Чтобы не перегорали светодиоды в авто

Светодиодные автомобильные лампы. Светлое будущее уже здесь

Удивительно, как быстро светодиоды вытеснили ксенон с олимпа автомобильной моды. Ещё недавно потолком их применения были индикаторные лампочки и карманные калькуляторы, а сегодня светодиоды везде: в телевизорах и смартфонах, в уличном освещении и наружной рекламе, в квартирах и, конечно, в автомобилях. Топовые комплектации дорогих машин щеголяют светодиодной оптикой, оставив ксенон версиям попроще. Что уж говорить об обычных «галогенках», постепенно уходящих в прошлое. Массовое производство диодов делает их доступнее — купить светодиоды для автомобиля сегодня может каждый. Но перед походом в магазин давайте узнаем о них чуть больше.

5 простых способов сделать так, чтобы не перегорали лампы в фарах

Компоновка подкапотного пространства большинства современных машин такова, что оперативно поменять перегоревшую «галогенку» в фаре сможет далеко не каждый. Часто, чтобы добраться до лампы, нужно снимать с автомобиля аккумулятор, а иногда и вовсе демонтировать передний бампер. В общем, это не только морока, но еще и довольно затратное дело. Как же быть, чтобы увеличить срок службы ламп и максимально продлить их ресурс?

Уменьшаем напряжение (программно)

Этот способ подходит для новых автомобилей с большим количеством электроники. Чтобы продлить срок службы оптики, нужно снизить напряжение на лампы с помощью специальных регуляторов напряжения. А если водитель будет недоволен, мол, фары стали хуже освещать дорогу, напряжение можно легко поднять обратно. Для подобной задачи нужен специальный сканер для диагностики авто. Нехитрая операция по перепрограммированию займет не больше пяти минут. Так фары вашего автомобиля станут светить чуть хуже, зато прослужат дольше.

Проверяем генератор

Неправильное напряжение бортовой сети также может привести к тому, что «галогенки» не выдержат и перегорят. Скажем, если на генераторе выйдет из строя реле-регулятор напряжения, то в сеть может пойти до 16 В. А производители ламп обычно рассчитывают свои изделия на напряжение в 13,5 В. Вот лампы и не справляются с такой нагрузкой.

Ремонтируем проводку

Этот совет относится к пожилым автомобилям. Не секрет, что старая проводка дает большие потери напряжения, а со временем ее контакты еще и окисляются. К тому же, фиксаторы лампы в фаре могут быть изношены, и из-за этого «галогенка» постоянно вибрирует.

Поэтому у старой машины нужно сначала проверить правильность установки ламп и состояние блок-фар, затем очистить окислы на контактах, а в запущенных случаях — поменять проводку.

Только без рук!

Галогеновые лампы быстро перегорают, если брать их за стекло голыми руками. Поэтому если не хотите лишний раз лезть под капот, меняйте лампы в перчатках или протирайте стекла, чтобы на них не оставались жирные пятна от пальцев.

Почему перегорают светодиодные фонари в машине и что с этим делать

Сегодня автомобилисты живут в эпоху «вечных» светодиодов. Настолько «вечных», что у половины Mercedes наработают целые секции оптики, у автомобилей Audi не горят отдельные точки, а у некоторых BMW светодиоды и вовсе безжизненно тлеют. Все перечисленное – далеко не полный перечень проблем, неисправностей и глюков всех мастей, которые появляются что на машинах с массового рынка, что на машинах из премиального сегмента. Самое время разобраться со светодиодом, как полагает серьезным людям: вдумчиво и по порядку.

Технология LED

Light-Emitting Diode (LED), светоизлучающий диод — полупроводник, который светится при пропускании электрического тока. Особенность светодиода — заранее заданный цвет, который зависит от химического состава компонентов. Например, первые светодиоды на основе фосфида галлия были исключительно красными.

До конца XX века светодиоды использовались мало, поскольку были весьма дорогими. Прорыв совершили японцы, создавшие в начале 1990-х годов дешёвый синий светодиод из нитрида галлия. А покрыв его жёлто-зелёным люминофором, переизлучающим часть синего спектра, удалось добиться свечения белого цвета. За эти открытия Исаму Акасаки, Хироси Амано и Сюдзи Накамуре присуждена Нобелевская премия по физике.

