Блоки питания для светодиодных лент 12 вольт
Широкое разнообразие современной осветительной техники впечатляет даже людей с очень богатым воображением. С космической скоростью появляются новые, все более технологичные разработки, обеспечивающие не только качественное и безопасное освещение, но и максимальную экономию энергоресурсов.
Одним из таких прогрессивных направлений является LED технология. В настоящее время на рынке представлен широкий выбор светодиодных лент, ламп и светильников, отличающихся дизайном и техническими характеристиками. Эти устройства стали отличной альтернативой привычным лампам накаливания и энергосберегающим осветительным приборам.
Светодиодная подсветка сегодня широко применяется в рекламной и производственной сферах, в интерьерном дизайне, при оформлении салонов автомобилей, оснащении бытовой техники и т.д. Огромный ассортимент предлагаемых вариантов светодиодной подсветки позволяет без проблем подобрать необходимый вариант, но вот его подключение к сети у многих вызывает массу вопросов.
Главным компонентом LED системы является блок питания, представляющий собой трансформатор миниатюрных размеров, обеспечивающий электропитание светодиодов. Маленькие габариты позволяют незаметно размещать этот прибор в любых удобных местах, не нарушая эстетичности светодиодной конструкции.
Назначение блока питания
При использовании светодиодных лент в оформлении интерьеров, необходимо учесть некоторые особенности такого решения.
Прежде всего, следует знать, что напрямую подключить светодиодную ленту в розетку, как обычную лампочку, не получится. Это связано с тем, что рабочее напряжение ленты далеко не 220 В. Если включить ее в обычную розетку она просто выйдет из строя.
Так, если обычная лампа накаливания работает от 220 В, то светодиодам требуется всего лишь 12 В (это самый распространенный вариант, но существуют и 24-вольтовые модели).
Следовательно, чтобы подключить 12-вольтовый осветительный прибор в стандартную бытовую сеть, требуется понизить напряжение до необходимого значения.Справиться с данной задачей сможет блок питания для светодиодной ленты 12В.
Типы блоков питания для светодиодных лент
- 1. Блок питания в компактном герметичном пластиковом корпусе. Главными достоинствами устройств данного типа являются компактные размеры, приятный внешний вид, герметичность и минимальный вес.
К недостаткам относится, конечно же, высокая стоимость, затрудненный теплообмен, обусловленный конструктивными особенностями, и ограничение по мощности (моделей, мощнее 100 Вт, не бывает).
- 2. Блок питания в компактном герметичном алюминиевом корпусе.
Обладает массой достоинств, хоть и является самым дорогостоящим и довольно тяжелым вариантом. Главными преимуществами данного трансформатора являются надежность, герметичность и прочность. Алюминиевый корпус способствует хорошему теплообмену.
Прибор устойчив к негативному влиянию различных факторов: влаги, резких перепадов температур, прямого солнечного излучения. Основная сфера применения – профессиональное производство внешней световой рекламы.
- 3. Блок питания открытого типа. Самый популярный и недорогой вариант.
Чаще всего используется для организации домашнего светодиодного освещения. Главными недостатками являются габаритные размеры, вдвое превышающие предыдущие варианты, неэстетичный внешний вид и отсутствие защиты от прямого попадания влаги и пыли.
- 4. Сетевой компактный блок питания.
Представляет собой миниатюрное, простое и недорогое устройство, не требующее стационарного монтажа. Мощность большинства таких моделей не превышает 60 Вт. Чаще всего они используются для обеспечения питания светодиодных ленточных конструкций, длина которых не превышает 5 метров. Главное преимущество – простота использования: лента подключается к блоку питания и включается в розетку.
Подключение светодиодной ленты к блоку питания
При выборе блока питания необходимо учесть два важных параметра: мощность (зависит от и мощности светодиодов на 1 м.п. и длины ленты) и напряжение (обычно это 12 или 24 В).
Перед монтажом светодиодной ленты и размещением ее на выбранной поверхности нужно подключить ленту к блоку питания.
Данный процесс мы рассмотрим на примере модели блока открытого типа. Его корпус выполнен в виде перфорированной металлической коробки, через отверстия которой циркулирует воздух, и охлаждаются радиокомпоненты и клеммный модуль с винтами. Есть такие модели, в которых внутри корпуса для охлаждения размещают вентилятор (кулер).
Блок питания для светодиодной ленты имеет маркировку с указанием назначения прибора и его основных технических характеристик. Около каждого клеммного винта находятся обозначения для обеспечения корректного подключения проводов:
- • L – фаза, N – ноль – это вход блока питания. Через эти клеммы устройство подключается к сети 220 В.
- • G – клемма для провода заземления. При отсутствии в доме заземления, данную клемму оставляют свободной.
- • Клеммы +V и –V – это выход с преобразованным напряжением в 12 В.
Блоки питания данного типа оснащаются индикатором включения – горит зеленая лампочка. Также имеется специальный поворотный механизм, обозначается как «V adj». С его помощью можно немного отрегулировать выходное напряжение, в приделах от 12 до 13 Вольт.
