Выбираем трансформатор для светодиодных лент 12 вольт
Трансформатор для светодиодных лент, обеспечивающий на выходе 12 вольт, используется с целью создания приемлемых условий эксплуатации названных осветительных приборов.
От его качества, а также выходных параметров зависит эффективность работы излучателей и надежность системы освещения в целом. Достаточную мощность этого узла легко рассчитать самостоятельно. Устанавливается питающий элемент довольно просто.
Определение мощности трансформатора
В зависимости от типа диодов, предусмотренных в ленте, входное напряжение питания может быть разным: 12В, 24В, 36В. Чем больше значение этого параметра, тем дороже осветительный прибор и потребуется более мощный блок питания, который тоже предлагается по высокой цене. Чтобы не ошибиться и подобрать нужную модель, необходимо предварительно рассчитать мощность трансформатора.
Для этого достаточно лишь определиться с тем, какой вариант ленты нужен. Следует также рассчитать достаточный уровень освещенности на участке, где будет устанавливаться подсветка. Производитель обычно указывает в характеристиках изделия мощность 1 м LED-ленты. Умножив значение данного параметра на общую протяженность диодной полосы, можно получить уровень создаваемой нагрузки на трансформатор.
Например, если мощность 1 м ленты равна 7,2 Вт, а ее общая длина – 10 м. Умножив эти значения, получится 72 Вт – расчетная нагрузка подключаемого осветительного прибора. Но чтобы выбрать блок питания на 12 вольт, к полученной величине рекомендуется прибавить небольшой запас по мощности.
Экономить не следует, а значит, можно взять запас, равный 30%. Соответственно, итоговое значение мощности трансформатора для LED-ленты составляет 93,4 Вт.
Классификация и принцип действия
Блок питания существует в двух исполнениях:
- на основе трансформатора;
- импульсный прибор.
Оба варианта подают на вход осветительного прибора 12 вольт. Трансформаторный блок питания характеризуется довольно крупными габаритами, что порой усложняет задачу по монтажу. Есть и другие минусы у таких моделей: подверженность перегрузкам в сети, а также невысокий КПД. Импульсный аналог, наоборот, компактный, благодаря чему его легко спрятать в любом месте.
Принцип действия подобных устройств заключается в понижении сетевого напряжения до нужного уровня (12В, 24В). Причем в отличие от драйверов (обеспечивают стабильный ток), используемых для питания светодиодов в LED-лампах, блок питания является источником напряжения.
Соответственно, осветительный прибор не ограничивается по току данным устройством. Для этой цели конструкцией диодной ленты предусмотрены токоограничивающие резисторы.
Различные виды трансформаторов
Встречаются разные виды трансформаторов, отличных по конструкции:
- компактный пластиковый корпус;
- алюминиевый герметичный корпус;
- перфорированный корпус.
Каждый из вариантов рассчитан на эксплуатацию в разных условиях. Например, второй вариант может контактировать с водой без изменений характеристик, а блок питания с перфорированным корпусом, наоборот, используется только в сухих помещениях и должен быть хорошо защищен от пыли.
Что следует учесть перед покупкой?
Трансформатор для LED-осветительных элементов подбирается на основании трех основных критериев:
- Входные и выходные характеристики. Блок питания с одной стороны подключается к сети 220 вольт, а с другой стороны к ленте – 12 вольт. Это наиболее популярный вариант, но может потребоваться установка подсветки напряжением 24 или 36 вольт. Соответственно, на выходе блока питания должно быть эквивалентное напряжение. Существуют универсальные устройства, рассчитанные на 12 вольт и 24 вольт в зависимости от характеристик ленты. Их цена будет выше.
- Мощность. Чтобы LED-лента не вышла из строя, и сам трансформатор не сгорел, уровень мощности последнего не должен быть ниже, чем нагрузка осветительного прибора. Это в теории, на практике же следует подбирать блок питания, мощность которого превышает эквивалентный параметр ленты на 25-30%. Определить нужное значение довольно просто и вполне можно сделать расчет самостоятельно (см. выше).
- Защищенность от внешних факторов. На данном этапе необходимо оценить условия эксплуатации ленты 12В: пыль, влага, прямой контакт с водой, установка на улице или работа в сухом помещении. В каждом из случаев нужно выбирать разные конструкции блоков питания. Для помещений с нормальным уровнем влажности подойдут интерьерные модели, незащищенные от контакта с водой. Для ванных, бассейнов следует использовать герметичный алюминиевый вариант.
Выбор производителя
Рынок предлагает множество китайских «безымянных» приборов. Их цена заметно ниже. Но в этом случае сложно спрогнозировать, как долго прослужит такой прибор и подключенная к нему лента 12 вольт.
Наиболее востребованы изделия марки Mean Well (Тайвань). В ассортименте продукции представлены модели для сухих помещений и для уличной эксплуатации. Этот производитель предлагает множество универсальных исполнений блоков питания, рассчитанных на напряжение 12 вольт и 24 вольта.
Если в будущем возникнет желание увеличить освещаемую площадь, можно просто заменить ленту. При этом блок питания останется тот же. Еще один производитель, который пользуется популярностью – Haitalk. Его продукция предлагается по более доступной цене.
Монтаж, схема подключения
В зависимости от того, какой тип диодной ленты используется: монохромная или RGB, будет разниться и схема соединения. Прежде всего, рассматривается установка блока питания для монохромного осветительного прибора.С двух сторон трансформатора предусмотрены выводы – провода разных цветов. С одной стороны прибор подключается к сети 220 вольт, с другой – к диодной ленте 12 вольт.
Соединения должны быть выполнены в соответствии с полярностью: плюс (красный провод) подключается к плюсу, минус (синий или черный провод) – к минусу. Если при включении прибора в сеть лента не горит, значит, нужно изменить полярность подключения. Обычно диодные полосы продаются отрезками по 5 м.
Устройство блока питания
Если нужно использовать несколько таких отрезков, рекомендуется подключать их параллельно.
Схема соединения:
Для данного варианта достаточно выбрать провод, соединяющий второй блок питания, небольшим сечением, например, 0,75 мм. А в случае, когда на несколько отрезков лент приходится один трансформатор, необходимо использовать провод сечением 1,5 мм. Если рассматривать исполнение полосы RGB, то для нормальной работы потребуется еще и контроллер.
В схеме он располагается между питающим элементом и лентой. Управление работой осветительного прибора выполняется посредством контроллера, с одной стороны которого отходит 4 провода
Схема подключения:
Как и в случае с монохромным исполнением, такой вариант допускает подключение еще одной диодной полосы. Это возможно лишь при условии, что общая нагрузка подсветки меньше мощности питающего элемента. Но предпочтительным является вариант подключения нескольких блоков питания.
Схема:
Для двух и более ленточных приборов используется один контроллер. В схему при необходимости включается усилитель, способствующий синхронизированному управлению лентами. Этот прибор может питаться от основного блока.
Если нужно, для него устанавливается отдельный питающий элемент. Определение характеристик контролера и усилителя, равно как и трансформатора, выполняется на основании параметров ленточных приборов.
Таким образом, светодиодные осветительные приборы с входным напряжением 12 вольт подключаются к сети 220 вольт исключительно лишь через питающий элемент. Выбирается этот узел на основании трех ключевых критериев: мощность, соответствие условиям эксплуатации, входные и выходные параметры.
Нагрузка 1 м ленты позволяет рассчитать достаточный уровень мощности трансформатора. Но для полноценной и эффективной эксплуатации нужно учитывать еще и запас по мощности (25-30%). Цена блока питания зависит от его характеристик и возможностей.
Трансформатор для светодиодной ленты 12 вольт: расчет, выбор
Новые линейные источники света, светодиодные ленты, используют в качестве светоизлучающих приборов сверхъяркие светодиоды (LED). Рабочее напряжение светодиодов составляет несколько вольт. Поэтому для питания применяют трансформатор для светодиодной ленты 12 вольт.
Часто у неискушенного человека возникают вопросы, какой трансформатор нужен для питания LED? Как рассчитать мощность трансформатора? Можно ли изготовить трансформатор своими руками? Как подобрать трансформатор из имеющихся в наличии? Можно ли обойтись без трансформатора? В этом материале читатель найдет ответы на эти и другие вопросы.
Назначение
Выпускаемые промышленностью светодиодные ленты питаются постоянным напряжением 12 или 24 вольт. Чаще применяют ленты, рассчитанные на 12 В. Поэтому питать светодиодные ленты непосредственно от осветительной сети 220 В нельзя. Для их питания необходим понижающий трансформатор. Точнее – блок питания на 12 В. Так как светодиоды работают на постоянном токе, блок питания помимо понижающего трансформатора должен содержать выпрямитель и сглаживающий фильтр.
Выпрямитель, подключаемый к вторичной обмотке трансформатора, служит для преобразования переменного тока в постоянный. В качестве выпрямителя могут использоваться диоды, собранные по мостовой или полумостовой схеме. Рабочий ток диодов должен превышать суммарный рабочий ток светодиодных лент, подключаемых к блоку питания.
На выходе выпрямителя получается пульсирующее напряжение. Частота пульсаций равна удвоенной частоте питающей сети. Для устранения пульсаций применяются сглаживающие фильтры. На практике для сглаживания пульсаций применяются электролитические конденсаторы с рабочим напряжением, превышающим выходное напряжение трансформатора. Величина емкости конденсаторов зависит от мощности блока питания.
Пульсации напряжения питания напрямую влияют на коэффициент пульсаций светового потока. Чем ниже коэффициент пульсаций света, тем комфортнее чувствует себя человек, находясь в помещении с искусственным освещением. Если емкость конденсаторов сглаживающего фильтра выбрана правильно, то коэффициент пульсаций светового потока не будет превышать нескольких процентов, что считается хорошим показателем.
Имея небольшие навыки в электротехнике из трансформатора, диодов и конденсаторов можно самостоятельно, своими руками изготовить блок питания для LED.
Виды
Для питания светодиодных лент применяют два типа блоков питания содержащих:
- обычный понижающий трансформатор;
- импульсный преобразователь напряжения (электронный трансформатор).
В качестве понижающего трансформатора, в зависимости от типа LED ленты, подойдет любой трансформатор 12В или 24В соответствующей мощности с выпрямителем и сглаживающими конденсаторами. Это может быть трансформатор, намотанный на Ш-образном или тороидальном сердечнике.
Хорошо подходят, имеющиеся в широкой продаже, тороидальные трансформаторы, предназначенные для питания низковольтных ламп для точечных светильников. Они имеют компактные размеры и мощность достаточную для подключения светодиодной ленты.
Блоки питания для светодиодных лент, выпускаемые промышленностью, обычно выполняются в виде импульсных преобразователей напряжения (инверторов). В них сетевое напряжение последовательно выпрямляется, преобразуется в высокочастотное напряжение (до 40 кГц), трансформируется импульсным трансформатором, выпрямляется и сглаживается. На таком же принципе основана работа блоков питания компьютеров, телевизоров и многих других электронных устройств.
Благодаря сравнительно большой частоте преобразования, импульсные блоки питания значительно выигрывают по массогабаритным показателям у трансформаторных БП. По той же причине они не гудят, у них низкий коэффициент пульсаций. Большим достоинством импульсных блоков питания является то, что они выдают стабильное напряжение в широком диапазоне входного сетевого напряжении.
Расчет
Независимо от того, какой тип трансформатора предполагается применить для питания светодиодной ленты, сначала нужно определить мощность подключаемой нагрузки. Для этого необходимо знать, какую мощность потребляет один погонный метр ленты и сколько метров будет потрачено для организации освещения. Такую информацию можно получить из технической документации на данный тип LED или узнать ее у продавца.
К сожалению, часто заявленные технические характеристики не соответствуют реальным. В случае если возникли сомнения, лучше произвести несложные измерения, чтобы узнать реальные цифры. Для этого светодиодную ленту необходимо подключить к подходящему источнику напряжения и измерить потребляемый ток. Таким источником может послужить лабораторный блок питания, зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов или сам аккумулятор на 12 или на 24 вольт.
Измерения тока проводят, включив в разрыв цепи амперметр постоянного тока или используя токоизмерительные клещи постоянного тока. Вычислить мощность, потребляемую подключенной лентой можно по формуле:
P=U*I
Где P – потребляемая мощность; U – напряжение; I – потребляемый ток.
Разделив полученное значение на длину подключенной ленты, получим мощность одного погонного метра светодиодной ленты. Зная «метраж» ленты, которую предполагается установить, легко вычислить потребляемую мощность. Мощность блока питания лучше выбрать с запасом в несколько десятков процентов. Это позволит избежать излишнего нагрева, повысит надежность системы освещения.
Выбор
Как выбрать мощность трансформатора мы уже обсудили. Однако в некоторых случаях целесообразнее применить несколько трансформаторов небольшой мощности вместо одного мощного аппарата. Это может быть сделано, например, по соображениям расположения отдельных участков светодиодной ленты. Или, исходя из габаритов, когда встает вопрос, куда спрятать трансформатор большой мощности.
Мы уже останавливались на достоинствах «электронных» трансформаторов. Однако применяемые в них электронные компоненты более требовательны к эффективному охлаждению. Часто для охлаждения электроники таких БП, внутрь корпуса устанавливают вентиляторы.
К выбору блоков питания следует подходить с некоторой осторожностью, так как со временем вентиляторы иногда начинают довольно громко шуметь и для устранения шума приходится предпринимать меры. Лучше остановить свой выбор на преобразователях, в которых корпус служит радиатором для отвода тепла. Такие корпуса имеют развитую ребристую поверхность.
Выбирая трансформатор необходимо учесть место его установки. Если освещение предполагается устанавливать на улице или в сырых помещениях, необходимо выбирать аппарат с соответствующим классом защиты.
Дополнительно про выбор трансформатора можете посмотреть интересное видео. Автор дает полезные замечания, которые обязательно пригодятся при выборе трансформатора.
Подключение светодиодной ленты к трансформатору
Подключение светодиодной ленты к блоку питания не представляет особой сложности. При подключении главное не перепутать полярность и подключить плюс к плюсу, а минус к минусу. На светодиодной ленте и на блоках питания полюса обычно промаркированы. Часто для подключения LED ленты к заводским БП используются специальные разъемы. Они имеют специальные выступы – «ключи» и, поэтому, ошибиться с подключением невозможно.
Для подключения блоков питания к сети необходимо использовать кабель в двойной изоляции. Сечение жил кабеля должно быть не меньше 1.5 мм2. Для подключения низкого напряжения, в зависимости от мощности нагрузки, подойдет провод или кабель с сечением жил от 0.75 мм2 или больше. Такое небольшое сечение объясняется тем, что светодиоды потребляют в 8 – 10 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания. Подключение кабелей к трансформаторам должно осуществляться с помощью штатных разъемов или с помощью винтовых или пружинных зажимов.
Подключение «трехцветных» (RGB) светодиодных лент имеет некоторые особенности. RGB ленты обычно работают со специальными контролерами. Поэтому при подключении трехцветных светодиодных лент к блоку питания подключается не сама лента, а контроллер, который в свою очередь питает светодиоды. Также существует ограничение на длину ленты подключаемой к контроллеру. Поэтому для наращивания цепочки светодиодных лент используются специальные усилители. Эти усилители также должны получать энергию от блока питания.
Еще следует сказать несколько слов об электромагнитной совместимости. Импульсные блоки питания для светодиодных лент могут быть причиной помех. Поэтому стоит подумать о применении сетевых фильтров. Для эффективного подавления помех они должны располагаться в непосредственной близости от БП.
Как самому сделать трансформатор
Простейший трансформатор для светодиодной ленты можно изготовить самостоятельно. Сначала необходимо рассчитать мощность и потребляемый светодиодной лентой ток. Исходя из потребляемой мощности, выбрать понижающий трансформатор на 12 В. Также понадобятся четыре выпрямительных диода или диодный мост в интегральном исполнении. Максимально допустимый ток диодов должен превышать ток, потребляемый светодиодной лентой. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения потребуются электролитические конденсаторы. Рабочее напряжение конденсаторов 12-тивольтового БП должно быть не ниже 25В. Суммарную емкость можно подсчитать исходя из 3000 микрофарад на один ампер нагрузки. Все детали нужно спаять по приведенной ниже схеме.
Получившуюся конструкцию нужно поместить в подходящий для нее корпус.
Учитывая все вышеизложенное, можно сказать, что применение качественного трансформатора является необходимым условием длительной и надежной работы светодиодной ленты. При этом он должен иметь запас по мощности, обеспечивать низкий коэффициент пульсаций, не бояться бросков сетевого напряжения и иметь класс защиты соответствующий условиям эксплуатации.
Трансформаторы для светодиодных лент 12 вольт: виды, подключение, выбор
Применением светодиодных лент для освещения жилых, офисных и торговых помещений сегодня никого не удивишь, но популярность LED технологий обусловлена не только данью моде. У полупроводниковых источников света низкое потребление электроэнергии и длительный срок службы. Их единственный недостаток — более высокая стоимость по сравнению с другими видами осветительных приборов. При этом на ценовой фактор оказывает немалое влияние цена электронного балласта (трансформатора), блока питания, необходимого для работы светодиодной ленты.
В данной публикации мы рассмотрим ряд вопросов, связанных с БП для светодиодных источников света. Собранная информация поможет подобрать адаптер по мощности и напряжению, правильно подсоединить к нему ленту, а также сделать своими руками простейший блок питания для освещения.
Что такое электронный балласт и зачем он нужен?
Необходимость данного устройства связана с тем, что напряжение питания ленточных светодиодов – 12 вольт (или 24 вольта). Соответственно, для подключения к домашней электросети понадобится понижающий блок питания на 12 вольт, снабженный преобразователем напряжения из переменного в постоянное.
