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
- полугерметичными
- герметичными
Отличаются они между собой только корпусом. Вся начинка, принцип подключения у них практически одинаковы.
Поэтому выбирают их в зависимости от места установки.
Расчет мощности
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:
Pб
мощность блока питания
Pл
мощность 1 метра ленты
Lл
ее общая длина
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.
Иногда вместо “-V” может быть надпись “COM“.
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.
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.
Иногда бывает, что лента начинает самопроизвольно мигать. Если мигает вся одновременно – причина в блоке питания. Если сегментами – то проблема в самой ленте.
Подключение RGB ленты
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
- зеленый Green – клемма G
- красный Red – зажим R
- 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.
Место установки
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.
svetosmotr.ru
Расчет блока питания для светодиодной ленты
Практически все светодиодные ленты рассчитаны на напряжение 12 В. В отдельных случаях решения с повышенной яркостью, собранные на основе особо мощных кристаллов, могут требовать напряжение питания 24 В. Для того чтобы ваша система светодиодного освещения светила ярко и длительное время, подключать её стоит только через импульсный источник стабилизированного постоянного тока.
Типы импульсных блоков питания
Существуем множество вариантов технического исполнения блоков питания.
По защите от атмосферного воздействия:
- Негерметичный;
- полугерметичный;
- герметичный.
Негерметичные блоки предназначены для применения исключительно внутри помещений, где нет высокой влажности.
По мощности:
- От 12 Вт до 800 Вт;
- сила тока от 1 А до 66 А.
По типу охлаждения:
- С пассивным охлаждением;
- с активным охлаждением.
По материалу корпуса:
- Алюминиевые;
- металлические;
- пластиковые.
Расчет блока питания для светодиодной ленты
При монтаже светодиодного освещения обычно возникает ряд актуальных вопросов: какой потребляемый ток светодиодной полосы, как рассчитать блок питания для светодиодов, как рассчитать драйвера для неизвестной ленты, если на ней не указана потребляемая мощность? Для правильного расчёта используем следующую таблицу с номинальными параметрами популярных матриц.
Таблица популярных smd светодиодов, характеристикиРасчет параметров питания светодиодной ленты
Лента различается количеством smd матриц на погонный метр. В продаже существуют варианты на 30, 60, 120 матриц на погонный метр. В зависимости от применяемых светодиодных матриц, номинальная мощность источника электричества для светодиодной ленты будет отличаться.
Какой БП выбрать?
Наведавшись в первый попавшийся интернет-магазин по розничной продаже сетевых драйверов для светодиодов можно обнаружить десятки всевозможных вариантов трансформаторов для светодиодной ленты с очень порядочным разбросом стоимости, которая непосредственно зависит от номинальной мощности, материалов корпуса, гидроизоляции.
Естественное желание каждого человека – минимизировать свои финансовые затраты. Но экономия должна быть целесообразной и оправданной. Сравним несколько вариантов:
Как видите, чем сильнее блок питания, тем дешевле у него фактическая себестоимость ватта. На первый взгляд наиболее соблазнительно смотрится приобретение единственного достаточно мощного блока питания. Расчет мощности трансформатора для светодиодной ленты делается с запасом около 30%.
Не стоит забывать, что абсолютно любой прибор обладает довольно неприятным свойством неожиданно выходить из строя в самый неподходящий момент. При наступлении подобного форс-мажора вы формально останетесь без освещения. Наиболее рационально, в случае монтажа подсветки в комнате, запитывать участки от двух — трёх самостоятельных источников.
Рассчитываем мощность блока питания для светодиодной ленты
Ради примера, возьмем гостевую комнату площадью 18 квадратных метров (3 х 6 метров). Периметр помещения составит 18 метров. Нам потребуется источник светодиодного освещения с суммарной яркостью свечения 350 люмен/м.п (расчет яркости проводим исходя из рекомендованных уровней освещения), для примера возьмём smd 3528 60led с номинальной яркостью 360 lm/м.п. Общая мощность этой ленты на весь периметр помещения будет:
6,6 Вт/м * 18 = 118 Вт.
У разных производителей яркость носителя может значительно отличаться, соответственно и лента в вашей ситуации может потребоваться немного другая, расчёт мощности светодиодной ленты желательно производить по паспортным данным от производителя. С резервом прочности нам понадобится аппарат рассчитанный на 150 Вт.
При использовании нескольких источников тока разбиваем всю длину ленты на три участка, учитывая, что стандартная катушка пятиметровая. Получаем два сегмента по пять метров, 33 Вт и один участок восемь метров на 53 Вт. Блоки питания потребуются на 40 и 70 Вт соответственно.
Расчет светодиодной ленты на один блок питания
Как мы уже обсуждали, мощность драйвера для светодиодного освещения необходимо брать с запасом. Поэтому максимальная длина ленты, допустимая к подключению рассчитывается по формуле:
Длинна (м) = Мощность блока / (1,3 * Nsmd/m * Psmd)
Ncmd/m – количество smd матриц на погонный метр
Pcmd – номинальная мощность одной матрицы
1,3 – поправочный коэффициент запаса
Расчет трансформатора для светодиодной ленты
Расчет мощности блока питания проводим по тому же принципу:
Мощность блока = Длинна (м) * 1,3 * Nsmd/m * Psmd
Использование компьютерного БП в качестве драйвера
Один из доступных стабилизированных источников напряжения на 12В – компьютерный БП. Расчет драйвера питания для светодиодов на его основе имеет ряд особенностей. Начинка системного блока требует разное напряжение – 3,3 В; 5 В; 12 В. Поэтому у такого блока несколько выходных каскадов, между которыми распределяется выдаваемое напряжение.