После подключения ленты к блоку питания, необходимо надежно изолировать все контакты. Для эффективной и аккуратной защиты от случайного прикосновения можно использовать отрезок кабель-канала подходящей толщины.
Если же эту процедуру выполнить обычной изолентой, то готовый результат будет выглядеть довольно непривлекательно, а при использовании специальных защитных крышек, идущих в комплекте с блоком питания, невозможно обеспечить должный уровень электробезопасности.
Конечно, в жилых помещениях желательно устанавливать более надежные, компактные и внешне привлекательные приборы в пластиковых влагозащищенных корпусах. Они характеризуются высокой электробезопасностью, поэтому не представляют угрозы для детей или животных при случайном прикосновении.
Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты
Как было сказано выше, при выборе блока питания следует ориентироваться на технические характеристики светодиодной ленты, подключение которой будет выполняться. Основными критериями являются потребляемая мощность и номинальное напряжение.
12-вольтовые ленты могут иметь разные показатели потребляемой мощности. Это объясняется тем, что они прямо пропорциональны мощности и количеству светодиодных элементов на ленте.
Для удобства подсчета принято брать за основу номинальную мощность светодиодной ленты длиной в 1 метр. Таким образом, чтобы правильно подобрать блок питания, следует номинальную мощность одного погонного метра ленты умножить на ее общую длину.
Рассмотрим небольшой пример расчета блока для ленты SMD 3528
Имеется герметичная светодиодная лента SMD 3528, 60 светодиодов на 1 метр. Рабочее напряжение стандартное – 12 В. Мощность данного типа ленты 4.8 Вт/1м. Т.е. 1 метр ленты потребляет 4.8 Вт. Любая лента продается в бабинах стандартной длины – 5 м. В моем случае мощность всей ленты будет равна 24 Вт (4.8 * 5 = 24).
Теперь стоит задача, как рассчитать блок питания для светодиодной ленты длиной 5 м и полной мощностью 24 Вт. Некоторые скажут, что здесь рассчитывать, нужен БП мощностью 24 Вт, но как говорится, есть одно но.
Если взять блок питания мощностью равной мощности ленты существует угроза перегрева БП, особенно если к нему не будет доступа необходимого количества воздуха, например, при его расположении в ограниченном пространстве под потолком.
Если мощность блока питания будет меньше расчетной мощности ленты она просто не включиться из-за срабатывания внутренней защиты блока.Поэтому выбирая блок питания для ленты нужно к рассчитанной мощность добавлять 25 – 30 % запаса. Получим: 24 Вт + 30 % = 31.2 Вт. Округляем до ближайшей стандартной мощности БП — 30 Вт.
Мне для подключения необходимо 3.5 метра ленты (в двух словах на потолке будет каркас из гипсокартона в виде полукруга, по периметру этого каркаса будет расположена лента). Мощность куска ленты длиной 3.5 м — 16.8 Вт, округляем до целого числа – 17 Вт.
Теперь стоит задача, как рассчитать блок питания для светодиодной ленты длиной 3.5 м и полной мощностью 17 Вт.
Запас по мощности берем 30 %, получим: 17 Вт + 30 % = 22 Вт. Выбираем ближайший блок стандартной мощностью 24 Вт.
Правильная и бесперебойная работа светодиодной ленты и блока возможна лишь при наличии у данного прибора 25 — 30-процентного запаса мощности это обеспечить блоку питания необходимый запас мощности для его корректной работы.
Похожие материалы на сайте:
- 1) Из чего состоит энергосберегающая лампа
Как выбрать блок питания для светодиодной ленты. Формула расчета мощности
Что такое блок питания для светодиодных лент? Это прежде всего преобразователь сетевого напряжения 220В, в рабочее напряжение ленты 12 или 24В.
Блоки питания (сокращенно БП) бывают:
- открытыми
Те, которыми пользуются большинство. Они устанавливаются в помещениях без повышенной влажности.
- полугерметичными
Они не полностью защищены от проникновения влаги. Их можно размещать на улице, но при условии, что вода напрямую не попадет на их корпус, т.е. ставятся под навесом, в прихожей и т.д.
- герметичными
Их спокойно можно монтировать на улице и в помещениях с повышенной влажностью (ванные, бассейны и т.п.)
Отличаются они между собой только корпусом. Вся начинка, принцип подключения у них практически одинаковы.
Поэтому выбирают их в зависимости от места установки.
Приобретается БП отдельно от ленты и в комплекте с ней не идет. Главный параметр выбора — его номинальная мощность. Как же подобрать и рассчитать необходимый под ваши нужды соответствующий блок?
Для этого в первую очередь необходимо знать мощность всей ленты. Плюс прибавить к ней определенный запас по ваттам. Минимум этого запаса — 30% от общей мощности.
Как подсчитать мощность светодиодной ленты? Для начала узнайте сколько потребляет 1 метр. Эти данные обычно указываются на упаковке.
Если упаковки нет, то можно воспользоваться таблицей и примерно рассчитать мощность, в зависимости от типа светодиодов и их количества на 1 метр.
После этого замерьте длину всех отрезков, которые будут подключаться к блоку.
Далее расчет мощности блока питания нужно сделать по формуле:
K
коэффициент, минимум=1,3
Для примера: у вас есть лента 4,8Вт/м. Ее протяженность — 18 метров. Формула расчета мощности показывает, что вам необходим БП мощностью в 112Вт.
Pб=4,8Вт/м*18м*1,3=112,32Вт
При этом всегда выбирайте блок, ближайший в большую сторону. Для данного случая это 120Вт.
Коэффициент запаса мощности
Коэффициент запаса мощности меньше 30% не используйте. Зачем он вообще нужен, спросите вы?
Он необходим, чтобы блок питания не работал на пределе своих возможностей. Если вы подберете блок строго по значению мощности ленты, то проработает он совсем не долго. И то, если это качественное изделие.
Нагрев корпуса в этом случае будет стабильно составлять 60-70 градусов. А что говорить о внутренних элементах схемы!
При этом вполне возможны появления посторонних звуков.
Нормальный блок (без вентилятора), вообще не должен издавать никаких звуков — ни свистеть, ни трещать.Также при перегреве возможны нарушения некачественной пайки. Зачастую, именно она является частой причиной выхода прибора из строя.
Не облуженные выводы элементов, со временем окисляются и элементарно пропадает контакт. Найти такую неисправность простым обывателям, не связанным с радиотехникой, бывает сложно.
И они просто выкидывают блок в мусорку. Хотя для его починки, всего-то нужно было хорошенько пропаять один из контактов.
Подключение проводов и клемм
После того, как определились с типом и мощностью, необходимо выполнить правильное подключение. На всех блоках обязательно идет маркировка клемм. Перепутать бывает сложно. Главное разобраться, что означают эти надписи.
Первые клеммы обозначают как L и N. Это контакты подключения напряжения питания 220 Вольт. L — это фаза, N — ноль.
Но по-большому счету, фазировка или полярность здесь не важны. Поэтому не обязательно выяснять, где у вас в проводке ноль, а где фаза. Блок будет работать одинаково.
Конструктивно в БП на входе стоит мостовой выпрямитель, и ему все равно к какой паре диодов будет подана фаза. Хотя предохранитель изначально и стоит в фазной цепи L.
Обратите внимание, что некоторые блоки могут подключаться как в сеть 220В 50Гц, так и 110В 60Гц (напряжение в США). Для этого у них сбоку имеется переключатель.
Выставьте его в положение 220V, иначе при первом подключении можете спалить внутренние элементы прибора.
Затем идет значок заземления. Это место куда подключается заземляющий проводник, если у вас трехпроводная сеть и дома есть нормальный контур заземления.
Когда в розетках дома только фаза и ноль, без заземляющего провода Pe — данная клемма остается пустой. Ничего подключать на нее не нужно.
После, расположены клеммы со значками «+V» и «-V«. Это как раз таки выход на светодиодную ленту.
Иногда вместо «-V» может быть надпись «COM«.
При подключении светодиодной ленты 12-24В обязательно соблюдайте полярность.
Соответственно «+V» это место, куда подключается плюсовой провод, а «-V» — минусовой.На тех корпусах, где +V и -V по 4шт и более, все эти выхода запараллелены. Поэтому без разницы, куда вы подключите 4 провода от 2-х лент, под две клеммы «+» и «-» или под четыре.
Однако производители рекомендуют при параллельном подключении нескольких лент, использовать все клеммы блока питания.
Чем мощнее БП, тем больше у него выходных клемм для подключения светодиодных лент.
Когда для вас не принципиальны габариты, то можно даже поставить б/ушный блок питания от компьютера. Главное, чтобы его характеристики подходили.
То есть, выходное стабилизированное напряжение 12 или 24В, и необходимая мощность с 30% запасом. Правда, такие модели обычно идут с вентилятором и будут сильно шуметь, имейте это ввиду.
Чтобы понять на самой ленте, где какие контакты, внимательно посмотрите на ее подложку. Если там нет явных надписей с «+» «—«, то ищите другие обозначения.
Например, там где будет надпись 12V — это плюсовой контакт, а где буквы GND — минусовой.
Когда лента уже идет с припаянными проводами, то как правило, черный цвет обозначает минус, а красный — плюс.
Однако доверяться только цветам не стоит. Всегда проверяйте саму ленту.
Регулировка напряжения на блоке питания
Еще на корпусе с самого краю может быть регулировочный винт. Обозначен он как ADJ.
Он убавляет или добавляет выходное напряжение. Например, когда у вас в сети стабильно ниже чем 220В (200-205В), то и светодиоды в ленте будут гореть не так ярко, как должны.
Подрегулировать это можно с помощью данного винта. Однако специалисты не советуют делать выход больше 12В. Считается даже лучше, если выходное напряжение будет немного меньшим. Это здорово продлит срок службы ваших светодиодов.
Запомните, что источник питания напрямую влияет на срок работы ленты, если у него выход больше 12 Вольт. Все остальные проблемы, как правило связаны с перегревом, деградацией кристаллов и некачественными производителями.
Причины выхода из строя светодиодной ленты
Светодиодные ленты выходят из строя по разному. Если от перенапряжения — то сгорают все элементы сразу, или перестают светить некоторые сегменты.
Если от перегрева, то неравномерно теряется яркость по всей ленте. Одни светодиоды светят ярче, другие тусклее.
Когда вышел срок службы, то светодиоды равномерно теряют яркость до определенного момента. После достижения минимума, яркость деградации прекращается.Иногда бывает, что лента начинает самопроизвольно мигать. Если мигает вся одновременно — причина в блоке питания. Если сегментами — то проблема в самой ленте.
Если у вас лента многоцветная — RGB, то в этом случае еще нужно подключить контроллер.
Он устанавливается всегда после БП. Его входное напряжение — 12 или 24Вольт.
То есть, теперь вы подключаете RGB ленту не к источнику питания, а к контроллеру. У многоцветной ленты всего 4 провода.
Каждый провод отвечает за свой цвет:
- синий Blue — клемма «В» на контроллере
- черный или другого цвета провод отличный от первых — клемма V+
Разъем Power (питание) — это место куда подключаются провода питания.
Здесь тоже нужно соблюдать полярность. Плюс с блока на «+V» контроллера, минус к «-V».
Как видите, ничего сложного в подключении блока и светодиодной ленты нет. Главное разобраться в надписях и клеммах.
Ну и в конце следует рассмотреть вопрос, где физически можно размещать блоки питания. Тут есть несколько рекомендаций:
- в первую очередь вам необходимо обеспечить вокруг места установки БП воздушное пространство в 20см с каждой стороны. Оно требуется для естественной вентиляции.
- нельзя его размещать возле нагревательных приборов и горячих поверхностей. Это ведет к перегреву и снижает максимально допустимую нагрузку для подключения.
- если в схеме применяется два и более источника питания, то не располагайте их вплотную друг к другу.
- не размещайте блок питания так, чтобы на него попадали прямые солнечные лучи.
- не желательно размещать БП в местах, где в дальнейшем не будет доступа для его обслуживания. Всегда предусматривайте для этого какое-либо технологическое отверстие или съемную панель.
Выбираем блок питания для светодиодной ленты 12в
Как закоренелый электронщик, продолжаю делиться опытом и наработками. Стараюсь излагать без технических терминов, чтобы было понятно от ребенка до бабульки. В этот пасмурный день будем выбирать правильный блок питания для светодиодной ленты на 12В, далее по тексту сокращенно «БП».
Конечно led лента бывает и на 24 вольта, принцип подбора и расчета одинаковые, но самая распространённая это на 12В. Напряжения 24В. используется для проектирования освещения большой мощности, оно снижает используемую силу тока и сечение проводов в 2 раза. Светодиодное освещение с большим успехом вытесняет привычные нам люстры и светильники.
Освещение по периметру помещения смотрится современно и необычно.
- 1. Виды источников питания
- 2. Расчет мощности блока питания на 12V
- 3. Блок питания своими руками
- 4. Обзор цен в магазинах
Виды источников питания
БП с активным охлаждением, круглое отверстие вверху
В магазинах блоки могут по старинке могут называться «электронный трансформатор». Во времена моей молодости не было сотовых телефонов и импульсных источников питания на микросхемах.
Мне и многим другим непонятно современное название «драйвер», что с английского вообще переводится, как «водитель». По смыслу оно никак не связано с электричеством. Фактически термин «блок питания» и «драйвер» обозначают разные устройства.
БП является источником напряжения, а драйвер это источник тока, например как в светодиодной лампе.
Пассивное охлаждение, корпус IP20
По системе охлаждения существует два вида, с активным и пассивным:
- активное охлаждение – в корпусе установлен вентилятор, как в компьютерном ящике. Вентилятор позволяет уменьшить габариты корпуса и повысить мощность. Но недостатком будет шум от вентилятора, который со временем будет только увеличиваться. Через пару лет весь внутренности надо будет чистить, а вентилятор смазывать или менять, большой поток воздуха приносит много пыли. Я как любитель абсолютной тишины не использую такие;
- пассивное – корпус как у питания ноутбука, или сверху закрыт решеткой.
БП ноутбучного типа
По исполнению делятся на несколько видов:
- корпус как у блока ноутбука, из черного пластика с наклейкой с техническими характеристиками. Считаю оптимальным вариантом;
- герметичный корпус из алюминия для влажных помещений, не боится воды и конденсата. Хорошо зарекомендовали себя;
- металлический корпус с отверстиями и контактной площадкой, применяется для сухих помещений, монтируется в недоступном месте, желательно в закрытом объеме для защиты от пыли.
Герметичный в алюминиевом корпусе IP67
По функциональности:
- может быть простым, только обеспечивать питание;
- более функциональные имеют встроенный диммер;
- может быть встроено дистанционное управление пульта по инфракрасному каналу или радиоканалу;
- самые дорогие имеют сразу диммер и дистанционное управление, это помогает избавиться от нагромождения этих блоков в разных местах.
Расчет мощности блока питания на 12V
Схема подключения к светодиодным лентам
Проведем простой расчет, для популярной светодиодной ленты на SMD 5050 длиной 3 метра, мощностью 14,4W и имеющей 60 led/м.
- Вычисляем потребление всей ленты, 3 метра
14,4W * 3м. = 43W - Добавляем 20% на запас, который пойдет на потери в проводниках
43W * 1,2 = 52W - Получили, что минимальная мощность блока должна быть 52W. Ближайшая подходящая модель обычно имеет 60W, соответственно её и выбираем.
Кроме потерь в проводах и в самой светодиодной ленте, немалую роль играет и качество конструкции, схем и комплектующих БП. Если он средней стоимости и не супер высокого качества, то указанные характеристики будут предельно допустимыми, на них он будет работать нестабильно. Приведу пример из практики, на БП 60 Вт.
подключил ленты на 55 Вт., но после 10 минут работы лента начинал мигать. При нагреве электрические параметры немного меняются, напряжение падало. Мощности чуть-чуть не хватало. Разобрал и внутренним регулятором понизил напряжение с 12,5 до 11,5 В. Этого было достаточно для стабильного и полноценного освещения комнаты.
Блок питания своими руками
Электронный трансформатор изнутри
Иногда требуется сделать небольшую подсветку светодиодной лентой на кухне или лоджии, из остатков светодиодной ленты, но покупать никак не хочется, из-за расходов превышающих стоимость всей проектируемой конструкции.
Первым приходит мысль сделать электронный траснформатор своими руками. Покупать у китайцев на АлиЭкспресс не вариант, придется очень долго ждать доставки. Но есть более интересные варианты о которых многие забывают, но я постоянно пользуюсь.
Я не буду публиковать здесь схемы на 12V, об этом напишу отдельно и подробно.
Сейчас многие приборы питаются от внешних блоков питания на 12В и имеют мощность от 10 до 50 Вт. Это могут быть планшеты, телевизоры, электробритвы, ноутбуки, компьютеры, роутеры и маршрутизаторы.
Грубо говоря, 10W обеспечивает яркость на 700-800 люмен, что соответствует яркости лампы накаливания на 60W. Наверняка подобный БП валяется у вас в кладовке или гараже.
Если дома у вас не нашлось, спросите у соседа, у него точно есть.
Пример маломощных, от 6W до 40W
Можно купить источник питания очень недорого на Авито. У многих дома валяется какой то БП на 12 вольт, они не знают куда его деть, выбрасывать жалко, поэтому они его продают через объявление. Продавец не знает его реальной стоимости и ставит низкую или среднюю цену.
Так как мы покупаем не в магазине, а по объявлению, то мы можем торговаться. В результате таких торгов я покупаю по символической цене в 50-100 руб. Выгодно обеим, продавец избавился от ненужной безделухи, а я купил полезный прибор дешево, заплатил в 5 раз меньше чем в магазине.
Считаю эффективней потратить время на поиск по объявлениям, чем искать детали и паять самостоятельно.
Обзор цен в магазинах
Цены в магазине
..
Даже не смотря на мировой кризис и различный санкции в отношении России, китайцы продолжают исправно работать и наводнять своей продукцией российский рынки. Стоимость напрямую зависит от качества, тут китайцы предлагают свободу выбора.
Если вас не интересует электронный трансформатор очень высокого качества, за исключением, если вы проектируете освещение в бункере на случай ядерного конфликта.
Если эксплуатировать будете в домашних условиях отапливаемого помещения, а не в предельных температурных режимах, то вам будет достаточно недорого китайского блока.
Модельный ряд одного производителя, размеры корпусов
Покупать у китайцев не советую, в половине случаев они обманывают и завышают электрические характеристики. Поэтому надежней, быстрей, дешевле купить в ближайшем интернет магазине, ваши потраченные нервы и время тоже стоят немало.Чтобы вы имели общее представление о среднем уровне цен в России, составил таблицу соответствия цены и мощности. Обычно она бывает кратной 12, при токе 1 Ампер получается 12W. Уровень цен будет меняться в зависимости от фирмы производителя и города, в котором находится интернет-магазин.
| Мощность, Ватт | Обычный корпус IP20, цена | Герметичный IP67, IP68, цена | Дорогой герметичный |
| 6W | 190 | 250 | 300 |
| 12W | 220 | 350 | 750 |
| 24W | 300 | 500 | 950 |
| 36W | 450 | 650 | 1200 |
| 48W | 500 | 750 | 1400 |
| 60W | 550 | 800 | 1600 |
| 72W | 600 | 850 | 1700 |
| 80W | 650 | 900 | 2000 |
| 100W | 750 | 950 | 2200 |
| 120W | 850 | 1050 | 2400 |
| 150W | 950 | 1200 | 4000 |
| 180W | 1050 | 1450 | 4400 |
| 200W | 1250 | 1550 | 4600 |
| 250W | 1350 | 1700 | 5000 |
| 360W | 1500 | 1850 | |
| 400W | 1600 | 2000 |
Модельный ряд и размеры герметичных источников
Download Nulled WordPress ThemesDownload WordPress Themes FreePremium WordPress Themes DownloadFree Download WordPress Themeslynda course free downloadDownload WordPress Themesdownload udemy paid course for free
Подбор блока питания для светодиодной ленты: типы, расчёт, схемы подключений
В последние годы светодиодная лента стала особо популярной. Имея невысокую стоимость и будучи поистине универсальной в плане применения, она успешно используется как для декоративной подсветки, так и для освещения. Основной трудностью, с которой сталкиваются начинающие мастера, является выбор блока питания для светодиодной ленты (СЛ). Сегодня мы попробуем решить этот вопрос.
Принцип действия импульсного блока питания
На сегодняшний день для питания светодиодной ленты применяются блоки, использующие принцип импульсного преобразования напряжения. Суть работы блока питания такого типа заключается в следующем:
- Выпрямление сетевого напряжения.
- Подача напряжения на первичную обмотку трансформатора в виде высокочастотных импульсов. Они следуют с частотой более 20 кГц, а продвинутые схемы дорогих ИИП работают на частотах в 100 кГц.
- До нужного уровня напряжение понижается при помощи импульсного трансформатора.
- На выходном каскаде происходит выпрямление и стабилизация величины пониженного напряжения.
Для примера рассмотрим классическую схему импульсного преобразователя переменного напряжения 220 В в постоянное 12 В, собранного на микросхеме Top242.
Схема импульсного блока питания AC220/DC12 В
Входное сетевое напряжение поступает на выпрямитель, состоящий из диодного моста BR1 и сглаживающего фильтра С1-С4, L1.
Полученное таким образом постоянное напряжение поступает на микросхему DA1, на которой собран высокочастотный (до 100 кГц) генератор, нагруженный на импульсный трансформатор Т1. Принцип работы трансформатора тот же, что и у классического.
Единственное отличие – он работает на высокой частоте, но об этом позже.
Пониженное до 12 В напряжение высокой частоты поступает на выпрямитель (диод D3) и сглаживающий фильтр (С9, С10, L1). Одновременно это же напряжение через оптрон U1 поступает на цепь стабилизации, встроенную в микросхему DA1. Стабилизация производится при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ), суть которой заключается в следующем.
При увеличении выходного напряжения цепь стабилизации (ШИМ-контроллер) изменяет скважность (длительность) импульсов, поступающих на трансформатор, и его действующее выходное напряжение уменьшается.
При чрезмерном понижении выходного напряжения длительность импульсов увеличивается. В результате на выходе блока устанавливается ровно 12 В, что и необходимо для правильного питания светодиодной ленты.
В чем преимущества импульсного блока питания перед трансформаторным? Поскольку преобразование напряжения производится на относительно высокой частоте, соответственно, уменьшаются габариты и масса трансформатора, а значит и всего блока.
Причем уменьшаются существенно – в десятки раз. По этой же причине уменьшаются и габариты сглаживающих конденсаторов.
ШИМ-модуляция же позволяет отказаться от классических линейных стабилизаторов, имеющих низкий КПД и требующих громоздких радиаторов охлаждения.
В результате мы получаем исключительно компактный и надежный блок питания с КПД до 95%.
Нередко можно услышать вместо «блок питания» выражение «трансформатор», хотя это далеко не одно и то же. Блок питания, по сути, – преобразователь, который обычно изменяет не только величину напряжения, но и род тока.Название «трансформатор» изначально получили устройства, изменяющие лишь величину напряжения без изменения других его характеристик. Тем не менее словом «трансформатор» нередко подменяется выражение «блок питания».
Основные критерии выбора
Выбирая блок питания для СЛ, необходимо обратить внимание на следующие основные характеристики:
- Метод преобразования напряжения.
- Принцип охлаждения.
- Исполнение.
- Выходное напряжение.
- Мощность.
- Дополнительный функционал.
Метод преобразования
Как я уже говорил выше, блок питания может быть трансформаторным или импульсным. Если нужен блок питания относительно небольшой мощности, то предпочтение лучше отдать импульсной конструкции. Покупка серьезного ТБП оправдает себя лишь при мощностях в сотни ватт – ИБП такой мощности стоят дорого и нередко имеют вентиляторы охлаждения, которые создают шум и собирают пыль.
Если ты увидишь в магазине недорогой трансформаторный адаптер небольшой мощности, устраивающий тебя по размерам, то это тоже неплохой вариант. Стоит он недорого и тяжеловат, но не в кармане же его носить. Главное, чтобы в проект вписался.
Охлаждение
Охлаждение может быть пассивным и активным. В первом случае охлаждение узлов прибора производится естественным образом, во втором для этих целей служит вентилятор.
