Диоды являются самым простым современным способом организовать дешевое освещение. Предлагаем рассмотреть, как сделать и подключить своими руками блок питания для светодиодной ленты, а также расчет мощности и подбор устройства.
Назначение блока питания
Светодиодные ленты – это прекрасная альтернатива мощному освещению, к примеру, от лампы накаливания или энергосберегающего светильника. Подобрать светодиоды не сложно, больше всего проблем вызывает их подключение к сети. Для того чтобы организовать удобную и красивую диодную подсветку, Вам понадобится специальный блок питания.
Фото – Блок питания для светодиодной лентыБлок питания, также известный как малогабаритный трансформатор или проводник, является одним из наиболее важных компонентов системы LED и предназначен для питания светодиодов. Его размеры маленькие, поэтому Вы без проблем сможете крепить прибор под подвесным потолком или в мебели. Использование неправильного типа устройства электропитания может не только навредить светодиодной ленте, но и стать причиной возгорания жилища. Важно также знать, какое входное напряжения переменного тока Вам необходимо, и быть уверенным, что выбранный аппарат соответствует этим параметрам. Для сооружения корпуса в основном используется пластик, который противостоит многим внешним разрушающим факторам (его можно использовать на улице, во влажных комнатах). Рассмотрим, как правильно выбрать блок питания:
- Определите нужное напряжение.
Постоянное напряжение, которое требуется светодиодной продукции до работы имеет ключевое значение при выборе модели трансформатора и его уровня питания. В основном в магазинах предлагается контроллер нерегулируемый, т.е. он всегда выдает одно и то же напряжение. Это не означает, что яркость ламп не будет контролироваться, напротив, данный показатель контролируется специальным ШИМ-диммером, который значительно упрощает работу блока питания. Наиболее популярны модели со встроенным диммером марок Feron (для RGB ленты LB005 30W 12V), Led Lamp, 450W GEMBIRD ATX (120mm fan) CCC-PSU, Arlight, ARPV LV-35-12, NS-LV-50-12(12V, 4A, 50W), HTS-100, YGY-121000, ZC-BSPS 12V3,3A=40W jaZZway.
- Определите общую длину ленты освещения.
После того как Вы определили напряжение светодиодного продукта, который хотите использовать, нужно рассчитать расстояние всей светодиодной ленты.
- Подобрать мощность бока питания.
Подбор мощности для любого блока питания светодиодной ленты производится согласно специальной таблице, рекомендуем Вам ознакомиться с инструкцией выбранной фирмы. Очень важно не экономить на приспособлении с нужной мощностью.
- Расчет прибора.
Перед тем, как установить маломощный или многоканальный трансформатор, нужно подсчитать некоторые параметры. Если Вы знаете длину светодиодной ленты и мощность, то необходимо перемножить эти показатели и добавить к ним 10-5 процентов погрешности. Полученное число будет являться показателем теплового потока Вт/м2, и в зависимости от него нужно подбирать блок питания. Это поможет уберечь себя и свою семью от коротких замыканий и перегораний кабеля.
- Монтаж блока.
Теперь осталось только собрать блок питания и ленту в одну рабочую систему. Если Вы не используете компьютерный трансформатор, то Вам нужно:
Взять небольшой кусочек проволоки и короткий зеленый, и черный провод. Так мы разметим кабеля фазы и заземления. Подключите электричество в желтый и черный провода. Предположим, Желтый = 12 + Красный = 5В + черный = Земля. Для чистоты установки Вам, возможно, понадобится полностью разобрать трансформатор. Вырежьте все провода, оставляя пару черных шнуров, зеленый кабель и некоторые желтые.
Фото – Подключение блока питания
Снимите зеленый и черный шнуры, скрутите их вместе и отложите в сторону. Проверьте правильность соединения черных и желтых проводов, после чего подключите прибор в сеть. Убедитесь, что прибор герметичный, кабель выхода хорошенько запаян, а другие места контактов не соприкасаются.
Фото – Компактный блок питания для светодиодной ленты
После окончания работы, наденьте корпус на место, включите напряжение, проверьте правильность последовательности горения светодиодов. Как видите, подключения трансформатора своими руками – это достаточно простая задача.
Видео: подключение светодиодной ленты к блокам питания
Как сделать блок питания
Самостоятельно сделать блок питания для светодиодов достаточно просто. Для ленты на 20 ячеек Вам понадобится:
- Трансформатор на 12 Вольт, который может передавать ток на 1 А;
- Диодный мост с конденсатором;
- Микросхема КР142ЕН8Б (или 7812), которая будет необходима для радиатора (ели блок питания гудит, то это проблема именно данной детали).