Сегодня промышленно выпускаются красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, синий, фиолетовый и пурпурный светодиоды. Этого вполне достаточно, ведь их комбинации дают всю воспринимаемую человеком цветовую палитру. Белый цвет, получаемый из синих диодов, имеет разную цветовую температуру в зависимости от состава люминофора: он может быть как тёплым, так и холодным, по аналогии с газоразрядными лампами.

Легко о простом. Сила тока, напряжение и их стабилизация

От напряжения зависит, насколько стремительно электроны движутся по проводнику. Многие страстные любители жёсткого компьютерного разгона увеличивают напряжение ядра центрального процессора, благодаря чему тот начинает функционировать быстрее.

Сила тока – это плотность движения электронов внутри электрического проводника. Данный параметр чрезвычайно важен радиоэлементам, работающим по принципу термоэлектронной вторичной эмиссии, в частности, источникам света. Если площадь поперечного сечения проводника не в состоянии пропустить поток электронов, избыток тока начинает выделяться в виде тепла, вызывая значительный перегрев детали.


Плазменная дуга от высокого напряжения

Для лучшего понимания процесса проанализируем плазменную дугу (на её основе работает электроподжег газовых плит и котлов). При очень высоком напряжении скорость свободных электронов до такой степени велика, что они могут легко «пролетать» расстояние между электродами, формируя плазменный мостик.

А это электронагреватель. При прохождении через него электронов они передают свою энергию нагревательному элементу. Чем выше сила тока, тем плотнее поток электронов, тем сильнее нагревается термоэлемент.

Для чего необходима стабилизация тока и напряжения

Любой радиоэлектронный компонент, будь то лампочка или центральный процессор компьютера, требует для оптимальной работы чётко лимитированное количество электронов, которое течёт по проводникам.

Поскольку речь в нашей статье идёт о стабилизаторе для светодиодов, о них и поговорим.

При всех своих преимуществах светодиоды имеют один минус – высокая чувствительность к параметрам питания. Даже умеренное превышение силы и напряжения может привести к выгоранию светоизлучающего материала и выходу из строя диода.

Сейчас очень модно переделывать систему освещения автомобиля под LED освещение. Их цветовая температура намного ближе к естественному освещению, чем у ксенона и ламп накаливания, что значительно меньше утомляет водителя при длительных поездках.

Однако это решение требуется особый технический подход. Номинальный ток питания автомобильного LED-диода – 0,1-0,15 мА, а пусковой аккумулятора – сотни ампер. Этого хватит, чтобы выжечь очень много дорогостоящих элементов освещения. Что бы этого избежать используют стабилизатор 12 вольт для светодиодов в авто.

Ампераж в автомобильной сети постоянно меняется. Например, автомобильный кондиционер «кушает» до 30 ампер, при его отключении электроны, «выделенные» на его работу уже не вернутся назад в генератор и аккумулятор, а перераспределятся между остальными электроприборами. Если лампе накаливания, рассчитанной на 1-3 А дополнительные 300 мА роли не сыграют, то диоду с током питания 150 мА несколько таких скачков могут стать фатальными.

Ради гарантии длительной работы автомобильных светодиодов используют стабилизатор тока на lm317 для мощных светодиодов.

Чего больше всего боятся светодиоды?

Существует несколько важных причин быстрого выхода из строя светодиодной подсветки в автомобиле:

  • Температурные перепады. Кристаллы светодиодов рассчитаны на определенную температуру. Если она растет, они начинают деградировать и выходят из строя намного раньше (часто в десятки раз) планируемого эксплуатационного срока. То есть, светодиоды светят ярко, но недолго, из-за чего производителям приходится устанавливать для них специальные системы охлаждения, которые стабилизируют температурный режим в пределах +35+ 40 С .
  • Перепады силы тока . Светодиоды требуют определенного электрического тока (указывается на упаковке), способны выдерживать спады, но электрические перегрузки их «убивают». Поэтому для них специально устанавливается ограничитель-стабилизатор тока.
  • Перепады напряжения. Идеальное напряжение — 12 V, но в работающем авто оно постоянно колеблется, а при запуске двигателя подскакивает до 15V, что на 20% выше допустимой нормы.