Если мощность БП невелика, то от устройства с принудительным охлаждением лучше отказаться: вентилятор шумит и вместе с воздухом всасывает массу пыли, оседающую на узлах блока.
Такие источники требуют регулярного технического обслуживания и, главное, плохо защищены от влаги.
Такой блок не только шумит, но и является своеобразным пылесосом
Исполнение
От конструктивного исполнения зависит степень защиты от окружающей среды. Если блок питания будет работать на улице или во влажном/пыльном помещении, то придется выбрать пылевлагозащищенную, а еще лучше герметичную конструкцию.
Никаких дырочек, щелочек и, конечно, никаких вентиляторов. Для сложных механических условий (вибрация, тряска, удары и пр.) отлично подойдет прибор в металлическом сплошном корпусе.
Для обычного жилого помещения можно выбрать блок в открытом кожухе со множеством вентиляционных отверстий – он будет лучше охлаждаться.
Герметичный пластиковый блок питания (слева), открытый металлический защищенный от пыли, влаги, ударов блок питания (справа)
Выходное напряжение
Тут все просто. СЛ выпускаются на 2 напряжения – 12 или 24 В. Прочитай на упаковочной коробке или даже на самой ленте, на какое напряжение питания она рассчитана. Затем выбери БП, имеющий нужные параметры.
Эта СЛ рассчитана на 12 В, значит и блок питания нужен на такое же напряжение
Мощность
На этом блоке питания указаны и ток, и мощность
Мощность блока питания должна быть как минимум на 15-20% выше мощности, потребляемой лентой (лентами). Вроде все просто, но есть один нюанс.
Редко, но случается, что на блоках питания не пишется мощность, а указывается лишь максимально допустимый ток. Как пересчитать его в мощность? Элементарно.
Умножь рабочее напряжение (12 или 24 В) блока на его максимально допустимый ток в амперах, и ты получишь мощность в ваттах.
На этом блоке питания (фото выше) указана мощность в 20 Вт, ток 1.67 А и напряжение 12 В. Проверим для интереса: 12*1.67=20.04 Вт. Все сходится.
Дополнительные функции
Блок питания для СЛ с беспроводным пультом дистанционного управления и встроенным диммером
Кроме своей основной работы, блок питания может выполнять и некоторые дополнительные функции.
Существуют, к примеру, устройства со встроенными диммерами (регуляторами яркости), таймерами, автоматами эффектов и даже с беспроводными пультами ДУ.
Тут уже на твое усмотрение, но имей в виду, что любая дополнительная функция отражается на стоимости конструкции.
Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты
Если у тебя под рукой калькулятор или даже просто лист бумаги с ручкой, расчет мощности блока питания займет не более минуты. Причем никаких специальных знаний для этого не потребуется, достаточно 3-х классов средней школы.
Прежде всего рассчитай потребляемую СЛ мощность. Для этого тебе понадобятся два параметра: длина будущего осветителя и его удельная мощность. Длину, само собой, ты выбираешь сам в зависимости от дизайнерской задумки. Удельная же мощность светодиодной ленты указывается в сопроводительной документации и нередко прямо на упаковке. Единицы измерения этого параметра — Вт/м.
Предположим, ты купил СЛ с удельной потребляемой мощностью 14.4 Вт/м. Это означает, что каждый метр такой ленты «съест» 14.4 Вт. При этом напряжение питания прибора значения не имеет.
Для подсветки ты решил использовать 3 метра СЛ. Считаем: 14.4*3=43.2 Вт. Итак, твоя задумка будет потреблять 43,2 ватта. Для надежной работы источника питания он должен иметь некоторый (15-20%) запас мощности.
Добавляем к результату еще небольшой запас и получаем 50 Вт.
Таким образом, тебе нужен адаптер мощностью не менее 50 Вт. Скорее всего, в стандартном ряду БП именно такой мощности не окажется, поэтому покупаешь ближайший по значению с большей мощностью. К примеру, на 60 Вт.Не стоит выбирать блок питания с очень большим (в 2 и более раз) запасом мощности. Это увеличит габариты конструкции, снизит ее КПД и обойдется намного дороже.
Если ты решил обеспечить питание одним адаптером нескольких СЛ, то рассчитай потребляемую мощность каждой, а результаты сложи. Ленты будут включаться параллельно (о схеме включения см. ниже), а значит, их мощности суммируются.
Подключение светодиодной ленты
Подключение «трансформатора» (адаптера) к светодиодной ленте совсем несложное, и вряд ли вызовет у тебя трудности. Здесь достаточно решить 3 основных вопроса:
- Разобраться с полярностью подключения.
- Подобрать провод нужного сечения.
- Выбрать схему включения.