На канал 12 В приходится около 50% номинальной нагрузки.
Реальная мощность такого БП = паспортная мощность*0,5/1,3.
Таким образом, для питания светодиодной ленты от БП 150 Вт будет доступно около 60 Вт. На радиорынке такие «раритеты» можно найти по 2-3 доллара, что вдвое дешевле стандартных драйверов.
Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)
svetodiodinfo.ru
Питание светодиодов, блок питания для светодиодов
Постоянные читатели часто интересуются, как правильно сделать питание для светодиодов, чтобы срок службы был максимален. Особенно это актуально для led неизвестного производства с плохими техническими характеристиками или завышенными.
По внешнему виду и параметрам невозможно определить качество. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками. В основном рекомендую купить готовый, любая схема после сборки требует проверки и настройки.
Содержание
- 1. Основные типы
- 2. Как сделать расчёт
- 3. Калькулятор для расчёта
- 4. Подключение в автомобиле
- 5. Напряжения питания светодиодов
- 6. Подключение от 12В
- 7. Подключение от 1,5В
- 8. Как рассчитать драйвер
- 9. Низковольтное от 9В до 50В
- 10. Встроенный драйвер, хит 2016
- 11. Характеристики
Основные типы
Светодиод – это полупроводниковый электронный элемент, с низким внутренним сопротивлением. Если подать на него стабилизированное напряжение, например 3V, через него пойдёт большой ток, например 4 Ампера, вместо требуемого 1А. Мощность на нём составит 12W, у него сгорят тонкие проводники, которыми подключен кристалл. Проводники отлично видно на цветных и RGB диодах, потому что на них нет жёлтого люминофора.
Если блок питания для светодиодов 12V со стабилизированным напряжением, то для ограничения тока последовательно устанавливают резистор. Недостатком такого подключения будет более высокое потребление энергии, резистор тоже потребляет некоторую энергию. Для светодиодных аккумуляторных фонарей на 1,5В применять такую схему нерационально. Количество вольт на батарейке быстро снижается, соответственно будет падать яркость. И без повышения минимум до 3В диод не заработает.
Этих недостатков лишены специализированные светодиодные драйвера на ШИМ контроллерах. При изменениях напряжения ток остаётся постоянным.
Как сделать расчёт
Чтобы рассчитать блок питания для светодиодов необходимо учитывать 2 основных параметра:
- номинальная потребляемая мощность или желаемая;
- напряжение падения.
Суммарное энергопотреблением подключаемой электрической цепи не должно превышать мощности блока.
Падения напряжения зависит от того, какой свет излучает лед чип. Я рекомендую покупать фирменные LED, типа Bridgelux, разброс параметров у них минимальный. Они гарантированно держат заявленные характеристики и имеют запас по ним. Если покупаете на китайском базаре, типа Aliexpress, то не надейтесь на чудо, в 90% вас обманут и пришлют барахло с параметрами в 2-5 раз хуже. Это многократно проверяли мои коллеги, которые заказывали недорогие LED 5730 иногда по 10 раз. Получали они SMD5730 на 0,1W, вместо 0,5W. Это определяли по вольтамперной-характеристике.
Пример различной яркости кристаллов
К тому же у дешевых разброс параметров очень большой. Что бы это определить в домашних условиях своими руками, подключите их последовательно 5-10 штук. Регулирую количество вольт, добейтесь чтобы они слегка светились. Вы увидите, что часть светит ярче, часть едва заметно. Поэтому некоторые в номинальном рабочем режиме будут греться сильнее, другие меньше. Мощность будет на них разная, поэтому самые нагруженные выйдут из строя раньше остальных.
Калькулятор для расчёта
Для удобства читателей опубликовал онлайн калькулятор для расчёта резистора для светодиодов при подключении к стабильному напряжению.
Калькулятор учитывает 4 параметра:
- количество вольт на выходе;
- снижение напряжения на одном LED;
- номинальный рабочий ток;
- количество LED в цепи.
Подключение в автомобиле
..При заведенном двигателе бывает в среднем 13,5В — 14,5В, при заглушенном12В — 12,5В. Особые требования при включении в автомобильный прикуриватель или бортовую сеть. Кратковременные скачки могут быть до 30В. Если у вас используется токоограничивающее сопротивление, то сила тока возрастает прямо пропорционально повышению напряжению питания светодиодов. По этой причине лучше ставить стабилизатор на микросхеме.
Недостатком использования светодиодных драйверов в авто может быть появление помех на радио в УКВ диапазоне. ШИМ контроллер работает на высоких частотах и будет давать помехи на ваш радиоприёмник. Можно попробовать заменить на другой или линейный типа стабилизатор тока LM317 для светодиодов. Иногда помогает экранирование металлом и размещение подальше от головного устройства авто.