Несмотря на то, что для работы устройств можно использовать как импульсные, так трансформаторные источники питания, последние не получили широкого распространения. Это связано как с большим и габаритами и весом, порождающими проблему, куда спрятать такой адаптер, так и низким КПД. Помимо этого силовой трансформатор «жужжит», чем вносит изрядную долю дискомфорта. Но за счет простоты реализации такие схемы популярны среди начинающих радиолюбителей.
Производители блоков питания для диодов предпочитают использовать импульсные схемы, что позволяет повысить мощность адаптеров и уменьшить их габариты и стоимость. Подробную информацию об импульсных источниках питания можно найти на нашем сайте.
Иногда такие БП называют «трансформаторами» для LED-лент, что не совсем корректно, ведь речь идет именно об импульсных преобразователях напряжения, но поскольку такой термин прочно закрепился, мы также будем его использовать.
Варианты исполнения блоков питания для светодиодных лент
В зависимости от функционального назначения электронный балласт выпускается в следующих вариантах исполнения:
- В виде компактного сетевого БП. Такие устройства выглядят как обычные зарядки для мобильных устройств. Компактные сетевые блоки питания для светодиодных лент
Данное решение можно назвать эконом вариантом, поскольку из всех видов исполнения оно самое низкое по стоимости. Обратная сторона – низкая мощность, как правило, она не превышает 30-36 Вт (встречаются китайские изделия на 60 Вт, но в них этот параметр сильно завышен). Основная сфера применения – подключение простой подсветки. Главное достоинство – не требуется монтаж, драйвер достаточно воткнуть в розетку, предварительно подключив к выходу ленту.
- Компактный блок, помещенный в герметичный пластиковый корпус. Максимальная мощность таких устройств 75 Вт. Встречающийся на китайской продукции показатель 100 Вт не соответствует действительности. Герметичный компактный электронный балласт, закрытый от внешнего воздействия
Отличительные особенности: небольшой вес, компактные размеры, защита от влаги и пыли. Это практически идеальный вариант для организации подсветки в потолочных нишах, если не принимать во внимание высокую стоимость адаптера (почти вдвое дороже аналогов с негерметичным корпусом).
- Электронный балласт в герметичном корпусе из алюминия. Этот вариант исполнения рассчитан на суровые условия эксплуатации. Сфера применения таких БП — освещение наружной рекламы, подсветка зданий и других объектов, где производится монтаж светодиодов большой мощности. Установка в качестве адаптера бытовых источников света экономически не обоснована. Блоки питания Arlight в герметичном алюминиевом корпусе
Отличительные особенности: устойчивость к механическому воздействию и деструктивным природным факторам (дождь, снег, УФ излучение). Что касается мощности, то с учетом нередкого изготовления таких адаптеров по спецзаказам, она может быть в довольно широком диапазоне. У типовых изделий этот параметр, как правило, от 80 до 200 Вт. Цена значительно выше, чем у других вариантов исполнения.
- Негерметичный балласт. Наиболее популярный БП, широко применяется для питания освещения квартир, офисов и торговых залов. Стоит немного дороже компактного сетевого блока, но может быть значительно мощнее при тех же габаритах. БП в негерметичном исполнении
Мощные устройства данного типа могут быть оборудованы принудительной вентиляцией, обеспечивающей охлаждение электронных компонентов, что продлевает срок службы адаптеров. Изготавливаются под напряжение 12 или 24 В. Невысокая цена и широкий ассортимент, позволяющий подобрать наиболее оптимальный вариант, сделали такие БП наиболее популярными.
https://www.youtube.com/watch?v=xsyVQBIUFR0
Кратко об управлении
Говоря о драйверах для LED-лент, нельзя не упомянуть об устройствах управления их свечением, в частности, о диммерах и RGB-контролерах.
Поскольку для питания используются импульсные БП, то регулировать интенсивность свечения ленточных светодиодов путем изменения напряжения, как для ламп накаливания, не получится. Для этой цели потребуется приобрести специальное устройство — диммер, например такой, как представлен на рисунке ниже.
Диммируемый модуль для монохромной светодиодной лентыВключается такое устройство в разрыв между БП и лентой.
Для управления RGB-лентами используется специальное устройство, как правило, оно выполнено на базе микроконтроллера. Как правило, в него «защиты» несколько программ, позволяющих как управлять интенсивностью свечения с преобладанием того или иного цвета, так и задействовать другие световые эффекты (видео с их демонстрацией несложно найти в сети).
RGB контролер с пультом управленияВключение контролера производится так же, как и диммера (между БП и лентой).
Как выбрать трансформатор для светодиодной ленты?
В первую очередь необходимо определиться с основными характеристиками БП. Для нас значащими являются:
- входное напряжение.
- напряжение на выходе.
- сила тока номинальной нагрузки.
С первым параметром сложностей не возникнет, он должен отвечать стандартам домашней электросети. Напряжение на выходе необходимо подбирать соответственно питанию ленты, оно должно быть 12 или 24 вольта. Что касается мощности адаптера, то он рассчитывается по току номинальной нагрузки с учетом характеристик ленты и ее предполагаемой длины. Расскажем подробно, как он делается.
Расчет мощности блока питания для светодиодов
Чтобы посчитать, какой мощности нужен БП, для начала вспомним производную от закона Ома: , в нашем случае Р – это расчетная мощность, I – номинальный ток нагрузки, U – напряжение питания.
Спрашивается причем тут длина ленты, объяснить проще на примере. Допустим, для реализации проекта нам требуется три метра монохромной ленты SMD 3528 на 12 вольт. В таблице ее характеристик указана мощность 4,8 Вт/м. Исходя из этого, расчетная мощность для 3 метров составит 14,4 Вт. Учитывая оптимизм производителей, добавим запас 30%, получим 18,42 Вт. Следовательно, нам понадобится блок питания с током нагрузки не менее 1,5 А (18,42/12).
Как видите, ничего сложного в расчетах нет, главное учитывать характеристики нагрузки. В качестве примера нижа представлена таблица, где показано, какие бывают светодиоды на 12 вольт.
Таблица: пример характеристик LED-лент на 12 вольтОбратим внимание, стандартная длина ленты 5 метров, но допускается использовать куски меньшие по размеру (как производится разрез указано на нашем сайте) или подключить сразу два полноразмерных куска или более. О том, как это сделать пойдет речь ниже.
Подключение трансформатора к светодиодной ленте
Как правило, этот этап не вызывает сложностей, поскольку большинство производителей, таких как Feron или Arlight, к своим изделиям прилагают подробную инструкцию. Для тех, кто остановил свой выбор на нонейме, мы расскажем, как производится подключение светодиода к 24 или 12 вольтам.
Практикуется две схемы подключения прямая и параллельная, они представлены ниже на картинке.
Схемы подключения А) прямая; В) параллельнаяКак правило, последовательная схема подключения нескольких лент не практикуется, за исключением случаев, когда общая длина ленты не превышает 5-ти метров.
Крепление проводов осуществляется к дин-рейке на БП, где указано назначение каждого контакта (пример показан на фото ниже).
Пример подключения ленты к БПК ленте провода припаиваются или для подключения используются специальные переходники. Что касается расстояния от БП до ленты, то чем оно меньше, тем лучше. На практике адаптеры редко устанавливаются далеко от источников света, поэтому длина кабеля в расчет не принимается.
Самодельный трансформаторный блок питания на 12 вольт
В завершении приведем простую схему БП для питания светодиодного источника света мощностью до 120 Вт на основе интегрального стабилизатора КР142ЕН8Б.
Схема блока питания для светодиодной ленты на 12 вольтОбозначения:
- Резисторы: в схеме не задействованы.
- Конденсаторы: С1 и С2 – 100 нФ; С3 – 1000 мкФ х 25 В; С4 и С5 -2200 мкФ х 25 В.
- Выпрямитель: VD1 – диодный мост КВРС 15005 или любой другой, рассчитанный на ток не менее 10 ампер;
- Диод VD2 – 1N4005 (в качестве альтернативы подойдет любой кремневый диод).
- Транзистор VT1 – TIP 3005, собственно подойдет любой биполярник, у которого ток коллектора от 10,0 А и более.
- Микросхема DA1 – интегральный стабилизатор КР142ЕН8Б, в качестве альтернативы можно использовать МС7812ВТ или подобные аналоги.
- ТР1 – допускается использование любого понижающего трансформатора со вторичной обмоткой рассчитанной на напряжение 12-18 В и ток нагрузки от 10,0 А.
Собранная схема не требует настройки, если сборка была произведена правильно. Этот БП может запитать как обычную ленту на 12 вольт 60 ватт, так и более мощные источники света.
Собирать с нуля импульсный инверторный БП бесперспективно. Проще приспособить для этой цели готовое устройство, например, взять со сгоревших в люстре ламповых энергосберегающих светильников электронный баланс и отремонтировать его, внеся небольшие изменения (увеличить напряжение и потребляемый ток). По сути, это готовые импульсные БП.
Сопутствующие вопросы
Довольно часто можно услышать вопрос, где используются ленты на 24 вольта, как правило, их используют для освещения. Они могут крепиться клейкой лентой к специальной подложке, рассеивающей тепло или закладываться в профиль для светодиодной ленты, крепящийся на потолок или стены. Подбор БП, расчет мощности и схема подключения светодиодов к 24 вольтам, производится по тому же принципу, что был описан выше.
Что делать, если сгорел один или несколько диодов? Ремонт в данном случае не требует больших усилий. Необходимо визуально найти сгоревший сегмент, определить его довольно просто по внешнему виду, далее он вырезается по меткам на ленте. Оставшиеся куски следует соединить проводом соответствующего сечения, соблюдая полярность. SMD элементы довольно маленькие, перепаивать их не имеет смысла, выгоревший сегмент лучше удалить. Потеря одного из них глобально не отразится на суммарной мощности источника света.
Сколько можно подключать лент к БП? Все зависит от мощности адаптера и характеристик источника света, который от него питается.
Что делать, если с электронного балласта слышен треск или другие не характерные звуки? Следует немедленно отключить питание и произвести технический осмотр устройства.
Список использованной литературы
- Лейтес Л. В. «Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов» 1981
- Кислицын А.Л. «Трансформаторы» 2001
- Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
- Тихомиров П.М. «Расчет трансформаторов» 1976
Как подобрать трансформатор для светодиодной ленты на 12 и 24 вольт: расчёты и примеры
В последнее время светодиодные ленты стали использовать для освещения частных домов и квартир. Это не удивительно, так как их приятное и тёплое свечение дополняет атмосферу домашнего уюта. На рынке продаются различные виды лент, и для каждого из них необходимо правильно подобрать блок питания.
Особенности светодиодных лент
Светодиодная лента — это полоса гибкого материала, обладающего изоляционными свойствами, которая оснащена двумя проводящими шинами из медной фольги, светодиодами и резисторами.
Гибкая полоса с установленными светодиодами создаёт яркий источник света длиной до 5 метров
Конструктивно светодиодная лента представляет собой множество секций, состоящих из трёх диодов и резистора, которые объединены общую цепь. Питание устройства осуществляется за счёт подачи стабилизированного постоянного напряжения 12 или 24 В на проводящие шины, параллельно установленные на ленте. Благодаря такой схеме подключения, к каждой секции ленты подводится именно то напряжение, которое было подано на вход, например, 12 В.
Светодиодная лента состоит из секций по три диода, каждая из которых подключается к источнику питания параллельно
Разбивка ленты на секции очень удобна, так как благодаря этому можно отрезать то количество материала, которое необходимо для конкретной цели. Однако для того чтобы не нарушать функциональность, следует придерживаться целостности секции, отрезая, например, по 3, 6, 9 и т. д. светодиодов.
Светодиодную ленту можно резать на фрагменты с количеством светодиодов, кратным трём
При правильном подключении проводов к шинам питания на секцию или отрезанный участок ленты начнёт поступать напряжение, которое вызовет прохождение тока по светодиодам. Благодаря особенностям своей конструкции, под воздействием тока светодиоды начнут излучать световой поток (светиться). Стоит отметить, что уровень свечения напрямую зависит от величины тока. При слишком маленьком значении тока диод будет излучать тусклое свечение или вообще не будет светиться, а при слишком высоком — быстро испортится и сгорит. В основном среднее значение тока для диодов, использующихся в светодиодных лентах, составляет от 15 до 20 миллиампер (мА).
Классификация светодиодных лент
Большое разнообразие одноцветных светодиодных лент обусловило их классификацию по нескольким основным критериям. Эти критерии будут описаны ниже.
По типу использованных светодиодов
Главной отличительной чертой светодиодных лент является тип диодов, использованных при изготовлении изделия. В основном одноцветные светодиодные ленты производятся на базе диодов SMD 3528 и SMD 5050.
Аббревиатура SMD означает то, что этот электронный компонент предназначен для монтажа на поверхность печатной платы. Полная маркировка включает также габариты изделия в миллиметрах: например, у светодиода SMD 3528 длина составляет 3,5 мм, а ширина 2,8 мм.
По плотности светодиодов
Светодиодные ленты также подразделяются и по количеству элементов (диодов), использующихся в одном метре ленты, которое в технических кругах называют плотностью. Стоит отметить, что количество светодиодов, которое применяется при изготовлении одного метра ленты, оказывает влияние на суммарную мощность изделия, а также на его световые показатели (степень освещённости).
Чем плотнее расположены светодиоды, тем больше их помещается на отрезке ленты и тем ярче будет свет
Мощность светодиодных лент, как и другого радиотехнического изделия или оборудования, измеряется в ваттах (Вт). Значение этого параметра определяется габаритами диодов и их плотностью. Например, типичная светодиодная лента, изготовленная на основе SMD 3528, потребляет:
- 4,8 Вт, если на каждом метре установлены 60 диодов;
- 9,6 Вт, если плотность светодиодов в два раза больше — 120 диодов на метр;
- 19,2 Вт, если диоды стоят в два ряда, и их общее количество на одном метре 240 шт.
Для ленты на базе SMD 5050 потребляемая мощность будет изменяться следующим образом:
- 30 диодов/метр — 7,2 Вт;
- 60 диодов/метр — 14,4 Вт;
- 120 диодов/метр — 28,8 Вт.
Нетрудно заметить, что для одного и того же типа ленты потребляемая мощность прямо пропорционально количеству установленных светодиодов. Это и понятно — каждый диод потребляет одинаковое количество ватт.
Выбор источника питания для светодиодной ленты
Для того чтобы наслаждаться приятным и необычным освещением, следует правильно подобрать источник питания. Этот шаг очень важный, так как при неправильном выборе светодиоды могут сгореть, а изделие выйдет из строя.
Факторы, влияющие на выбор источника питания для светодиодных лент
При выборе источника (блока) питания для светодиодных лент следует ориентироваться на следующие параметры:
- Напряжение питания ленты.
- Её потребляемая мощность.
- Необходимая степень защищенности оборудования от воздействия влаги.
В качестве примера возьмём светодиодную ленту SMD 3528 длиной 6 м (60 диодов/м).
Напряжение питания светодиодной ленты
Как уже говорилось выше, все светодиодные ленты делятся на изделия, которые питаются от 12 В и 24 В соответственно. Естественно, что и выходное напряжение источника должно быть равным одному либо другому значению. Итак, для того чтобы узнать напряжение питание светодиодной ленты:
- Открываем её технические характеристики и ищем интересующий параметр.
- Видим, что лента питается от напряжения в 12 В.
В соответствии с найденным значением напряжения и осуществляем подбор блока питания.
Мощность, потребляемая светодиодной лентой
Для расчёта мощности источника питания следует снова обратиться к техническим характеристикам светодиодной ленты. На этот раз нас интересует значение мощности, потребляемой на метр изделия (Pленты=4,8 Вт/м).
- По условию нужно обеспечить питанием светодиодную ленту длиной в 6 метров, а значит для того чтобы найти полную мощность, которую потребляет лента (Pпотр), воспользуемся следующей формулой: Pпотр= Pленты × L= 4,8 Вт/м × 6 м = 28,8 Вт.
- Стоит отметить, что блок питания по данному параметру следует выбирать с запасом (порядка 30–33%). Поэтому нам понадобится источник постоянного тока на 12 В мощностью 28,8 х 1,33 = 38,3 ≈ 40 Вт.
Защита от воздействия влаги
Это ещё один важный фактор, который следует учитывать при выборе источника питания. При выборе по этому критерию сначала надо определиться с местом его установки. Если планируется организация светодиодного освещения в ванной комнате, то необходимо выбрать блок питания, обладающий влагозащитными свойствами (IP 65 или IP 68). В обычном жилом помещении сухого типа — спальня или гостиная — можно использовать простой интерьерный источник.
Однако для того чтобы выбор источника был на 100% правильным, кроме описанных выше факторов, следует подобрать подходящий тип, основываясь на его преимуществах и недостатках.
Типы источников питания
В настоящее время выпускают четыре типа источников питания для светодиодных лент.
Таблица: преимущества и недостатки различных типов источников питания
Тип источника питания | Преимущества | Недостатки |
Блок питания с герметичным пластиковым корпусом |
|
|
Блок питания с герметичным алюминиевым корпусом |
|
|
Блок питания с открытым корпусом |
|
|
Сетевой компактный блок питания |
|
|
Производители блоков питания для светодиодных лент
Наиболее популярными и востребованными производителями блоков питания для светодиодных лент являются:
- Cool Neon. Выпускает обширную линейку светодиодных трансформаторов, которые могут использоваться для решения различных целей и задач. Продукция компании оснащена встроенными защитными устройствами и может использоваться при температуре от -25 до +45 °С. Средний срок службы — более 25 тыс. часов.
В номенклатуре изделий Cool Neon имеются как открытые блоки питания, так и герметичные модели, способные работать при низких температурах окружающего воздуха
- Lightech. Производит блоки питания, которые обеспечивают высокую стабильность работы светодиодной продукции в том числе и лент, использующихся при температуре от -30 до +50 °C. Продукция компании в основном рассчитана на эксплуатацию в течение 50 тыс. часов и более. Особенностями этих моделей являются:
- Широкий диапазон входных напряжений.
