Источник тока для светодиодных сборок

Источник тока для светодиодных сборок

Общие вопросы выбора блока питания

Для правильного подбора блока питания (БП) для системы светодиодной подсветки необходимо знать параметры подключаемой светодиодной ленты и параметры предлагаемых блоков питания.

Первый параметр ленты, влияющий на выбор БП – напряжение питания ленты. Чаще всего это 12 или 24 вольта. На какое напряжение рассчитана лента, на такое же напряжение выбирается и блок питания.

Второй параметр ленты, требующийся нам для расчета блока питания – потребляемая мощность на 1 метр ленты. Этот параметр обязательно приводится добросовестным производителем в характеристиках ленты и обычно обозначается на упаковке ленты. Мощность светодиодных лент, имеющихся в нашем ассортименте, варьируется в диапазоне от 4.2 до 31 Вт/м. Обычно, чем выше потребляемая мощность ленты, тем она ярче светит. Правда, тут вносит неоднозначность такой показатель как КПД, но на приводимый расчет блока питания он не влияет, поэтому принимать во внимание сейчас мы его не будем.

Следующий показатель – длина подключаемой к БП ленты. Тут все просто. Длина – есть длина. Измеряется в метрах.

С лентой разобрались, теперь разбираемся с блоками питания. Основные характеристики БП – выходное напряжение, максимально допустимый ток, который может длительное время отдавать блок питания в нагрузку, и выходная мощность блока питания.

С выходным напряжением все просто. Лента 12-ти вольтовая, и блок питания нужен на 12 вольт, лента на 24 вольта – блок питания берем на 24 вольта.

Следующий параметр — максимальный ток, отдаваемый блоком питания – параметр очень важный, но в стандартных расчетах для систем со светодиодной лентой используется редко. Хотя, зная его всегда можно определить выходную мощность блока питания. Нужно просто перемножить выходное напряжение в вольтах на максимальный ток в амперах и получим мощность в ваттах. Например, блок питания с выходным напряжением 12 вольт и максимальным током 5 ампер имеет выходную мощность 60 ватт.

А выходная мощность блока питания – это как раз тот параметр, который нужен для наших расчетов.

Для наглядности, давайте рассмотрим расчет требуемого БП на примере.

1. Имеем комнату со сторонами 5х4 м. Хотим расположить ленту за карнизом по периметру комнаты. Длина периметра в таком случае составит 18 м. Соответственно, такой же длины у нас будет и лента.

2. Выбираем ленту не самую слабую, но и не самую яркую, например, ленту с артикулом 010346, модель RT 2-5000 24V Warm 2x (3528, 600 LED, LUX).

3. Из обозначения видно, что это лента длиной 5 метров, с питанием 24 вольта, теплого белого цвета, двойной плотности (но не двухрядная), светодиоды 3528 (размер SMD корпуса светодиода 3.5х2.8мм), 600 светодиодов на 5 метров (или 120 светодиодов на метр).

4. Из характеристик, имеющихся на сайте или указанных на упаковке, узнаем, что потребляемая мощность этой ленты – 48 ватт на 5 метров (9.6 Вт/м)

5. Умножаем длину ленты на потребляемую мощность 18*9.6 = 172.8 Вт.

6. Добавляем минимум 10-ти процентный запас по мощности, получаем 182.8 Вт.

7. Выбираем ближайший по мощности блок питания с округлением в большую сторону. Это блок питания мощностью 200 Ватт с выходным напряжением 24 вольта (как мы помним лента у нас с питанием 24 вольта).

8. Смотрим на сайте габариты блока питания. Артикул 013138, модель ARPV-24200 (24V, 8.3A, 200W) — 238x130x60 мм.

9. Далее возможны варианты:

a) нормально, габариты устраивают – оставляем как есть;

b) ого! куда же я его такой здоровый дену? – делим ленту на два участка, выбираем два блока питания меньшего размера и, соответственно, меньшей мощности — по 100 ватт каждый — и подключаем к каждому блоку питания по 9 метров ленты;

c) опять не помещается — делим ленту на четыре фрагмента, ставим четыре блока питания по 50 ватт.

Удобнее всего монтировать оборудование, когда один блок питания устанавливается на каждые 5 или 10 метров ленты.