Напряжения питания светодиодов
Из таблиц видно, для маломощных на 1W, 3W этот показатель 2В для красного, желтого цвета, оранжевого. Для белого , синего, зелёного он от 3,2В до 3,4В. Для мощных от 7В до 34В. Эти циферки придется использовать для расчётов.
Таблица для LED на 1W, 3W, 5W
Таблица для мощных светодиодов 10W, 20W, 30W, 50W, 100W
Подключение от 12В
Одно из самых распространенных напряжений это 12 Вольт, они присутствуют в бытовой технике, в автомобиле и автомобильной электронике. Используя 12V можно полноценно подключить 3 лед диода. Примером служит светодиодная лента на 12V, в которой 3 штуки и резистор подключены последовательно.
Пример на диоде 1W, его номинальный ток 300мА.
- Если на одном LED падает 3,2В, то для 3шт получится 9,6В;
- на резисторе будет 12В – 9,6В = 2,4В;
- 2,4 / 0,3 = 8 Ом номинал нужного сопротивления;
- 2,4 * 0,3 = 0,72W будет рассеиваться на резисторе;
- 1W + 1W + 1W + 0,72 = 3,72W полное энергопотребление всей цепи.
Аналогичным образом можно вычислить и для другого количества элементов в цепи.
Подключение от 1,5В
Источник питания для светодиодов может быть и простой пальчиковой батарейкой на 1,5В. Для LED диода требуется обычно минимум 3V, без стабилизатора тут никак не обойтись. Такие специализированные светодиодные драйвера используются в ручных фонариках на Cree Q5 и Cree XML T6. Миниатюрная микросхема повышает количество вольт до 3V и стабилизирует 700мА. Включение от 1.5 вольт при помощи токоограничивающего сопротивления невозможно. Если применить две батареи на 1.5 вольт, соединив их последовательно, получим 3В. Но батарейки достаточно быстро разряжаются, а яркость будет падать еще быстрее. При 2,5В емкости в батареях останется еще много, но диод уже практически потухнет. А светодиодный драйвер будет поддерживать номинальную яркость даже при 1В.
Обычно такие модули заказываю на Aliexpress, у китайцев стоят 50-100руб, в России они дороговаты.
Как рассчитать драйвер
Чтобы рассчитать драйвер питания для светодиодов со стабильным током:
- составьте на бумаге схему подключения;
- если драйвер китайский, то желательно проверить выдержит он заявленную мощность или нет;
- учитывайте, что для разных цветов (синий, красный, зеленый) разное падение вольт;
- суммарная мощность не должна быть выше, чем у источника тока.
Нарисуйте схему включения, на которой распределите элементы, если они подключены не просто последовательно, а комбинировано с параллельным соединением.
На китайском блоке питания неизвестного производителя мощность может быть значительно ниже. Они запросто указывают максимальную пиковую мощность, а не номинальную долговременную. Проверять сложнее, надо предельно нагрузить блок питания и замерить параметры.
Для третьего пункта используйте примерные таблицы для 1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, которые приведены выше. Но больше доверяйте характеристикам, которые вам дал продавец. Для однокристальных бывает 3V, 6V, 12V.
Если энергопотребление цепи в сумме превысит номинальную мощность источника питания, то ток просядет и увеличится нагрев. Он восстановится до нормального уровня, если снизить нагрузку.
Для светодиодных лент сделать расчёт очень просто. Измерьте количество Ватт на 1 метр и умножьте на количество метров. Именно измерьте, в большинстве случаем мощность завышена и вместо 14,4 Вт/м получите 7 Вт/м. Ко мне слишком часто обращаются с такой проблемой разочарованные покупатели.
Низковольтное от 9В до 50В
Кратко расскажу, что использую для включения для блоков на 12В, 19V, 24В и для подключения к автомобильным 12В.
Чаще всего покупаю готовые модули на ШИМ микросхемах:
- бывают повышающие, например, на входе 12V, на выходе 22В;
- понижающие, например из 24В до 17В.
Не всем хочется тратить большую денежку на покупку готового прожектора для авто, светодиодного светильника или заказывать готовый драйвер. Поэтому обращаются ко мне, что бы из подручных комплектующих собрать что-нибудь приличное. Цена таких модулей начинается от 50руб до 300руб за модель на 5А с радиатором. Покупаю заранее по несколько штук, расходятся быстро.
Больше всех популярен вариант на линейной ИМС LM317T LM317, простой, надежный устаревший.
Очень популярны модели на LM2596, но она уже устарела и советую обратить внимание на более современное с хорошим КПД. Такие блоки имеют от 1 до 3 подстроечных сопротивлений, которыми можно настроить любые параметры до 30В и до 5А.
Встроенный драйвер, хит 2016
В начале 2016 года стали набирать популярность светодиодные модули и COB диоды с интегрированным драйвером. Они включаются сразу в сеть 220В, идеальный вариант для сборки светотехники своими руками. Все элементы находятся на одной теплопроводящей пластине. ШИМ контроллеры миниатюрные, благодаря хорошему контакту с системой охлаждения. Тестировать надежность и стабильность еще не приходилось, первые отзывы появятся минимум через полгода использования. Уже заказал самую дешевую и доступную модель COB на 50W. Чтобы найти такие на китайском базаре Алиэкспресс, укажите в поиске «integrated led driver».