Соединяем все приспособления по стандартной схеме и подключаем самодельный проводник к ленте. Собрать блок можно в старый корпус от обычного мини-трансформатора, в нем же и скрыт провод. Для удобства ниже представлена схема цепи блока питания для светодиодной ленты:
Фото – Схема цепи блока питания для светодиодной ленты
Фото – Схема светодиодной ленты с блоком
Фото – Подключение светодиодной ленты к сети
Обзор цен
Правильно соединить все части схемы не каждому под силу, поэтому часто более выгодно приобрести уже готовый трансформатор. Купить компактный и герметичный блок питания можно в любом магазине электрических товаров.
Стоимость приборов может варьироваться в зависимости от производителя (Китай будет дешевле), или дополнительного функционала (с дистанционным управлением, датчиками движения и т.д.). При необходимости вполне возможна самостоятельная переделка прибора под свой вкус и потребности.
Часто нужно запитать свои самоделки, а блока питания на нужное напряжение нет. Конечно, для проверки можно воспользоваться батарейками. Подобрать нужное количество, для получения нужного напряжения, но для постоянной работы такой подход нерационален. Давайте рассмотрим варианты изготовления блоков питания для светодиодов от простого и дешевого к более сложному и дорогому.
Бестрансформаторный блок питания для светодиодов
Суть такого блока заключается в использовании балластного (гасящего) конденсатор. На нашем сайте есть подробная статья о таком БП, в которой вы можете найти . В общем виде схема выглядит следующим образом:
Такой вариант имеет массу недостатков:
- Нет стабилизации выходного напряжения;
- нет гальванической развязки (трансформатора);
- нет разряжающего резистора на балластном конденсаторе, поэтому есть риск поражения электрическим током от C1.
Приняв эти недостатки и доработав схему, получаем следующее бестрансформаторное питание светодиодов на 12В.
Вместо D1, микросхемы линейного стабилизатора L7812, может быть установлена любая другая на необходимое напряжение (7805 и т.д. а также отечественные стабилизаторы КРЕН).
Альтернативный вариант схемы БП для светодиодной ленты, при сборе своими руками – вместо линейного стабилизатора использовать стабилитрон или параметрический стабилизатор из стабилитрона и транзистора. Преимуществом такого решения есть гибкость в настройке напряжения стабилизации, ведь если у вас нет подходящего стабилитрона, вы можете два других соединить последовательно и добиться нужной величины напряжения.
Для изготовления самодельного блока питания для светодиодной ленты подойдёт отечественный стабилитрон серии Д818Д, рассчитанный на напряжение порядка 12-13 В.
Другой способ стабилизации – собрать стабилизатор тока на двух транзисторах. Ток стабилизации задается резистором R2.
R2 = 0,7 * Iст; R1 = 3,9кОм.
Стабилизатор тока стремится выдать заданный ток, это оптимальный вариант для бестрансформаторного питания отдельных светодиодов.
Переделка готовых БП для работы со светодиодами
Начнем с самых распространённых блоков питания – зарядных устройств от мобильного телефона. Выходное напряжение от 5 до 9 вольт постоянного тока, стабилизированная схема и гальваническая развязка от сети. Это делает использование подобных схем блока питания для светодиодной ленты безопаснее предыдущего варианта.
Самым простым вариантом будет использование токоограничительного резистора, для удобства есть .
Схемы дешевых блоков питания от зарядок
Для начала взгляните на схемы от различных зарядных устройств, с виду они отличаются, а принципиально – идентичны (картинки можно листать ).
Большинство зарядных устройств для мобильного телефона построены на базе блокинг-генератора, или как его еще называют – автогенератора.
Выпрямленное напряжение поступает на схему, состоящую из силового транзистора, который управляется через базовую обмотку и резистор смещения базы, трансформатора, и цепи обратной связи. Это простейший импульсный блок питания. Подойдет как схема для блока питания светодиодной ленты, если её немного модернизировать.
Принцип работы
Обмотки трансформатора подключены таким образом, чтобы на базе транзистора и коллекторной обмотки, напряжения наводились в противофазе, иначе говоря «наоборот». Когда транзистор открывается до конца через резистор базы, нарастание тока в коллекторной обмотке прекращается и на базовой обмотке возникает противо-ЭДС, закрывающее транзистор. Ток в коллекторной цепи снижается, а после достижения нулевого значения процесс повторяется.
Однако это описание очень упрощено, дано только для понимания общего принципа возникновения колебаний высокой частоты переменного тока на импульсном трансформаторе.
Вы могли заметить, что на каждой из схем выше я обвел красным цветом один из элементов – это стабилитрон (диод Зенера). Он установлен как раз в цепи обратной связи по напряжению. Когда выходное напряжение достигает напряжения стабилизации, в работу вступает отрицательная обратная связь, которая закрывает транзистор.
В более дорогих (см. вторую схему) обратная связь заведена через оптопару, это повышает надежность схемы в целом.
Обобщенная схема блокинг-генератора изображена на рисунке ниже, все остальные компоненты в зарядных устройствах нужны для стабилизации (обратной связи), индикации, защиты от аварийных режимов работы и т.д.