В рассмотренном примере мы использовали герметичный блок питания. Вы можете спросить, зачем в обычной комнате ставить герметичный блок. Ведь есть же блоки в защитном кожухе, они дешевле. Да, есть. Да, дешевле. Но они незащищены не только от влаги, но и от пыли, от попадания в них мелких предметов, домашних «животных», наконец. Все это неблагоприятно сказывается на надежности системы в целом. Кроме того, на сегодняшний момент все блоки питания для светодиодной ленты это импульсные преобразователи напряжения. Поэтому от открытых блоков питания, как бы качественно они не были сделаны, в полной тишине может быть слышен слабый «комариный» писк. Правда блоки питания в защитном кожухе бывают большей мощности, чем герметичные блоки, но и здесь есть свои подводные камни. Негерметичные блоки с мощностью более 200 ватт требуют принудительного охлаждения и снабжаются встроенными вентиляторами. Как гудит куллер системного блока компьютера у Вас под столом, слышали? Хочется Вам по ночам, при включении подсветки слышать аналогичное жужжание? В общем, делайте свой выбор.

И еще одна важная рекомендация. Монтаж блоков питания необходимо осуществлять таким образом, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха для охлаждения блоков, а также предусмотреть возможность доступа к БП для их обслуживания или замены. Надежность применяемых блоков питания достаточно высока, но в нашей реальной жизни не исключены случаи, при которых в сети может появиться опасное для БП напряжение или пульсации, приводящие к выходу их из строя.

Особенности выбора блока питания для системы с регулировкой яркости или системы с многоцветной лентой.

Если в результате описанного выше расчета получилось, что мы вполне обходимся одним блоком питания и размер его нас устраивает, то никаких особенность в подборе блока для системы подсветки с управлением лентой нет. Дальше эту статью можно не читать.

Во всех остальных случаях, нужно решить еще одну задачу. Задача заключается в следующем. Если мы хотим управлять лентой – будь то изменение яркости или изменение цвета – мы должны установить между блоком питания и лентой соответствующее устройство управления – диммер или RGB контроллер. Следовательно, если мы делим мощность на два блока питания, то должны поставить два устройства управления. Делим на четыре блока, должны поставить четыре устройства. И т.д. И все это должно срабатывать одновременно, от одного регулятора или от одного пульта. Но вопросы синхронизации – это отдельная тема и сейчас она нас не интересует. Сейчас мы занимаемся электропитанием. Можно, конечно, оставить все как есть, и поставить на каждый блок питания по отдельной управляющей коробочке, но наша цель (точнее, Ваша цель) уменьшить количество коробочек и дополнительных проводков в системе (а соответственно, уменьшить стоимость оборудования и монтажных работ).

Если мы используем 24-х вольтовую ленту, то можно прибегнуть к одной хитрости. Мы можем взять два одинаковых блока питания на напряжение 12 вольт, соединить их последовательно и получить на выходе такой системы напряжение 24 вольта и удвоенную мощность. Схема подобного соединения приведена на рисунке.

При таком включении необходимо учесть особенности конструкции блоков питания. Некоторые БП выполнены таким образом, что их металлический корпус соединен с минусовым выходом. При использовании подобных блоков в рассматриваемой схеме требуется изолировать корпуса БП друг от друга и от любых металлических поверхностей.

Некоторые «умельцы» предлагают для увеличения мощности соединять выходы блоков питания параллельно. Подавляющее большинство БП не допускают такого соединения. Это связанно с тем, что двух идеальных блоков питания с абсолютно одинаковыми выходными напряжениями не бывает. Как бы ни старался производитель, но хоть на сотые доли вольта оно будет отличаться. Напряжение на выходе блока стабилизируется специальной электронной схемой, которая постоянно следит за выходным напряжением и в случае его отклонения от нормы, старается вернуть его в заданный диапазон. В случае соединения в параллель двух блоков с разными напряжениями, каждый из них начнет «перетягивать одеяло» на себя. Рано или поздно это закончится выходом БП из строя. Кроме того, в момент включения такой системы один блок может мешать запуститься другому. В результате, могут появиться периодические моргания ленты при включении подсветки. Ради справедливости, следует заметить, что существуют блоки питания, допускающие параллельное соединение, но это отдельный, довольно редко встречающийся класс. Возможность такого соединения обязательно указывается в документации на блок питания.

Источники питания для светодиодных светильников — расчет и схемы

Светодиодное освещение считается наиболее энергоэффективным. Однако есть весомый недостаток – светодиоды требуют особого питания. Нельзя просто взять и подключить светодиодную ленту или лампу в обыкновенную розетку с напряжением 220 В. Для производительной и бесперебойной работы требуется установка специальных блоков питания.