Характеристики
Глобальная проблема, это подделка светодиодов Cree и Philips в промышленных масштабах. У китайцев для этого есть целые предприятия, внешне копируют на 95-99%, простому покупателю отличить невозможно. Самое плохое, когда такую подделку вам продают под видом оригинального Cree T6. Вы будете подключать поддельный по техническим спецификациям оригинального. Подделка имеет характеристики в среднем на 30% хуже. Меньше световой поток, ниже максимальная рабочая температура, ниже энергопотребление. Про обман вы узнаете очень не скоро, он проработает примерно в 5-10 раз меньше настоящего, особенно на двойном токе.
Недавно измерял световой поток своих фонариков на левых Cree производства LatticeBright. Доставал всю плату с драйвером и ставил в фотометрический шар. Получилось 180-200 люмен, у оригинала 280-300лм. Без серьезного оборудования, которое преимущественно есть в лабораториях, вы не сможете измерить, соответственно узнать правду.
Иногда попадаются разогнанные диоды, сила тока на которых на 30%-60% выше номинальной, соответственно и мощность. Недобросовестный производитель, особенно подвально-китайский пользуется тем, что срок службы трудно измерить в часах. Ведь никто не засекает отработанное время, а когда светильник или светодиодный прожектор выйдут из строя продавца уже не найти. Да и искать бессмысленно, срок гарантии на такую продукцию дают всегда меньше периода службы.
led-obzor.ru
Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты по её мощности, подбор БП
Декоративное или основное освещение при помощи светодиодных лент в последнее время получило широкое распространение. Так как для питания таких лент используется постоянное напряжение 12В (реже 24В), то для долговечной и правильной работы такого освещения важно правильно подобрать понижающий трансформатор или, как его ещё называют, блок питания. В этой статье мы рассмотрим основные критерии выбора такого устройства.
Основные технические параметры блока питания светодиодной ленты
Блок питания светодиодной ленты – понижающий трансформатор, который преобразует переменное напряжение 220 вольт в постоянное со значениями 12 или 24 вольта. Блоки питания для таких осветительных приборов выпускают импульсного исполнения, в основе работы которых лежит трансформация входного напряжения в импульсы высокой частоты, для того чтобы напряжение постоянного тока на выходе имело качественное выпрямление. Такие приборы имеют достаточно высокий КПД, компактные размеры и хорошие технические характеристики.
Выходное напряжение БП
Из-за особенности конструкции, производители светодиодных лент выпускают устройства с напряжением питания 12 или 24 вольта постоянного тока. Иногда, для очень мощных лент используют напряжение 36 вольт, но это, скорее, исключение. Важное правило при выборе трансформатора заключается в том, что напряжение на выходе из него должно соответствовать напряжению светодиодной ленты.
Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты
Самой главной характеристикой, после напряжения, для подбора трансформатора к определенной светоизлучающей ленте является мощность. Этот параметр блока питания должен быть выше мощности светодиодной ленты, как минимум на 20 процентов. Обычно, мощность электроприборов указывается на его корпусе. Светодиодные ленты и трансформаторы не исключение. Но бывает так, что на светодиодной ленте не указана эта характеристика и, в связи с этим, может возникнуть сложность при расчете требуемого блока питания.
Важно понимать, что мощность светодиодной ленты напрямую зависит от типа светодиодов, плотности их монтажа на ленте и её длины.
Разные типы матриц имеют различные значения мощности, которые могут существенно различаться. Например, популярные светодиоды имеют следующие мощности:
| Светодиод | 3528 | 5630 | 5050 | 2835 | 5730 |
|---|---|---|---|---|---|
| Мощность светодиода, Вт | 0,11 | 0,5 | 0,3 | 0,2 | 0,5 |
Обратите внимание! Цифры в марке светодиода указывают на его размер в миллиметрах, например, 3528 – 35 мм на 28 мм.
Зная (или посчитав) количество диодов на 1 метре ленты, можно рассчитать мощность для всей её длины. Для удобства уже давно посчитаны и находятся в свободном доступе таблицы с мощностью лент каждого типа, ориентируясь на эти таблицы можно правильно и легко подобрать блок питания для светодиодной ленты.
Закрепляя вышесказанное, определяем следующую последовательность расчета и выбора трансформатора для светодиодной ленты:
- Выбрать светоизлучающую ленту и рассчитать необходимую длину;
- Выяснить матрицу светодиодов (визуально или исходя из руководства пользователя) и плотность их установки на ленте;
- Рассчитать мощность метровой ленты;
- Умножить полученную мощность 1 метра на итоговое значение длины ленты;
- Получить номинальное значение мощности трансформатора.
- Учесть коэффициент запаса мощности (об этом ниже), умножить на номинальную мощность и получить искомое значение необходимой мощности устройства.
Например, имеем светодиодную ленту на 12 В, длиной 3 метра, со светодиодами SMD 5050, количество светодиодов на 1 метре – 60 шт. Потребляемая мощность 1 метра такой ленты примерно 15 Вт, то есть 1 м = 15 Вт. Тогда 3 м = 15 Вт * 3 = 45 Вт. Умножаем на коэффициент запаса 20 % и получаем, что нам нужен блок питания на 45 Вт * 1,2 = 54 Вт. При этом потребляемый ток такой светодиодной ленты будет равен 54 Вт / 12 В = 4,5 А.