Делаем блок питания
Раз стабилитрон имеет напряжение стабилизации — с его помощью осуществляется обратная связь. Значит, чтобы изменить выходное напряжение, нужно его заменить на другой по величине Uстаб.
Выходное напряжение зарядного устройства приблизительно равно номиналу стабилизатора . Оно отличается от номинального на стабилитроне от 0,3 до 1В и зависит от некоторых особенностей схемы. Обратите внимание, в приведенных примерах стоят стабилитроны от 5 до 7 вольт.
При изменении выходного напряжения изменяется и ток, который может выдать зарядное устройство. Причем изменение тока обратно-пропорционально величине изменения напряжения. Т.е. увеличив напряжение наполовину, допустим до 7,5 вольт, ток упадет в два раза.
Чтобы своими руками сделать блок питания для светодиодов, нужно определиться как вы будете подключать нагрузку, чтобы сделать выводы о необходимом напряжении.
Если вы собираетесь питать один светодиод или несколько соединенных параллельно, вам нужно выходное напряжение порядка 3-х вольт (). Далее подобрать необходимый стабилитрон, например подобный – на 3,3В. При параллельном подключении не забудьте проверить напряжение через каждый из светодиодов и скорректировать его дополнительным резистором.
Многие блоки питания, не только зарядки для мобильных, сделаны по этой схеме. Более мощные и дорогие модели (незначительно), и модели с другими силовыми схемами оборудованы несколько иной и более простой в настройке обратной связью. Зачастую которая выполнена на микросхеме TL431 (или любые другие буквы и «431» в названии).
Эта интегральная микросхема выполняет роль обычного стабилитрона. Отличия в том, что TL431 – это регулируемый стабилитрон и имеет корпус с 3-мя выводами
Выходное напряжение задается изменением соотношения резисторов R1 и R2 (см. следующую схему), далее размещена типовая схема блока питания с TL431. Кругом обведены резисторы, которые нужно подбирать для подстройки, формула подбора такова:
Vout = 1 + (R1 / R2) * Vref , где Vref – приблизительно 2,5В
Мнемоническое правило: В обвязке TL431 есть 2 резистора, задающие напряжение стабилизации. Верхний чем больше – тем выше напряжение, соответственно, чем ниже сопротивление, тем меньшее напряжение выдаст БП. Нижний – наоборот, чем больше сопротивление – тем ниже напряжение (верхний повышает, нижний уменьшает).
3 варианта блока питания из зарядного
Первый вариант . Вы можете сделать регулируемый блок питания таким образом: замените один из резисторов потенциометр, в зависимости от того куда вы его впаяете (вместо верхнего или нижнего) пределы регулировки будут изменяться.
Идеальный вариант поставить последовательно постоянный резистор и потенциометр, выставив за счет постоянного минимальный уровень напряжения на выходе блока питания, воспользовавшись приведенной формулой.
Описанными способами можно своими руками сделать блок питания для светодиодной ленты практически из любого старого блока питания, зарядного устройства и пр. Однако в некоторых случаях придется доматывать вторичную обмотку несколькими витками, этот способ несколько труднее и рассматривать его не будем.
Вторая схема. Регулировка аналогична, на R7 и R5.
Подобный блок питания, сделанный своими руками, превосходит бестрансформаторное питание светодиодов по всем параметрам. А что насчет цены – то не забывайте о том, что порывшись у себя в кладовой – вы наверняка найдете парочку заготовок.
Третий вариант – это модернизировать или доделать старые трансформаторные блоки питания.
Если выходное напряжение с диодного моста превышает 14 вольт, установите L7812 по указанной схеме и получите готовый БП для LED ленты, сделанный своими руками.
Если вы хотите сделать блок питания для отдельных светодиодов, схема изменится только номиналом стабилизатора – нужно будет установить 3-хвольтовую модель (7803). Или собрать параметрический стабилизатор как было описано выше. Такой блок питания лучше чем первый рассмотренный, но хуже чем второй. Он больше и имеет меньший КПД.
Блок питания для LED ленты из зарядного от ноутбука
Блоки питания от ноутбуков, мониторов и другой бытовой и компьютерной техники имеют напряжение от 12 до 19 и более Вольт. Если напряжение 12В – отлично, это идеально для светодиодной ленты. Но как изменить выходное напряжение, если оно не подходит под ваши нужды?
Вот такой регулируемый импульсный понижающий преобразователь напряжения выполнен на довольно старой надёжной и популярной микросхеме – LM2596. Модель, которая изображена на фото, имеет регулировку напряжения и тока, что позволяет его использовать как драйвер для мощных светодиодов, обеспечивающий очень качественное питание.
На фотографии видно в обозначении сокращение ADJ (adjustable) – что говорит о том, что это регулируемая модель. В продаже есть готовые схемы и отдельные ИМС для работы с фиксированным выходным напряжением, а именно: 3В, 5В и 12В. В вариантах на ток 2 и 3 Ампера каждая, имеют немного упрощённую схему.