Если учитывать и научиться нейтрализовать эти вредные для LED-ламп воздействия, то они будут служить долго (не менее 20-25.000 часов).

Для чего нужна светодиодная оптика

Первая и главная причина – эстетика. Светоизлучающие элементы в светодиодной оптике настолько маленькие, что с их помощью можно составить буквально любой рисунок или фигуру. Отсюда у нас все эти узоры, трубки, сложные матрицы, управление формой светового пучка при помощи компьютера и многие другие «фишки». Использование светодиодной оптики развязывает руки дизайнерам и предоставляет поле не паханое для творчества. Но самое главное в том, что людям нравится!

Вторая причина – это экономия. У светодиодов сравнительно низкое потребление электричества, а значит, массовое применение таких фар позволяет экономить топливо. Кроме того, светодиоды действительно «вечные» в том смысле, что они невосприимчивы к механической тряске и повреждениям (все из-за отсутствия нити накаливания).

Преимущества светодиодов

Чем же так хороши светодиоды? По сравнению с привычными источниками света — лампами накаливания и газоразрядными лампами — у диодов довольно много преимуществ. Перечислим основные.

Светодиодные автомобильные лампы

Высокая эффективность

Световая отдача (количество люмен света на каждый потребленный ватт) диодов почти в 10 раз выше, чем у ламп накаливания и ксеноновых ламп. Например, чтобы создать световой поток 1200 Лм, понадобится лампа накаливания мощностью 100 Вт, а диодной лампе достаточно 12 Вт. Схожей экономичностью могут похвастать только энергосберегающие люминесцентные лампы, которые в автомобилях не используются.

Прочность и вибростойкость

С детства мы знаем, что с лампой накаливания нужно обращаться аккуратно: чтобы порвать нить, не обязательно даже ронять лампу — достаточно просто с силой встряхнуть её. В галогенных автомобильных лампах используют более прочные нити, но и они со временем утончаются и перегорают. В газоразрядных лампах нитей нет, но малейшее повреждение стеклянной колбы для них фатально. А вот диодная лампа твердотельная, и хрупких элементов в ней просто нет.

Долгий срок службы

Ресурс светодиодной лампы — до 100 тысяч часов, при ежедневном свечении в течение 8 часов качественный диод проработает 34 года. Такие показатели недостижимы для других типов ламп: самые живучие люминесцентные работают не больше 20 тысяч часов, а дешёвый ксенон нередко ломается и после 3 тысяч. Галогенная лампа светит 2–4 тысячи часов, а простая лампа накаливания — всего 1 тысячу. Как видно, разница с диодами огромна. Кстати, светодиоды не умирают моментально, как другие лампы — признаком их скорой кончины служит потускневший свет.

Светодиодные автомобильные лампы

Отсутствие инерционности

При включении диодам не нужно время на прогрев, как ксеноновым лампам: они включаются сразу на полную яркость, и так же моментально выключаются, без плавного затухания. Кстати, количество циклов включения-выключения не оказывает особого влияния на срок службы светодиодов, в то время как лампы накаливания часто сгорают при включении, да и ксеноновыми «моргать» не рекомендуется.

Морозостойкость

Светодиоды не чувствительны к низким температурам, а сами кристаллы на морозе работают даже эффективнее. Температура -40°C для них совершенно нормальна, поэтому светодиоды так популярны у производителей светящихся вывесок уличной рекламы. А вот высокую температуру светодиоды, как и любые полупроводники, не любят: нагрев до 60–80°C для них нежелателен, так что в сауне диодную лампу вы не встретите. А для светодиодов большой мощности требуется дополнительное охлаждение (об этом — ниже).

Экологичность и безопасность

Бытовые и автомобильные светодиоды не дают ультрафиолетового и инфракрасного излучения, а в их конструкции нет ртути и фосфора, как в газоразрядных лампах. В отличие от последних, диодам не требуется особая утилизация — они относятся к малоопасным отходам. И даже порезаться разбитым стеклом лампы не получится — стекла у светодиодов тоже нет.

Почему светодиоды в авто перегорают?