Полярность подключения
Внимательно осмотри блок питания и найди, где у него на выходных (output или out) клеммах обозначение «плюс», а где «минус». Если вместо клемм у блока провода, то дополнительно они расцвечены: красный «плюс», черный «минус» соответственно. То же самое сделай и со светодиодной лентой:
Полярность подключения СЛ и ее блока питания
Важно! Расцветка проводов – красный и черный – условна. Очень многие производители не придерживаются этого стандарта, провода у их БП могут быть любого цвета, поэтому ориентируйся только на маркировку.
Выбор сечения провода
Теперь по сечению. То, что СЛ питается относительно низким напряжением, не говорит о том, что током, протекающим по питающим проводам, можно пренебречь. Напротив, чем ниже напряжение питания, тем больший ток потребуется для развития мощности.
Если, к примеру, через 70-ваттную лампочку на напряжение 220 В будет течь ток всего 300 мА (70220=0.31), то для питания 12-вольтовой светодиодной ленты той же мощности потребуется ток почти в 6 А!
Если подключить такую ленту тонкими проводами, то, во-первых, на них упадет напряжение и лента будет светить вполнакала. Во-вторых, перегруженные провода могут нагреться и устроить пожар. Поэтому сечением провода пренебрегать нельзя.
Как узнать, какой ток будет течь по питающим СЛ проводам? Расчет несложен. Для этого достаточно мощность ленты в ваттах разделить на напряжение ее питания в вольтах. Этот расчет я сделал выше, показав, что 70-ваттная 12-вольтовая лента потребует тока в 5.83 А. Если СЛ несколько, то мощность их перед расчетами нужно сложить.
Как сечение провода зависит от тока? Тут даже расчет не нужен, просто обратись к приведенной ниже табличке и выбери провод с сечением не ниже рекомендуемого:
Зависимость сечения провода от тока и длины линии (провод медный многожильный)
| Сечение провода мм², не менее, при длине линии | |||||||
| 1.6 | 0.3 | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 0.9 | 1.1 | 1.
4 |
| 3 | 0.5 | 0.8 | 1.0 | 1.3 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
| 4.1 | 0.7 | 1.1 | 1.4 | 1.8 | 2.1 | 2.9 | 3.6 |
| 8.5 | 1.5 | 2.3 | 3.0 | 3.8 | 4.5 | 6.
0 |
7.5 |
| 12 | 2.1 | 3.2 | 4.3 | 5.4 | 6.4 | 8.6 | 10.7 |
| 16 | 2.9 | 4.3 | 5.7 | 7.1 | 8.6 | 11.4 | 14.3 |
| 20 | 3.6 | 5.4 | 7.1 | 8.9 | 10.
|
14.3 | 17.9 |
| 25 | 4.3 | 6.4 | 8.6 | 10.7 | 12.9 | 17.1 | 21.4 |
Очень часто диаметр питающего провода выбирают такой же, какой имеют выходящие проводки из адаптера.
Так делать нельзя! Чем длиннее питающая линия, тем большее должно быть сечение провода.
Выбор схемы включения
Если СЛ одна, то схема подключения будет элементарной, ее даже стыдно рисовать:
Схема подключения блока питания к одной СЛ
Немного сложнее, если лент несколько. Типичная ошибка начинающего дизайнера – последовательное соединение нескольких СЛ в одну длинную линию:
Неправильное подключение нескольких СЛ к одному адаптеру питания
Такое подключение перегружает питающие шины первой ленты и они, как правило, сгорают. И тогда СЛ можно выбросить. Если лент несколько, единственно правильным решением может быть только такое:
Правильное подключение нескольких СЛ к одному адаптеру питания
Отличия блока питания от драйвера
Нередко блок, обеспечивающий питание СЛ, путают с драйвером для питания светодиодов. Блок питания и драйвер – абсолютно разные приборы, и путать их ни в коем случае нельзя!
Светодиодный драйвер – это, по сути, стабилизатор тока. Он ограничивает величину протекающего через светодиоды тока и обеспечивает стабилизацию этого тока на заданном уровне независимо от величины входного напряжения. Они не боятся КЗ, но могут сгореть от холостого хода (ХХ).
Адаптер для СЛ не следит за выходным током: он выдает его столько, сколько потребует сама лента. Устройство занимается лишь стабилизацией напряжения, а за током в СЛ следят специальные токоограничивающие резисторы.
Если ленте нужно, скажем, 12 В, то блок питания выдаст ровно 12, поскольку именно от этого параметра зависит качественная работа ленточных осветителей.
Такие блоки питания боятся КЗ, но отлично себя чувствуют на ХХ из-за нулевого выходного тока.Блок питания выдаст нужный СЛ ток только в том случае, если он (ток) не превышает максимально допустимый для конкретного БП. В противном случае источник питания будет перегружен и сгорит.
Таким образом, спутав адаптер с драйвером и поставив один вместо другого, ты в лучшем случае получишь неработоспособную конструкцию.
В худшем же лишишься либо осветительного прибора, либо источника питания – все будет зависеть от характеристик и мощности оборудования.
Вот мы и разобрались с блоками питания для светодиодных лент. Теперь ты знаешь, какие они бывают, и при необходимости сможешь выбрать нужный тебе без посторонней помощи.