- Устойчивость к механическим ударам и вибрациям.
- Защита от перегрева корпуса.
- Стойкость к импульсным помехам в сети.
- Встроенная защита от короткого замыкания.
Lightech выпускает герметичные блоки питания в пластмассовых корпусах, обеспечивающие высокую стабильность выходных параметров
- UnionElecom. Компания изготавливает источники, которые отличаются высоким качеством исполнения и надёжностью. Они предназначены для работы в диапазоне от -40° до +50 °С, что позволяет устанавливать их не только в помещении, но и на улице. Для уличных источников питания срок эксплуатации составляет свыше 40 тыс. часов, а также действует индивидуальная гарантия сроком на 36 месяцев. Особенности оборудования UnionElecom:
- Компактные размеры.
- Защита IP 68.
- Высокое качество сборки, которая производится исключительно на территории завода-производителя в Южной Корее.
- Оптимальное соотношение цена — качество.
Герметичные блоки питания UnionElecom отличаются компактностью, максимально высокой степенью влагозащиты алюминиевого корпуса (IP68) и доступной ценой
Расчёт мощности трансформатора
Основными параметрами, которые применяются при расчёте мощности источника питания являются: погонная мощность, расходуемая на 1 метры ленты (Pленты), количество диодов на этом же расстояние и выходное напряжение 12/24 В.
Выше мы уже касались темы расчёта мощности на примере светодиодной ленты SMD 3528 длиной L = 6 м (60 диодов/м и Pленты=4,8 Вт/м) и напряжением питания 12 В. По результатам расчётов получилось, что вся эта лента потребляет Pпотр = 28,8 Вт. Для большей наглядности продублируем предыдущий расчёт сюда:
- Pпотр= Pленты × L= 4,8 Вт/м × 6 м = 28,8 Вт.
- Для того чтобы блок питания не перегревался, следует мощность рассчитывать с запасом (берётся запас в 33%). Воспользуемся формулой: PБП= Pпотр+33%=28,8+9,54=38,3 Вт.
- На основе расчёта подбираем блок питания из стандартной линейки интересующего производителя, например, на 40 Вт.
По аналогичным формулам рассчитаем мощность для светодиодной ленты SMD 5050 120 LED (120 диодов на метр). Это изделие обладает следующими параметрами: Pленты=28,8 Вт, плотность 120 диодов/м, напряжение питания 24 В, длина ленты L = 2,5 м (предположим, что мы отрезали необходимое количество от стандартной длины в 5 м).
- Pпотр= Pленты × L= 28,8 Вт/м × 2,5 м = 70,2 Вт.
- PБП= Pпотр+33%=70,2+23,16=93,4 Вт.
- В этом случае выбираем блок питания на 100 Вт.
Стоит отметить, что используя данные формулы, можно легко и просто рассчитать мощность блока питания для светодиодных лент с любыми параметрами.
Особенности установки блока питания
Блоки питания для светодиодных лент обычно устанавливаются в соответствии со структурной схемой, которая входит в их комплектацию. В основном перед установкой трансформатора светодиодную ленту разрезают на секции, состоящие из необходимого количества диодов.
Места нарезки обозначены двумя парами контактных групп (с каждого конца секции) и маркером в виде ножниц. Блок питания соединяется параллельно секциям. В процессе подключения необходимо соблюдать полярность (подключать клеммы блока питания с обозначениями «+» и «-» к соответствующим контактам ленты), при этом следует учитывать, что выходное напряжение источника не должно превышать 12 или 24 В (номинальное напряжение ленты). Расположение блока питания не влияет на функциональность устройства, но его нужно подбирать по эстетическим соображениям.
На практике применяются две схемы подключения светодиодной ленты к блоку питания.
Подключение светодиодной ленты к одному блоку питания
Чаще всего светодиодная лента представляет собой цельный пятиметровый отрезок, который намотан на пластиковую катушку. Как правило, с внешней стороны — на незамотанный на катушке конец — к ленте подсоединяются провода, необходимые для соединения с блоком питания. Если же после покупки обнаружилось отсутствие соединительных проводов, то следует взять любые многожильные провода красного («+») и чёрного («-») цвета, отмерить нужную длину, которой должно быть достаточно, чтобы достать до клемм блока питания, и припаять их, предварительно зачистив и облудив оба конца.
- Облуживаем провода, используя канифоль и олово, и методом пайки подсоединяем их к дорожкам ленты. В процессе пайки следует применять маломощный паяльник и производить соединение достаточно быстро, так как есть вероятность того, что от воздействия повышенной температуры светодиоды могут повредиться.
Облуживать провода нужно быстро, чтобы не перегреть их и не повредить светодиоды
- После этого свободные концы проводов (не припаянные к ленте) подсоединяем к блоку питания, соблюдая полярность.
Красный провод от светодиодной ленты («+») нужно подсоединить к клемме «+V», а чёрный («-») — к клемме «-V»; к клеммам «L» и «N» подключается сетевое напряжение («L» — фаза, «N» — ноль)
Видео: подключение герметичного блока питания
Подключение двух светодиодных лент к одному блоку питания
В качестве примера рассмотрим следующий вариант: запланирован монтаж и подключение светодиодной ленты, длина которой составляет 8 метров. Проблема в том, что найти кусок ленты такой длины довольно затруднительно, т. к. в основном светодиодные ленты продаются в катушках по 5 метров. Однако всё же требуется 8 метров, и что же делать?
Если нужно подключить несколько кусков свтодиодной ленты общей длиной более 5 метров, это можно сделать только по параллельной схеме
Все достаточно просто. Выполняем следующие действия:
- Приобретаем две катушки со светодиодной лентой, причём один кусок оставляем цельным (5 метров), а от второго отрезаем 3 метра и соединяем их. Для того чтобы отрезать ленту берём обычные ножницы и ищем линию, по которой будем отрезать кусок нужной длины.
- Далее зачищаем и облуживаем контактные площадки обоих кусков ленты (с одной и той же стороны).
- Берём четыре двухжильных провода (два красных «+» и два чёрных «-») и также подготавливаем (зачищаем и лудим).
- Припаиваем к двум кускам ленты. Свободные концы проводов, идущие от пятиметрового куска, припаиваем (привинчиваем) к клеммам блока питания («+V» и «-V»), а к клемам «L» и «N» подсоединяем провода сетевого кабеля.
- Далее на проводах, которые подведены к пятиметровому куску ленты, снимаем небольшие куски изоляции. Затем лудим их и подпаиваем к ним провода от трёхметрового куска, тем самым подключая оба куска ленты параллельно.
Если соответствующие провода от каждой ленты свести в одну точку, получится параллельное подключение
Видео: подключение и монтаж светодиодной ленты — 3 главных правила
Разнообразие выбора светодиодных лент поможет воплотить любую мечту и создать поистине красивое освещение, которое выгодно подчеркнёт любое помещение. Использование светодиодной ленты в качестве осветительного прибора придаст дому дополнительный уют и тепло. Однако перед тем как приступить к созданию светодиодной системы освещения, следует ознакомиться с видами изделий и изучить правила подбора питания, чтобы вся система заработала и радовала глаз.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Правильный и качественный выбор трансформаторов для лент светодиодных 12 вольт
Сегодня светодиодные ленты используются практически повсеместно. Это может быть дизайн интерьера или тюнинг автомобиля, оформление загородного участка, витрина магазина или ресторанный зал. Светодиодная лента представляет собой устройство в виде гибкой печатной платы, на которую с помощью пайки крепятся светодиоды. Монтаж невероятно простой, ее можно прикрепить практически к любой поверхности, например, на лестницу или на подвесной потолок. Мощность светодиодной ленты составляет 12 или 24 вольта, питание происходит от сети, поэтому нужно приобрести источник питания для светодиодных лент 12 вольт.
В чем особенности светодиодов
С помощью светодиодных лент можно оформить любое помещение, однако, они не могут работать от розетки, напряжение в которой составляет 220 Вт. Если их подключить напрямую, то они могут просто сгореть. Поэтому для их работы необходим трансформатор. Галогенные светильники будут работать независимо от того, постоянный или переменный ток в сети. Светодиодным лентам подойдет только постоянный.
Именно поэтому для них нужно дополнительное оборудование – трансформаторы, которые на выходе дают постоянный ток, и понижают напряжение до 12 вольт. В таком случае светодиодные светильники будут иметь оптимальное качество света. Кроме того, потребуется стабилизатор, который исключит периодическое мигание.
Трансформаторы для светодиодных лент
Современные приборы, которые предназначены для светодиодного оборудования, делятся на несколько типов. Выбирают их исходя из ряда параметров. В первую очередь, нужно определиться с тем, где будут установлены светодиоды. Несмотря на то, что многие трансформаторы имеют высокую степень защиты, устанавливать их помещения, где постоянно высокий уровень влажности, не стоит.
Выбор источника питания для светодиодных лент
Светодиодные ленты, которые продаются в современных магазинах, имеют разные параметры. Некоторые из них подходят для работы от сети в 220 Вт. Но далеко не все ленты можно подключить к розетке. Часть из них требуют напряжения в 12 или 24 вольт. Именно для этого и нужны трансформаторы, которые подходят для электронных лент 12 вольт. Этот прибор позволяет обеспечить устройство переменным током, что продлит его срок эксплуатации.
Выбирая источник питания, следует обратить внимание на ряд факторов:
- Качество гидроизоляции;
- Напряжение, на которое рассчитан прибор;
- Мощность устройства.
Если приобретается лента, мощность которой составляет 24 вольт, то использовать трансформатор, рассчитанный на 12 В., уже не получится. Большое значение имеет и тип помещения, в котором его планируется установить. Если воздух в помещении сухой, то можно использовать трансформатор с обычным адаптером. Однако если лента будет установлена на улице, то следует выбрать прибор, который имеет качественную защиту от влаги.
Приобретая трансформатор, следует внимательно изучить инструкцию, которая к нему прилагается. Там же указывается схема монтажа. Если выбрать универсальный трансформатор, то это позволит регулировать яркость освещения.
Сегодня можно подобрать трансформаторы, которые полностью соответствуют условиям эксплуатации.
- Если светодиодная лента будет устанавливаться на улице, то нужно выбирать приборы, которые имеют определенную степень защиты.
- Такие трансформаторы должны соответствовать уровню защиты IP 67;
- Конструкция позволяет предупредить попадание пыли;
- Выдерживают воздействие влаги;
- Риск короткого замыкания минимален;
- Трансформаторы имеют мощность от 1 до 800 Вт;
- Правильно подобранный прибор обеспечит оптимальные условия эксплуатации.
С учетом характеристик трансформаторы можно разделить на два типа:
- Герметичные трансформаторы имеют максимальный уровень защиты, на них не оказывают воздействие влага и пыль. Этот вид оборудования можно использовать в помещении или на улице.
- Особенность негерметичных светодиодных трансформаторов в том, что они также имеют защиту на случай короткого замыкания, но подходят только для использования в помещении. В конструкцию этого типа приборов входит вентилятор, который обеспечивает охлаждение.
Прежде чем приобретать блок питания, который необходим для работы светодиодной ленты, нужно прочитать инструкцию. В ней есть характеристики прибора. Если вы покупаете устройство, которое предназначено для квартиры или загородного дома, то стоит обратить на светодиодные подвески, имеющие пластиковый или металлический корпус. В том случае, если планируется установка на улице, то корпус блока питания должен быть герметичным и устойчивым к воздействию пыли и влаги.
Кроме того, можно выделить основные виды трансформаторов:
- Герметичные имеют мощность от 20 до 300 Ватт;
- Они могут быть в металлическом корпусе с вентилятором или без него;
- К бюджетным относятся трансформаторы в корпусе из пластика. Мощность их минимальна, они подходят для коротких светодиодных лент.
Как рассчитать мощность трансформатора
Для того чтобы определиться с тем, какая мощность трансформатора необходима, нужно внимательно изучить информацию, указанную на упаковке. Мощность ленты рассчитывается исходя из ее метража. Предположим, что длина трех катушек составляет 15 метров. Мощность всей ленты будет составлять 9,6 Ватт из расчета на 1 метр. В сумме 15 метров ленты будут потреблять 144 Ватт. Теперь нужно умножить 144 на 1,3 (коэффициент) и получится, что для того, чтобы лента работала, необходима минимальная мощность в 187,2 Ватт.
Немаловажен и тот фактор, что для определения условий эксплуатации, при установке в помещении, подойдет трансформатор A -240 W -12 V . В том случае, если вы планируете использовать ленту, например, в ландшафтном дизайне, то потребуется не менее трех трансформаторов, мощность которых около 75 Ватт. Это может быть марка A -75 W -12 V WP .
Особенности установки трансформатора
Установку трансформатора выполняют согласно структурной схеме, которая прилагается к светодиодным лентам. Как правило, их нарезают группами, в которых присутствует три светодиода. В конструкцию входит токоограничивающий резистор. Однако в некоторых случаях в одном участке может быть 5-10 штук.
Место нарезки обозначается группами контактов с двух сторон. Подключение выполняется параллельно группам. Где именно будет установлен трансформатор, не имеет значения. Однако большое значение имеет полярность + и -. Обратите внимание, что напряжение блока питания не должно быть более, чем 12 вольт.
Многие допускают ошибку, используя трансформаторы, рассчитанные для ламп галогенного типа. Несмотря на то, что они также понижают напряжение до 12 вольт, разница между ними существенная. Дело в том, что на выходе они используют переменный ток, а для работы светодиодных лент нужен постоянный.
На что обратить внимание при выборе
Сегодня существует огромный выбор источников питания, которые подходят для светодиодных лент. Важным критерием является то, какой подойдет именно вам.
- Трансформатор должен иметь систему, которая обеспечивает плавный пуск. Это позволит увеличить срок эксплуатации ленты;
- Прибор не должен иметь меньшую номинальную мощность, чем мощность светодиодной ленты. Стоит позаботиться о том, чтобы у трансформатора было 20% мощности в запасе;
- Выбирайте место установки прибора так, чтобы в случае необходимости, до него было легко добраться. Если установить его в тесном помещении, то он будет нагреваться, что приведет к тому, что он сломается;
- Важна степень защиты трансформатора;
- Как мы уже говорили, трансформаторы могут быть герметичными и негерметичными, в соответствии с этим, определяется место установки;
- Герметичные блоки питания, которые имеют степень защиты IP 67, можно установить в ванных помещениях, в саунах, а также на улице. Этой степени защиты достаточно для того, чтобы избежать вероятности короткого замыкания, перегрузку, перегрев, а также прибор не боится перепадов напряжение в сети;
- Негерметичные блоки питания подходят для установки в сухих и проветриваемых помещениях, со степенью защиты IP 20.
Как выбрать источник питания светодиодной ленты
Для того чтобы лента работала, ее запитывают на источник питания, который имеет постоянный ток 12 вольт. Существует несколько типов данных приборов:
- Влагозащищенные, которые относятся к типу IP 67;
- Открытые, имеющие степень защиты, от негативного воздействия IP 20.
Напряжение их может быть от 12 до 24 вольт. Для того чтобы определить, какой из них подойдет именно вам, следует определиться с суммарной мощностью ленты. Обратите внимание на маркировку, которая наносится на катушку. О мощности ленты делают выводы, исходя из количества диодов на метр.
Лента 3528 SMD LED может иметь от 60 до 240 диодов на метр. Мощность этого устройства может составлять от 4,8 до 19,2 Вт/метр. Если длина ленты составляет 5 метров, то для ее работы потребуется трансформатор на 24 вольт. Трансформатор должен иметь определенный запас мощности.
Как подключается светодиодная лампа
Наиболее популярными являются светодиоды, которые с маркировками MR 16, MR 11. Эти устройства имеют качественное освещение. Для их работы подходят практически любые блоки питание, которые имеют напряжение в 12 вольт. Если вы планируете использовать катушечные трансформаторы, то здесь проблем не возникает, однако, коль приобрели электронный катушечный прибор, то для того яркого освещения, нужно выполнить некоторые условия.
Особенность электронных трансформаторов в том, что для их работы нужна определенная нагрузка, чего добиться не так просто. Дело в том, что мощность светодиодов небольшая. Приходится добавлять дополнительные осветительные приборы.
Наиболее популярными на сегодняшний день являются трансформаторы электронного типа. Какие марки, как Bioledex , Relco разработаны именно для светодиодных лент, они подходят для эксплуатации в разных условиях, и помещениях.
Грамотно подобранный трансформатор обеспечивает длительный срок эксплуатации светодиодных лент. Это бывает важно, если лента используется при создании уличной рекламы. Одним из важных критериев выбора является качество прибора. Это позволит избежать неприятной ситуации, когда трансформатор неожиданно вышел из строя и лента гаснет.
Если отрезки ленты менее 5 метров, то допускается подключение последовательным методом. В том случае, если лента имеет большую длину, то потребуется проводка. Кроме того, делают отвод от кабеля. Максимальная токопроводность дорожек устройства составляет максимум 2 А, поэтому такой способ монтажа предпочтительнее.
В том случае, если источник питания находится на большом расстоянии от ленты, то на выходе может упасть напряжение. Поэтому провода подбирают так, чтобы они были одинаковыми в длину. Это может быть, например, «ПВС», который имеет сечение от 0,75 до 2,5 мм2.
Перед началом монтажа измеряют напряжение экспериментальным путем, для этого следует подключить элементы электрической цепи. Пренебрегать этим не стоит. Некоторые ленты могут иметь разное напряжение, что в итоге будет сказываться на яркости. В том случае, если будет подключаться вся катушка, то ленту запитывают с двух концов, это обеспечит равномерное свечение диодов.
Итак, качество работы светодиодной ленты, а также ее срок эксплуатации зависит от многих факторов. В первую очередь от выбора специального трансформатора.