Назначение элементов описано , разница лишь в том, что на схеме выше отсутствует стабилизация тока и нет регулировки напряжения, как в предыдущем фото.
Понижающие преобразователи напряжения на LM2596 довольно популярны. Найти их можно в магазинах радиодеталей, но на Aliexpress можно купить в разы дешевле.
Схема их подключения проста, входные и выходные контакты подписаны, некоторые платы поставляются с запаянными зажимными клеммами. Подключите его к готовому БП на более высокое напряжение (от ноутбука, например) и блок питания для светодиодных ламп готов.
Такой вариант подходит для начинающих, если вы не хотите влезать в схему с паяльником или нет возможности добраться до элементов блока для модификации схемы (в случае трудно разбираемого корпуса и когда детали залиты компаундом).
Ремонт блока питания светодиодной ленты
Многие блоки питания, рассчитанные на среднюю и большую мощность (30 и более Вт), построены на интегральном драйвере со встроенным силовым ключом, типа KA5l0365, FSDH065RN и т.д. Такие решения применяются и в бытовой технике, например, в блоках питания DVD проигрывателей. Такие микросхемы взаимозаменяемы, стоит только определить цоколевку сгоревшего чипа и установить тот, который вам удалось найти.
Для ремонта блока питания для светодиодной ленты на 12В (и не только), схема почти не изменяется. Нужно совершить подключение подобно тому, что изображено ниже. Разумеется, с учетом распиновки.
Более сложные и надежные блоки построены на ШИМ-контроллерах:
- TL494;
- KIA494AP;
- MB3759;
- KA7500;
Они аналогичны, ниже схема блока питания для светодиодной ленты с их использованием:
ШИМ-контроллер расположен в нижней части схемы, с помощью P1 (справа на схеме) осуществляется регулировка. Подбирая его величину, можно добиться нужного напряжения на выходе, чем-то похоже на регулировку 431 стабилизатора.
Даже если на вашем блоке нет потенциометра или подстроечника, вы можете его установить самостоятельно, заменив постоянный, аналогично приведенной мной схеме.
При ремонте смотрите на сигнал на выходе ШИМ, силовые ключи Т12 и Т13 подключенные к выводам 8 и 11 TL494.
На картинке ниже более наглядно изображена регулировка, потенциометр подключается к 1 вывод ИМС.
Таким образом вы можете своими руками экспериментальным путем сделать питание для светодиодной ленты из любого БП на 494 ШИМ-контроллере.
Практически все блоки питания можно своими руками перенастроить в узких пределах на необходимое напряжение питания светодиодной ленты. При этом вы обойдетесь минимальными затратами.
- не правильный монтаж и подключение с ошибками
Вот основные три правила и ошибки, на которые нужно обращать внимание в первую очередь.
1 правило
Светодиодная лента подключается параллельно, отрезками не более чем по 5 метров каждый.
Она даже продается катушками этого метража. А что если вам нужно подключить 10 или 15м? Казалось бы, подсоединил конец первого куска с началом второго и готово. Однако такое подключение запрещается. Почему так принято?
Потому что пять метров – это расчетная длина, которую могут выдержать токоведущие дорожки ленты. При большей длине, нагрузка будет превышать допустимую и лента обязательно выйдет из строя. Кроме того, будет наблюдаться неравномерность свечения. В начале ленты светодиоды будут светить ярко, а в конце гораздо тусклее.
Вот так будет выглядеть схема параллельного подключения светодиодных лент длиной превышающих допустимую: 
При этом подключать ленту можно как с двух сторон, так и с одной. Подключение с двух сторон позволяет уменьшить нагрузку на токовые дорожки, а также помогает избежать неравномерности свечения в начале и конце ленты.
Особенно это важно на мощной ленте – свыше 9,6Вт/метр. Именно так советуют подключать профессионалы, которые занимаются установкой светодиодной продукцией долгие годы. Единственный жирный минус – приходится тащить дополнительные провода вдоль всего освещения.
2 правило
Светодиодная лента должна обязательно монтироваться на алюминиевый профиль, который выполняет роль теплоотвода.
Во время работы лента нагревается, и эта температура отрицательно влияет на сами светодиоды. Они попросту перегреваются и начинают терять яркость, постепенно деградируя и разрушаясь.
Таким образом лента, которая могла бы спокойно проработать 5-10 лет, без профиля перегорит у вас через год, а может даже и раньше. Поэтому использование алюминиевого профиля в светодиодной подсветке обязательно.
Единственная лента, где можно обойтись без него – это SMD 3528. Она маломощная, всего 4,8Вт на 1м и не столь требовательна к теплоотводу.