Производители светодиодных ламп утверждают, что приборы практически вечны и нечувствительны к большинству типичных для электросистемы автомобиля нагрузок. На самом деле. Это правда, но только в том случае, если ни испытывают умеренные, а не критические или резкие нагрузки.

На выход из строя и сокращения срока их эксплуатации в электросистеме автомобиля прямо влияют:

  • Неполадки электрической проводки. Необходимо проверить качество электроподключений и состояние проводов.
  • Окисление и коррозия контактов под воздействием воздуха и влаги, если прибор негерметичен или получил повреждения.
  • Реальная потребляемая мощность ламп выше, чем заявленная, либо вы по ошибке установили светодиоды большой мощности, которые светят слабо, но сильнее греются.

Также важно помнить, светодиодные лампы, как и любые другие электротехнические изделия, имеют свой срок эксплуатации. Если он давно истек, то следует заменить светодиод, но если гарантийный срок еще не закончен, а светодиод уже сгорел — смело обращайтесь к продавцу с претензией (при покупке обязательно сохраняйте чек).

фото 2

Низкое качество LED-ламп

Некачественная сборка светодиодов — одна из причин их быстрого выхода из строя. Основной их конструкции является полупроводниковый p-n переход, критично реагирующий на нарушения эксплуатационных параметров:

  • температурного режима;
  • силы питающего электротока;
  • прямого/возвратного напряжения.

Для минимизации разрушающих воздействий необходимы сложные схемы управления работой светодиодных светильников, хотя они и существенно влияют на себестоимость изделий. Производители же стремятся минимизировать затраты и стараются использовать простые схемы и малозатратные технологии сборки без теплоотводов.

В большинстве бюджетных LED-ламп для авто используется простой выпрямитель. Светодиод стоит недорого, но его качество и долговечность, естественно, под вопросом.

Чтобы увеличить яркость свечения, производители завышают проходящий ток, а так, как нет теплоотведения, элемент быстро нагревается и быстро выходит из строя. Кроме того, часто приходится сталкиваться с плохим качеством пайки контактов.

Неисправность электропроводки

alt=”фото 3″ /> alt=”фото 3″ />

Неисправная электрическая проводка вызывает беспорядочное прерывание подаваемого на лампу напряжения. Если контакт нарушен в патроне, выключателе либо распределительной коробке, то в сети наблюдаются перебои электропитания, а реактивные элементы схемы управления светодиодом вызывают всплеск напряжения, опасный для светодиода.

С такой проблемой автомобилистам часто приходится сталкиваться после замены ламп, когда, под действием высоких температур, пружинные контакты спекаются и теряют упругость, из-за чего светодиод перегорает сам и может вызвать возгорание всей проводки автомобиля.

Неисправная электропроводка – частая причина перегорания даже дорогостоящих и качественных светодиодных ламп. Проблема не в качестве светодиодов — проблема в плохих электрических контактах.

Внимание! Избегайте скруток проводов в электрической цепи авто — используйте специальные монтажные коннекторы, либо меняйте весь участок проводки между клеммами.

Перебор напряжения и перегрев

Перегрев светодиодных светильников в авто может быть вызван низкокачественными лампами или включенными в электроцепь драйверами. Как показывает практика, этой проблемой «не болеют» только светильники «премиального» класса.

Если сравнивать дорогие и бюджетные светодиоды, то при одинаковом уровне мощности вторые могут светить намного ярче. Но это не говорит о качестве: скорее всего можно вести речь о недолгом сроке их службы.

Важно! Светодиоды в машине перегорают также из-за плохой и предварительно не продуманной циркуляции воздуха, что приводит к перегреву .

Типы стабилизаторов

По способу ограничения силы тока выделяют два типа устройств:

  • Линейный;
  • Импульсный.

Линейный стабилизатор работает по принципу делителя напряжения. Он выпускает из себя ток заданного параметра, рассеивая избытки в виде тепла. Принцип работы такого прибора можно сравнить с лейкой оснащённой дополнительным сливным отверстием.

  • доступная цена;
  • простая схема монтажа;
  • легко собрать своими руками.

Недостаток — из-за нагрева плохо приспособлен к работе с большой нагрузкой.

Импульсный стабилизатор как овощерезка через специальный каскад нарезает входящий ток, выдавая строго дозированную норму.

