен на резистор сопротивлением 100 Ом (почти в 5 раз больше):

Подбором номинала резистора можно изготовить лампы для различных применений, например, для освещения салона сделать поярче, в подсветку номера — поменьше яркостью и т.д. Например, на фото 9, для подсветки номера, я поставил резисторы сопротивлением 150 Ом (в 7 раз больше штатного 22 Ом), яркость все равно осталась больше штатных ламп накаливания:

Пример 2. Бесцокольные лампы T10 W5W

Отгибаем контактные усики и разбираем лампу (фото 10):

Видим, что лампа имеет простейшую конструкцию, без диодного моста, питание на светодиоды подается через один токоограничивающий резистор (фото 11):

Еще одна распространенная разновидность лампы W5W, с одним мощным светодиодом. Разбирается аналогично предыдущему примеру (фото 12):

Здесь в конструкции питание подается через два последовательно включенных резистора. Это сделано для того, чтобы резисторы поменьше грелись (фото 13):

Пример 3. Малогабаритные лампы T5 для приборной панели

Как правило, из-за ограниченного размера, в конструкции таких ламп оставлен лишь один светодиод и один токоограничивающий резистор. Разбираются аналогично лампам W5W, путем отгибания усиков (фото 14-15):

14. Лампы для приборной панели

Все рассмотренные лампы дорабатываем аналогично, просто заменяем штатные резисторы на свои, с увеличенным в 2-3-5 раз номиналом. Сопротивление резистора подбираем, в зависимости от требуемой яркости свечения.

Часть 4. Некоторые практические советы

Совет 1. В лампах различного размера и конструкции, могут использоваться различные по типу и размеру элементы. Как правило, компоновка деталей лампы довольно плотная, поэтому запаять вместо штатных другие типоразмеры часто бывает затруднительно, из-за ограниченного свободного места. Поэтому, заранее подбирайте подходящие детали, но при этом чтобы мощность нового резистора не была меньше мощности штатного (фото 16):

Совет 2. При работе с паяльным феном, легко повредить горячим воздухом соседние детали, например, светодиоды. Поэтому, перепаивая резисторы, закрывайте другие детали от воздействия горячего воздуха. Я, например, просто прикрывал светодиоды пинцетом (фото 17):

Совет 3. При выпаивании колпачков ламп C5W и C10W, часть припоя может вытечь. При сборке лампы, для надежной пайки колпачков, можно заранее добавить припоя на контактные пятачки платы, тогда при нагреве припой надежно соединит плату и колпачок.

Совет 4. Некоторые лампы со светодиодными матрицами COB, для красоты прикрыты декоративными пластиковыми стеклами. Эти стекла ухудшают теплоотвод, рекомендую их снять, на внешний вид подсветки по факту это никак не влияет, а охлаждаться лампа будет лучше (фото 19):

И в завершение, небольшой прикол. Интересно, откуда на лампе взялась надпись «КОЛЯ», нанесенная промышленным способом? (фото 20):

Данная простая доработка позволяет существенно продлить ресурс автомобильных светодиодных ламп, даже без использования стабилизаторов тока или напряжения.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов