Ювелирное обозрение

Это вторая часть, посвященная доработке автомобильных светодиодных ламп.

В данной записи поговорим о так называемых резисторах-обманках.

Ряд автомобилей оборудован системой контроля исправности ламп, которая сигнализирует в случае перегорания штатных ламп накаливания, например, ламп стоп-сигналов, габаритов и т.д. В этом случае, на щитке приборов загорается соответствующий индикатор (фото 1):

Система контроля ламп ориентируется на ток, проходящий через лампу. Если нет тока через лампу, значит, она перегорела. Как известно, светодиоды потребляют намного меньший ток, чем лампы накаливания. Поэтому, при замене штатных ламп накаливания на светодиодные, система контроля может не увидеть светодиодную лампу и включит индикатор неисправности.

Чтобы обмануть систему контроля, производители светодиодных ламп устанавливают в свои изделия нагрузочные (балластные) резисторы-обманки, чтобы искусственно увеличить ток, потребляемый лампой. На рис. 2 показана схема простой светодиодной лампы без стабилизатора тока (драйвера), где R1-R3 — токоограничивающие резисторы в цепи питания светодиодов, а R0 — нагрузочный резистор-обманка. Нагрузочный резистор подключается параллельно контактам питания лампы и создает дополнительную нагрузку, обманывая систему контроля ламп.

Наличие резистора-обманки можно определить по надписи CANBUS на корпусе светодиодной лампы (фото 3). Однако, не все производители ламп наносят подобную маркировку, поэтому окончательный вывод о наличии обманки позволит сделать только изучение внутренностей лампы.

Рассмотрим типовую цилиндрическую светодиодную лампу типа C5W или C10W. Отпаиваем контактные колпачки. Под ними расположены токоограничивающие резисторы R1-R3 (фото 4). О них подробно рассказано в первой части.

С обратной стороны, как правило, находится резистор-обманка (фото 5, 6). Его сопротивление обычно не превышает 500 Ом. Так, на фото 6, сопротивление обманок двух разных ламп составляет 150 и 180 Ом соответственно.

На фото 7-9 показана бесцокольная светодиодная лампа T10 W5W с резистором-обманкой сопротивлением 470 Ом:

Казалось бы, все замечательно, резистор-обманка имитирует лампу накаливания, система контроля ламп не "ругается" на светодиодную лампу. Но такое техническое решение имеет и свои минусы.

Во-первых, обманка увеличивает ток потребления лампы, иначе систему контроля не обмануть. Так, при напряжении питания U=14 В и сопротивлении нагрузочного резистора, скажем, R = 200 Ом, дополнительный ток через резистор составит I= U/R = 14В / 200 Ом = 70 mA. В этом случае преимущество светодиодной лампы в плане низкого энергопотребления снижается.

Во-вторых, резистор-обманка сильно нагревается. Мощность, рассеиваемая на резисторе, рассчитывается по формуле P = U^2/R. При напряжении питания бортсети 14 В и сопротивлении резистора 200 Ом, на резисторе будет рассеиваться мощность P = 14В * 14В / 200 Ом = 0.98 Вт. В связи с небольшими габаритами светодиодных ламп, производители обычно устанавливают резисторы-обманки типоразмера SMD 2010 с максимальной рассеиваемой мощностью 0.75 Вт. В таком случае обманка работает с перегрузкой и греется как маленькая электроплитка.

Что с этим делать?

1. Если в автомобиле нет системы контроля исправности ламп, резистор-обманку можно просто удалить. Такая лампа будет потреблять значительно меньший ток и будет меньше нагреваться.

2. Если система контроля присутствует, то можно попытаться установить обманку с более высоким сопротивлением. Номинал резистора придется подбирать экспериментально, при каком наибольшем сопротивлении система контроля еще не срабатывает. В итоге получим меньший ток потребления и меньший нагрев лампы.

В-третьих, есть еще один существенный минус. Следует помнить, что обманка полностью дезинформирует систему контроля исправности ламп. Даже если светодиодная лампа перегорит, система контроля будет молчать, так как резистор-обманка по-прежнему будет имитировать лампу накаливания.

Для более мощных светодиодных ламп применяются внешние резисторы-обманки с большой рассеиваемой мощностью. Например, при замене ламп накаливания типа P21W номинальной мощностью 21 Вт на светодиодные (обычно устанавливаются в указателях поворота), применяются резисторы-обманки с рассеиваемой мощностью 25-50 Вт (фото 10). Подробнее об установке таких обманок см. мою запись Установка светодиодных ламп в сигналы поворота фар.