Коэффициент запаса мощности
Для правильного расчета блока питания нужно учесть еще один фактор. Если выбрать БП с мощностью, равной светодиодной ленте, то он будет нагреваться и это может не только сократить срок службы, но и, в случае некачественной сборки, привести к пожару. Поэтому, покупая трансформатор для светодиодной ленты необходимо учесть запас мощности для прибора. Обычно выбирают устройство с мощностью на 20 % выше, чем потребляемая мощность светодиодной ленты. Запас мощности гарантированно защитит вас от перегрева устройства и позволит долго и без проблем эксплуатировать блок питания.
Габаритные размеры
Блоки питания выпускают различных форм и размеров. Чаще всего мощность прибора определяет его габаритные размеры. Чем выше мощность, тем больше прибор. Также мощные приборы имеют вентилятор для охлаждения устройства в процессе работы, а это значительно увеличивает размер и требования к установке.
Для того чтобы скрыто подключить несколько участков ленты, лучше всего выбрать несколько небольших блоков питания, чем один большой. Это выйдет немного дороже, но так можно будет спокойно скрыть блоки питания в конструкциях и распределить нагрузку на несколько приборов.
Степень защиты от проникновения влаги и пыли
Блоки питания, как и светодиодные ленты, производятся в исполнениях для различных условий эксплуатации и имеют разную степень защиты от влаги и пыли. При выборе трансформатора необходимо учитывать влияние внешней среды на прибор. Например, при эксплуатации в жилых помещениях с нормальной влажностью достаточно защиты IP20 – IP40. Если планируется монтаж блока питания на улице, для защиты от осадков следует приобретать прибор с IP67. Классификация по качеству защиты от влаги и пыли одинакова для всех электрических приборов и устройств, поэтому найти её не составит труда.
Если мощность блока питания достаточно высокая, то в приборах без защиты от влаги и пыли, для охлаждения будет использоваться вентилятор. При работе он вырабатывает определенный уровень шума. Если шум прибора неприемлем для поставленных задач, то лучше выбрать влагозащищенное устройство, которое будет иметь пассивное охлаждение.
Наличие охлаждения
При правильном расчете блока питания по мощности подключаемых светодиодных лент, он не нагреется, и будет стабильно и безопасно функционировать. Но все же, если мощности слишком высокие, то перегрев возможен. Чтобы исключить отрицательное воздействие повышенной температуры на прибор в его конструкции предусматривается система охлаждения. Она бывает активной или пассивной.
При активном охлаждении в корпусе устройства монтируется вентилятор, при этом такие блоки питания не могут быть выполнены во влагозащитном исполнении из-за необходимости циркуляции воздуха внутри прибора и обмена с окружающей средой. Такие трансформаторы издают шум от работы вентилятора и имеют повышенное энергопотребление, что является отрицательными качествами. Но стоит заметить, что активное охлаждение – наиболее эффективный способ понижения температуры прибора.
Пассивное охлаждение конструктивно выполняется в виде специальных металлических радиаторов, которые устанавливаются в места, где происходит наибольший нагрев платы прибора. Также пассивное охлаждение происходит благодаря металлическому корпусу приборов, как во влагозащищенном, так и в обычном исполнении.
Дополнительные функции
Коррекция коэффициента мощности
В характеристиках блоков питания иногда указывают наличие коррекции реактивной мощности. В документации на прибор она обозначается PFC или Power Factor Correction. Это означает, что блок питания имеет высокие технические характеристики по части энергосбережения и полезного использования потребляемого питания. Более того, такие трансформаторы позволяют группировать их без специальных пусковых автоматов и экологичны, ввиду высокого КПД.
Материал корпуса
Корпус прибора может быть выполнен из пластика, алюминия или другого металла. Алюминиевый корпус применяют не только для уменьшения веса прибора и защиты от повреждений, но и для пассивного охлаждения блока питания. Металлический корпус также защищает от механических воздействий и охлаждает прибор, но весит значительно больше алюминиевого. Пластиковый материал для корпуса применяют у приборов, которые будут эксплуатироваться с маломощными светодиодными лентами и без вероятности повреждения.
Наличие RGB-контроллера
Для подключения и использования RGB и RGBW лент недостаточно приобрести только понижающий блок питания. В этом случае необходим еще контроллер RGB ленты, который позволит менять оттенок освещения ленты при помощи различных устройств управления (пульт, дисплей и прочее). Некоторые блоки питания комплектуются такими контроллерами и предназначаются исключительно для многоцветных лент. Они стоят дороже обычных трансформаторов. Для одноцветных вариантов светодиодных лент использование контроллера не требуется.
odinelectric.ru
Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты
При использовании осветительных LED-лент необходимы определенные источники питания. Поскольку вариантов освещения с применением таких источников света получается множество, в каждом отдельном проекте нужен правильный выбор. Правильный расчет блока питания для светодиодной ленты – это залог ее продолжительной работы.