1. Как выбрать блок питания для светодиодных ламп
2. Характеристики блока управления
3. Рабочее напряжение
4. Мощность осветительного прибора
5. Габариты
6. PFC в характеристике трансформатора

Как выбрать блок питания для светодиодных ламп

Для выбора подходящей модели требуется правильно рассчитать его мощность, оснащение системой охлаждения. Также роль играет тип исполнения и функциональность.

Основная задача охлаждающей системы – снижение температуры источника, продление его эксплуатационного срока. Делится данная конструкция на несколько видов, может быть активной и пассивной. Первая система оснащена вентилятором, имеет компактные размеры, но более шумная в сравнении со второй и требует регулярной чистки. Пассивная конструкция занимает больше места, но при этом работает практически бесшумно и проста в использовании.

Блоки питания светодиодного светильника по своим функциональным возможностям делятся на следующие виды:

• Обычные БП. Их основная задача – обеспечивать бесперебойную работу ленты.
• БП, оснащенные встроенным управляющим устройством, которое носит название – диммер. Его задача обеспечивать работу и управлять яркостью и цветами светодиодных ламп.
• С дистанционным управлением. В комплекте прилагается пульт, работающий по ИК-каналу или по радиоканалу.
• Модификации с максимальной комплектацией. К светодиодной лампе прилагается пульт дистанционного управления и диммер. Такая конструкция позволяет избегать монтажа дополнительного оборудования в разных местах.

Виды блоков питания для светодиодной ленты

Далее необходимо определиться, какой тип блоков питания для светодиодной ленты по исполнению будет предпочтительнее. Конструкции бывают полностью открытыми, полугерметичными и полностью герметичными. При выборе нужно анализировать, в каком помещении будет работать лампа – производственный участок, жилая комната или ванная. Максимальная степень защиты требуется, если осветительный прибор предназначен для работы на улице.

Самая простая, бюджетная и распространенная конструкция – открытые модели, помещенные в корпус из качественного пластика. Такой тип лишь частично защищен от попадания внутрь пыли, подходит для использования исключительно внутри сухих помещений. В машине, например, источники используют для освещения приборной панели потолка или пола. При установке в жилом помещении стоит обратить внимание на сравнительно небольшую мощность (до 75 Вт). Для нормального освещения потребуется не менее 2-3 лент. Их, как правило, маскируют за подвесным или натяжным потолком.

Характерная особенность полугерметичного блока питания – сравнительно доступная стоимость и средние размеры. Они предназначены для установки в помещениях с повышенной влажностью, но с небольшой вероятностью попадания воды непосредственно на корпус. Например, в ванной комнате или на кухне их монтируют под потолками или специальными навесами. Также они могут эксплуатироваться на промышленных объектах.

Герметичные конструкции представляют собой блоки, размещенные в защитные капсулы, они оберегают механизм от пагубных воздействий окружающей среды. Управляющая плата заливается силиконом, находится внутри прозрачного стекла. Такая разновидность используется, как правило, для создания наружного освещения машины, а также для работы в условиях повышенного уровня запыленности и влажности.

В сравнении с аналогами размер и вес герметичных модификаций больше. Увеличена мощность до 100 ватт, что позволяет питать длинные ленты.

Характеристики блока управления

Блок питания – это электротехническая конструкция, основная задача которой преобразовать силу тока 220В в 12В или 24В в зависимости от требуемой величины рабочего напряжения. В большинстве случаев для питания светодиодных ламп используются импульсные блоки питания. Здесь ограничителями выступают резисторы. Есть распространенный аналог блока питания – драйвер, его недостаток заключается в отсутствии ограничителей тока.

При выборе блока питания для светодиодных лампочек требуется ознакомиться с характеристическими особенностями, которыми должно обладать устройство.

• Рабочее напряжение осветительного прибора.
• Суммарная мощность светодиодной ленты.
• Необходимость защиты корпуса БП от пагубных воздействий окружающей среды.
• Габаритные размеры конструкции.

Рабочее напряжение

Сравнительная таблица светодиодов

Рабочее напряжение светодиодных ламп в зависимости от модификации конструкции бывает – 12В, 24В и порой 36В. Рабочее напряжение управляемых светодиодных лент SPI составляет всего 5В. Для беспрепятственной работы выходное напряжение блока питания должно соответствовать установленным параметрам.

Существуют блоки питания, которые позволяют вручную регулировать силу выходного напряжения, их используют для реализации нестандартных проектов, а также, когда нужно компенсировать падение напряжения на длинных проводах.

Также существуют нестандартные модификации БП, оснащенные несколькими каналами. Каждое имеет разное выходное напряжение. Это может быть очень кстати, если запитать разные ленты на один источник.

Мощность осветительного прибора

Таблица мощности светодиодных лент

Выбрать блок питания по мощности необходимо следующим образом: мощность = суммарная мощность светодиодных ламп * коэффициент запаса КЗ (он равен 15-30%). Если пренебречь коэффициентом запаса при выборе, электрический прибор будет работать на пределе, его срок службы будет весьма ограниченным.

Для вычисления суммарной мощности светодиодной ленты требуется каждый метр ее длины умножить на мощность.

Габариты

Имеют большое значение размеры корпуса. Мощные БП могут быть габаритными, скрыть их будет практически невозможно, к тому же большинство из них оснащено встроенным вентилятором. Если потребуется подсоединить длинный участок ленты, можно пересмотреть схему подключения и использовать вариант эксплуатации нескольких меньших по размерам и мощности блоков.

При выборе места для установки нужно учитывать: чем выше мощность прибора, тем сильнее он нагревается, поэтому важно обеспечить достаточное количество места для теплоотвода, в противном случае он будет перегреваться и быстро выйдет из строя.

PFC в характеристике трансформатора

Блок питания для светодиодной ленты 36W, 700mA, PFC

Порой на корпусе БП можно увидеть маркировку PFC, которая в переводе с английского означает коррекция реактивной мощности. Этот параметр указывает, на каком именно схемотехническом решении спроектирована данная модель, что позволяет уменьшить потребляемую мощность.

Таким модификациям свойственно высокое значение коэффициента мощности, они относятся к моделям высокого качества с низким пусковым током. Еще одно преимущество таких моделей заключается в том, что при большом количестве одновременно используемых БП нет необходимости устанавливать и эксплуатировать специальные пусковые автоматы.

Блок питания – это электротехническая конструкция, без которой не обойтись при установке светодиодных ламп дома, на работе, в гараже и т.д.

Какой выбрать блок питания для светодиодной ленты 12в

Светодиоды постепенно вытесняют традиционные источники света: нити накаливания и газоразрядные (люминесцентные) трубки. До сих пор этот источник света для многих остается загадочным и не совсем понятным для рядового пользователя остается принцип действия маленького кристалла, способного заменить привычную лампочку, не требующую никаких дополнительных устройств, для включения в электрическую сеть.

В плане удобства пользования светодиоды ничем не уступают традиционным лампочкам. Единственным нюансом, без которого невозможно их использование при непосредственном подключении – они рассчитаны на гораздо более низкое напряжение, чет то, которое подается по проводам электросети – 220 вольт, к тому же, они могут работать только от источника постоянного тока, имеющего полярность «+» и «-».

Чтобы реализовать на практике преобразование переменного тока электросети в постоянный ток нужного напряжения существуют блоки питания, которые служат для подключения светодиодных приборов освещения, преимущественно – светодиодных лент (СЛ).

О том, как правильно подобрать трансформатор для светодиодной ленты 12 вольт, правильно рассчитать его мощность и с минимальным набором инструментов смонтировать работоспособный источник освещения расскажем в статье.

Принцип действия светодиодного блока питания

Блок питания светодиодной ленты (адаптер для светодиодной ленты) представляет собой электронное устройство. Для многих пользователей ассоциируется с понижающим трансформатор. Это не совсем так. Принцип работы трансформатора основан на преобразовании переменного тока в постоянный за счет прохождения через две проволочные катушки. Единственная функция трансформатора – понизить или повысить напряжение на выходе.

Блок питания СЛ принципиально отличается по устройству от трансформатора, хотя, выполняет схожие функции: понижение напряжения до приемлемых для работы светодиода значений и стабилизирует его, не позволяя светодиодам мерцать в процессе работы.

Принцип действия импульсного блока питания наглядно представлен на рисунке:

РИСУНОК 1

Устройство импульсного блока питания СЛ

В отличие от обычного трансформатора в импульсном блоке питания (RGB) преобразование переменного тока сети в постоянный происходит на первоначальном этапе. После этого постоянный ток 220 вольт поступает на электронное устройство – генератор импульсов. В отличие от бытовой частоты в сети, равной 50 Гц, генератор импульсов задает очень большую частоту: от 30 до 150 КГц (30 000 – 150 000 колебаний в секунду). За счет этого достигается практическая бесшумность работы устройства. Человеческое ухо не способно уловить шум, возникающий при работе прибора, в отличие от постоянно гудящего обычного трансформатора.

Ток высокой частоты поступает на миниатюрный трансформатор, имеющий привычный вид, только в десятки раз меньший по размерам. На трансформаторе происходит понижение напряжения до требуемых значений (чаще всего 12 или 24 вольта).

После снижения напряжения на трансформаторе, переменный ток 12 вольт поступает на электронную схему выпрямителя, где преобразуется в постоянный, имеющий полярность «+» и «-». Импульсный блок питания имеет очень высокий КПД, от 90 до 98%, по сравнению с традиционным, у которого КПД всего

Причины выхода из строя светодиодной ленты

Самой частой причиной выхода ленты из строя является попытка запитать светодиодную ленту не через адаптер для светодиодной ленты, а использовать для этого драйвер. Многие путают эти устройства и тем самым сами создают неприемлемые условия для работы СЛ. Отличие драйвера от блока питания заключается в том, что он стабилизирует на одном уровне не напряжение, а ток.

Каждый светодиод, не смотря на внешнее сходство и заданные параметры, является устройством уникальным в плане потребления тока. В светодиодной ленте один светодиод может потреблять ток в 2,0 А, другой в 2,7А, а третий – 1,7А при одинаковом напряжении.

Такая неравномерность приводит к тому, что светодиоды работают нестабильно. Одни светят ярче, другие тусклее, в результате такой несогласованности светодиоды, потребляющие больший ток быстро перегреваются и выходят из строя.

Никогда нельзя заменять блок питания СЛ драйвером.

Основные критерии выбора блока питания для светодиодной ленты 12в

Чтобы в огромном многообразии представленных в торговых сетях адаптеров для светодиодной ленты, подавляющее большинство которых – продукция «ноунейм» китайского производства, выбрать надежный блок, необходимо будет обратить внимание на ряд конструктивных особенностей.

Метод преобразования

В первую очередь, выбор блока питания для светодиодной ленты следует остановить на моделях, работающих по импульсной схеме преобразования напряжения. Китайские умельцы, экономя на деталях и материалах, часто выдают обычный трансформатор для светодиодных лент за импульсный источник питания. Во-первых, у них разный КПД. Как уже отмечалось, для импульсного – 90-98%, для обычного – не более 50%. Во-вторых, обычный трансформатор сильно нагревается во время работы, что недопустимо при совместном размещении СЛ и питающего устройства на одной dim-планке. В-третьих – во время работы такое устройство будет шуметь, создавая постоянный гул.

Охлаждение

Существует два типа охлаждения адаптеров для светодиодной ленты:

Пассивное – в нем охлаждение происходит за счет отдачи тепла, выделяемого при работе трансформатора на корпус устройства. Для маломощных устройств (до 60 Вт) корпус может быть выполнен из термостойкого полимера. Более эффективны блоки питания, имеющие перфорированный стальной или алюминиевый корпус с пластинами радиатора.

Активное – в таких блоках питания для светодиодов устанавливается вентилятор, поток воздуха от которого направлен на трансформатор. Используется в БП большой мощности – выше 500 Вт.

Выходное напряжение

Выходное напряжение блока питания светодиодной ленты должно соответствовать типу СЛ. Нельзя подключать ленту, рассчитанную на 12 вольт к БП выдающему 24 или 36 вольт. На заводской продукции параметры обязательно указываются на шильде, прикрепленной к корпусу устройства.

Расчет мощности блока питания для светодиодной ленты

Многие не знают, как рассчитать трансформатор светодиодной ленты? Правильно подобрать источник питания светодиодной ленты необходимой мощности можно путем не сложных расчетов, используя формулу:

• P – общая мощность всех потребителей (рассчитывается в Ваттах (W);
• P₁, P_2, P_n – значения мощности подключаемых СЛ;
• К – коэффициент одновременности: сколько светодиодных лент будет одновременно подключено к одному блоку питания. Практически, используется значение 0,8. Для надежности можно использовать 1;
• J – коэффициент запаса. Используется для создания резерва мощности, для защиты от перегрева. Обычно значение принимают равным 1,5 – 2.

Дополнительные функции

В чистом виде блок питания – функциональное и недорогое устройство, не всегда удобное в работе. Для того, чтобы повысить комфортность для потребителя, производители стремятся совместить в одном корпусе несколько устройств:

• собственно блок питания;
• диммер – устройство, позволяющее регулировать яркость свечения ленты;
• блок дистанционного управления – с пультом, работающим на ИК-лучах.

Подключение светодиодной ленты

Подключение ленты осуществляется двумя способами:

• методом пайки – необходим паяльник и припой;
• с помощью коннекторов – зажимов с контактами, монтируемых на один конец ленты без пайки.

Полярность подключения

Подключение светодиодной ленты должно осуществляться с обязательным соблюдением полярности. Если перепутать «+» и «-» лента просто не будет светиться, поскольку не откроется p-n переход светодиодов. Для удобства пользователей, у маломощных блоков питания 12 В светодиодной ленты, провода выхода имеют разноцветную окраску: отрицательный провод – синий, положительный – красный. Могут быть вариации производителей. Если не корпусе нет дополнительной маркировки, лучше перепроверить полярность мультиметром.

Выбор схемы включения

Светодиодная лента всегда подключается с использованием параллельной схемы. Если от одного БП планируют питать 2 и более СЛ, то каждая из них должна подключаться к блоку питания непосредственно.

РИСУНОК 2

Схема параллельного подключения источников света

Место установки

Выбор места установки блока питания зависит от ряда факторов:

• габаритов БП;
• степени защиты от воздействия окружающей среды;
• нагрева БП во время работы;
• доступности для обслуживания.

Большинство блоков питания, рассчитанных на питание лент до 5 метров, имеют небольшие размеры. Это позволяет монтировать их на din-рейке, совместно со светодиодной лентой, или размещать в нишах, за декоративными полками мебели, в пространстве между черновым и натяжным потолком.

Мощные блоки питания размещают таким образом, чтобы обеспечить их оптимальное охлаждение. Их нельзя размещать в закрытых объемах небольшого размера. Особенно, блоки питания, оснащенные вентиляторами.

Незащищенные блоки питания IP 00 – IP 10 можно размещать только внутри закрытых, сухих помещений. При размещении во влажных помещениях, на открытом воздухе, в бассейнах или аквариумах следует руководствоваться рекомендациями, изложенными в таблице:

ТАБЛИЦА 1

Степени защиты электрооборудования

Выбор сечения провода

Выбор сечения провода для подключения блоков питания светодиодной ленты имеет существенное значение. Особенно, если блок питания и СЛ находятся на некотором расстоянии друг от друга. Это обусловлено возрастанием силы тока в зависимости от мощности подключенных СЛ и длины проводника. Вычислить силу тока не сложно. Для этого надо мощность СЛ ( в ваттах) разделить на напряжение питания (в вольтах). После расчета трансформатора для светодиодной ленты следует обратиться к табличным данным:

ТАБЛИЦА 2

Сечение провода в зависимости от длины проводника и силы тока

Подключение проводов и клемм

При подключении проводов и клемм, даже для 12 V блока питания светодиодов, чтобы избежать искрения и нагрева в месте соединения, концы проводов рекомендуется залудить оловом или использовать промышленные переходники и адаптеры. Нельзя использовать для подключения светодиодной ленты алюминиевые провода. Должны использоваться исключительно медные – одножильные или многожильные. Чтобы вычислить сечение многожильного провода можно воспользоваться формулой:

S = N*D 2 /1,27

D – диаметр металлической части провода, измеренный штангенциркулем;

N — число жил (проволочек).

Современные производители адаптеров для светодиодной ленты

Любое электрооборудование, рано или поздно, выходит из строя. Блок питания для светодиодных ламп не исключение. Большинство производителей СЛ заявляют о сроке эксплуатации от 30 000 до 100 000 часов. При таком длительном сроке, БП должен обеспечивать их работоспособность. Это условие может быть соблюдено только при покупке надежного оборудования.

Лидерами по надежности являются:

1. Elektrostandard
2. Feron
3. Gauss
4. Navigator
5. Osram

Стоимость этих блоков питания LED ленты высока, в отличие от китайских «ноунеймов», но и надежность – на несколько порядков выше. Главное, они безопасны, в отличие от китайской продукции, в плане короткого замыкания и возгорания – основной причины пожаров.

Как выбрать блок питания для светодиодной ленты 12 В

Снабжение электроэнергией цепи из светодиодов ничем не отличается от любой другой подобной схемы из нескольких потребителей постоянного тока, которые питаются от выпрямителя из бытовой переменной сети. В данной статье будут рассмотрены как готовые импульсные блоки питания (ИБП), так и принципиальные схемы нескольких самодельных блоков для светодиодных лент.