Особенно нуждаются в теплоотводе ленты залитые сверху силиконом. В них теплоотдача происходит только через подложку, снизу. А этого бывает иногда недостаточно. Если вы еще наклеите ее на какой-нибудь пластик или дерево, то здесь вообще никакого охлаждения не будет.
3 правило
Правильный выбор блока питания это гарантия долговременной и безопасной работы всей подсветки.
Блок питания должен быть мощнее чем светодиодная лента на 30%.
Только в этом случае он будет работать нормально. Если вы подберете его впритык, ровно по мощности всех светодиодов, то блок будет постоянно трудиться на своем пределе. Естественно такая работа скажется на продолжительности эксплуатации. Поэтому всегда давайте ему запас.
Подключение светодиодной ленты
Для монтажа освещения с помощью светодиодной ленты вам понадобится:
Монтаж питания 220В
Если у вас не выполнены эл.монтажные работы, то предварительно необходимо подвести напряжение 220В к месту подключения ленты. Для этого штробите стену, либо укладываете кабельный канал и протягиваете по нему трехжильный кабель ВВГнг-Ls 3*1,5. Ведете его непосредственно до той распредкоробки, где будет подключаться питание светодиодной ленты.
Можно использовать существующую распаечную коробку, где подключено основное освещение. Главное чтобы место позволяло свободно подключить дополнительные провода и клеммники.
Выключатель на светодиодную ленту желательно устанавливать именно на провода 220 Вольт, а не перед лентой на отходящие 12-24В. В этом случае блок не будет работать постоянно. Тем более, импульсным блокам работать без нагрузки противопоказано. К тому же так будет выше уровень безопасности.
Предварительно проверьте и не перепутайте фазу, ноль и землю. Чаще всего, ноль бывает синего цвета, заземляющая жила – желто-зеленого, а фазная - любых других расцветок.
Но доверять только цветовой маркировке нельзя! Более подробно как без ошибок отличить ноль и фазу можно ознакомиться в статье "Как определить фазу и ноль в электропроводке".
Далее нужно от этой распредкоробки в штробе, гофрорукаве или в кабельном канале проложить кабель к будущему месту установки блока питания. Для его размещения монтируете удобную полочку. Изготовить ее можно из кусков фанеры или гипсокартона. Рядом размещаете и диммер.
Подключение блока питания
Протянув кабель до блока, можно приступать непосредственно к подключению проводов.
- фазный провод подсоединяете к разъему L
- жилу синего цвета - нулевую, к клемме N
- желто-зеленую - к клемме обозначенную как Pe или значком заземления
Подключение диммера
Теперь необходимо подключить диммер. Здесь применяйте гибкий монтажный провод ПуГВ 1,5мм2 разных цветов. Например черный (для минусовых контактов) и красный (для плюсовых).
- отмеряете и отрезаете необходимого размера провода
- зачищаете концы и опрессовываете их наконечниками НШВИ
В первую очередь подключаете концы со стороны блока питания. Минусовой провод (черного цвета) соединяете с клеммой имеющей маркировку –V
. Плюсовой провод (красного цвета) с клеммой промаркированной как +V
.
Оба провода должны подключаться к диммеру со стороны Power IN
(входное питание). Провод красного цвета подключаете на диммере к плюсовой клемме DC+
, а другой провод к клемме минус DC-
Далее опять идут монтажные работы по прокладке провода. Протягиваете его в гофре от диммера, до места подключения к светодиодной ленте. Используйте тот же самый ПуГВ. При превышении общей длины светодиодной ленты и подсветки более 5 метров, ленты подключаются параллельно. Причем к каждой из них подводится отдельное питание.
Приступаете к подключению проводов к клеммам диммера. Они обычно имеют надпись и обозначаются как Output Led. Для надежного контакта зачищенные концы жил лучше обжать наконечниками.
Монтаж и пайка проводов на светодиодной ленте
Можно переходить к монтажу самой ленты. Для этого ее нужно отмерить и разрезать на нужные куски. Сделать это можно не в любом месте, а только там, где нанесен пунктир или нарисованы ножницы.
После резки, провода можно припаять к специальным контактам на ленте. Для этих же целей, а также для соединения отдельных кусков ленты друг с другом можно применить и коннекторы.
Ищите минусовой контакт и подсоединяете туда провода черного цвета. К контакту плюс идет соответственно другой провод – красный. Не разогревайте паяльник до максимума, иначе легко пережжете подложку. Рекомендуемое время пайки - до 10 сек.
Противоположные концы также зачищаются и на них устанавливаются наконечники НШВИ.
Еще раз запомните, что для лучшего охлаждения укладывать светодиодную ленту нужно только на профиль из алюминия. Монтируется он заранее.
После всех этих работ все жилы проводов выводятся в одно место и подключаются к соответствующим питающим проводам, с соблюдением фазировки (плюсовых и минусовых контактов).
Подключение лучше всего выполнять через клеммы Wago.
Используя в интерьере светодиодную подсветку, важно чтобы ее работа была стабильной, долговечной и не оказывала вредного воздействия на зрение человека. Корректное функционирование светодиодных приборов обеспечивают преобразователи напряжения, выбирать которые следует, произведя некоторые расчеты. Правильно подобранный блок питания для светодиодной ленты 12В предохранит светодиоды от перепадов напряжения и преждевременной потери качества свечения.
В отличие от обычных ламп накаливания, светодиодные конструкции нельзя подключать к сети 220В. Они выпускаются с питающим напряжением 12В или 24В. В качестве подсветки в домашних интерьерах наиболее востребованы светодиодные ленты 12В. Для получения требуемого напряжения используют специальные адаптеры – источники питания, преобразующие напряжение в сети 220В до необходимой величины 12В.
Перед тем как выбрать блок питания для светодиодной ленты, следует ознакомиться с их типами и характеристиками. Стабилизаторы для светодиодных изделий отличаются по таким критериям:
- степень защиты – бывают модели герметичные и негерметичные;
- исполнение корпуса – пластиковый, алюминиевый герметичный для помещений с большим уровнем влажности, металлический с перфорацией и контактными площадками (используется для сухих помещений и требует установки в закрытом месте во избежание попадания пыли).
Стабилизаторы напряжения являются обязательным элементом высококачественного освещения, обеспечивающим максимальную эффективность работы светодиодных источников света. Они снабжают электроэнергией необходимых параметров, защищая от возможных скачков напряжения и преждевременного выхода из строя. Благодаря блокам питания, светодиодные ленты излучают равномерное свечение без мерцания.
Блок питания для светодиодной ленты 12В: расчет и подключение прибора
Чтобы понять, какой блок питания нужен для светодиодной ленты, необходимо сделать определенные расчеты, учитывающие не только напряжение на выходе, но и величину тока, выдаваемую в нагрузку. Поэтому для каждой конкретной подсветки следует вычислить суммарное значение тока, потребляемого всеми светодиодами в ленте.
Варианты расчета блока питания для светодиодной ленты
Перед тем как рассчитать блок питания для светодиодной ленты, необходимо ознакомиться с сопроводительной документацией к изделию, где указан потребляемый ток одного погонного метра. В случае отсутствия таких данных, расчет можно произвести самостоятельно.
К примеру, рассчитаем общее количество светодиодов для ленты 12В длиной 15 м, плотностью 30 светодиодов типа SMD 5050 на метр: 15 (м) х 30 (шт.) = 450 шт. Учитывая, что каждый светодиод SMD 5050 потребляет ток величиной 0,02А (это значение приведено в таблице параметров диодов), суммарное значение потребления тока всего отрезка ленты составляет 9А (450х0,02 = 9). Следовательно, будет необходим источник питания 12В со значением тока допустимой нагрузки 9А.
Полезный совет! Габаритные блоки питания достаточно сложно скрыть в закарнизной конструкции. Поэтому для подсветки потолков не рекомендуют использовать ленты с большой плотностью светодиодов, под которые нужны мощные преобразователи.
При расчете мощности блока питания для светодиодной ленты, перемножаем напряжение и полученное значение тока: 12Вх9А = 108 Вт. Следовательно, приемлемым будет стабилизатор мощностью не менее 108Вт. Однако следует учесть, что блок подбирается с 20-процентным запасом мощности, иначе он быстро выйдет из строя от перегрузки. Значит, требуемая мощность составит: 108х1,2 = 129,6Вт, т. е. для данного случая оптимальным будет выбор блока питания для светодиодной ленты 12В – 150 Вт.
Кроме того, рассчитать мощность преобразователя можно используя данные об основных характеристиках гибких LED-изделий. Выбрав нужный тип ленты, находим в таблице соответствующее значение мощности одного метра и умножаем на общую длину подсветки. Учитывая запас мощности, получаем нужную мощность блока питания.
Таблица основных технических показателей светодиодных лент 12В:
| Класс светодиодов | Размер светодиода, мм² | Мощность светодиодной ленты, Вт/м | Плотность ленты, шт./м | Значение светового потока, лм/м |
| SMD 3528 | 3,5х2,8 | 2,4 | 30 | 150 |
| 4,8 | 60 | 300 | ||
| 9.6 | 120 | 600 | ||
| SMD 5050 | 5х5 | 7,2 | 30 | 360 |
| 14,4 | 60 | 720 |
Пример подключения светодиодной ленты к блоку питания
Монтировать подсветку к выбранной поверхности необходимо после того, как к светодиодной ленте подключен блок питания. Используем для примера подключение ленты к блоку, корпус которого выполнен из металла и имеет отверстия для охлаждения составляющих элементов и клеммной планки. Одна из стенок корпуса снабжена табличкой с указанием маркировки для корректного подключения проводов.