Главные вопросы при проектировании освещения
Как умельцам, так и профессионалам, инсталлирующим осветительные системы, содержащие обычные или боле сложные RGB-ленты, приходится искать ответ на типовые вопросы про подбор и расчет мощности блока питания для светодиодной ленты.
Помочь с ответами на эти перечисленные вопросы и раскрыть некоторые нюансы осветительных систем, использующих светодиодную ленту, призвана эта статья.
Для наибольшей безопасности любая электрическая система делается на основе трансформатора. Электрические цепи, которые питаются от него, получаются гальванически развязанными от электрической сети. Зная мощность светодиодной ленты, выбирают трансформатор. Чтобы определить его номинальную мощность, потребляемая мощность светодиодной ленты умножается на коэффициент 1,43. Таким способом обеспечивается оптимальный режим работы всей системы освещения.
Ответ на вопрос, сколько потребляет светодиодная лента, надо искать в законах, описывающих электрические цепи, формулах и соответствующих расчетах. Законы Ома, Кирхгофа и Джоуля-Ленца дают возможность получить искомый результат. Но это еще не все. Чтобы правильно рассчитать мощность светодиодной ленты, также надо узнать:
- к какой модели принадлежат светодиоды в выбранной продукции;
- 12 вольт, 24 вольта или более высокое напряжение требуется для ее питания;
- каково энергопотребление одного светодиода;
- какой получится общая длина излучателей света в осветительной системе, 5 метров или больше.
Пример приблизительного расчета
Например, вы купили в бобине светодиодную ленту длиной пять метров. Это ее стандартная максимальная длина. Либо на самом изделии, либо в техническом паспорте указывается модель примененного светодиода. Весьма вероятно, что это будет SMD 5050. Они были и все еще остаются очень популярными первыми надежными RGB-излучателями для получения белого света в лампах. В их определенном сочетании красного, синего и зеленого света, подобранном соответствующим образом, может присутствовать цвет любой температуры. Либо в техническом паспорте, либо в интернете надо найти электрические параметры этого излучателя света, которые нужны для вычислений потребляемой электроэнергии. Ее единица называется Ватт и обозначается как Вт. Параметры светодиода такие:
Таблица основных характеристик светодиодаНезависимо от того, какие светодиоды использованы, на каждом из них напряжение примерно одинаковое. Поэтому по закону Джоуля-Ленца можно определить потребление электроэнергии одним светодиодом как произведение напряжения на силу тока через него. В примере номинальный ток равен 60 мА, то есть 0,06А. Следовательно, энергопотребление одного светодиода в нашем варианте определяется как
0,06 х 3,3 = 0,198 Ватт,
что соответствует приведенному в таблице значению. Если умножить мощность одного светодиода на общее число этих элементов по всей длине, получится величина общего энергопотребления всеми светодиодами. Ее можно использовать, чтобы сделать подбор мощности источника питания. Но поскольку в изделии применены еще и резисторы, также потребляющие электроэнергию, полученное значение надо умножить на коэффициент 1,3. Это простейший и достаточно точный расчет мощности блока питания.
Точный расчет мощности
Более точное определение мощности ленточного осветителя делается по конструкции его участков, расположенных между линиями для нарезки.
- Больше всего выпускается таких моделей, в которых эти участки 12-вольтовые. При этом и для всей светодиодной ленты 12 В – это номинальное напряжение питания.
Но есть ленточные осветители с питающим напряжением 24, 36 и 220 Вольт. Среди них могут быть модели с одинаковым напряжением питания, но количество светодиодов на метр может значительно отличаться.
- Чем больше излучателей приходится на 1 м длины, тем качественнее светит ленточный осветитель. Светодиоды сливаются в одну светящуюся поверхность.
Однако для любых моделей ленточных осветителей всегда указывается потребляемая электроэнергия всей пятиметровой бобины. Измерив расстояние между линиями отреза одного участка и разделив на полученное значение общую пятиметровую длину бобины, получаем потребление электроэнергии одним отрезком.
Затем, умножая эту величину на общее количество участков в используемом отрезке пятиметровой бобины, вы получаете некоторое значение потребляемой электроэнергии. А уже по нему подбираете мощность блока питания для светодиодной ленты своей осветительной системы. Но перед тем как рассчитать мощность источника питания, надо учитывать следующее.
Последовательное соединение нескольких осветителей RGBВсе ленточные осветители распределяются в нужных местах комнаты или помещения и при этом каждый из них дает одинаковый свет. При этом 1 метр осветителя может обеспечить такой же световой поток, как и одна лампа накаливания 100 Вт. Однако энергопотребление этого метра осветителя будет в 6–10 раз меньше. Свет ленточного осветителя будет равномернее заполнять пространство помещения. Это главные преимущества использования в системах освещения ленточных осветителей с источниками питания.
Если нет потребности в многоцветности света, можно использовать простейшее решение. Это осветитель, подключаемый к электросети через выпрямитель. Для уменьшения пульсации светового потока с частотой электрической сети на выходе выпрямителя-моста ставится электролитический конденсатор 50–100 мкФ 450 В. Соблюдаем полярность, присоединяя ленточный осветитель к выпрямителю. Для управления яркостью излучателей света можно использовать диммер. Его ставят перед выпрямителем.
