Доброго времени суток, уважаемые форумчане.
Дабы закрыть вопрос, чтобы не писали в ЛС что да как ставить.
Большинство людей задумываются: зачем стабилизатор тока и зачем стабилизатор напряжения и ставят что куда попало. Постараюсь попроще написать, без углубления в формулы, расчеты и т.п. Все это вы можете сами погуглить.
Итак, для начала разберемся с понятиями:
Стабилизатор тока:
Стабилизатор тока или как его еще называют по отношению к светодиодам ДРАЙВЕР.
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.
Стабилизатор задает ток и если будет написано, что на выходе 250 мА, то так и будет как ни крути. А вот напряжение на выходе может меняется в зависимости от требуемого потребителем напряжения. Не будем углубляться в теории о том как всё это работает. Просто запомним, что вы напряжение не регулируете, драйвер сделает все за вас исходя из потребителя.
Стабилизатор напряжения:
Бывают 2 типа стабилизаторов напряжения
1) Линейные
2) Импульсные
Если на стабилизаторе напряжения написано 12В и 3А, это означает что стабилизирует именно на напряжение 12В, а 3А это максимальный ток, который может отдать стабилизатор. Именно максимальный, а не всегда отдает 3А, то есть может отдавать и 2 миллиампера и 2 амера и т.п.все зависит сколько схема потребляет, но не больше 3А.
Поговорим о линейных стабилизаторах напряжения (пример: LM7805/LM7809/LM7812 и т.п. еще советские КРЕН)
На фото LM7812
Один из самых распространенных стабилизаторов напряжения. Недостаток их в том, что они не могут работать на напряжении ниже, чем заявленное выходное напряжение, поэтому подавать нужно как минимум на полтора вольта больше. LM7812 работает на 12В, отсюда подать нам надо 13,5В, если подать меньше, мы не получим 12В. Минусом линейных стабилизаторов является нагрев при нагрузке. Все что выше 13,5В тратится на нагрев. В этом и смысл линейного стабилизатора.
Теперь про ИМПУЛЬСНЫЕ стабилизаторы напряжения.
Один из вариантов импульсного стабилизатора напряжения
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. Советую ставить настраиваемые импульсные стабилизаторы, которые стоят не так уж и дорого на алиэкспрессе (около 40 рублей).
Вывод:
Стабилизатором тока задали значение тока, а напряжение может плавать.
Стабилизатором напряжения задали напряжение, а ток может плавать.
Вернемся к светодиодам:
Светодиод питается ТОКОМ, запомните это, ТОКОМ питается.
Если на светодиоде написано 30 мА 2,4В, то значит ему надо 30мА, а 2,4В на нем потеряется. То есть ему не нужно 2,4В для питания, а 2,4В на нем потеряется. Можете подать 12В, 24В, 220В, 380В, не важно сколько вольт, а самое ВАЖНОЕ это не больше 30мА. То есть даете ему не больше 30мА и светодиод будет гореть и радовать вас. Он не перегреется и не сгорит.
Пример: вы хотите запитать 3 светодиода от бортовой сети трактора. Как вы можете узнать из статьи, 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 и наоборот (закон Ома, с ним не поспоришь). Значит, если входное напряжение нестабильно (в тракторах 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.
Импульсный стабилизатор тока (ДРАЙВЕР).
Вот он и сам драйвер или же импульсный стабилизатор тока
Он в себе включает сразу все что надо и почти не греется (только если дико перегрузить или неправильно собрана схема). Поэтому обычно их ставят для светодиодов мощнее 0.5Вт. Самый греющийся элемент во всей схеме — это сам светодиод. Главное не перегреваться выше определенной температуры, а если перегреть, то начнет деградировать кристалл светодиода и он потускнеет, начнет менять цвет или просто тихо сгорит.
Подытожим:
Часто задают ток драйвером для мощных светодиодов (скажем — 350мА) и ставят несколько веток светодиодов без ограничительных резисторов и прочего., что является ошибкой. Рассказываю, почему это плохо и к чему может привести:
Из закона Ома для полной цепи:
Сила тока в неразветвленной цепи равна сумме сил тока на ее параллельных участках.
Многие так и считают — «каждая ветка по 20мА, у меня 20 веток. Драйвер отдает 350мА, значит на каждую ветку придется даже меньше — по 17.5мА. Бинго!»
А вот и не Бинго!, а две булки! Почему?
Сила тока в каждой ветке будет равна, если у вас идеальнейшие светодиоды с абсолютно одинаковыми параметрами. Тогда и ток будет во всех ветках одинаков, и никаких ограничителей тока не надо — взяли и поделили общий ток на количество одинаковых веток. Но такое — только в сказках.
Если параметры чуть-чуть отличаются — получили в одной ветке 19мА, в другой 17, в третьей 20…
Общее количество тока так и остается неизменным — 350мА, а вот в ветках творится ужас. На взгляд и не определишь, вроде светят одинаково… И вот у вас одна ветка, самая прожорливая, начинает греться сильнее остальных и потреблять больше. Отсюда греться еще сильнее. А потом раз — и потухла. И все эти ее миллиамперы разбежались по остальным веткам. И вот еще одна ветка, недавно вроде нормально горевшая берет и тухнет следом. И уже вдвое больший ток уходит на другие ветки, ведь общий ток жестко задан 350мА. Процесс лавинообразный и вот уже пришел кирдык всей этой схеме, потому что все 350мА усосались в оставшиеся светодиоды и никто-никто их не спас… А стояли бы, как полагается, по отдельному стабилизатору (хотя бы банальному резистору) на каждой ветке — светодиоды работали бы и дальше.
Почему не горят фирменные модули и лампы Osram, Philips и тд? Потому что они делают довольно мощную отбраковку светодиодов и от всего дичайшего количества выпущенных светодиодов остается 10-15%, которые по параметрам практически идентичны и из них можно сделать такой простой вид, какой и пытаются сделать многие — один мощный драйвер и много одинаковых цепочек светодиодов без драйверов. Могут себе позволить. Но вот китайцы... В условиях «купил светодиоды на рынке и запаял сам» как правило будет то же самое. Не всегда, но как правило. Может повезти и работать долго, а может и нет.
Запоминаем раз и навсегда.
Ну и напоследок тем, кому даже такое изложение было слишком заумным.
Запомните следующее и старайтесь следовать этому (здесь «цепочка» — это один светодиод или несколько ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО-соединенных светодиодов):
1. КАЖДОЙ цепочке — свой ограничитель тока (резистор или драйвер…)
2. Маломощная цепочка до 300мА? Ставим резистор и достаточно.
3. Напряжение нестабильно? Cтавим СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
4. Ток больше 300мА? Ставим на КАЖДУЮ цепочку ДРАЙВЕР (стабилизатор тока) без стабилизатора напряжения.
Вот так будет правильно и самое главное — будет работать долго и светить ярко!
Ну и надеюсь, что все вышеизложенное убережет многих от ошибок и поможет сэкономить средства и нервы.
Спасибо очень доходчиво.