Как подобрать трансформатор для светодиодной ленты на 12 и 24 вольт: расчёты и примеры
Автор Елена Давыдова На чтение 16 мин. Просмотров 4k. Опубликовано
Светодиодные ленты мы можем всё чаще увидеть в нашей повседневной жизни. Они могут иметь различные цвета и мощность. Ними украшают жилые помещения, фасады магазинов и бутиков, новогодние ёлки и деревья. Поэтому многих людей интересует вопрос, как подключить LED-ленту, которая питается от напряжения в 12 и 24 вольт и как правильно рассчитать необходимую мощность питающего трансформатора.
Особенности и характеристики светодиодных лент
Светодиодные ленты — это длинные гибкие платы с контактами, на которых находятся SMD диоды на определённом расстоянии друг от друга. Для того чтобы ограничить протекающий ток по ленте на ней припаяны специальные резисторы. Дизайнеры и проектировщики очень часто используют светодиоды для создания особенного стиля интерьера, визуального расширения пространства помещения, сокрытия источников света при монтаже натяжных или подвесных потолков и т. д.
Катушка со светодиодной лентойВиды
LED-ленты могут быть различных видов:
- Самоклеящимися. Для того чтобы её приклеить необходимо просто снять липкий слой и приложить к ровному участку поверхности, изогнув в любой геометрической форме.Самоклеящаяся светодиодная лента с липким основанием
- Бесклеевыми. Для крепления ip68 применяются пластмассовые скобы.Бесклеевая светодиодная лента
- Влагозащищёнными ip65. Применяются для монтажа подсветки в помещениях с высоким уровнем влажности.Влагостойкая светодиодная лента
- Герметичными ip67 и 68. Предназначены для устройства освещения в помещениях с повышенным уровнем влажности, а также под водой в бассейне.
- Открытыми. Применяются для создания подсветки в помещениях: под потолком, на стенах и т. д.
- Многоцветными RGB. Ленты способны изменять свой цвет посредством специального контроллера.Многоцветная светодиодная лента
- Белыми или одноцветными. Степень их яркости регулируется с помощью специального диммера.
Ленты со светодиодами могут иметь различное количество диодов разного типа. Наиболее популярными являются светодиоды марки 3528 и 5050. Цифры означают размеры диодов: 3,5х2,8 мм и 5х5 мм. Первые оснащены пластиковым корпусом с одним кристаллом. Вторые также имеют пластиковый корпус, в котором находится 3 кристалла, поэтому такие светодиоды светят намного ярче.
Кроме этого, выпускают двухрядные ленты с большим количеством диодов. В настоящее время в магазинах можно приобрести новые виды со специальными чипами smd2835, которые имеют улучшенные световые характеристики. Благодаря их низкой стоимости и высокой степени светоотдачи они быстро набирают большую популярность. Так как светодиоды в таких лентах работают на безопасном режиме с уменьшенным током, то этот факт позволяет использовать их длительное время без потери степени яркости. Они вполне могут отработать свои 50 тысяч часов, которые были заявлены производителем.
Катушка с двухрядной светодиодной лентойСветодиодные ленты маломощные, поэтому потребляют минимальное количество электроэнергии. В настоящее время существует множество видов с различным типом мощности: 4,8 Вт/м; 7.2 Вт/м; 9,6 Вт/м; 14,4 Вт/м и т. д. Светодиоды дают настолько мощный яркий свет, что их можно использовать не только в качестве дополнительного освещения, но и в качестве главного источника света. Для этого обычно используют специальные ленты типа LED-TED, которые являются самыми яркими.
Преимущества
- Минимальное потребление электроэнергии;
- Срок эксплуатации более 10 лет;
- Возможность крепления ленты под любым углом и придания ей различной геометрической формы;
- Равномерное распределение освещения по всему периметру помещения;
- Большой выбор цветовой гаммы;
- Высокая степень пожаробезопасности и экологичности;
- Светодиоды не имеют в составе ртути и выделяют в помещение минимальное количество тепла;
- Не изменяют свой цвет в период всего рабочего срока;
- Не имеют радиопомех.
Как правильно выбрать источник питания LED–лент
Трансформатор или питающий блок для светодиодов необходим для обеспечения их работы. Прямое питание в 220 вольт не подходит для такого типа освещения, так как при включении в сеть ленты она просто перегорит. Поэтому все блоки питания (адаптеры) в основном производятся на выходное напряжение в 12 В. Также существуют варианты с напряжением в 24 и 36 В.
Понижающий блок питания для светодиодной лентыВ принципе любая LED–лента может вполне работать от батареек или автомобильного аккумулятора, но длительность её эксплуатации будет ограничена.
Поэтому необходимо подбирать питающее устройство в зависимости от их указанной изготовителем мощности. На нём будет указана степень мощности в ваттах или амперах. Подбирается он только после приобретения самой ленты.
Что необходимо знать о питающих трансформаторах
Трансформатор необходимо подбирать по таким параметрам, как:
- Напряжение питания;
- Потребляемая мощность;
- Степень влагозащищённости.
По своей системе охлаждения трансформаторы могут быть активными и пассивными:
- При активной системе корпус устройства оснащён вентилятором, который существенно уменьшает размеры устройства, а также повышает степень его мощности. Недостатком можно считать шум работы вентилятора, который со временем будет только увеличиваться. Буквально через один или два года придётся чистить внутреннюю поверхность трансформатора, вентилятор смазывать специальным маслом или менять.
- При пассивной системе корпус устройства имеет питание как у блока ноутбука. Также он может быть сверху закрыт крышкой.
По своим функциональным характеристикам трансформаторы бывают:
- Простыми. Обеспечивают ленте только питание.
- Со встроенным диммером.
- Оснащёнными пультом дистанционного управления для работы с помощью радиоканала или инфракрасного канала.
- Многофункциональные с диммером и дистанционным управлением. Такое устройство позволяет ограничить применение большого количества трансформаторов в различных местах.
Так как светодиодные ленты в своём преимуществе бывают двух типов на 12 и 24 вольт, то трансформатор должен выдавать именно такое напряжение.
Степень влагозащищённости устройства зависит от места его будущего монтажа. Если планируется устанавливать его в сухом месте, то можно приобрести обычный интерьерный трансформатор. Для ванной комнаты, сауны или бассейна необходимо выбирать устройство с влагозащитным корпусом.
Типы источников питания по характеристикам
По своему типу выполнения блоки могут быть:
- Выполненные из чёрного пластика с указанными техническими характеристиками. Наиболее оптимальный вариант.
- С герметичным алюминиевым корпусом для помещений с высокой степенью влажности. Блок не боится конденсата.
- Блок с металлическим корпусом, небольшими отверстиями для циркуляции воздуха и контактной площадкой. Используется только в сухих помещениях, устанавливается в недоступном для людей месте и закрытом от пыли корпусе.
Трансформатор в непроницаемом корпусе из прочного пластика имеет достаточно компактные размеры, аккуратны внешний вид и небольшой вес. Высокая стоимость устройства, сложный теплообмен, который обусловлен конструкцией трансформатора и ограничение степени мощности — основные минусы блока.
Блок питания для светодиодных лент в пластиковом корпусеТрансформатор в алюминиевом прочном корпусе имеет большое количество преимуществ, хотя и является наиболее дорогой моделью и достаточно тяжёлой. Это надёжное, герметичное и прочное устройство, которое способно предоставить хорошую степень теплообмена. Имеет высокую устойчивость к температурным перепадам, влаге, а также ультрафиолетовому излучению. Обычно используется для устройства внешней фасадной рекламы магазинов и других общественных зданий.
Трансформатор для светодиодных лент в алюминиевом корпусеОткрытый трансформатор считается наиболее востребованным и доступным устройством. В основном используется для устройства подсветки в жилых домах. Недостатком можно назвать большие размеры, непривлекательный внешний вид и отсутствие защитного корпуса.
Открытый трансформатор для светодиодных лентСетевой трансформатор является небольшим и простым устройством, которое не предусматривает стационарной установки. Степень мощности большей части моделей не более 60 Вт. Зачастую применяется для питающего источника светодиодных лент, длиной не больше пяти метров. Основное преимущество блока питания — лёгкость применения и возможность подключения к обычной сети.
Сетевой трансформатор для светодиодных лентСовременные производители трансформаторов
В настоящее время существует большое количество производителей понижающих трансформаторов, которые предназначены для подключения LED–лент.
Одной из самых известных является марка Arlight, которая предлагает потребителям трансформаторы, выполненные в металлическом, пластиковом, защитном корпусе. Все блоки данного производителя имеют специальную защиту от короткого замыкания и перегрузки. Металлический корпус способствует эффективному удалению тепла. Внутри корпус залит компаундом, имеет класс защиты IP 65 и 67. Во время работы не издают большого шума. Имеют степень мощности от 20 до 3000 Вт.
Трансформатор Arlight в алюминиевом корпусе- Устройства в пластиковом корпусе также залиты компаундом. Имеют класс защиты IP65, доступную цену, маленькие габариты и прекрасную степень шумоизоляции. Мощность от 5 до 2000 Вт.
- Негерметичные блоки в металлическом корпусе обладают прекрасным соотношением цена и мощность. Но их не рекомендуют устанавливать в жилых комнатах, так как во время работы они могут создавать большое количество шумовых эффектов. Мощность устройств от 15 до 2000 Вт. При этом последние имеют встроенный охлаждающий вентилятор.
- Сетевые адаптеры выпускаются в пластиковых корпусах. Выходной провод имеет коннектор. Используются для подключения маленьких отрезков LED-ленты к сети. Мощность варьируется от 4 до 84 Вт.Сетевой адаптер для светодиодной ленты
- DIN-рейки предназначены для установки в специальных щитках. Но так как лента находится на удалённом расстоянии, то при её использовании надо учитывать степень падения напряжения и приобретать провод необходимого сечения. Мощность колеблется от 50 до 240 Вт.
- Также марка Elvan может предложить такой же набор понижающих блоков, которые отличаются доступной ценой и высоким качеством исполнения.
- Если необходимо подключить ленту с маленькой мощностью, то здесь поможет устройство Electronic Light CS 31350М. Это небольшой прибор, который отличается маленькими размерами и простотой подключения. Может работать в большом диапазоне напряжения (от 110 до 240 вольт).
- Трансформатор марки Brille DR-15W прекрасно подойдёт для питания маленького участка. Имеет номинальную мощность на выход 15 Вт, рабочее напряжение от 170 до 250 В. Корпус пыле и влагозащитный IP67.
- Небольшой трансформатор Brille DR-75W можно крепить в любом месте помещения. Имеет напряжение входное 110–120/220–240 В и 12 В на выходе. Степень защиты корпуса прибора IP20.
Расчёт мощности питающего трансформатора для 12 и 24 вольт
Зачастую для светодиодов необходимо присутствие постоянного напряжения в 12 или 24 вольт, поэтому нам требуется рассчитать мощность прибора, которое будет преобразовывать переменное напряжение (сеть в 220 В) в постоянное (12/24 В).
Мы рассмотрим расчёт мощности на примере простой SMD 3528 60 4,8 Вт/метр. Допустим, её длина равна 16 метров.
Так как напряжение производители указывают на упаковке или на самой ленте, то питающий прибор должен обеспечивать для работы именно такое напряжение.
- На нашей ленте рабочее напряжение равно 12 вольт, поэтому мы должны приобрести трансформатор именно с таким напряжением с определённой степенью мощности.
- Для того чтобы произвести правильный расчёт нам необходимо знать потребляемую мощность диодов 4,8 Вт/метр.
- Нам необходимо умножить 16 метров на мощность 4,8 Вт (16х4,8=76,8 Вт).
- Так как прибор должен обязательно иметь 20 или 30% запаса мощности, то для расчёта требуемой мощности нам необходимо полученный результат умножить на 1,2. (76,8х1,2=92,16 Вт).
- Но так как блоки питание мощностью на 96 Вт не продают, то нам придётся приобрести трансформатор на 100 Вт.
Если LED-ленту мы будем монтировать на улице или в помещении с высоким уровнем влажности, то лучше всего приобрести влагозащитное устройство с герметичным корпусом типа IP65, 66 или 67.
Особенности установки трансформаторов
Установка трансформаторов производится по схеме, которая должна прилагаться к самим светодиодным лентам. Обычно их нарезают на части по три диода в каждой группе. Конструкция предполагает наличие токоограничивающего резистора. Но в некоторых случаях на одной части может быть от 5 до 10 диодов.
Место разреза указывается группами контактов с обеих сторон. Подключаются светодиоды по группам параллельным способом. Трансформатор может устанавливаться в любом месте помещения, но очень важна полярность «+» или «–».
При покупке трансформатора необходимо убедиться, что он действительно предназначен для светодиодов, так как некоторые люди по ошибке выбирают устройства, которые используются для галогенных ламп. Хотя они и могут понижать напряжение до необходимых 12 вольт, на выходе они дают переменный ток, так как для работы LED — лент необходим ток постоянный.
- Блок питания должен быть оснащён системой плавного пуска, что поможет существенно увеличить срок работы ленты.
- Устройство обязательно должно иметь около 20–30% запаса мощности.
- Устанавливать рекомендуют в месте, где до него можно легко достать.
- Если установить блок в маленьком помещении, то он будет сильно перегреваться, что приведёт к поломке.
- Важно учитывать степень защиты блока.
Правильное подключение со схемами и фото
Так как лента с диодами может работать от напряжения в 12 или 24 вольт, то нам необходимо подключить к ней понижающий блок (трансформатор). С одной стороны он подключается к электросети в 220 вольт, а со второй стороны к плате ленты.
Необходимо обязательно иметь в виду, что на выходе трансформатора расположено два разноцветных провода. Также и лента имеет два различных провода — красный и синий (иногда чёрный).
Красный обозначает «плюс», а синий – «минус». Поэтому во время подключения ленты надо соблюдать указанную полярность. Плюс идёт к плюсу, а минус к минусу. В случае ошибки устройство включаться не будет.
Схема подключения трансформатора к светодиодной лентеПодключаем ленту длиной более 5 метров
Многие люди делают ошибку, когда начинают подсоединять куски ленты друг к другу. К концу первой ленты подсоединяют начало второй. Но это неправильно.
Неправильная схема подключения светодиодной ленты к блоку питанияВторой кусок LED ленты будет светить намного тусклее, а конечные диоды и вовсе тускло. При маломощной ленте, такой как SMD 3028, где расположено 60 диодов, степень яркости будет примерно одинаковой. Но по линии дорожек будет идти ток намного больше рабочего. Они будут сильно перегреваться, а это пагубно скажется на диодах. Использование такой схемы существенно снижает срок работы ленты. В этом случае необходимо использовать схему, которая приведена ниже.
Схема подключения двух последовательных диодных лент к одному блоку питанияОна предназначена для одного блока питания, где мощность устройства должна равняться сумме 2 лент или более.
Для того чтобы требуемое напряжение было доведено до второй платы ленты, надо к выходу прибора добавить ещё один провод для удлинения. Второй его конец подсоединяем ко 2 ленте. В результате ток будет течь по самому проводу, а не по токопроводящим линиям.
Сечение кабеля для удлинения должно быть достаточным, чтобы избежать потерь напряжения. Обычно берут провод длиной пять метров в 1,5 миллиметра сечением. Монтаж производится в нише, рядом с первым отрезком ленты.
Такую схему используют, если можно скрыть большой трансформатор. А если нет, то рекомендуют применить схему немного посложнее. В этом случае провод для удлинения цепи (0.75 мм) подсоединяется к электросети в 220 вольт и проводится к трансформатору второй ленты.
Схема подключения светодиодных лент с двумя блоками питанияМонтаж ленты по такой схеме несколько усложняется, так как требуется второй питающий трансформатор, но в этом случае степень мощности устройств снижается примерно вдвое. Габариты их также намного меньше.
Как правильно подключить RGB — ленту, контроллер и усилитель
Многоцветную LED — ленту подключают также как и одноцветную, но в этом случае надо между ней и трансформатором установить специальный контроллер. Они бывают различных типов и отличаются по своему внешнему виду, степени мощности, программам цветоуправления и другим параметрам. Но принцип работы у всех одинаковый: поступило на контроллер два провода от трансформатора, а вышло 4 на LED — ленту.
Подключение RGB контроллера для светодиодной лентыВсе контроллеры имеют аналогичную схему подключения. Разъёмы помечаются «V+» и «V–». Красный провод подключается к плюсу контакту, а синий или чёрный — к минусу.
Разъёмы для подсоединения многоцветной ленты обозначаются латинскими буквами:
R — красный провод.
G — зелёный провод.
B — синий провод.
V+ — провод общего назначения. Цвет может быть любым.
Важно не перепутать ленточные провода. В принципе ничего не случится, но в этом случае вы можете нажать на пульте красную кнопку, а загорится синий цвет на ленте.
Дистанционный пульт управления цветами светодиодной лентыНельзя подключить две части многоцветной ленты последовательно, так как токопроводящие дорожки на это не рассчитаны. Способ удлинения аналогичный, как и при одноцветной ленте.
Схема первая.
Схема подключения многоцветной RGB-ленты к одному трансформаторуДля подключения нам понадобится провод с 4 жилами (1,5 миллиметра) и длиной пять метров. Мы будем подсоединять ленту RGB с тридцатью диодами на 1 метр. Но так как она имеет очень тусклое свечение, обычно её используют очень редко.
Лента с 60 диодами также может подключаться по вышеуказанной схеме, но потребуется трансформатор и контроллер с удвоенной степенью мощности.
Давайте подсчитаем итоги. Две многоцветные ленты способны потреблять 140 Ватт. Трансформатор с такой степенью мощности достаточно тяжёлый и большой, поэтому в нишу под потолком скрыть его достаточно сложно.
Контроллер с такой же степенью мощности очень часто ломается. Хотя производители указывают, что такие устройства рассчитаны на 140 ватт и способны тянуть от 10 до 15 метров диодной ленты, но, к сожалению, они недолговечны.
Поэтому такой прибор необходимо приобретать с двойным запасом мощности. В нашем случае — это 280 Ватт. Но так как стоит такое устройство не дешёво и найти его затруднительно, поэтому мы применяем схему, указанную ниже.
Схема соединения светодиодных многоцветных лент с RGB — усилителемЗдесь применяется второй трансформатор и усилитель RGB, к входу которого мы подключаем конец первой LED — ленты, а к выходу подсоединяем начало следующей.
Цвета проводов важно не перепутать, так как каждый из них подключается в определённый разъем. На контакты мы подключаем провода от трансформатора.
Подключение RGB — усилителя к светодиодным лентамДанная схема несколько сложнее, но при этом:
- Трансформаторы намного меньше по габаритам.
- Есть возможность применять практически любые типы контроллеров.
- Число подключения лент практически не ограничивается.Подключение двух светодиодных лент к трансформаторам и усилителям
Видео: как подключить LED — ленту к трансформатору
Установка любой LED-ленты кажется многим людям достаточно сложным занятием. Но если все делать правильно и согласно представленной инструкции производителя и схеме, то можно выбрать блок питания и подключить ленту самостоятельно без привлечения специалистов.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Мощность трансформатора для светодиодной ленты. Блок питания для светодиодной ленты
Трансформатор для светодиодных лент, обеспечивающий на выходе 12 вольт, используется с целью создания приемлемых условий эксплуатации названных осветительных приборов.
От его качества, а также выходных параметров зависит эффективность работы излучателей и надежность системы освещения в целом. Достаточную мощность этого узла легко рассчитать самостоятельно. Устанавливается питающий элемент довольно просто.
Определение мощности трансформатора
В зависимости от типа диодов, предусмотренных в ленте, входное напряжение питания может быть разным: 12В, 24В, 36В. Чем больше значение этого параметра, тем дороже осветительный прибор и потребуется более мощный блок питания, который тоже предлагается по высокой цене. Чтобы не ошибиться и подобрать нужную модель, необходимо предварительно рассчитать мощность трансформатора.
Для этого достаточно лишь определиться с тем, какой вариант ленты нужен. Следует также рассчитать достаточный уровень освещенности на участке, где будет устанавливаться подсветка. Производитель обычно указывает в характеристиках изделия мощность 1 м LED-ленты. Умножив значение данного параметра на общую протяженность диодной полосы, можно получить уровень создаваемой нагрузки на трансформатор.
Например, если мощность 1 м ленты равна 7,2 Вт, а ее общая длина – 10 м. Умножив эти значения, получится 72 Вт – расчетная нагрузка подключаемого осветительного прибора. Но чтобы выбрать блок питания на 12 вольт, к полученной величине рекомендуется прибавить небольшой запас по мощности.
Экономить не следует, а значит, можно взять запас, равный 30%. Соответственно, итоговое значение мощности трансформатора для LED-ленты составляет 93,4 Вт.
Классификация и принцип действия
Блок питания существует в двух исполнениях:
- на основе трансформатора;
- импульсный прибор.
Оба варианта подают на вход осветительного прибора 12 вольт. Трансформаторный блок питания характеризуется довольно крупными габаритами, что порой усложняет задачу по монтажу. Есть и другие минусы у таких моделей: подверженность перегрузкам в сети, а также невысокий КПД. Импульсный аналог, наоборот, компактный, благодаря чему его легко спрятать в любом месте.
Принцип действия подобных устройств заключается в понижении сетевого напряжения до нужного уровня (12В, 24В). Причем в отличие от драйверов (обеспечивают стабильный ток), используемых для питания светодиодов в LED-лампах, блок питания является источником напряжения.
Соответственно, осветительный прибор не ограничивается по току данным устройством. Для этой цели конструкцией диодной ленты предусмотрены токоограничивающие резисторы.
Различные виды трансформаторов
Встречаются разные виды трансформаторов, отличных по конструкции:
- компактный пластиковый корпус;
- алюминиевый герметичный корпус;
- перфорированный корпус.
Каждый из вариантов рассчитан на эксплуатацию в разных условиях. Например, второй вариант может контактировать с водой без изменений характеристик, а блок питания с перфорированным корпусом, наоборот, используется только в сухих помещениях и должен быть хорошо защищен от пыли.
Что следует учесть перед покупкой?
Трансформатор для LED-осветительных элементов подбирается на основании трех основных критериев:
- Входные и выходные характеристики. Блок питания с одной стороны подключается к сети 220 вольт, а с другой стороны к ленте – 12 вольт. Это наиболее популярный вариант, но может потребоваться установка подсветки напряжением 24 или 36 вольт. Соответственно, на выходе блока питания должно быть эквивалентное напряжение. Существуют универсальные устройства, рассчитанные на 12 вольт и 24 вольт в зависимости от характеристик ленты. Их цена будет выше.
- Мощность. Чтобы LED-лента не вышла из строя, и сам трансформатор не сгорел, уровень мощности последнего не должен быть ниже, чем нагрузка осветительного прибора. Это в теории, на практике же следует подбирать блок питания, мощность которого превышает эквивалентный параметр ленты на 25-30%. Определить нужное значение довольно просто и вполне можно сделать расчет самостоятельно (см. выше).
- Защищенность от внешних факторов. На данном этапе необходимо оценить условия эксплуатации ленты 12В: пыль, влага, прямой контакт с водой, установка на улице или работа в сухом помещении. В каждом из случаев нужно выбирать разные конструкции блоков питания. Для помещений с нормальным уровнем влажности подойдут интерьерные модели, незащищенные от контакта с водой. Для ванных, бассейнов следует использовать герметичный алюминиевый вариант.
Выбор производителя
Рынок предлагает множество китайских «безымянных» приборов. Их цена заметно ниже. Но в этом случае сложно спрогнозировать, как долго прослужит такой прибор и подключенная к нему лента 12 вольт.
Наиболее востребованы изделия марки Mean Well (Тайвань). В ассортименте продукции представлены модели для сухих помещений и для уличной эксплуатации. Этот производитель предлагает множество универсальных исполнений блоков питания, рассчитанных на напряжение 12 вольт и 24 вольта.
Если в будущем возникнет желание увеличить освещаемую площадь, можно просто заменить ленту. При этом блок питания останется тот же. Еще один производитель, который пользуется популярностью – Haitalk. Его продукция предлагается по более доступной цене.
Монтаж, схема подключения
В зависимости от того, какой тип диодной ленты используется: монохромная или RGB, будет разниться и схема соединения. Прежде всего, рассматривается установка блока питания для монохромного осветительного прибора.
С двух сторон трансформатора предусмотрены выводы – провода разных цветов. С одной стороны прибор подключается к сети 220 вольт, с другой – к диодной ленте 12 вольт.
Соединения должны быть выполнены в соответствии с полярностью: плюс (красный провод) подключается к плюсу, минус (синий или черный провод) – к минусу. Если при включении прибора в сеть лента не горит, значит, нужно изменить полярность подключения. Обычно диодные полосы продаются отрезками по 5 м.
Устройство блока питания
Если нужно использовать несколько таких отрезков, рекомендуется подключать их параллельно. Совокупная мощность в данном случае будет довольно большой, что повлияет на размеры блока питания. Упрощает задачу использование нескольких маломощных трансформаторов для каждой ленты 12 вольт. Размеры из таких приборов намного меньше, а значит, их легче спрятать
Схема соединения:
Для данного варианта достаточно выбрать провод, соединяющий второй блок питания, небольшим сечением, например, 0,75 мм. А в случае, когда на несколько отрезков лент приходится один трансформатор, необходимо использовать провод сечением 1,5 мм. Если рассматривать исполнение полосы RGB, то для нормальной работы потребуется еще и контроллер.
В схеме он располагается между питающим элементом и лентой. Управление работой осветительного прибора выполняется посредством контроллера, с одной стороны которого отходит 4 провода
Схема подключения:
Как и в случае с монохромным исполнением, такой вариант допускает подключение еще одной диодной полосы. Это возможно лишь при условии, что общая нагрузка подсветки меньше мощности питающего элемента. Но предпочтительным является вариант подключения нескольких блоков питания.
Для двух и более ленточных приборов используется один контроллер. В схему при необходимости включается усилитель, способствующий синхронизированному управлению лентами. Этот прибор может питаться от основного блока.
Сегодня светодиодные ленты используются практически повсеместно. Это может быть дизайн интерьера или тюнинг автомобиля, оформление загородного участка, витрина магазина или ресторанный зал. Светодиодная лента представляет собой устройство в виде гибкой печатной платы, на которую с помощью пайки крепятся светодиоды. Монтаж невероятно простой, ее можно прикрепить практически к любой поверхности, например, на лестницу или на подвесной потолок. Мощность светодиодной ленты составляет 12 или 24 вольта, питание происходит от сети, поэтому нужно приобрести источник питания для светодиодных лент 12 вольт.
С помощью светодиодных лент можно оформить любое помещение, однако, они не могут работать от розетки , напряжение в которой составляет 220 Вт. Если их подключить напрямую, то они могут просто сгореть. Поэтому для их работы необходим трансформатор. Галогенные светильники будут работать независимо от того, постоянный или переменный ток в сети. Светодиодным лентам подойдет только постоянный.
Именно поэтому для них нужно дополнительное оборудование – трансформаторы, которые на выходе дают постоянный ток, и понижают напряжение до 12 вольт. В таком случае светодиодные светильники будут иметь оптимальное качество света. Кроме того, потребуется стабилизатор, который исключит периодическое мигание.
Современные приборы, которые предназначены для светодиодного оборудования, делятся на несколько типов . Выбирают их исходя из ряда параметров. В первую очередь, нужно определиться с тем, где будут установлены светодиоды. Несмотря на то, что многие трансформаторы имеют высокую степень защиты, устанавливать их помещения, где постоянно высокий уровень влажности, не стоит.
Выбор источника питания для светодиодных лент
Светодиодные ленты, которые продаются в современных магазинах, имеют разные параметры. Некоторые из них подходят для работы от сети в 220 Вт. Но далеко не все ленты можно подключить к розетке. Часть из них требуют напряжения в 12 или 24 вольт . Именно для этого и нужны трансформаторы, которые подходят для электронных лент 12 вольт. Этот прибор позволяет обеспечить устройство переменным током, что продлит его срок эксплуатации.
Выбирая источник питания, следует обратить внимание на ряд факторов:
Если приобретается лента, мощность которой составляет 24 вольт, то использовать трансформатор, рассчитанный на 12 В., уже не получится. Большое значение имеет и тип помещения, в котором его планируется установить. Если воздух в помещении сухой , то можно использовать трансформатор с обычным адаптером. Однако если лента будет установлена на улице, то следует выбрать прибор, который имеет качественную защиту от влаги.
Приобретая трансформатор, следует внимательно изучить инструкцию, которая к нему прилагается. Там же указывается схема монтажа. Если выбрать универсальный трансформатор, то это позволит регулировать яркость освещения.
Сегодня можно подобрать трансформаторы, которые полностью соответствуют условиям эксплуатации .
- Если светодиодная лента будет устанавливаться на улице, то нужно выбирать приборы, которые имеют определенную степень защиты.
- Такие трансформаторы должны соответствовать уровню защиты IP 67;
- Конструкция позволяет предупредить попадание пыли;
- Выдерживают воздействие влаги;
- Риск короткого замыкания минимален;
- Трансформаторы имеют мощность от 1 до 800 Вт;
- Правильно подобранный прибор обеспечит оптимальные условия эксплуатации.
С учетом характеристик трансформаторы можно разделить на два типа:
Прежде чем приобретать блок питания, который необходим для работы светодиодной ленты, нужно прочитать инструкцию. В ней есть характеристики прибора. Если вы покупаете устройство, которое предназначено для квартиры или загородного дома, то стоит обратить на светодиодные подвески, имеющие пластиковый или металлический корпус. В том случае, если планируется установка на улице, то корпус блока питания должен быть герметичным и устойчивым к воздействию пыли и влаги.
Кроме того, можно выделить основные виды трансформаторов:
- Герметичные имеют мощность от 20 до 300 Ватт;
- Они могут быть в металлическом корпусе с вентилятором или без него;
- К бюджетным относятся трансформаторы в корпусе из пластика. Мощность их минимальна, они подходят для коротких светодиодных лент.
Как рассчитать мощность трансформатора
Для того чтобы определиться с тем, какая мощность трансформатора необходима, нужно внимательно изучить информацию, указанную на упаковке. Мощность ленты рассчитывается исходя из ее метража. Предположим, что длина трех катушек составляет 15 метров. Мощность всей ленты будет составлять 9,6 Ватт из расчета на 1 метр. В сумме 15 метров ленты будут потреблять 144 Ватт. Теперь нужно умножить 144 на 1,3 (коэффициент) и получится, что для того, чтобы лента работала, необходима минимальная мощность в 187,2 Ватт.
Немаловажен и тот фактор, что для определения условий эксплуатации, при установке в помещении, подойдет трансформатор A -240 W -12 V . В том случае, если вы планируете использовать ленту, например, в ландшафтном дизайне, то потребуется не менее трех трансформаторов, мощность которых около 75 Ватт. Это может быть марка A -75 W -12 V WP .
Особенности установки трансформатора
Установку трансформатора выполняют согласно структурной схеме, которая прилагается к светодиодным лентам. Как правило, их нарезают группами, в которых присутствует три светодиода. В конструкцию входит токоограничивающий резистор . Однако в некоторых случаях в одном участке может быть 5-10 штук.
Место нарезки обозначается группами контактов с двух сторон. Подключение выполняется параллельно группам. Где именно будет установлен трансформатор, не имеет значения. Однако большое значение имеет полярность + и -. Обратите внимание, что напряжение блока питания не должно быть более, чем 12 вольт .
Многие допускают ошибку, используя трансформаторы, рассчитанные для ламп галогенного типа. Несмотря на то, что они также понижают напряжение до 12 вольт, разница между ними существенная. Дело в том, что на выходе они используют переменный ток, а для работы светодиодных лент нужен постоянный.
На что обратить внимание при выборе
Сегодня существует огромный выбор источников питания , которые подходят для светодиодных лент. Важным критерием является то, какой подойдет именно вам.
- Трансформатор должен иметь систему, которая обеспечивает плавный пуск. Это позволит увеличить срок эксплуатации ленты;
- Прибор не должен иметь меньшую номинальную мощность, чем мощность светодиодной ленты. Стоит позаботиться о том, чтобы у трансформатора было 20% мощности в запасе;
- Выбирайте место установки прибора так, чтобы в случае необходимости, до него было легко добраться. Если установить его в тесном помещении, то он будет нагреваться, что приведет к тому, что он сломается;
- Важна степень защиты трансформатора;
- Как мы уже говорили, трансформаторы могут быть герметичными и негерметичными, в соответствии с этим, определяется место установки;
- Герметичные блоки питания, которые имеют степень защиты IP 67, можно установить в ванных помещениях, в саунах, а также на улице. Этой степени защиты достаточно для того, чтобы избежать вероятности короткого замыкания, перегрузку, перегрев, а также прибор не боится перепадов напряжение в сети;
- Негерметичные блоки питания подходят для установки в сухих и проветриваемых помещениях, со степенью защиты IP 20.
Как выбрать источник питания светодиодной ленты
Для того чтобы лента работала, ее запитывают на источник питания, который имеет постоянный ток 12 вольт. Существует несколько типов данных приборов:
- Влагозащищенные, которые относятся к типу IP 67;
- Открытые, имеющие степень защиты, от негативного воздействия IP 20.
Напряжение их может быть от 12 до 24 вольт. Для того чтобы определить, какой из них подойдет именно вам, следует определиться с суммарной мощностью ленты. Обратите внимание на маркировку, которая наносится на катушку. О мощности ленты делают выводы, исходя из количества диодов на метр.
Лента 3528 SMD LED м ожет иметь от 60 до 240 диодов на метр. Мощность этого устройства может составлять от 4,8 до 19,2 Вт/метр. Если длина ленты составляет 5 метров, то для ее работы потребуется трансформатор на 24 вольт. Трансформатор должен иметь определенный запас мощности.
Как подключается светодиодная лампа
Наиболее популярными являются светодиоды, которые с маркировками MR 16, MR 11 . Эти устройства имеют качественное освещение. Для их работы подходят практически любые блоки питание, которые имеют напряжение в 12 вольт. Если вы планируете использовать катушечные трансформаторы, то здесь проблем не возникает, однако, коль приобрели электронный катушечный прибор, то для того яркого освещения, нужно выполнить некоторые условия.
Особенность электронных трансформаторов в том, что для их работы нужна определенная нагрузка, чего добиться не так просто. Дело в том, что мощность светодиодов небольшая. Приходится добавлять дополнительные осветительные приборы.
Наиболее популярными на сегодняшний день являются трансформаторы электронного типа . Какие марки, как Bioledex , Relco разработаны именно для светодиодных лент, они подходят для эксплуатации в разных условиях, и помещениях.
Грамотно подобранный трансформатор обеспечивает длительный срок эксплуатации светодиодных лент. Это бывает важно, если лента используется при создании уличной рекламы. Одним из важных критериев выбора является качество прибора. Это позволит избежать неприятной ситуации, когда трансформатор неожиданно вышел из строя и лента гаснет.
Если отрезки ленты менее 5 метров , то допускается подключение последовательным методом. В том случае, если лента имеет большую длину, то потребуется проводка. Кроме того, делают отвод от кабеля. Максимальная токопроводность дорожек устройства составляет максимум 2 А, поэтому такой способ монтажа предпочтительнее.
В том случае, если источник питания находится на большом расстоянии от ленты, то на выходе может упасть напряжение. Поэтому провода подбирают так, чтобы они были одинаковыми в длину. Это может быть, например, «ПВС», который имеет сечение от 0,75 до 2,5 мм 2 .
Перед началом монтажа измеряют напряжение экспериментальным путем , для этого следует подключить элементы электрической цепи. Пренебрегать этим не стоит. Некоторые ленты могут иметь разное напряжение, что в итоге будет сказываться на яркости. В том случае, если будет подключаться вся катушка, то ленту запитывают с двух концов, это обеспечит равномерное свечение диодов.
Итак, качество работы светодиодной ленты, а также ее срок эксплуатации зависит от многих факторов. В первую очередь от выбора специального трансформатора.
С каждым годом в мире растет популярность светодиодной (led) подсветки, которая организуется не с помощью лампочек, а специальных лент. Это особые осветительные изделия, которые обладают массой преимуществ по сравнению с другими видами светильников. Но, чтобы они работали качественно и долго, led ленты должны подключаться к сети питания через специальный блок.
Стоит отметить, что не каждый продаваемый блок питания (БП) подойдет для вашей светодиодной ленты. Поэтому, чтобы ее работа протекала как надо, в данной ситуации следует рассчитать нужную мощность потребления, которую должен иметь подключаемый к ленте блок питания. Разобраться в этом вопросе вам поможет эта статья.
Особенности изделия и зачем нужен переходник
Популярность светодиодной продукции (лент и лампочек) привела к появление на рынке осветительных приборов обширного ассортимента такого рода изделий. Причем ленты в данном вопросе занимают не последнее место. Все связано с высокой популярностью светодиодных лент, которые обладают следующими преимуществами:
- легко устанавливаются на любую плоскость, так как имеют самоклеящуюся основу;
- имеют разнообразные цвета свечения;
- могут управляться пультом дистанционного управления при подключении к схеме контроллера;
- возможность удлинять изделие на столько, сколько нужно в зависимости от длины подсветки;
- низкое энергопотребление;
Обратите внимание! Такая продукция потребляет самое минимальное количество электроэнергии.
- длительный период службы.
Самой большой проблемой, которая может возникнуть в ситуации с данным видом светодиодной продукции – правильный выбор и подключение блока питания. Причем мало просто рассчитать, какой вам понадобиться блок питания. Необходимо соблюсти правила подключения. Только, если расчет и подключение были верны, можно любоваться ярким и красочным свечением своей новой светодиодной подсветки.
Потребность в наличии блока питания для светодиодных лент основана на том, что эти изделия являются низковольтными.
Обычно они рассчитаны на 12 или 24 вольт. При этом сети питания, по которым течет ток, в наших домах и квартирах имеет 220 вольт. В результате такой не состыковки необходим переходник (блок питания), которые будет позволять тому, чтобы ток, идущий от сети, соответствовал требуемым параметрам напряжения. Только с помощью блока питания можно изменить ток до нужных параметров, применимых для данного типа светодиодной продукции.
Обратите внимание! Если мощность, которую имеет блок питания, не будет подходить, то ток, идущий от сети, может привести к перегоранию светодиодов.
Поэтому выбирая блок питания, следует выяснить, сколько должна составлять его мощность для led определенной длины.
Подбираем преобразователь: важные нюансы выбора
Влагозащищенный преобразователь
Осуществляя подборку блока для данного типа осветительной продукции, следует опираться на следующие показатели:
- имеющееся напряжение питания: 12 или 24 вольт;
- общая мощность, которую потребляет купленное изделие;
- потребность в защите блока от повышенной влажности.
Обратите внимание! Если вы покупаете осветительную продукцию для установки в помещения с влажным климатом (ванная комната, бассейн, кухня, лоджий или балкон), преобразователь должен быть защищен от воздействия влаги.
Кроме этого выбор блока следует делать исходя из собственных финансовых возможностей. Чем лучше и качественнее будет блок, тем дороже он будет стоить. Но помните, что некачественный преобразователь, пропуская через себя ток разного напряжения, может довольно быстро выйти из строя.
Самым важным параметром выбора БП является его мощность. Ее расчет основывается на длине изделия (сколько в ней метров), а также других параметров, о которых мы поговорим в следующем разделе.
Параметры расчета мощностей преобразователя
Преобразователь, который меняет характеристику тока, является необъемлемой частью схемы подключения данной осветительной продукции. Если его не будет, то ток сразу же испортит led, сделав ее негодной для дальнейшей эксплуатации. При этом само изделие может иметь разное напряжение и длину (каждый метр имеет большое значение). Поэтому в каждой отдельной ситуации проводится свой расчет мощности.
Обратите внимание! Узнать, какой нужен БП для той или иной led ленты, можно узнать из специальной таблицы. Эта таблица приведена ниже.
Таблица для выбора БП
Наиболее чаще люди приобретают продукцию на 12 вольт, так как ее проще найти, и она стоит несколько дешевле.
Мощность для БП является основным параметром. Поэтому, чтобы ток не привел к выгоранию изделия, следует правильно провести расчет. А для этого нужно знать следующие параметры:
- длина осветительного изделия;
Обратите внимание! Так как led может спокойно наращивать свою длину, то каждый метр здесь влияет на показатель общей потребляемой энергии. Каждый наращенный метр будет повышать этот показатель.
- сколько диодов имеется (на один метр). В вышеприведенной таблице указано, сколько светодиодов имеет каждый метр конкретного типа ленты.
Размещение диодов на основе
Эти два параметра (длина и количество светодиодов для каждого метра) – основа расчета мощности БП. К примеру, вы хотите подключить к преобразователю 2 пятиметровые RGB-ленты SMD 5050. Значит из таблицы видно, что на один метр такого изделия приходиться 30 светодиодов, а длина самой led составляет два метра.
Детальный пример вычисления нужного показателя
Мощность – параметр, единицей измерения которого является ватт. Чтобы рассчитать ее для конкретной светодиодной ленты, нужно провести следующий алгоритм:
- вначале следует определить, сколько энергии потребляет один метр. Этот параметр легко определить по вышеприведенной таблице. К примеру, у лент SMD5050 на один метр этот показатель составит 7,2 ватт;
- затем можно легко вычислить мощность, которую потребляет led в общем. Для этого нужно просто показатель для одного метра умножить на длину. К примеру, вы хотите сделать подсветку из 10-метровой модели SMD5050. В такой ситуации 7,2 ватт умножаем на 10 и получаем 72 ватт.
Вот такая мощность, 72 ватт, будет потребляться десятиметровой SMD5050. Но здесь следует участь, что некоторое количество ватт будет тратиться на преобразование тока. Поэтому важно выбирать преобразователь с однозначно большим значением ватт, чтобы имелся небольшой запас. Он будет компенсировать возможные потери, и сохранять работоспособность подключенной к нему осветительной продукции на надлежащем уровне.
Обратите внимание! Минимальный запас мощности (ватт), которую должен иметь блок питания, должна составлять 30 % от конечной цифры ваших расчетов. В нашем случае 20 % следует вычислять из 72 ватт.
Таким образом, конечная цифра ваших расчетов для продукции с общим потреблением в 72 ватт, с учетом 30 %, составит уже 93,4 ватта. Можно встретить данные, что в качестве запаса следует взять 20-25 %. Какой вариант расчета в итоге вы будете использовать, зависит от вас и от предложенного ассортимента БП.
Виды преобразователей для led-продукции
Теперь осталось только отправиться в магазин или на рынок за нужным нам преобразователем. Выбирать БП можно округленного значения, но максимально приближенного к окончательной цифре ваших расчетов.
Заключение
Несмотря на большое количество преимуществ led-продукции, при использовании лент нужно быть аккуратным в расчете мощности для используемого БП. Если в расчеты закралась ошибка, то при включении продукции в сеть, она может просто перегореть. Работа led-лент будет качественной только при правильно подобранном преобразователе.
Многие хотят узнать, как измерить мощность светодиодной ленты на метр, по причинам, которые подробно будут описаны ниже. А для начала следует разобраться, что же такое лента из светодиодов. По сути, это печатная плата, на которой размещаются светодиоды, резисторы, создающие ограничительное сопротивление, и тонкие провода. Изобрели светодиод ещё в далёких 60-х годах прошлого века. В итоге это привело к появлению удобных светодиодных устройств, которые в последнее время стали пользоваться бешеной популярностью. Нынче можно встретить огромное количество таких изделий от разных производителей, с разными характеристиками.
Преимущества современной светодиодной техники
Светодиодные ленты не были бы такими востребованными, если бы у них не имелось несколько потрясающих преимуществ.
- Они без каких-либо сложностей монтируются. Многие изделия имеют на оборотной стороне скотч, который сцепляется практически с любой поверхностью.
- По сравнению, например, с лампой накаливания, служит данная светотехника обычно дольше.
- Благодаря своей конструкции, они не могут перегреться.
- Их можно разрезать. Это даёт возможность создавать удивительные по своей геометрии светящиеся формы. Такая особенность обусловливает разнообразие современной световой рекламы, даёт широкие возможности для подсветки зданий различного назначения.
- Это довольно экономичный тип освещения.
Вообще разброс цен на рассматриваемую светотехнику весьма велик. Например, есть очень дешёвые изделия китайского производства, на которых даже не пишется название производителя. Они обладают слабенькими возможностями и быстро ломаются. «Фирменные» светодиоды имеют более высокую стоимость, но и надёжность их очевидна.
SMD 5050
Большой интерес представляют качественные и яркие LED-ленты (или просто LED). Нередко изделия данного типа имеют маркировку SMD 5050.
Аббревиатура SMD означает особую технологию производства. Эта технология предполагает монтаж всех компонентов в автоматическом режиме на печатную плату. А цифра после аббревиатуры говорит о типе светодиодов. Каждый из них в данном случае имеет трёхкристальную структуру и размер 5 на 5 миллиметров.
Для работы описываемой LED обязательно понадобится специальный блок питания. Если напрямую пытаться подсоединить устройство к розетке, то оно просто сгорит и придёт в негодность. Как раз для того, чтобы совершить грамотную покупку адаптера, и необходимо вести расчет мощности.
Для экономии на платежах за электроэнергию наши читатели советуют “Экономитель энергии Electricity Saving Box”. Ежемесячные платежи станут на 30-50% меньше, чем были до использования экономителя. Он убирает реактивную составляющую из сети, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, ток потребления. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижаются затраты на ее оплату.
От чего она зависит? Прежде всего, от плотности расположения светодиодов. Чем больше светодиодов на один квадратный метр, тем мощнее требуется блок питания – здесь прямо пропорциональная зависимость.
Бывают SMD 5050 c плотностью 30 светодиодов на сто сантиметров, 60, 72, 120. Сейчас стала набирать обороты мода ставить LED в домах, в частности, на кухнях, над рабочей зоной. Для такой цели лучше всего подойдут изделия с 30 и 60 светодиодами на метр – освещение будет достаточным. Также они могут использоваться для подсветки аквариумов, потолка и т. д. Более мощные светодиодные устройства обычно закупают фирмы, чтобы удачно прорекламировать себя в тёмное время суток.
Для удобства предлагаем параметры некоторых популярных вариантов ленточного освещения типа SMD 5050.
Из таблицы ясно, сколько ватт необходимо для одного метра. Соответственно, чтобы произвести расчет для конкретной ленты, показатель из самого правого столбца нужно умножить на весь метраж.
SMD 3528
Помимо SMD 5050, существует и другая востребованная модификация – SMD 3528. Когда-то в продаже именно она появились первой, в том числе и в России. В SMD 3528 светодиоды имеют меньшие размеры, их называют ещё индикаторными. Кроме того, они излучают менее яркий световой поток (1 светодиод – всего 5 Люмен). Разумеется, и блок питания для SMD 3528 требуется поскромней.
Если необходимо определить силу тока для светодиодных изделий в амперах, то это несложно сделать с помощью известных со школьным скамьи формулам, подставив в них нужные показатели из таблицы.Заметим, что у адаптера где-то 20 процентов мощности ещё должно оставаться про запас – это тоже нужно учесть в расчетах. То есть если требуется 24 Ватта, то блок питания нужен на 30 Ватт. Такой запас позволяет работать всей системе без перебоев и перегрузок. Когда лент много или они слишком длинные, специалисты советуют купить несколько блоков питания. Можно в определённых ситуациях обойтись одним прибором, но, скорее всего, он будет иметь внушительные габариты.
Несколько слов о RGB-вариантах
Наконец стоит рассказать о самых дорогих изделиях типа SMD 3528 и SMD 5050 — лентах формата RGB. Каждый светодиод здесь представляет собой соединение трёх диодов разных цветов. А с помощью их комбинаций можно получить внушительный набор цветов. Однако яркость светового потока RGB-ленты, при условии, если все другие параметры совпадают с однотонной, всегда меньше.
Для корректной работы ленточной подсветки формата RGB требуется специальный контроллер. Он позволит выбрать цвет освещения, а также выставить различные режимы («бегущая дорожка», «мерцание» и т. п.). Здесь тоже можно делать расчет мощности при помощи данных, представленных выше. Только в этом случае придётся приобретать не блок питания, а контроллер с соответствующими характеристиками.
И ещё один нюанс: практически все RGB-контроллеры делаются с расчетом на устройства длиной до 15 метров. Если длина превышает эту цифру, то дополнительно понадобится приобретать RGB-усилитель.
Напоследок добавим, что сегодня встречаются разновидности техники с применением светодиодов (хотя они и не так распространены), которые питаются прямо от стандартной розетки. И для них расчет мощности – излишняя процедура. Эти изделия специально созданы прямого включения.
Итак, светодиодная лента – это очень полезный товар, который способен экономно решить множество задач. Однако для установки подобного освещения в большинстве случаев необходима некоторая смекалистость и «рукастость».
Светодиодная лента питается низким выпрямленным и стабилизированным напряжением и не может быть подключена напрямую к сети 220В (это выведет её из строя), поэтому необходим блок питания . Но и они бывают разные, и возникает вопрос: какой нужен блок питания? Ответим на него в данной статье.
Блок питания должен подбираться в зависимости от параметров устанавливаемой светодиодной ленты, а именно: напряжения питания и мощности, а также от места установки.
Выходное напряжение блока питания
Светодиодные ленты чаще всего питаются напряжением 12, 24 или 36 вольт и выходное напряжение блока питания должно соответствовать напряжению питания ленты.
Расчет мощности блока питания
Остановимся подробнее на вопросе как рассчитать мощность блока питания. Для этого нужно знать мощность, потребляемую светодиодной лентой. Приведем таблицу мощности наиболее распространенных светодиодных лент.
Тип ленты | Напряжение (В) | Количество светодиодов на метр | Мощность на метр (Вт) |
RT-5000 2×2 3528 | |||
RT-5000 2×2 5060 | |||
ULTRA-5000 2Х 5630 | |||
RS-5000 335 бок.свеч. | |||
RS-5000 2x 335 бок.свеч. |
Чтобы рассчитать мощность блока питания необходимо умножить длину подключаемой ленты на мощность, потребляемую одним метром. Необходимо учитывать, что блок питания должен иметь запас по мощности, поэтому получившийся результат нужно увеличить на 10-25%. Получается следующая формула:
длина (м) Х мощность (Вт на 1м) Х 25%
Рассчитаем мощность блока питания на примере светодиодной ленты RT-5000 2x 5060 при подключении 15 метров ленты. Один метр такой ленты потребляет 14,4 Вт, катушка из 5 метров – 72 Вт, а 15 метров – 216 Вт.
14,4 Вт х 15 м = 216 Вт
К получившемуся результату прибавим 25%.
216 х 1.25 = 270 Вт
Таким образом, для 15 метров ленты RT-5000 2x 5060 нужен блок питания мощностью 270 Вт. Но т.к. блоков питания с именно такой мощностью нет, то выбираем блок с ближайшей большей мощностью, например, 300 Вт.
Либо можно пойти другим путем и использовать для каждого отдельного отрезка ленты свой блок питания, например, для каждой катушки по 5 метров.
14,4 х 5 м = 72 Вт; 72 х 1.25 = 90 Вт
Соответственно, для 3 отрезков светодиодной ленты нужны 3 блока питания по 100 Вт.
При подключении светодиодной ленты важно помнить и про влияние соединительного кабеля между блоком питания и лентой – необходимо правильно подобрать его сечение. Оно зависит от напряжения питания, мощности ленты и длины провода. Если выбрать провод слишком маленького сечения, на нём может упасть часть питающего напряжения и до ленты дойдёт уже не 12 или 24 вольта, а меньше. В результате лента будет светить слабее и возможно неравномерное свечение. Особенно чувствительна к напряжению питания, а соответственно и сечению кабеля, цветная лента. При понижении напряжения питания спектр её свечения смещается в красную область. Для расчета оптимального сечения провода можно воспользоваться удобным на нашем сайте.
Герметичность (влагозащищенность) блока питания
Выбор блока питания зависит, в том числе, и от места его размещения. Блоки питания могут быть негерметичными – в защитном кожухе, либо герметичными – в пластиковом или металлическом корпусе. Для сухих и непыльных помещений и конструкций подойдут блоки питания в защитном кожухе.
А для пыльных, грязных и влажных помещений и для размещения на улице подойдут только герметичные блоки питания.
Но блоки питания в защитном кожухе отличаются от герметичных не только влагозащищенностью. Герметичные блоки гораздо компактнее, благодаря чему их можно располагать в ограниченных пространствах, например, нишах. Блоки питания в защитном кожухе не рекомендуется устанавливать в закрытые и плохо вентилируемые помещения, т.к. рассчитаны на охлаждение воздухом, герметичные же блоки питания могут работать и при более высоких температурах. Блоки питания в защитном кожухе рассчитаны на постоянную нагрузку, поэтому при диммировании (изменении яркости) и изменении цветов свечения светодиодной ленты обычно появляется неприятный писк. Поэтому в жилых помещениях рекомендуется устанавливать герметичные блоки питания. Преимуществом блоков питания в защитном кожухе по сравнению с герметичными является их большая мощность и меньшая стоимость. Но следует учесть, что для охлаждения негерметичных блоков питания мощностью более 200 Вт используется встроенный вентилятор, который при работе создаёт дополнительный шум.
В рассмотренном нами ранее примере нам необходимо было использовать блок питания мощностью 300 Вт. Дешевле в таком случае применить один блок питания в защитном кожухе соответствующей мощности. Но если вместо одного открытого использовать два герметичных блока питания мощностью по 150 Вт или 3 блока по 100 Вт, мы можем избавиться от неприятных призвуков при работе системы подсветки. Кроме этого в такой системе зачастую проще расположить блоки питания в нишах, т.к. меньшие по мощности блоки имеют меньшие габаритные размеры.
При подборе блоков питания часто совершают ошибку, предполагая, что мощность блоков питания можно наращивать параллельным соединением. Стабилизированные блоки питания, которые не имеют специальной дополнительной функции объединения, соединять параллельно ни в коем случае нельзя. Связано это с тем, что напряжение на выходе двух или более соединяемых блоках питания хоть и очень близко, но никогда не бывает абсолютно одинаковым. При параллельном соединении схема стабилизации напряжения каждого из блоков начнёт «перетягивать» в свою сторону. В результате будет происходить дополнительный нагрев блоков и через некоторое время они выйдут из строя. Иногда при таком соединении блоки питания даже не могут нормально включиться в работу, в результате чего получаем моргающую ленту.
Но, несмотря на это, при использовании 24-х вольтовой ленты всё же существует возможность объединения двух блоков питания для увеличения мощности. При этом используются два блока питания с выходным напряжением 12 вольт и их выходы соединяются последовательно. При таком соединении максимальный ток, которые могут выдать блоки питания остается прежним, а напряжение и, соответственно мощность, удваиваются.
Использованию блоки питания таким образом следует только в крайних случаях, т.к. в некоторых моделях блоков иногда возникают проблемы при диммировании ленты – может появиться слегка заметное мерцание.
Plug-and-Play Источники питания для светодиодов – адаптеры на 12 В и 24 В
Светодиодный светильник SPOTMOD® LINKSPOTMOD® LINK оснащен гирляндными соединителями для установки нескольких осветительных приборов (до семи) и может быть установлен на поверхность или в углубление.
Светодиодный светильник SPOTMOD® TILE LEDСветодиодный светильник SPOTMOD® TILE LED – это сверхъяркий и низкопрофильный светильник для поверхностного монтажа на большинстве поверхностей.
ЗАЗОР: SUNRISE® LED Light BarПРОДУКТ ЗАЗОРА Тонкий, низкопрофильный светильник для влажных и пыльных помещений со средней светоотдачей для освещения рабочих мест в закрытом помещении.Светодиодные шайбы TRIANT®
Светодиодные шайбы TRIANT® – это стильные и компактные светодиодные фонари, обеспечивающие целенаправленное или декоративное освещение в любом пространстве.
Светодиодный светильник SPOTMOD® 12VЭтот светодиодный светильник для влажных помещений отличается компактными размерами и мощной световой проекцией широким лучом под углом 45 ° или узким прожектором под углом 15 °.
Нет продуктов, совместимых с выбранными вами выше параметрами.
Диодные приложения (блоки питания, регуляторы и ограничители напряжения) [Analog Devices Wiki]
6.1 выпрямитель
Выпрямитель – это электрическое устройство, которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC), процесс, известный как выпрямление. Выпрямители находят множество применений, в том числе в качестве компонентов источников питания и в качестве детекторов амплитудной модуляции (детекторов огибающей) радиосигналов. В выпрямителях чаще всего используются твердотельные диоды, но при очень высоких напряжениях или токах могут использоваться и другие типы компонентов. Когда для выпрямления переменного тока используется только один диод (блокируя отрицательную или положительную часть формы волны), разница между термином «диод» и термином «выпрямитель» заключается просто в использовании.Термин выпрямитель описывает диод, который используется для преобразования переменного тока в постоянный. Большинство выпрямительных схем содержат несколько диодов в определенной конфигурации для более эффективного преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока, чем это возможно с использованием только одного диода.
6.1.1 Полупериодное выпрямление
При полуволновом выпрямлении либо положительная, либо отрицательная половина волны переменного тока проходит, а другая половина блокируется. Поскольку только половина входного сигнала достигает выходного сигнала, его эффективность составляет только 50%, если используется для передачи энергии.Полупериодное выпрямление может быть достигнуто с помощью одного диода в однофазном питании, как показано на рисунке 6.1, или с помощью трех диодов в трехфазном питании.
Рисунок 6.1 Однополупериодный выпрямитель с одним диодом
Выходное постоянное напряжение полуволнового выпрямителя при синусоидальном входе можно рассчитать по следующим идеальным уравнениям:
6.1.2 Двухполупериодное выпрямление
Двухполупериодный выпрямитель преобразует как положительную, так и отрицательную половины входного сигнала в одну полярность (положительную или отрицательную) на своем выходе.При использовании обеих половин формы волны переменного тока двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем полуволновое.
При использовании простого трансформатора без вторичной обмотки с отводом по центру требуются четыре диода вместо одного, необходимого для полуволнового выпрямления. Четыре расположенных таким образом диода называются диодным мостом или мостовым выпрямителем, как показано на рисунке 6.2. Мостовой выпрямитель также может использоваться для преобразования входа постоянного тока неизвестной или произвольной полярности в выход известной полярности. Обычно это требуется в электронных телефонах или других телефонных устройствах, где полярность постоянного тока на двух телефонных проводах неизвестна.Также существуют приложения для защиты от случайного переключения батарей в цепях с батарейным питанием.
Рисунок 6.2 Мостовой выпрямитель: двухполупериодный выпрямитель с 4 диодами.
Для однофазного переменного тока, если трансформатор с центральным ответвлением, то два диода, соединенные спина к спине (, т.е. анод-анод или катод-катод) могут образовать двухполупериодный выпрямитель. На вторичной обмотке трансформатора требуется вдвое больше обмоток, чтобы получить такое же выходное напряжение, чем у мостового выпрямителя, описанного выше.Это не так эффективно с точки зрения трансформатора, потому что ток течет только в одной половине вторичной обмотки в течение каждого положительного и отрицательного полупериода входа переменного тока.
Рисунок 6.3 Двухполупериодный выпрямитель с центральным трансформатором с ответвлениями и 2 диодами.
Если включить вторую пару диодов, как показано на рисунке 6.4, то могут генерироваться напряжения как положительной, так и отрицательной полярности относительно центрального отвода трансформатора. Можно также рассматривать эту схему как такую же, как добавление центрального ответвления ко вторичной обмотке в двухполупериодном мостовом выпрямителе, показанном на рисунке 6.2.
Рисунок 6.4 Двухполюсный двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением и 4 диодами.
ALM1000 Лабораторные диодные выпрямители
6.1.3 Сглаживание выхода выпрямителя
Полупериодное или двухполупериодное выпрямление не создает постоянного напряжения постоянного тока, как мы видели на предыдущих рисунках. Чтобы обеспечить стабильное постоянное напряжение от источника выпрямленного переменного тока, необходим фильтр или сглаживающая схема. В простейшей форме это может быть просто конденсатор, подключенный к выходу постоянного тока выпрямителя.По-прежнему останется некоторое количество пульсаций переменного тока, при котором напряжение не будет полностью сглажено. Амплитуда оставшейся пульсации зависит от того, насколько нагрузка разряжает конденсатор между пиками формы волны.
Рисунок 6.5 (a) RC-фильтр однополупериодного выпрямителя
Рисунок 6.5 (b) RC-фильтр двухполупериодного выпрямителя
Выбор конденсатора фильтра C 1 представляет собой компромисс. Для данной нагрузки, R L , конденсатор большего размера уменьшит пульсации, но будет стоить дороже и создаст более высокие пиковые токи во вторичной обмотке трансформатора и в источнике питания, питающем его.В крайних случаях, когда много выпрямителей загружено в цепь распределения мощности, для распределительной сети может оказаться затруднительным поддерживать правильно сформированную синусоидальную форму волны напряжения.
Для данной допустимой пульсации требуемый размер конденсатора пропорционален току нагрузки и обратно пропорционален частоте питания и количеству выходных пиков выпрямителя за цикл входа. Ток нагрузки и частота питания обычно находятся вне контроля разработчика выпрямительной системы, но на количество пиков на входной цикл может повлиять выбор конструкции выпрямителя.Максимальное пульсирующее напряжение, присутствующее в схеме полноволнового выпрямителя, определяется не только значением сглаживающего конденсатора, но и частотой и током нагрузки, и рассчитывается как:
Где:
В пульсации – максимальное напряжение пульсаций на выходе постоянного тока
I Нагрузка – постоянный ток нагрузки
F – частота пульсаций (обычно в 2 раза больше частоты переменного тока)
C – сглаживающий конденсатор
Однополупериодный выпрямитель, рисунок 6.5 (а) будет давать только один пик за цикл, и по этой и другим причинам используется только в очень небольших источниках питания и там, где важны стоимость и сложность. Двухполупериодный выпрямитель, рис. 6.5 (b), дает два пика за цикл, и это лучшее, что можно сделать с однофазным входом. Для трехфазных входов трехфазный мост будет давать шесть пиков за цикл, и даже большее количество пиков может быть достигнуто за счет использования трансформаторных цепей, размещенных перед выпрямителем, для преобразования в фазу более высокого порядка.
Чтобы еще больше уменьшить эту пульсацию, можно использовать π-фильтр LC (пи-фильтр), такой как показано на рисунке 6.6. Это дополняет накопительный конденсатор C 1 последовательной катушкой индуктивности L 1 и вторым фильтрующим конденсатором C 2 , так что на выводах последнего фильтрующего конденсатора может быть получен более стабильный выходной сигнал постоянного тока. Последовательный индуктор имеет высокий импеданс на частоте пульсаций тока.
Рисунок 6.6 LC π-фильтр (пи-фильтр)
Более обычная альтернатива фильтру, необходимая, если для нагрузки постоянного тока требуется очень плавное напряжение питания, – это установка конденсатора фильтра с регулятором напряжения, который мы обсудим в разделе 6.3. Конденсатор фильтра должен быть достаточно большим, чтобы избежать падения пульсаций ниже напряжения падения используемого регулятора. Регулятор служит как для устранения последней пульсации, так и для устранения отклонений в характеристиках питания и нагрузки. Можно было бы использовать конденсатор фильтра меньшего размера (который может быть большим для сильноточных источников питания), а затем применить некоторую фильтрацию, а также регулятор, но это не обычная стратегия проектирования. Крайний вариант этого подхода – полностью отказаться от конденсатора фильтра и направить выпрямленный сигнал прямо во входной фильтр катушки индуктивности.Преимущество этой схемы состоит в том, что форма волны тока более плавная, и, следовательно, выпрямителю больше не приходится иметь дело с током в виде большого импульса тока только на пиках входной синусоидальной волны, а вместо этого подача тока распространяется на большую часть цикл. Обратной стороной является то, что выходное напряжение намного ниже – приблизительно среднее значение полупериода переменного тока, а не пиковое.
6.2 Выпрямители с удвоением напряжения
Простой однополупериодный выпрямитель может быть построен в двух версиях с диодом, направленным в противоположных направлениях: одна версия подключает отрицательную клемму выхода непосредственно к источнику переменного тока, а другая подключает положительную клемму выхода непосредственно к источнику переменного тока.Комбинируя оба из них с отдельными выходными сглаживающими конденсаторами, можно получить выходное напряжение, почти вдвое превышающее пиковое входное напряжение переменного тока, рисунок 6.7. Это также обеспечивает отвод посередине, что позволяет использовать такую схему в качестве источника питания с разделенной шиной (положительной и отрицательной).
Рисунок 6.7 Простой удвоитель напряжения.
Вариант этого состоит в том, чтобы использовать два последовательно соединенных конденсатора для сглаживания выходного сигнала на мостовом выпрямителе, а затем установить переключатель между средней точкой этих конденсаторов и одной из входных клемм переменного тока.При разомкнутом переключателе эта схема будет действовать как обычный мостовой выпрямитель, а при замкнутом – как выпрямитель с удвоением напряжения. Другими словами, это позволяет легко получить напряжение примерно 320 В (+/- около 15%) постоянного тока из любой сети в мире, которое затем можно подать в относительно простой импульсный источник питания.
Обзор раздела:
Выпрямление – это преобразование переменного тока (AC) в постоянный (DC).
Полупериодный выпрямитель – это схема, которая позволяет приложить к нагрузке только один полупериод формы волны переменного напряжения, в результате чего на ней будет одна неизменяющаяся полярность.Результирующий постоянный ток, подаваемый на нагрузку, значительно «пульсирует».
Двухполупериодный выпрямитель – это схема, которая преобразует оба полупериода формы волны переменного напряжения в непрерывную серию импульсов напряжения одинаковой полярности. Результирующий постоянный ток, подаваемый на нагрузку, не так сильно «пульсирует».
Конденсаторы используются для сглаживания или фильтрации пульсаций, присутствующих в выпрямленном постоянном токе, а иногда используются более сложные фильтры с катушками индуктивности и конденсаторами.
6.3 Стабилитрон как регулятор напряжения
Стабилитроны широко используются в качестве опорного напряжения и в качестве регуляторов шунта для регулирования напряжения на малые контуры. При параллельном подключении к источнику переменного напряжения, такому как диодный выпрямитель, который мы только что обсудили, так что он имеет обратное смещение, стабилитрон проводит ток, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода. С этого момента относительно низкий импеданс диода поддерживает напряжение на диоде на этом значении.
Рисунок 6.8 стабилитрон опорного напряжения
В схеме, показанной на рисунке 6.8, типичный шунтирующий регулятор, входное напряжение В, IN , стабилизируется до стабильного выходного напряжения В, , , OUT, . Напряжение пробоя обратного смещения диода D Z стабильно в широком диапазоне токов и поддерживает относительно постоянное значение V OUT , даже если входное напряжение может колебаться в довольно широком диапазоне.Из-за низкого импеданса диода при такой работе используется последовательный резистор R S для ограничения тока в цепи.
В случае этой простой ссылки ток, протекающий в диоде, определяется с помощью закона Ома и известного падения напряжения на резисторе R S .
Стоимость R S должна удовлетворять двум условиям:
- R S должен быть достаточно малым, чтобы ток через D Z поддерживал D Z в обратном пробое.Значение этого тока указано в паспорте производителя для D Z . Например, обычное устройство BZX79C5V6, 5,6 В 0,5? стабилитрон, имеет рекомендуемый обратный ток 5 мА . Если через D Z существует недостаточный ток, то выход V OUT будет нерегулируемым и будет меньше номинального напряжения пробоя. При расчете R S необходимо сделать поправку на любой ток через любую внешнюю нагрузку, которая может быть подключена к V OUT , не показанным на этой диаграмме.
- R S должен быть достаточно большим, чтобы ток через D Z не превысил номинальный максимум и не разрушил устройство. Если ток через D Z равен I D , его напряжение пробоя В B и максимальная рассеиваемая мощность P MAX , тогда:
Нагрузка может быть помещена через диод в этой цепи опорного сигнала, и до тех пор, как стабилитроны пребывание в обратном пробое, диод будет обеспечивать источник стабильного напряжения на нагрузку.Стабилитроны в этой конфигурации часто используются в качестве стабильных эталонов для более сложных схем регулятора напряжения, включающих каскады буферного усилителя для подачи больших токов на нагрузку.
Шунтирующие регуляторы просты, но требования, чтобы балластный резистор R S был достаточно малым, чтобы избежать чрезмерного падения напряжения в худшем случае (низкое входное напряжение одновременно с большим током нагрузки), как правило, оставляет много тока, протекающего в диод, что делает стабилизатор довольно неэффективным с высокой рассеиваемой мощностью в режиме покоя, подходящим только для небольших нагрузок.
Эти устройства также встречаются, обычно последовательно с переходом база-эмиттер, в транзисторных каскадах, где можно использовать выборочный выбор устройства, сосредоточенного вокруг точки лавины или стабилитрона, для введения компенсирующего температурного коэффициента балансировки PN перехода транзистора. Примером такого использования может быть усилитель ошибки постоянного тока, используемый в системе обратной связи цепи регулируемого источника питания.
В качестве примечания: стабилитроны также используются в устройствах защиты от перенапряжения для ограничения скачков напряжения при переходных процессах.Еще одно примечательное применение стабилитрона – использование шума, вызванного его лавинным пробоем, в генераторе случайных чисел, который никогда не повторяется.
Пример конструкции регулятора:
Требуется выходное напряжение 5 В и требуемый выходной ток 60 мА.
Сначала мы должны выбрать стабилитрон, В Z = 4,7 В, что является ближайшим доступным значением.
Нам нужно определить номинальное входное напряжение, и оно должно быть на несколько вольт больше, чем В Z .В этом примере мы будем использовать V IN = 8V.
Как правило, мы выбираем номинальный ток через стабилитрон равным 10% от требуемого выходного тока нагрузки или 6 мА. Затем определяется ток I max = 66 мА, который будет протекать через R S (выходной ток плюс 10%).
Последовательный резистор R S = (8 В – 4,7 В) / 66 мА = 50 Ом, мы бы выбрали R S = 47 Ом, что является ближайшим стандартным значением.
Номинальная мощность резистора P RS > (8В – 4.7 В) × 66 мА = 218 мВт, поэтому мы выбираем P RS = 0,5 Вт.
Максимальную мощность, которая может рассеиваться в стабилитроне при нулевом токе в выходной нагрузке, можно рассчитать как P Z > 4,7 В × 66 мА = 310 мВт, поэтому мы бы выбрали P Z = 400 мВт.