Бывает, что в конструкции светодиодной лампы резистор-обманка не предусмотрен (фото 11-13), или же из экономии просто не установлен (фото 14). В таком случае, при наличии системы контроля ламп, обманку придется устанавливать самостоятельно.

Отсутствие резистора-обманки в конструкции светодиодной лампы может привести к такому эффекту, как остаточное (паразитное) свечение светодиодов.

Проявляется это в том, что даже при отключении питания, лампа продолжает тускло светиться (фото 15):

Причина в том, что в современных автомобилях для коммутации ламп часто используются не механические выключатели, а электронные ключи, небольшой ток через которые остается даже после отключения нагрузки. Наличие остаточного свечения вызвано тем, что даже в выключенном состоянии, через лампу в этом случае будет протекать небольшой ток. Штатная лампа накаливания от такого тока светиться не будет, а светодиодам бывает достаточно.

Кроме того, паразитное свечение возникает не только по вине электронных ключей в цепи. Так, контроллер исправности электрических цепей в авто может короткими импульсами "просматривать" все потребители, вызывая мигание светодиодов в лампах. Так же, банальная грязь и влага в контактах разъемов, блоке предохранителей или светильнике может образовать шунты — мостики перетока электроэнергии. Даже грязный концевик двери может являться причиной свечения светодиодной лампы.

Резистор-обманка решает эту проблему. Так как этот резистор подключается параллельно светодиодам, то, при отключении питания, паразитные или контрольные токи будут протекать в основном через обманку, и светодиоды уже не будут светиться. На практике, для устранения остаточного свечения, достаточно резистора сопротивлением 1.0-2.2 кОм.

Поэтому, если в автомобиле нет системы контроля ламп, то целесообразно заменить заводские резисторы-обманки, которые имеют сопротивление 100-500 Ом, на резисторы сопротивлением 1.0-2.2 кОм (фото 16).

Если же заводские обманки отсутствуют, и при этом наблюдается остаточное свечение светодиодов, можно впаять такие обманки самостоятельно (фото 17, 18).

Некоторые наши коллеги идут еще дальше, и вместо доработки светодиодных ламп, впаивают обманки прямо в светильник, параллельно контактам лампы (фото 19, 20). Лично я не сторонник такого решения, но пусть каждый выберет свой вариант.

Итак, подведем итоги.

1. Часть светодиодных ламп имеет в своей конструкции резисторы-обманки, предназначенные для "обмана" штатной системы контроля исправности ламп. Часто такие лампы имеют на корпусе надпись CANBUS.
2. У обманок есть минусы — они увеличивают общий ток потребления светодиодной лампы и к тому же сильно нагреваются.
3. Поэтому, при наличии системы контроля ламп, для снижения потребляемого тока и уменьшения нагрева, целесообразно подобрать обманки с более высоким сопротивлением, при котором систем контроля еще не срабатывает.
4. При отсутствии в автомобиле системы контроля ламп, обманки целесообразно вообще удалить.
5. В то же время, обманки устраняют эффект остаточного (паразитного) свечения светодиодов при отключении питания, так как гасят паразитные токи в цепи лампы.
6. При отсутствии системы контроля ламп, но при наличии остаточного свечения, компромиссным решением будет замена заводских обманок на резисторы с более высоким сопротивлением, порядка 1.0-2.2 кОм.
7. При отсутствии заводских обманок в конструкции светодиодных ламп, эффект остаточного свечения можно устранить установкой дополнительных обманок либо в лампу, либо непосредственно в светильник.
8. Еще один минус — обманка полностью дезинформирует систему контроля исправности ламп. Даже если светодиодная лампа перегорит, система контроля будет молчать, так как резистор-обманка по-прежнему будет имитировать лампу накаливания.

Надеюсь, данный материал был для вас интересным и полезным.

Всем хорошего дня, до связи!

Смотрите также

Комментарии 99

Хорошая статья. Подскажите, что бы не ошибиться. Я ставлю задние светодиодные фонари на грузовик 24в. Стандартные лампы 24в 21вт и 24в 10вт. Какие резисторы мне нужны? Параметры фонаря на фото

Здравствуйте. Уточните:
1. Где какие штатные лампы используются? Какой мощности лампы установлены в стоп, габарит, поворотник? Я предполагаю, что 21Вт в стоп, 21Вт в поворотник и 10Вт в габарит.
2. Для какой цели планируются резисторы а) чтобы не было быстрого мигания поворотниками или б) для обмана штатной системы контроля исправности ламп?
Просто для разных целей и расчеты резистора могут быть разные.

Здравствуйте. По первому пункту все так. Резисторы нужны для нормального мигания и для обмана штатной системы контроля.

По моим расчетам, на каждый фонарь нужно три резистора, по одному на каждую лампу:
1. Поворотник: 33 Ом/25-50Вт. Если есть возможность, чтобы резистор меньше грелся, лучше поэкспериментировать, увеличивая сопротивление до 43, 47, 51, 62, 75 Ом и т. д. Чем больше сопротивление, тем меньше будет греться резистор, но лампа может начать быстро мигать. Резистор лучше выбрать максимально большого сопротивления, при котором еще мигает с нормальной частотой.
2. Стоп: 33 Ом/50Вт. Здесь мощность резистора выше, т.к. стоп работает более продолжительное время и резистор будет сильнее греться. Но точно так же есть смысл поэкспериментировать, повышая сопротивление до тех пор, пока не начнет ругаться система контроля.
3. Габарит: 62 Ом/25Вт. Аналогично, поэкспериментировать с системой контроля, повышая сопротивление до 75, 82, 91, 100 Ом и т.д. Чем больше, тем лучше, но может начать ругаться система контроля.
Примечания:
а) Расчетные цифры гарантируют результат, так как полностью имитируют штатные лампы. Но резисторы будут греться, поэтому желательно максимально увеличить сопротивление от расчетного, чтобы снизить нагрев. На всех автомобилях системы контроля могут отличаться, поэтому не могу точно сказать, до какой величины можно увеличивать, нужен подбор.
б) Чтобы не покупать много резисторов для подбора (мощные резисторы довольно дорогие), я бы для начала взял по паре разных, например, для поворотника и стопа 47 Ом и 75 Ом, для габаритов 82 и 100 Ом, в итоге в наличии будут 47, 75, 82, 100 Ом, из них уже можно подбирать.
в) Если подойдет сопротивление больше расчетного, скажем, в 2 раза, то можно понизить в 2 раза расчетную мощность резистора, это будет дешевле. Например, если в поворотник подойдет резистор 75-100 Ом, его мощность можно снизить до 10Вт.
г) Резисторы устанавливаются параллельно лампе. Для лучшего охлаждения, лучше закрепить их на металле кузова.
д) При установке резисторов мы по сути отключаем систему контроля, т.е. уже не узнаем, когда перегорит светодиодная лампа.
Будут вопросы — пишите мне в личные сообщения.

Первый раз столкнулся с данным вопросом лет этак с десяток назад. Работал в одной торговой фирме, которая занимается продажей радиодеталей. Довольно часто приходили автолюбители и интересовались, как заменить ламповую подсветку на светодиоды. Как выяснилось, данный вопрос актуален и сегодня.

Я не буду лезть в дебри радиоэлектроники, я думаю это никому не интересно. Давайте просто разберёмся, как подключить светодиод, что такое баластный резистор, ну и, походу, пройдёмся по закону Ома )))

Начнём с самого начала (атомы и молекулы трогать не будем). И так: светодиод — это полупроводниковый прибор, т.е. он проводит ток только в одном направлении. Если мы перепутали полярность, он не сгорит, но и светиться не будет.

Анод — положительный электрод, катод — отрицательный. Говоря проще, катод подключаем на землю, на анод подаём плюс питания. Но! Если просто подать питание, то светодиод может не загореться, либо светиться слабо, либо вообще сгореть. В чём же секрет? Да нет тут никакого секрета. Всё просто.

И так. Светодиод — это токовый прибор.
Нас интересует 2 параметра: 1. Рабочий ток (I) и 2. Напряжение падения (Uпр — напряжение прямое). Могут ещё понадобиться мощность (P) и внутреннее сопротивление (Rds), но об этом позже. Так как питается светодиод током, им мы его питать и будем, это пожалуй самый основной его параметр. Вспомогательный параметр — Uпр (напряжение падения при прямом включении). Это напряжение, которое падает на светодиоде. Повторюсь. Это не напряжение питания светодиода, а напряжение, которое может варьироваться в небольших пределах, в зависимости от установленного питающего тока.

Если посмотрим документацию на светодиод (datasheet), видим, что для ярких светодиодов (малой мощности), напряжение падения (в среднем) составляет 2,5-3,1В (вольта), а рабочий ток — 10-15 мА (миллиампер). Я при расчетах обычно беру Uпр= 3В, I=0.01А (10 миллиампер).

Но у нас в машине 14В, как же подключить, чтоб он не сгорел? Для этого существует резистор (сопротивление). Своё название он получил от своего свойства сопротивляться прохождению тока. Основными параметрами резистора является собственно сопротивление — R и мощность — P. В наших целях, нужно подключать его последовательно со светодиодом, чтоб на нём упало оставшееся напряжение. Проще говоря, в разрыв между проводом питания и светодиодом (служит так сказать балластом). Причём абсолютно фиолетово между плюсом и светодиодом, или между минусом и светодиодом. Как ни странно, но этот момент тоже ставит некоторых в тупик. )))

И так, дошли до практической части расчётов )))

Что имеем. Напряжение падения на светодиоде

3В. Значит на резисторе должны упасть остальные 11В (напряжение бортовой сети, минус напряжение падения на светодиоде. т.е. 14В-3В=11В) При токе

0.010А (10 миллиампер). Дальше обращаемся к закону Ома.

Пользоваться формулой очень просто. Искомый параметр в треугольнике закрываем пальцем. То, что осталось и есть наша формула. Т.е. мы ищем значение сопротивление резистора — R. Закрываем его пальцем, получаем — R=U/I. Подставляем значения: R=11/0.010=1100… Напряжение вписываем в Вольтах, ток в Амперах, результат получаем в Омах. Ищем ближайшее значение резистора в линейке E24. Если нет 1 к 1, то ближайшее в большую сторону. Если сопротивление будет меньше, значит ток будет больше, а нам этого не нужно. По сему берём ближайшее значение, либо 1 к 1, либо с отклонением в большую сторону (пусть лучше будет запас по току). Смотрим табличку —

И так ближайшее значение по таблице — 1.1к (1.1кОм = 1100 Ом).

Схема "обросла" параметрами )))

Кстати. Современные резисторы имеют цветовую маркировку, т.е. цифр нет, только цветные кольца. Чтоб найти нужное нам сопротивление, используем следующую табличку —

Мы приходим в магазин за резистором, а продавец сразу "в лоб" спрашивает мощность резистора. Опа! Попандос. Мы его не считали. Помните в начале волшебный треугольник? Это, если так можно выразиться, лайт-версия. Далее обращаемся к расширенной версии шпаргалки )))

Нас интересует мощность. Закрываем её пальцем, смотрим доступные формулы для её расчёта, для которых у нас есть все данные.
Нам известно напряжение падения на резисторе 11В и ток 0,01А. Самая простая формула для наших целей P=U*I=11*0.01=0.11Вт (Ватт). Как всегда ищем ближайшее значение мощностей резисторов (с уклоном в большую сторону, так сказать с запасом). Получаем 0.125Вт. Вот теперь, действительно можно собирать )))

Стандартные значения мощности: 0.05Вт, 0.125Вт, 0.25Вт, 0.5Вт, 1Вт, 2Вт и.т.д. Для наших целей, больше не понадобится. )))

Хорошо, а если у нас 2, или 3, или 10 светодиодов, как быть? Тут тоже всё просто. Либо тупо подключаем последовательно, либо кластерами (последовательно-параллельное соединение. Позже разберёмся, что это такое, и с чем это "едят").

Начнём с последовательного соединения.

Не претендую на оригинальность, но максимальное количество последовательно включенных светодиодов я рассчитываю по формуле Uпит (напряжение питания) — Uпр (напряжение падения на одном светодиоде). Почему так?
Скажем так. Допустим у нас бортовое напряжение12В. При падении напряжения на одном светодиоде 3В мы можем поставить 4 светодиода. Всё вроде Ок. Но тут мы заводим машину и получаем 14В… ХМ. Теперь напряжение на каждом светодиоде равно 14/4=3.5В, при паспортных данных Uпр=3В. Что имеем? Правильно — труп. Один из светодиодов сгорит. Пичаль. Имхо, нам это не нужно ("Нет! Такой хоккей нам не нужен" — (с) Озеров).

И так. Берем за основу заведённую машину/заряженный аккум, т.е. 14В. Вычитаем Uпр одного светодиода, получаем 14-3=11В. Зная Uпр одного светодиода, считаем, сколько мы можем подключить светодиодов последовательно. 11/Uпр=11/3=3,66… Отбрасываем дробную часть. Итого получилось 3 светодиода. Дальше узнаем общее падение напряжения на 3х светодиодах: Uпр*3=3*3=9В. Дальше всё так же, как и с одним, только с рассчитанным Uпр для 3-х светодиодов. Uпит-Uпр(3-х светодиодов)=14-9=5В. Напряжение падения на резисторе равно 5В. При токе 0.01А (см. выше), получаем R=5/0.01=500Ом. Ищем в табличке значений резисторов E24 ближайшее большее значение, находим — 510 Ом. При мощности P=U*I-5*0.01=0.05Вт. Не берём расчётное значение 1 в 1, помните. Нам же не нужен калорифер в кнопке, а берем следующее значение 0.125Вт.

Просто? А я что говорил. Всё просто.

Но есть в таком подключении и минусы. В частности, при изменении напряжения бортовой сети (завели/заглушили машину), будет меняться уровень яркости светодиодов. Пределы изменений, конечно, небольшие, но иногда это раздражает… Дальше разберёмся, как избавиться от этого эффекта.

Хорошо, а как же автомобильные светодиоды на 12В? Многие продавцы этих светодиодов о токе и слыхом не слыхивали. Типа — втыкай, всё будет работать. На самом деле это обычный светодиод, с установленным в нём ограничительным (балластным) резистором, который рассчитан для работы от 12В (12В, а не 14, Карл!). Именно по этому они часто горят при установке в автомобиле. Чтобы этого не происходило, им нужен дополнительный стабилизатор напряжения. Обратите внимание, не ТОКА, а именно НАПРЯЖЕНИЯ! Так как внутри уже стоит ограничительный резистор, рассчитанный на нужный ток при работе от 12В. Именно это напряжение мы и должны ему обеспечить. Если напряжение будет стабильным, то и бросков тока у вас не будет.

Если не лезть в дебри, можно собрать простой стабилизатор на трёхлапой микрухе 78L12 (до 0,1А), либо 7812(до 1,2А). Если ток больше, можно использовать для усиления транзистор.

Кстати, если пересчитать предыдущие примеры вместо 14В на 12В и запитать не напрямую, а через стабилизатор на 12В, то пропадет зависимость изменения яркости светодиодов от изменения напряжения бортовой сети…

Ну, как подключить от 1 до 3х светодиодов через один резистор разобрались. Что делать, если нужно 10 шт?
Объединяем светодиоды в кластеры. Что это такое?

Как видим, всё просто. Нужно нам 4 светодиода, собираем 2 кластера. Один на 3 светодиода, второй на 1 светодиод. Нужно 10, собираем уже из 4х кластеров. 3 по 3 светодиода и 1 на один.

Ну, чтож, вроде разобрались. Теперь давайте разбираться с подключением светодиодов через стабилизатор тока (мы же помним, светодиод — токовый прибор, соответственно питается он именно током).

Статья в процессе написания. Будет добавляться. Если есть вопросы, что-то нужно добавить, или нашли ошибки, пишите в комменты. Добавлю, изменю. Главное, чтоб всё было доступно и понятно всем.

Светодиодные лампы уже не роскошь. И у многих они проработали по несколько лет. Но, иногда, достаточно сгореть одному светодиоду – и вся лампа перестает работать. По хорошему, надо найти точно такой же светодиод и впаять его на место сгоревшего. Но когда ламп в доме много, и все разных производителей, то довольно муторно искать детали для ремонта. А выбрасывать тоже как-то рука не подымается, когда вспоминаешь, сколько эта лампа стоила пару лет назад.

Я не претендую на оригинальность, но недавно пришлось чинить пару десятков ламп и как-то сам собой придумался простой способ ремонта. Если не играет особой роли, сохраним ли мы световой поток лампы на прежнем уровне, то самый простой способ ремонта – заменить все сгоревшие светодиоды на обычные диоды. Можно было вообще наделать перемычек вместо светодиодов, в надежде, что драйвер тока понизит сам ток и оставшиеся светодиоды будут долго работать. Но практика показывает, что после перемычек лампа долго не живет. Искать точную замену светодиодам или выпаивать их из доноров – это тоже не вариант. Самый доступный способ (при условии, что есть паяльник и прямые руки) – любым способом удалить сгоревший светодиод и впаять на его место обычный диод. Диоды можно выпаять из сгоревших энергосберегающих ламп или купить в радиомагазине. Это тоже головняк, но это проще, чем искать нужного типа светодиод, а потом его еще впаивать соблюдая температурный режим.

Сгоревший светодиод находим визуально, в 99% он будет с черной точкой в центре.

Нагреваем его паяльником и удаляем. Если теплоотвод мощный, то сковыриваем светодиод отверткой или кусачками. На его место впаиваем диод. Я купил пару десятков SMD диодов, выдерживающих ток 1А. Стоят они копейки. В итоге получается вот так.