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.
Содержание
- Что такое электронный балласт и зачем он нужен?
- Варианты исполнения блоков питания для светодиодных лент
- Кратко об управлении
- Как выбрать трансформатор для светодиодной ленты?
- Расчет мощности блока питания для светодиодов
- Подключение трансформатора к светодиодной ленте
- Самодельный трансформаторный блок питания на 12 вольт
- Сопутствующие вопросы
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.
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.
Включается 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).
Включение 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.
Обратим 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.
Как 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).
К 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.
Обозначения:
- 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.