Клеммы с обозначением «L» и «N» – фаза и ноль, предназначены для подключения к сети 220В. Заземление обозначено символами «FG». Клеммы с маркировкой «G» объединены между собой и предназначены для подключения отрицательного вывода светодиодной ленты. Три клеммы с символами «V» также соединены внутри адаптера и к ним подключается соответственно положительный вывод. Следует заметить, что такая маркировка используется и на других моделях преобразователей.
Для подключения одноцветной ленты, подсоединяем провода к клеммам, учитывая полярность. Вилка сетевого шнура имеет три провода с оболочкой коричневого, синего и желто-зеленого цвета. Коричневый и синий провода крепим к клеммам «фаза» и «ноль», не боясь перепутать, так как их можно менять местами. Желто-зеленый провод соединяют строго с клеммой заземления. Если заземление отсутствует, клемму не используют: это не имеет значения для функционирования ленты.
Обратите внимание! Отсутствие в сетевом шнуре провода заземления является нарушением техники безопасности при выполнении электромонтажных работ.
Вышеизложенный пример схемы подключения светодиодной ленты к блоку питания подходит для использования подсветки из одной ленты длиной до 5 м. Если требуется подключить несколько отрезков ленты, то необходимо применить схему параллельного подключения.
Схема параллельного подключения блоков питания светодиодной ленты
Если при оформлении интерьера возникает необходимость подсветки нескольких элементов декора, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, применяется параллельное подключение отрезков ленты к преобразователю напряжения. Такая схема используется и в случае, когда линия освещения конструкции достаточно длинная и превышает 5 м.
Последовательное соединение отрезков приведет к неравномерному распределению нагрузки, вследствие чего светодиодная лента будет работать некорректно, излучая слабый свет на конечном участке. Не исключено, что крайний отрезок ленты вообще не будет светиться, тогда как начальный начнет перегреваться и быстро выйдет из строя. Это говорит о том, что подключать конец первого отрезка к началу второго нельзя.
При параллельном соединении, каждый отрезок светодиодной ленты должен независимо от остальных подключаться к источнику питания. Это можно сделать, подсоединив каждый отрезок ленты к блоку питания отдельными проводами. Но параллельное подключение можно сделать и другим способом: проложить основную линию провода от преобразователя, к которой впоследствии можно подключить отдельные участки светодиодной ленты.
Чтобы контакт проводников ленты с основным проводом был надежным и крепким, используют пайку или соединение посредством специальных разъемов – коннекторов. Использование для соединения разъемов значительно упрощает ремонт подсветки в том случае, если при эксплуатации возникнут неполадки. Если ленту необходимо проложить по сложной траектории, можно применить в качестве магистрального провода саму ленту.
Цена блока питания для светодиодной ленты 12В
Купить блок питания для светодиодной ленты 12В можно не только в точках продажи светотехники, но и на веб-страницах производителей и организаций, реализующих светодиодную продукцию. Там можно ознакомиться с ассортиментом моделей преобразователей, их техническими характеристиками и стоимостью блоков.
Обратившись к менеджерам сайтов можно получить профессиональную консультацию о том, как подобрать блок питания для светодиодной ленты в зависимости от ее типа и условий эксплуатации. Опытные специалисты помогут в правильном выборе устройства, которое обеспечит долговечную и качественную работу светодиодной конструкции. Как правило, вся продукция сертифицирована и обеспечена гарантией от производителя.
Обратите внимание! Приобретая открытый тип преобразователя, помните, что использовать его можно только в помещениях с минимальной степенью влажности и в местах, где исключен риск попадания воды.
Прежде чем купить блок питания для светодиодной ленты, стоит сделать обзор стоимости продукции, предлагаемой разными компаниями. Это поможет в выборе модели с необходимыми параметрами на выгодных условиях. Ориентировочные цены блоков питания для светодиодной ленты 12В представлены в таблице:
| Модель преобразователя | Габариты, мм | Основные параметры | Цена, руб. |
| БП интерьерный 12В 15Вт IP 20 | 70/39/30 | Питающее напряжение 110-220В, мощность 15Вт, снабжен индикатором питания и регулятором напряжения | 270 |
| БП 12В 35Вт IP 20 | 85/58/32 | Питающее напряжение 110-220В, мощность 35Вт, имеет индикатор питания и регулятор напряжения | 380 |
| БП 12В 60Вт IP 20 | 159/98/38 | Питающее напряжение 110-220В, мощность 60Вт, имеет индикатор питания и регулятор напряжения | 540 |
| БП 12В 150Вт IP 20 | 200/89/40 | Питающее напряжение 110-220В, мощность 150Вт, снабжен индикатором питания и регулятором напряжения | 780 |
| БП влагозащищенный 12В 30Вт IP 67 | 220/28/20 | Питающее напряжение 110-220В, мощность 30Вт, защита от влаги и пыли | 560 |
| БП влагозащищенный 12В 60Вт IP 67 | 148/40/30 | Питающее напряжение 110-220В, мощность 60Вт, защита от влаги и пыли | 1100 |
| БП влагозащищенный 12В 100Вт IP 67 | 202/71,2/45 | Питающее напряжение 110-220В, мощность 100Вт, защита от влаги и пыли | 1670 |
Иногда бывают ситуации, когда необходимо сделать подсветку на небольшом по длине участке. Тогда приобретение блока питания обойдется намного дороже, чем покупка самой ленты. В этом случае можно сделать преобразователь самостоятельно.