  • предназначен для высоких нагрузок;
  • не греется во время работы.
  • требует источника питания для собственной работы;
  • создает электромагнитное излучения;
  • относительно высокая цена;
  • сложен для самостоятельного изготовления.

Учитывая малую силу тока в автомобильных светодиодах можно собрать простой стабилизатор для светодиодов своими руками. Наиболее доступный и простой драйвер светодиодных ламп и лент собирают на микросхеме lm317.

Простой стабилизатор напряжения на 12 В собственными руками

Если имеются даже небольшие навыки в сборке электрической схемы, тогда стабилизатор напряжения необязательно приобретать в готовом виде. Для изготовления самодельного устройства человек потратить 50 рублей или меньше, готовая модель стоит несколько дороже. Смысла переплачивать нет, поскольку в результате получится качественный прибор, соответствующий всем необходимым требованиям.

Самый простой, но функциональный стабилизатор можно сделать своими руками без особых усилий. Импульсный прибор собрать очень сложно, особенно для новичка, а потому рассматривать стоит линейные стабилизаторы и любительские схемы на него.

Самый простейший стабилизатор напряжения 12 вольт собирается из схемы (готовой), а также резистора сопротивления. Желательно использовать микросхему LM317. Все детали будут крепиться к перфорированной панели или универсальной печатной плате. Если правильно собрать устройство и подключить его на свой автомобиль, то можно обеспечить хорошее освещение — лампочки перестанут моргать.

Схема LM317

Схема LM317

Схема подключения

Схема подключения

Как правильно выбрать светодиоды для автомобиля

Скупой платит дважды. Эта поговорка имеет прямое отношение к попытке сэкономить на светодиодах. Качественная LED-лампа дешевой не бывает: светодиод или будет недорогим, или будет работать долго — но не одновременно!

Если неизвестен производитель — или откажитесь от покупки такого светодиода, или изучайте саму лампу:

  • на пластиковых элементах не должно быть следов литья или штамповки;
  • на цоколе не должно быть люфта и видимых глазу зазоров;
  • лампа не должна мерцать во время работы;
  • по яркости лампа не должна сильно отличаться от аналогов с тем же потребляемым напряжением, мощностью и температурой светового потока.

Характеристики силы тока и напряжения должны точно соответствовать маркировке. При монтаже нескольких светодиодов в один драйвер, учитывайте общий уровень потребления тока.

Краткое описание lm317

Радиоэлектронный модуль LM317 является микросхемой, применяемой в семах стабилизации тока и напряжения.

  • Диапазон стабилизации напряжения от 1,7 до 37 В обеспечит устойчивую яркость светодиода, не зависящую от частоты оборота двигателя;
  • Поддержка выходного тока до 1,5 А позволит подключить несколько фотоизлучателей;
  • Высокая стабильность допускает колебания выходных параметров лишь 0,1% от номинала;
  • Имеет встроенную защиту по ограничению тока и каскад отключения при перегреве;
  • Корпус микросхемы является землёй, поэтому при креплении саморезом к корпусу автомобиля уменьшается количество монтажных проводов.

Область применения

  • Стабилизатор напряжения и тока для светодиодов в бытовых условиях (в том числе для светодиодных лент);
  • Стабилизатор напряжения и тока для светодиодов в авто;

Как избежать быстрого выхода из строя LED-ламп

Оптимальный вариант сбережения светодиодных ламп и увеличения срока их эксплуатации – стабилизирующий блок управления, который выравнивает напряжение, стабилизирует возможные его перепады и электроудары.

Какие LED-лампы выбирать – европейские, отечественные и китайские? Первые дороже, но качественнее, китайские имеют бюджетную стоимость, но живут недолго , а светодиоды российского производства сочетают в себе преимущества Востока и Запада — относительно недорого, и достаточно качественно.

фото 5

В заключении стоит отметить, что светодиоды в автомобильной электросистеме начали «приживаться» относительно недавно, и у автомобилистов есть масса вопросов к качеству и срокам их эксплуатации. Быстрый выход LED-ламп из строя имеет четкие причины — заводской брак, неправильно выбранная мощность, скачки напряжения и температурные перепады в системе.