BY-033/60 220V 5730 WW BROWN светодиодный ленточный осветитель
lampagid.ru
|
arlight.moscow
Особенности расчета блока питания для светодиодов
Светодиодная лента крепко закрепила за собой звание одного из наиболее лучших источников света для дома. Это изделие обладает массой достоинств, что делает ее оптимальным решением как уличной, так и домашней подсветки. Но использование светодиодной ленты имеет один важный нюанс. Здесь нужно правильно рассчитать, какой мощности должен быть блок питания.
Блок питания для светодиодной ленты
Что нужно знать о блоках питания и как происходит расчет их мощность для конкретной светодиодной ленты, вам расскажет данная статья.
Зачем необходим преобразователь
Блок питания (БП) или преобразователь всегда является неотъемлемой частью схемы подключения любой светодиодной ленты. Это связано с тем, что led-продукция такого плана всегда имеет напряжение в 12 или 24 вольт. А вот напряжение в сети питания любого дома имеет напряжение в 220 вольт. Поэтому и необходим преобразователь, чтобы напряжение в сети не вывело из строя светодиодный компонент ленты.
Но выбирая преобразователь напряжения, необходимо совершать расчет требуемой мощности блока питания. Дело в том, что мощность блока питания напрямую зависит от следующих параметров:
- тип светодиодной ленты, а именно плотность диодов на ее метре длины;
Светодиодная лента
- общая длина ленты, с помощью которой будет создаваться та или иная подсветка;
- запас мощности, который всегда должен учитывать расчет данного параметра.
Обратите внимание! В разной литературе запас мощности для блока питания, который должен учитывать расчет, может составлять 20-30 %.
Но нельзя брать меньше 20 %, так как в такой ситуации велика вероятность того, что преобразователь не сможет справиться со своей работой при изменении условий функционирования (например, подключения дополнительного куска ленты).
На прежде, чем рассчитать то, какой мощности вам понадобиться блок питания для светодиодной ленты, нужно разобраться в их видах.
Виды подходящих преобразователей
Сегодня рынок электронике имеет огромный ассортимент блоков питания, которые можно подключить к светодиодной ленте. Кроме преобразователя напряжения, данное устройство может еще называться и электронным трансформатором. Но это уже порядком устаревшее название. Иногда его даже могут назвать «драйвером», что, по сути, является некорректным названием, ведь БП является источником напряжения, а не источников тока.
Чтобы расчет требуемой мощности блок питания не был проведен в пустую, при покупке светодиодной ленты нужно, необходимо знать, какие вообще БП могут к ней подключаться. Их классификация бывает самой разнообразной. Поэтому рассмотрим наиболее часто встречаемые деления на различные виды устройств.
Поскольку блок питания преобразует напряжение, он достаточно сильно нагревает при своей работе. В связи с этим важным параметром выбора данного типа устройства будет способ его охлаждения. По способу охлаждения, преобразователи бывают следующих типов:
- активные. Из названия видно, что для охлаждения используется активный механизм – вентиляторов. Он установлен в корпусе прибора и обеспечивает его достаточно эффективное охлаждение. Такие БП характеризуются небольшими размерами и высокими мощностями. Поэтому к ним можно подключать много метров светодиодной ленты;
Обратите внимание! Минусом активных устройств является выраженный шум во время работы. Также периодически нужно проводить чистку прибора и смазывание вентилятора.
Активный блок питания для светодиодной ленты
- пассивные. Внешне они напоминают блок питания для ноутбука. При этом он имеет решетчатую часть корпуса, через которую происходит пассивное охлаждение. Такие модели менее эффективны, так как не всегда могут охлаждать устройство. К ним не рекомендуется подключать длинную подсветку из светодиодов.
Пассивный блок питания для светодиодной ленты
Также преобразователи, которые можно подключать в сему питания светодиодной ленты, могут различаться по своему внешнему виду на следующие группы:
- черный пластиковый корпус, очень похожий на БП от ноутбука. На корпусе имеется наклейка с указанием на ней всей необходимой информации о технических характеристиках изделия. Для светодиодной ленты они считаются достаточно оптимальным выбором;
- алюминиевый герметичный корпус. Такие изделия следует приобретать для помещений, где имеется повышенная влажность. Подключать их необходимо к светодиодной продукции влагостойкого типа, которая будет выступать в качестве подсветки на кухне, в ванной комнате или балконе;
- металлический корпус, в котором имеется контактная площадка, а также отверстия. Данный тип БП нужно использовать только в помещениях, где преобладает сухой микроклимат. Причем размещать их нужно в закрытом месте, которое надежно защищено от пыли и грязи. Это, наверное, самые малоэффективные преобразователи.
Внешний вид блоков питания
Это далеко не полная классификация БП.
Дополнительный вариант классификации
Собираясь провести расчет необходимой мощности преобразователя, нужно учитывать то, что такие устройства могут различаться между собой по функциональности. К примеру, БП для светодиодной ленты может быть простым, т.е. только заниматься преобразованием напряжения. А может иметь встроенный диммер, а также приемник для работы по радиоканалу или инфракрасному каналу от дистанционного управления пульта. Некоторые модели могут быть одновременно оснащенными и диммером и пультом дистанционного управления. Но такие модели будут стоить значительно дороже.
Блок питания, работающий от пульта
Каждое дополнительное приспособление позволит вам более эффективно и комфортно использовать всех элементы подсветки и создать уникальные световые эффекты. Но это будет возможно только тогда, когда был проведен правильный расчет мощности требуемой от преобразователя в каждой конкретной ситуации.
Приступаем к вычислениям
Поскольку нельзя воткнуть светодиодную ленту в стандартную розетку, то для ее подключения, как мы уже выяснили, следует использовать блок питания с конкретной мощностью. Размер этого параметра можно вычислить математически. Но для этого нужно знать, как это делается.
На сегодняшний день светодиодные ленты выпускаются с напряжением в 12 и 24 вольт.
Обратите внимание! Большей популярностью пользуется осветительная продукция на 12 вольт, так как она обойдется в разы дешевле.
Чтобы рассчитать мощность необходимо знать тип используемой ленты (например, RGB-ленты SMD 5050) и какое количество светодиодов размещено на одном метре ее длины. Для данного типа ленты на одном метре помещается 30 светодиодов. Чтобы узнать это значение для других моделей, нужно воспользоваться следующей таблицей.
Таблица. Количество светодиодной на один метр ленты
Сам расчет мощности состоит из последующих шагов:
- вначале выясняем, какую мощность будет потреблять один метр осветительного прибора. Этот параметр уже приведен в таблице;
- далее нужно рассчитать, какую мощность будет потреблять целая ленты. Для этого нужно просто общую длину подсветки умножить на мощность одного метра. К примеру, в нашем случае необходимо 10 метров (такую длину возьмем для простоты расчетов) умножить на 7,2 ватта. В результате получим 72 ватта.
По сути, это и весь расчет. Нужно только совершить последнее действие, которое, при неправильном выполнении, может свести на нет все ваши математические вычисления. В необходимую мощность для блока питания, для подключения к нему светодиодной ленты, следует заложить запас, который будет защищать устройство от возможных перегрузок. Обычно запас составляет не менее 20 % от общей мощности осветительный установки, т.е. в нашем случае от 72 ватт. Некоторые рекомендуют, чтоб наверняка, брать целых 30 %.
Обратите внимание! Эти 23 или 30 % запаса, для простоты расчетов, можно представить в виде коэффициента запаса. Для 20 % он будет равняться 1,20, для 25 % — 1,25, а для 30 % — 1,30.
Если брать запас в 30 %, то конечная цифра у нас будет уже не 72 ватта, а 93,4 ватта. Именно такой мощности (допускается округление значения) и следует покупать блок питания того вида, который вам больше понравился по своим техническим характеристикам или особенностям функционирования.
Помните, что правильно рассчитанная мощность преобразователя является залогом длительной и качественной работы подсветки, подключенной к нему. Поэтому к математическим вычисления в данной ситуации нужно подходить очень ответственно, если вы хотите как можно реже ходить в магазин или на рынок за новым БП.
Что лучше — один большой или несколько маленьких?
Совершив все необходимые вычисления, описанные выше. Существует несколько вариантов развития события:
- покупка одного большого блока питания с необходимой мощностью;
- установка нескольких преобразователей, имеющий в сумме требуемый уровень мощности.
Вариант схемы подключения БП к светодиодной ленте
Известно, что светодиодная лента продается в катушках по пять метром. Одну такую катушку можно подключать к одному блоку питания. При этом количество БП может варьироваться от общей длины светодиодной ленты. Поэтом каждый протяженный участок подсветки должен подключаться к своему преобразователю. Это означает, что для питания светодиодной подсветки длиной в 15 метров в схему подключения нужно включить целых три блока питания мощности, необходимой для запитки 5 метров ленты (с запасом не менее 20 %).
Многие не понимают, почему в такой ситуации нельзя установить один мощный БП. Так делать не советуют, так как такая схема установки будет иметь следующие недостатки:
- сам преобразователь будет обладать большими габаритами. В связи с этим его будет очень проблематично спрятать;
- большие размеры БП и мощность будут приводить его сильному нагреванию. Не всегда получиться в такой ситуации создать качественную вентиляцию воздуха для эффективного охлаждения преобразователя;
- для охлаждения большого блока питания понадобиться хороший вентилятор, а он, при своей работе, будет создавать значительный шум. Его особенно хорошо будет слышно ночью;
- чистить вентилятор придется каждые полгода. Если же этого не делать, то он просто сгорит от перегрева;
- импульсный трансформатор, находящий внутри любого БП, будет издавать дополнительный шум, а именно неприятный писк. Он появиться не сразу, а через некоторое время. Чем чаще будет случаться перегрев, тем сильнее будет писк трансформатора;
- установка такого преобразователя будет гораздо проблематичнее и длительнее.
Как видим, гораздо проще установить для питания длинной подсветки несколько БП, чем они большой и потом страдать от всего недостатков такой установки.
Заключение
Основной качественной, долго функционирующей светодиодной подсветки, реализованной с помощью ленты, является не только оптимальным образом подобранный и установленный блок питания, но и правильно проведённый расчет его мощности. Теперь зная, как происходит расчет этого показателя, у вас не возникнет проблем с любой led-продукцией.
1posvetu.ru