Как сделать блок питания для светодиодной ленты своими руками
Стоимость импульсных блоков питания для светодиодной ленты большой мощности очень часто превосходит саму гибкую ленту. Однако есть вариант сократить затраты на устройство подсветки, используя в качестве стабилизатора блоки питания от устаревших моделей компьютеров, телевизоров, планшетов или других электроприборов. Наверняка такие изделия можно найти в каждом доме.
Мощность преобразователей на 12В от старой электроники обычно составляет от 6 до 36Вт. Этого вполне хватает для функционирования небольшого отрезка светодиодной подсветки, например, зоны кухонного фартука. Можно использовать трансформаторные модели, но они достаточно тяжелые и их мощность превосходит такой же параметр ленты в два раза. Как следствие, при подключении такого блока питания к ленте он сильно перегревается, даже при условии усовершенствования его путем устройства дополнительного охлаждения.
Для нормальной работы светодиодной ленты лучше применить импульсные блоки питания, которые при достаточной мощности весят совсем немного. Подойдет, например, преобразователь на 12В и 2А от вышедшего из строя телевизора. Мощность такого устройства составляет 24Вт (12х2), что позволяет светодиодной ленте работать исправно, а блоку питания не перегреваться.
Полезный совет! Зарядные устройства от мобильных телефонов 5В можно использовать в качестве источника питания для собранного своими руками небольшого ночного светильника из 3-6 светодиодов.
Можно приспособить электронный балласт (ограничитель тока), который питал люминесцентный светильник, вышедший из строя, под блок питания для ленты 12В. Для этого необходимо регулятор люминесцентной лампы преобразовать в понижающий трансформатор, после чего, используя схему, подключить к нему светодиодную ленту. Преобразование представляет собой намотку вторичной обмотки, тогда в схему добавляют вторичный диод и конденсатор. Главным условием является то, что мощность ленты должна соответствовать такому же параметру балласта.
Выполнение ремонта блока питания для светодиодных лент
Источники напряжения 12В, вышедшие из строя, обычно поддаются наладке. Если у вас есть достаточно знаний и навыков, можно попробовать выполнить ремонт преобразователя напряжения самостоятельно. Неисправности можно устранить, используя схему блока питания для светодиодной ленты 12В или 24В, так как они идентичные.
Наиболее часто встречающиеся неполадки в блоках питания следующие:
- выходят из строя конденсаторы С22, С23 – обычно наблюдается их вздутие или пересыхание;
- не функционируют транзисторы Т10-11;
- неисправен ШИМ-контроллер TL494;
- сдвоенный диод D33, конденсаторы С30-33.
Неисправности других составляющих преобразователей встречаются редко, однако их также стоит проверить.
Для диагностики и исправления неполадок необходимо выполнить такие действия:
- открыть корпус и проверить предохранитель. Если с ним все в порядке, необходимо измерить напряжение на конденсаторах (С22, С23), предварительно подав питание. Значение должно быть около 310В. Следовательно, сетевой фильтр и выпрямитель в норме;
- провести диагностику ШИМ (микросхема КА7500) – если на 12 выводе есть напряжение 12-30В, тогда проверяем микросхему. В противном случае следует проверить источник питания дежурного напряжения;
- напряжение на выводе 14 после подачи внешнего питания должно иметь значение приблизительно +5В. Если нет – необходимо заменить микросхему. Ели есть, необходимо с помощью осциллографа проверить микросхему.
Ремонт блока питания заключается в замене неисправных элементов на такие же составляющие или их аналоги. Чтобы впоследствии не сталкиваться с проблемой поломки, необходимо выполнять рекомендации производителя, так как превышение допустимого предела нагрузки приведет к выходу из строя адаптера.
Правильный выбор блока питания и сопутствующих устройств для светодиодных систем гарантирует долговечность и качество освещения. Благодаря этим устройствам, светодиодные источники излучают яркий немерцающий свет, способный изящно преобразить ваш интерьер.
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 .
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
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:
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.
При подключении ленты к подходящим по мощности блокам питания от ноутбука или планшета следует использовать дополнительные стабилизаторы напряжения, понижающие его с 19 Вольт до 12 на основе блока LM2596. Такое устройство имеет высокий КПД, достигающий 90 % и низкую стоимость – до 50 руб за штуку с доставкой в интернет-магазине.
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.
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.