Чаще других используются наборы светодиодов напряжением 12 Вольт. Это связано с небольшой длиной приобретаемых лент и распространенностью устройств, выдающих это напряжение. Большая длина – примерно от 5 метров, потребует и большего напряжения, проходящего по тонким медным проводникам, соединяющим диоды.

• Виды устройств ↓
• Выбор блока питания ↓
• Обзор стоимости ↓
• Делаем своими руками ↓
• Блиц-советы ↓

Виды устройств

В зависимости от типа помещения, где будет применяться подсветка, подбирается тип блока питания. Чисто визуально их можно разделить на перфорированные металлические, похожие на блок питания от ноутбука и металлические рельефные без видимых отверстий.

Функционально эти источники тока могут быть оснащены регуляторами яркости или пультом управления. В хозяйственных магазинах ИБП можно встретить под названиями «импульсный выпрямитель тока» или «драйвер LED-освещения». Каждая модель импульсного блока питания имеет свой уровень защиты от внешних воздействий.

Код уровня защиты располагается в документации или гравируется на корпусе. Он состоит из аббревиатуры IP и пары цифр. Первая цифра обозначает степень защиты от твердых посторонних предметов – ударопрочность, а вторая класс влагозащищенности.

Выбор блока питания

Основных критериев подбора подходящего ИБП для лент три – герметичность блока, пиковая мощность потребителя и выходное напряжение.

Среди ИБП для светодиодных лент наиболее распространены следующие классы защиты:

• IP20 – Дешевые негерметичные ИБП вполне справятся со своей задачей в жилых комнатах, спальнях и гостиных. Обычно они располагаются прямо на карнизе, где будет клеиться светодиодная лента.
• IP21 / IP22 – дополнительно защищены от конденсата и влаги.
• IP23 – наружные, помещения без отопления.
• IP43 / IP44 – освещение улиц, защита от плохих погодных условий.
• IP50 – промышленное освещение. Исключено попадание мелких осколков и выпадение деталей блока наружу, однако плохо защищены от влаги.
• IP54 – подходит для влажных и пыльных помещений.
• IP60 –.прекрасно работают при высокой загрязненности и пыли.
• IP65 – герметичны и выдерживают прямое попадание струй воды.
• IP67 / IP68 –предназначены для подводной эксплуатации. Можно применять в аквариумах и бассейнах.

Пиковая выходная мощность рассчитывается в зависимости от суммарной мощности всех светодиодов в ленте при их максимальной яркости. Иногда производитель указывает, какую мощность следует использовать на метр ленты. Но если такой характеристики нет, узнать мощность одного метра можно умножив максимальную мощность одного светодиода на их количество.

К полученной величине обычно прибавляют 20% запаса. Примерная мощность одного метра светодиодной 12-вольтовой светодиодной подсветки равна 60 Ватт. Для того, чтобы обеспечить степень освещенности равную обычной цокольной лампе накаливания, нужно использовать ленту мощностью в 10 Ватт.

Дополнительно следует позаботиться об охлаждении блока питания, выбрав хорошо проветриваемое место подальше от батарей отопления и других источников тепла. Импульсный блок питания с металлическим корпусом помимо охлаждающих решеток может быть снабжен вентилятором активной системы охлаждения. Рабочий диапазон ИБП колеблется в пределах от – 25 до +40 градусов у устройств со средним и низким классом защиты.

Импульсный блок питания с металлическим корпусом помимо охлаждающих решеток может быть снабжен вентилятором активной системы охлаждения

Обзор стоимости

Простые незащищенные модели с пассивным охлаждением на весну 2017 года имеют расчетную стоимость в 10-20 руб за 1 Вт мощности. Более дорогие модели с герметичным корпусом и системой охлаждения имеют стоимость в диапазоне от 40 руб за 1 Вт.

Цена на блоки питания напряжением 12 В для лент из светодиодов начинаются с 100 рублей за модели мощностью в 18-20 Вт на Алиэкспресс и подобных интернет-площадках. В розничных магазинах наценка может доходить до 50-80 руб за 1 Вт у самых примитивных ИБП.

Стоит также учитывать тот факт, что производитель часто существенно завышает характеристики своего устройства. Наиболее простой способ отличить мощное устройство визуально – оно будет иметь большие радиаторы охлаждения и провода большого сечения.

Более дорогие модели с герметичным корпусом и системой охлаждения имеют стоимость в диапазоне от 40 руб за 1 Вт

Делаем своими руками

Безусловно, существует возможность самостоятельного изготовления этого источника тока на основе радиолюбительских схем. Для начала следует немного разобраться в принципе действия и элементах конструкции блоков питания от бытовой сети 220 В.

Крайне не рекомендуется использовать архаичный трансформаторный блок питания напрямую из-за сильного нагрева и несовместимости вольт-амперных характеристик (ВАХ) светодиодной техники. ВАХ осветительных светодиодов не прямо пропорциональна, потребляемый ток здесь растет не по прямой, а экспоненциально.

Найти его в каталоге просто вбив название. Нехватку мощности можно компенсировать, разрезав длинную ленту на несколько равных частей и изготовив несколько таких блоков, после чего параллельно соединив их между собой и подключив в сеть. LM2596 можно использовать для питания ленты от прикуривателя автомобиля, подключив его через предохранитель 5А.

Для изготовления импульсного блока питания полностью с нуля необходимо будет собрать сначала простой выпрямитель переменного тока на 220 вольт, а затем нарастить конструкцию несколькими каскадами импульсных выпрямителей и модулем широтно-импульсной модуляции, при желании снабдив дополнительной системой охлаждения. Основную часть деталей можно раздобыть в отслуживших свой срок бесперебойниках и компьютерных БП.

Первым вариантом источника тока 12 В для ленты является доработанный БП от компьютера на основе полумостового драйвера IR2151. Блок малогабаритен и может с минимальными переделками разместиться в корпусе от самого компьютерного блока.

Схема бестрансформаторного блока питания с балластным конденсатором

Трансформатор необходимо будет вскрыть и заново перемотать. Первичная обмотка мотается медной проволокой диаметром 0.8 мм и состоит из 40 витков. На вторичную нужно 2х3 витков жгута из 7 жил провода того же диаметра. За вторичной обмоткой расположен спаренный диод Шоттки на 2х30 Ампер, прикрученный к корпусу для охлаждения.

Практически все конденсаторы нужных емкостей можно найти на плате компьютерного БП. Манипуляции с увеличением или уменьшением их емкости напрямую влияют на мощность блока питания.

Для питания основной микросхемы нужен очень мощный ограничительный резистор, рассчитанный на 2 Вт, его нагревание в процессе работы способствует колебаниям номинального сопротивления на одну десятую от общего значения, однако это не отразится на яркости освещения.

Полевые транзисторы защищены от бросков напряжения дополнительным термистором. Диодный мост построен из 4-х диодов 1N5408, рассчитанных на напряжение 1 кВ и силу тока в 3А. Данный БП крайне мощный и рассчитан на большую нагрузку в несколько сотен Ватт.

Недостатком конструкции можно назвать отсутствие диммера для регуляции яркости свечения и встроенного вентилятора системы охлаждения, который во избежание мерцания ленты нужно подключать к отдельному блоку питания.

Полученный ИБП можно и нужно снабдить дополнительным функционалом. Из-за низкого используемого напряжения для конструкции не годится классический диммер, работающий по принципу изменения выходного напряжения. Вместо него будет рассмотрена схема диммера для плавной регулировки яркости (у монохромных) и цвета (цветные) лент на основе ШИМ.

В продаже имеется готовая подходящая по характеристикам плата регулятора с большим током и маленьким напряжением NM4511 стоимостью в 300 рублей от специализированной компании МастерКит. Однако самостоятельная сборка не составит большого труда и квалификации. В основе схемы лежи сдвоенный операционный усилитель LM358 и мощный транзистор IRF3205.

Блиц-советы

Напоследок хотелось бы рассказать об охлаждении собранной конструкции, которая будет пропускать ток большого ампеража. Как говорилось выше, для исключения эффекта мерцания, питание вентилятора следует осуществлять от отдельного источника тока.

В рассмотренной схеме возможно подключение его параллельно с основной линии первичного контура блока питания. Сам трансформатор лучше снабдить отдельным радиатором, прижав его к сердечнику термопастой и закрепив болтами на основной плате.

Для увеличения площади теплообмена можно заменить одну из крышек корпуса большим радиатором, которые можно встретить в старых советских усилителях и выпрямителях напряжения. Хорошим решением будет использование моделей компьютерного БП, в которых используется вентилятор большого диаметра, так как они производят меньше шума.