Лабораторная работа ADALM2000: стабилизатор стабилитрона
Упражнение 6.3.1
Для показанной схемы, если напряжение источника питания В IN увеличивается, напряжение на нагрузочном резисторе R L будет:
прибавка
уменьшение
осталось прежним
Для показанной схемы, если напряжение источника питания В IN уменьшается, напряжение на нагрузочном резисторе R L будет:
прибавка
уменьшение
осталось прежним
Для показанной схемы, если напряжение источника питания В IN увеличивается, напряжение на последовательном резисторе R S будет:
прибавка
уменьшение
осталось прежним
Для показанной схемы, если напряжение источника питания В IN увеличивается, ток через нагрузочный резистор R L будет:
прибавка
уменьшение
осталось прежним
Для показанной схемы, если напряжение источника питания В IN уменьшается, ток через стабилитрон D Z будет:
прибавка
уменьшение
осталось прежним
Для показанной схемы, если напряжение источника питания В IN увеличивается, ток через последовательный резистор R L будет:
прибавка
уменьшение
осталось прежним
Вернуться к предыдущей главе
Перейти к следующей главе
Вернуться к содержанию
Учебное пособие по базовому исправлению блоков питанияФиг.1
Льюис Лофлин
Твитнуть
Многие устройства, в частности полупроводниковая электроника, должны использовать постоянный или постоянный ток. Диод – это твердотельное устройство, проводящее только в одном направлении. Когда анод (A) положительный, а катод (K) отрицательный, ток от положительного к отрицательному будет течь через диод, через нагрузку и обратно к источнику питания.
Таким образом, ток будет течь только в положительном полупериоде (от 0 до 180 градусов), а диод отключится во время отрицательного полупериода от 180 градусов до 360 градусов.Период синусоидальной волны от 0 до 360 градусов равен 1 / F. В случае 60 Гц это 1/60 = 16,7 мс.
Связанные видео:
Базовые электронные блоки питания, часть 1
Базовые электронные блоки питания, часть 2
Создание низковольтного источника питания постоянного тока, часть 3
Лаборатория питания переменного тока по последовательным цепям, часть 1
Лаборатория питания переменного тока по последовательным цепям, часть 2
Что такое мощность? Напряжение (в вольтах) – это «толчок», а ток (в амперах) – это то, что толкается.(Электрические заряды) Мощность равна напряжению, умноженному на ток. Мощность измеряется в ваттах. Таким образом, один ампер на один вольт равен одному ватту. (Я не буду вдаваться в подробности закона Ома. См. Ваш текст.) Чтобы получить питание, мы должны иметь напряжение и ток вместе, поэтому открытый переключатель, обрыв провода или отключающий диод не дает энергии.
В приведенном выше случае мы получаем очень плохую передачу мощности с выключенным диодом во время отрицательного полупериода и положительного полупериода, постоянно меняющегося между нулем вольт и пиком. Обратите внимание, что Vmax является пиковым.
Рисунок 2
Допустим, переменный ток на входе составляет 12,6 В (среднеквадратичное значение). Чтобы получить пик, мы умножаем 12,6 на 1,414, что равно примерно 17,8 вольт. Но среднее (или измеренное) напряжение постоянного тока составляет пиковое время .3185 равно примерно 5,67 вольт. Это то, что называется пульсирующим постоянным током . Чистый постоянный ток, например, от автомобильного аккумулятора на 12 вольт, не имеет “пульсации” и будет настоящим 12 вольт.
Подключите вольтметр постоянного тока к нагрузке, показанной выше на рисунке 1, и вы увидите около 5,66 вольт. Переключите счетчик на переменный ток, все равно будет отображаться какое-то значение напряжения.Это нормально, поскольку кто-то считывает “пульсацию” на нефильтрованном необработанном постоянном токе. Подключите тот же вольтметр переменного тока к чистому источнику постоянного тока, например, автомобильному аккумулятору, и вы увидите нулевое напряжение переменного тока.
На рисунке 2 мы подключили конденсатор к нагрузке. Конденсатор заряжается в течение положительного полупериода, а затем разряжается через нагрузку в течение отрицательного полупериода, когда у нас нет выхода. Количество пульсаций зависит от сопротивления нагрузки и размера конденсатора.
Конденсатор большего размера создает меньшую пульсацию или более высокое сопротивление нагрузки (потребляя меньший ток, следовательно, меньше времени для разряда конденсатора) снижает уровень пульсаций, поскольку у конденсатора меньше времени для разряда.Без нагрузки, только конденсатор и выпрямитель, конденсатор будет заряжаться до пика.
Предупреждение. При построении этих схем соблюдайте полярность конденсатора и диода. Номинальное напряжение конденсаторов должно превышать ожидаемое пиковое напряжение на 50%. Также обратите внимание на номинальные токи трансформаторов и диодов.
Рисунок 3
Двухполупериодное выпрямление
Двухполупериодное выпрямление преобразует обе полярности входного сигнала в постоянный ток (постоянный ток) и является более эффективным.Однако в схеме с трансформатором с нецентральным ответвлением требуется четыре диода вместо одного, необходимого для полуволнового выпрямления. Это связано с тем, что для каждой выходной полярности требуется по два выпрямителя. Расположенные таким образом четыре выпрямителя называются диодным мостом или мостовым выпрямителем.
Обратите внимание, что в этом примере стрелки показывают обычный ток, а не поток электронов, который я использую со своими учениками. Это вызывает бесконечную путаницу для студентов, поскольку военные и т. Д. Используют поток электронов в своих учебных материалах, в то время как классы полупроводников используют обычный ток.Просто помните об этом, следя за этим материалом. Электронный поток изменяется от отрицательного к положительному, обычный (или зарядовый) поток – от положительного к отрицательному.
На рисунке 3 D1 и D2 проводят в течение положительного полупериода, а D3 и D4 проводят в течение отрицательного полупериода. Мощность в два раза больше, чем при полуволновом выпрямлении, потому что мы используем оба полупериода. Используя снова 12 вольт переменного тока, мы получаем пиковое значение 12,6 X 1,414 или 17 вольт. (17,8 вольт) Но теперь, чтобы получить среднее значение, мы умножаем его на пик (17.8 вольт) на 0,637, что равняется 10,83 вольт, что вдвое больше, чем полуволна.
Кроме того, мы можем использовать конденсатор фильтра меньшего размера для устранения пульсаций, чем мы использовали для полуволнового выпрямления. Мы также удвоили частоту с 60 Гц до 120 Гц. Следует отметить, что при построении этой схемы напряжение на измерителе будет ниже одного вольт. Это связано с падением напряжения на диодах на 0,6 В, калибровкой измерителя из-за изменения частоты (с 60 Гц до 120 Гц) и ошибками расчетов.
Рисунок 4 типичных мостовых выпрямителей.
Рисунок 5
Рисунок 5 выше иллюстрирует другой метод получения двухполупериодного выпрямления. В этом случае мы используем трансформатор с центральным отводом и два диода. При использовании центрального ответвителя (C) в качестве общего, напряжение A и B сдвинуто по фазе на 180 градусов. Когда A положительный, D1 будет смещен в прямом направлении и будет проводить, в то время как B будет отрицательным, таким образом, обратное смещение D2 будет непроводящим. В отрицательном полупериоде по отношению к A, когда D1 не проводит, D2 будет проводить.
Следует отметить, что выходное напряжение будет уменьшено вдвое. Если мы используем трансформатор на 25,2 вольт, три ампер, выходное напряжение будет 12,6 вольт. Есть некоторые разногласия по поводу выходного тока. Мы имеем дело с усилителями RMS и должны учитывать импеданс трансформатора. (Z) В течение каждого полупериода в этой конфигурации ток проходит через половину всех обмоток. В зависимости от сопротивления провода, Z и т. Д. Ток может превышать номинальный ток в 1,2–1,8 раза. Я бы посоветовал с осторожностью относиться к этим утверждениям и не превышал бы 1.4. Все предыдущие правила для пикового напряжения, выходного напряжения и т. Д. Остаются в силе.
Материалы по теме: Основные силовые трансформаторы.
Питание светодиодной ленты 12 В от постоянного тока 16 В
Обычные светодиодные ленты потребляют около 18 мА при 12 В на сегмент (обычно 3 светодиода). Они используются в автомобильных шинах на 12 В, что соответствует номиналу 12 В , но может регулярно переходить на 14 В с более крупными шипами.
Если вы посмотрите на сегмент, вы заметите, что он имеет три светодиода и один резистор.Основываясь на цвете светодиода и законе сопротивления, вы можете определить его ток при любом заданном напряжении.
$$ I = \ frac {V_s – V_f} {R} $$
Предположим, что белый или синий светодиод с прямым падением напряжения ~ 3,2 В, который обычно соединен с резистором 120 Ом:
$$ \ приблизительно 18 мА = \ frac {12 В – (\ приблизительно 3,2 В \ times 3)} {120 Ом} $$
При 14 В вы получите:
$$ \ приблизительно 36 мА = \ frac {14 В – (\ приблизительно 3,2 В \ times 3)} {120 Ом} $$
Это не совсем так. Чем выше напряжение и ток источника, тем больше падение напряжения на светодиодах немного меняется.При ~ 36 мА светодиоды перегружаются, что немного сокращает их срок службы, поэтому вы не получите 1000 ~ 5000 часов, которые они должны дать при 20 мА. Но перегрузить их – это нормально. И они будут ярче при загрузке, поэтому вам может потребоваться меньше светодиодных сегментов.
А теперь давайте изменим напряжение источника на 16 В:
$$ \ приблизительно 53 мА = \ frac {16 В – (\ приблизительно 3,2 В \ times 3)} {120 Ом} $$
53 мА непрерывный – это почти 300% от типичного рекомендуемого тока 20 мА. Но при 53 мА прямое падение напряжения также возрастает, что усложняет вычисления.Срок службы светодиодов будет намного короче, и они значительно нагреются.
Решение: Как уже упоминалось, вы можете использовать кремниевые диоды для снижения напряжения источника. Вы можете использовать от 3 до 9 (снижение с 2,1 В до 6,3 В), в зависимости от того, насколько яркие светодиоды вам нужны, какой ток должна потреблять полоса, диапазон напряжения ваших батарей (4S Lipo – 14 В номинальное, 16,5 В при максимально безопасном). заряд, 11,5 В при минимальном безопасном разряженном напряжении).
Лучше всего взять один или два сегмента светодиодной ленты и ТЕСТИРОВАТЬ ИХ.Подключите один напрямую к заряженному напряжению 16 В и посмотрите, как долго он работает и насколько нагревается. Посмотрите на резистор и посчитайте. Затем начните добавлять кремниевые диоды и увидите разницу.
Как использовать 12-вольтный светодиод на 24-вольтовом
Хотя легко предположить, что 24-вольтовый источник питания может работать со всем, что требует до 24 вольт электричества, реальность электрических цепей не так проста. Подключение одиночного 12-вольтового светильника к 24-вольтовому источнику питания быстро перегорает или резко разрушает свет.Можно подключить 12-вольтовый светодиодный светильник к 24-вольтовой системе, но для этого нужно выполнить несколько шагов.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Поскольку фонари предназначены для работы в узком диапазоне напряжений, подключение одного 12-вольтового светильника к 24-вольтовому источнику питания быстро уничтожит свет, будь то стандартная лампа накаливания или светодиод. Однако с помощью резисторов или последовательной проводки можно справиться с чрезмерным напряжением, что позволяет безопасно запускать светодиодное освещение в цепи питания с более высокой мощностью, чем предполагалось.Будьте осторожны при работе с электрическими системами и не работайте с электрическими цепями, надев металлические украшения.
Избыточное напряжение
12-вольтовые лампы совместимы с 24-вольтовыми системами – они используют электричество и могут быть подключены к системе. Лампочки и световые ленты предназначены для работы при чуть более низком и немного более высоком напряжении. Они могут немного тускнеть и светиться, сохраняя при этом безопасную работу. Проблема с добавлением их в систему с напряжением 24 В – повышенное напряжение. Без чего-либо, регулирующего количество электричества, поступающего в осветительный блок, источник питания перегружает свет и вызывает его перегорание или, в случае ламп накаливания, вызывает перегрев и плавление нити, что может привести к взрыву лампы.Поскольку светодиоды работают без нагретой нити накала, их можно подключить к системе с избыточной мощностью, но в первую очередь необходимо иметь дело с избыточным напряжением.
Серия с двумя лампочками
Самый простой способ подключить 12-вольтовые светодиоды к 24-вольтовой системе – это добавить к системе второй идентичный светодиод. Когда питание включено, срабатывание первой лампы создает сопротивление 12 вольт, позволяя второй лампе работать, как если бы она была подключена к 12-вольтовой системе. Однако крайне важно использовать для этого одинаковые светильники.Две 12-вольтовые лампы разной конструкции могут потреблять немного разное количество энергии, что может привести к тому, что одна лампочка быстро перегорит, а другая вскоре последует.
Использование резисторов
Если вы хотите использовать только один 12-вольтовый светодиод в вашей 24-вольтовой системе, вы можете использовать резисторы, подключенные к цепи, для понижения напряжения до необходимого уровня. Для 12-вольтового светильника вставка резистора на 24 Ом, рассчитанного на 6 Вт, в линию, ведущую к свету, потребляет достаточно электричества для безопасного функционирования светильника.
Светодиодная лента на 12 В и 24 В: в чем разница?
Давайте на секунду перейдем к техническим вопросам.
Напряжение (В) определяется как разность электрических потенциалов между двумя точками, и, с точки зрения непрофессионала, лучше всего можно понять как электрическое давление. Чем выше напряжение, тем больше сила, «проталкивающая» электричество через провод или устройство. Более высокое напряжение не обязательно означает большую мощность, так как большое напряжение, проталкивающее небольшое количество тока (А или амперы), может иметь меньшую общую мощность (Вт или ватт), чем меньшее напряжение, проталкивающее большой ток, как рассчитано. по формуле P (мощность в ваттах) = V (напряжение) x I (ток в амперах).
HitLights продает продукцию как на 12 В, так и на 24 В, поэтому вопрос в том, что лучше (если есть) и когда лучше выбрать одно?
(Здесь вы можете найти всю нашу продукцию на 24 В)
Из приведенного выше объяснения можно сделать несколько выводов.
Во-первых, одинаковую общую мощность можно получить при различных комбинациях напряжения и тока. Это означает, что если в некоторых случаях предпочтительны более высокие или более низкие напряжения или токи, то мы можем выбрать оптимальную комбинацию того и другого, чтобы обеспечить необходимую мощность, куда бы она ни пошла, – в нашем случае светоизлучающие диоды (светодиоды).
Во-вторых, если аналогия с давлением верна, и вы можете представить два шланга, обеспечивающих равный поток воды (мощности) при разном давлении (напряжении) благодаря регулируемой насадке, то вы можете ожидать, что более высокое напряжение, но меньший объем шланга будет выпускать воду дальше шланга с более низким давлением и большим объемом. Если вы работали в саду с регулируемой насадкой для шланга, вы заметили, что это действительно так – меньшее отверстие для воды стреляет дальше под более высоким давлением, не влияя при этом на количество выталкиваемой воды.
В-третьих – опять же, если аналогия с давлением верна – если вы выбрасываете воду под очень высоким давлением из шланга, вы можете ожидать, что это более высокое давление требует специальных материалов или методов конструкции, чтобы выдержать эту силу.
Вот краткий ответ. Если вам нужна небольшая партия светодиодной ленты, используйте двенадцать вольт постоянного тока. Если вам нужна более длительная работа – то есть, если вам нужно увеличить мощность – используйте 24 В постоянного тока «более высокого давления»
Более длинный ответ:
Все проводники электричества и электрические компоненты в цепи вносят свой вклад в сопротивление (R) и результирующее падение напряжения (разница между входным напряжением в начале цикла и напряжением в конце цикла).Чем длиннее проводник (в нашем случае – светодиодная лента), тем больше напряжения теряется в виде тепла. (Примечание: падение напряжения можно уменьшить, но не устранить, используя более качественный и толстый проводник, который вы найдете на наших более хороших лентах Premium и UL-Listed).
Для данной длины светодиодной ленты определенного типа (материал проводника, тип микросхемы и т. Д.) Вы потеряете определенное количество напряжения между началом и концом. В случае наших полосок 24 В постоянного тока 2835, длина которых составляет двадцать метров (~ 65 футов), мы измерили начальное напряжение на 23.91 В и конечное напряжение на 21,23 В – разница 2,68 В, или 11,2%. Неплохо для такого длительного пробега.
На полосе 12 В такая же разница напряжений 2,68 В составит 22% от исходного напряжения – недопустимо высокое значение, поэтому светодиодные чипы на конце полосы будут заметно тусклее, чем в начале.
(Примечание для электриков, инженеров и физиков – приведенное выше объяснение упрощено для понимания непрофессионала. Если вы хотите исправить нас, мы будем приветствовать ваш вклад в разделе комментариев)
Чтобы наша образная шланговая труба могла обеспечивать воду под более высоким давлением, она должна быть сконструирована так, чтобы выдерживать давление.Это означает, что все устройства (полоски, блоки питания и даже контроллеры), предназначенные для работы с более высокими напряжениями, по крайней мере несколько сложнее и дороже в производстве и поставке. Эти различия в ценах варьируются от небольших (наши диммируемые драйверы и блоки питания на 24 В лишь незначительно дороже моделей на 12 В) до немного менее мелких (наши светодиодные полосы на 24 В на 10-15% дороже на фут, чем наши полосы на 12 В). ) – но они могут складываться. Ленты на 24 В также поставляются исключительно на 20-метровых барабанах (~ 65 футов), что может быть больше, чем вам нужно для небольших проектов.
Если вам нужно менее 32 футов (10 метров или двух стандартных рулонов 12 В постоянного тока) светодиодной ленты, используйте 12 В. Если вам нужно больше, выберите 24 В. Это не жесткое правило, но довольно хорошее руководство. Если вам нужны разноцветные полосы RGB, то в настоящее время у нас нет их в наличии для 24 В постоянного тока, но есть несколько творческих способов увеличить длину 12 В до практически неограниченной длины.
– Напряжение на полосе – это всего лишь один маленький фактор при выборе правильной светодиодной ленты для вашего проекта. Наша бесплатная электронная книга под названием «Как выбрать светодиодные ленты» станет идеальным руководством на следующем этапе вашего пути к светодиодному освещению.
|