Если выбрать светодиоды с оптимальными характеристиками, правильно подключить их в систему со стабилизаторами и драйверами, постоянно следить за состоянием электропроводки, то LED -лампы будут служить долго и надежно. Если же они перегорают слишком быстро — вам пора прекратить экономить на собственной безопасности, и приобрести лицензионные светодиоды надежного бренда.

Сборка стабилизатора 12В для светодиодов в авто своими руками

Все что нужно это вырезать из текстолита нужный кусочек. Травить дорожки не нужно — можно вырезать простые линии обычной отверткой.

  • Схема зарядного устройства для аккумулятора авто

Припаиваем все элементы и готово. В настройке не нуждается.

В роли корпуса служит термообдувка.

Плюс схемы ещё в том, что в роли радиатора модно использовать кузов автомобиля, так как центральный вывод корпуса микросхемы соединен с минусом.

На этом все, светодиоды больше не выгорают.

Смотрите видео сборки стабилизатора напряжения для светодиодов в авто:

Схемы стабилизаторов тока для светодиодов


Схема простейшего стабилизатора
Самый простой стабилизатор напряжения на 12 вольт можно собрать по такой схеме. Резистор R1 ограничивает выходящую силу тока, R2 – выходящее напряжение. Конденсаторы, применяемые в данной схеме, уменьшают пульсации напряжения и увеличивают стабильность работы.

Потребности автомобилиста удовлетворит простейший механизм стабилизации, поскольку напряжение питания в сети автомобиля достаточно стабильно.

Чтобы сделать стабилизатор для диодов в авто потребуется:

  • Микросхема lm317;
  • Резистор как регулятор тока для светодиодов;
  • Инструменты пайки и монтажа.

Собираем по вышеприведенной схеме

Стабилизатор напряжения для светодиодных ламп в авто

Итак, почему же так быстро перегорают габаритные, светодиодные лампочки или другие светодиодные лампочки, которые стоят в автомобиле, потому что в них используется в качестве драйвера обычный токоограничивающий резистор.

Как правило, светодиодные световые приборы, мощностью от 10 Вт и выше используют уже качественный импульсный стабилизатор — драйвер и такой болезнью не страдают в отличие от габаритных, дешевых светодиодных ламп.

Сначала эти лампочки начинают мерцать, то есть это уже первые признаки деградация кристалла, ну и потом они попросту перегорают. В среднем простой, светодиодной лампочки продолжительность жизни составляет один год, где-то меньше, где-то чуть больше.

Почему же так происходит?

А происходит это потому, что данный токоограничивающий резистор рассчитывается по специализированной формуле, (таких калькуляторов онлайн много в интернете) и подключается на соответствующие напряжение.

И вот тут производитель очень хитро делает, на некоторых цоколях написано 12 вольт,то есть токоограничивающий резистор для данной лампочки заточен под 12 вольт. А в автомобильной цепи, как мы знаем напряжение бывает не только 12 вольт, а доходит и до 14.5 вольт. То есть из этого делаем вывод, что светодиодная лампочка при 12 вольтах уже работает на максимальной мощности, а уже более 12 вольт идёт сильный износ кристалла светодиода, одним словом сильный перегруз.

Так, как же сделать так, чтобы они у нас не перегорали, я тоже в своё время замучился их менять, поэтому и решил этот вопрос изучить досконально и сделать преобразователь при котором светодиодная лампочка становилась практически вечной.

Есть конечно на али экспрессе такие преобразователи, которые уже рассчитаны для этих целей,


но есть одно НО…. они выдают высокочастотные импульсные помехи, но это присуще всем импульсным источникам питания. Это даёт большие наводки, например, при использовании FM модуляторов, особенно при прослушивании радио, да даже просто наводки в акустическую систему, с этой точки зрения нужно стараться, как можно меньше наполнять свой автомобиль импульсными источниками питания.

Поэтому мы будем с вами делать линейный стабилизатор с фиксированным напряжением, который имеет большие преимущества. Первое достоинство — он стоит сущие копейки по сравнению с импульсными. Второе, то что стабилизатор линейный и не даёт вообще никаких помех и высокочастотных наводок.

Для этого нам понадобится, сам стабилизатор L7812cv,


он у нас будет рассчитан на 1.5 Ампера и пара конденсаторов на 100 n.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий