Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты порядок и правила расчета мощности трансформатора и БП на 12 в для ленты светодиодов

Схема подключения в 4 этапа и 2 важных нюанса

Этап 1. Проверка работы ленты. Прежде чем осуществлять питание и подключение светодиодной ленты, т.е. до того, как вы начнете ее резать, включите ее и дайте проработать 2 – 4 ч. Если будут выявлены дефекты, ленту можно сдать по гарантии продавцу, в противном случае он не примет ее, сославшись на нарушение целостности товара.

Этап 2. Выбор отрезка ленты. Чаще всего в продаже встречаются ленты длиной 5 м, иногда  40 м. Если вы хотите создать мягкое освещение спальни или гостиной, выбирайте ленту длиной 5 м и больше с плотностью светодиодов от 60 на 1 м, например IEK ECO LED LSR-3528.

Если же нужно акцентное освещение, берите короткие отрезки ленты с плотностью светодиодов 30 штук на 1 м и ниже, например, LS5050-30LED-IP68-RGB-eco-5m. И в этом случае вам понадобится ее разрезать. Резка ленты производится с помощью ножниц или ножа – исключительно по специально отмеченным местам.

Они выглядят как желтые точки – контакты для подключения (на рисунке показано место разреза светодиодной ленты). Шаг резки для ленты прямого включения должен быть кратен 1 м. Для однорядной ленты шаг резки должен быть кратен трем светодиодам, у двухрядной ленты – шести.

Этап 3. Соединение отрезков светодиодной ленты. Можно осуществить двумя способами. Первый – используя коннекторы. Они не требуют специальных навыков использования. Нужно просто сдвинуть фиксатор (зажимную пластину), после чего надвинуть коннектор на контакт светодиодной ленты, а затем вернуть фиксатор на место.  После этого присоединяется провод коннектора к контактам на блоке питания.

Второй способ – пайка. Для этого понадобится паяльник, канифоль и хорошее освещение. Перед пайкой следует зачистить жало паяльника, чтобы на нем не было гари и грязи. Рабочая температура для паяльника – в пределах 210 – 260 °С. Перед пайкой контактные площадки светодиодной ленты надо залудить, а через непродолжительное время – припаять.

Основание ленты очень тонкое, так что не рекомендуется задерживать паяльник на одном контакте дольше 10 сек, иначе можно прожечь ленту. После окончания работы  надо зачистить место пайки любым острым предметом, чтобы избавиться от остатков луда. Пайка более надежна, так как светодиодная лента, своими руками припаянная к блоку питания, не утратит качества контакта с ним, чем порой грешат коннекторы.

Этап 4. Подключение ленты к блоку питания. У большинства современных моделей блока питания выведены провода для подключения к сети 220 В, один из них снабжен вилкой. Из блока питания выходят провода уменьшенного напряжения – 12, 24 или 36 В.

Чтобы не перепутать полярность, запомните, что красный означает « », черный (либо синий) – «-». Но даже если вы перепутаете полярность, при включении диоды просто не засветятся. Неправильная полярность не повредит им – поменяйте ее на противоположную.

  • Если вы подключаете несколько отрезков ленты

Если вы собираетесь подключить несколько отрезков, не следует подключать их последовательно, т.е. друг к другу. Это создаст перегрев на первом отрезке ленты и не даст достаточного напряжения на втором. В итоге обе ленты не будут работать так, как положено.

Правильный вариант подключения – параллельный, т.е. вы подключаете провода, выходящие из блока питания, ко входам сразу двух отрезков ленты. Первый отрезок подключаете как обычно, а ко второму ведете индивидуальные провода от блока питания. Так, каждый отрезок подключается самостоятельно.

  • Если вы подключаете RGB- ленту

Блок питания подключается к сети 220 В, к нему нужно подключить контроллер. На  выходе  контроллера предусмотрены провода соответствующих размеров, к которым присоединяются контакты светодиодной ленты. Правильность подключения можно проверить соответствием излучаемого света включенному цвету диода.

Светодиодная лента – современный элемент декора, который послужит не только для оформления интерьера, но и для акцентного освещения. Устройства долговечны и экологичны, потребляют немного энергии и принимают любую форму, излучают направленный и равномерный свет в широком цветовом спектре.

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты порядок и правила расчета мощности трансформатора и БП на 12 в для ленты светодиодовКак подключить светодиодные ленты – схема

Rgb светодиодные ленты

По организации излучения света RGB светодиодные ленты бывают трех типов.

У первого типа ленты используются светодиоды LED-R-SMD3528 или LED-R-SMD5050 (красный), LED-G-SMD3528 или LED-G-SMD5050 (зеленый) и LED-B-SMD3528 или LED-B-SMD5050 (синий), припаянные по три штуки рядом повторяющимися триадами по всей длине ленты.

Изменение цвета свечения ленты достигается групповым изменением интенсивности свечения светодиодов каждого цвета. Такие светодиодные ленты хорошо подойдут для подсветки интерьера в случаях, когда светодиоды спрятаны от глаз человека. Если светодиоды будут видны, то изменение цвета свечения будет менее эффективным.

Светодиодные RGB ленты

R, G и B светодиоды серии SMD3528 имеют размер 3,5×2,8 мм2 и излучают световой поток от 0,6 до 2,2 люменов, в зависимости от цвета свечения. Светодиоды серии SMD5050 по размеру больше (их размер 5×5 мм2) и соответственно светят ярче, световой поток составляет в зависимости от цвета свечения от 2 до 8 люменов.

Во втором типе лент применяются RGB светодиоды серии LED-RGB-SMD3528 или LED-RGB-SMD5050. Отличительная особенность этих светодиодов в том, что в одном корпусе смонтированы сразу три светодиода – красный, зеленый и синий.

Поэтому световой поток у у них намного меньше и составляет у LED-RGB-SMD3528 всего 0,3–1,6 люменов, у LED-RGB-SMD5050 всего 0,6–2,5 люменов. Но благодаря тому, что излучатели цветов расположены практически в одной точке, достигнута высокая эффективность градации цветов.

Светодиодная RGB лента WS2812B

Совсем недавно появился новый тип светодиодов WS2812B (имеет четыре вывода) и WS2812S (имеет шесть выводов). По геометрическим размерам и внешнему виду эти светодиоды не отличаются от LED-RGB-SMD5050. Однако благодаря установке в корпусе светодиодов WS2812 ШИМ-контроллера WS2811 появилась возможность каждым из светодиодов, установленных на светодиодной ленте управлять персонально всего по двум проводам.

Таким образом, у дизайнеров появилась возможность изменять цвет свечения любого участка ленты вне зависимости от ее длины по своему усмотрению. Широкое распространение светодиодной ленты, созданной на базе светодиодов WS2812, сдерживается высокой ценой и необходимостью применения дорогостоящего специализированного контроллера. Без подачи с контроллера управляющего сигнала на светодиод WS2812 он светить не будет.

Выбор схемы включения

Если СЛ одна, то схема подключения будет элементарной, ее даже стыдно рисовать:

Схема подключения к одной СЛ
Схема подключения блока питания к одной СЛ

Немного сложнее, если лент несколько. Типичная ошибка начинающего дизайнера – последовательное соединение нескольких СЛ в одну длинную линию:

Неправильное подключение
Неправильное подключение нескольких СЛ к одному адаптеру питания

Такое подключение перегружает питающие шины первой ленты и они, как правило, сгорают. И тогда СЛ можно выбросить. Если лент несколько, единственно правильным решением может быть только такое:

Правильное подключение
Правильное подключение нескольких СЛ к одному адаптеру питания

Маркировка светодиодной ленты: как общаться с продавцом

Современная промышленность выпускает светодиоды для освещения по старой, отработанной технологии и новой — усовершенствованной.

В обоих случаях для маркировки используется буквенное обозначение SMD (оборудование поверхностного монтажа), а также размеры длины (две первых цифры) и ширины площадки (еще 2 цифры) полупроводниковой матрицы в десятых долях миллиметра.

Например: SMD 5050, SMD 5630 или SMD 3528.

Маленький модуль 3528 выполняется одним кристаллом полупроводникового перехода, а 5050 состоит из трех кристаллов ячейки 3528. Они могут соединяться для монохромной или цветной передачи спектра.

Модуль 5050 обладает повышенной мощностью и световым потоком.

Более новая технология производства светодиодов основана на применении усовершенствованных материалов. По ней выпускается лента 2835. Внутри одного ее модуля размещены 3 кристалла. Они обладают еще меньшими размерами, но повышенной яркостью.

Процесс отвода тепла с ленты 2835 происходит лучше, что продлевает ее ресурс. Еще одно ее преимущество — стоимость. Она дешевле аналогичной модели 5050 за счет более доступной и экономически обоснованной технологии производства.

Следующая цифра маркировки обозначает количество светодиодов на длине участка в один метр. Их число может быть: 30, 60, 120, 240.

Важными характеристиками является мощность потребления, указываемая в ваттах на метр длины и величина светового потока, выражаемая в люменах.

Потребляемая мощность складывается от количества светодиодов и подключенных к ним резисторов. Ее увеличение повышает световой поток и требует дополнительных мер к отводу тепла от электронной схемы.

Степень защиты светодиодной конструкции обозначают буквами IP и двумя цифрами, например:

  1. IP20 (без использования защитного покрытия) для сухих и чистых помещений;
  2. IP23, IP43 или IP44 с защитным слоем от влаги и пыли для работы в неотапливаемых, но закрытых от атмосферных осадков местах;
  3. или IP65, IP67, IP68 со слоем прозрачной изоляции для работы на улице.

Защитное покрытие класса «Элит» и «Премиум» при хранении и эксплуатации не желтеет и не отслаивается, а стандартное может терять свои свойства.

Мои рекомендации по оптимальному применению светодиодных лент сведены в таблицу.

Предпочтительные условия работы источника света Тип светодиодов Количество светодиодов в погонном метре
Внутренние полости шкафов, полок, стеллажей SMD 3528 60
Дополнительное освещение спальни, детской комнаты SMD 3528 или SMD 5050 60
Дополнительная подсветка больших комнат SMD 5050 или SMD 2835 60÷240
Освещение больших производственных помещений, например, магазинов, офисов SMD 5630 или SMD 5730 60÷240
Внутренняя подсветка автомобильного салона SMD 5050 60÷120
Терраса, беседка, вход в дом SMD 5050 с
классом IP65 или выше
60÷120

По исполнению

Различают блоки разной степени открытости. Негерметичные трансформаторы имеют перфорированный корпус, что позволяет элементам охлаждаться естественным путем. Конструкция печатной платы имеет довольно внушительные габариты, потому стоит заранее подумать о месте для установки. К тому же монтировать внутрь стен или закрывать декоративными панелями такие блоки не рекомендуется из-за вероятности перегревания. Пыль оседает на таких механизмах быстрее. Зато используемые детали просты и неприхотливы – на рынке множество моделей с выходной мощностью в диапазоне от 6 до 400 ватт. Негерметичные конструкции стоят дешевле аналогов и редко ломаются.

Полугерметичные источники питания защищены пластиковым корпусом снаружи от попадания посторонних предметов и грязи. Они меньше предыдущих и имеют выходную мощность от 60 ватт, ведь изготавливать блоки меньшей производительности нецелесообразно. Сетевые адаптеры также являются разновидностью полугерметичных ИП, оснащенной вилкой для прямого включения в розетку. Они выглядят так же, как обыкновенные зарядные устройства, очень миниатюрные и из-за размеров способны поддерживать напряжение не выше 24 Вт. Герметичные блоки гораздо лучше защищены от любых воздействий среды. По размерам они не отличаются от полугерметичных, в зависимости от напряжения могут иметь два варианта исполнения корпуса. Маломощные модели пакуют в пластик, а высокомощные — в алюминиевый кожух.

Любое промышленное изделие имеет маркировку степени защиты. Вы можете найти ее по аббревиатуре IP с двумя цифрами после. Набор чисел варьируется от IP 00 (нет защиты) до IP 68 (полностью защищено от попадания пыли и влаги). Первая цифра обозначает устойчивость к загрязнению — от нуля до шести, вторая — влагопроницаемость, от нуля до восьми. То есть читать маркировку следует слева направо: например, IP 12 означает слабую протекцию от грязи (1), и уровень защиты от влаги 2. Для блоков питания светодиодных лент чаще всего вы встретите три вариации:

  • IP 20 – система имеет открытый корпус с крупной перфорацией, защищена от попадания крупных предметов, не имеет защиты от влаги;
  • IP 54 – трансформатор частично герметичный, ему не страшны брызги воды и попадание любых частиц, степень запыления крайне мала;
  • IP 67 или 68 – герметичный корпус полностью защищает элементы от любых воздействий вплоть до полного погружения в воду, он может быть использован в бассейнах, на улице, во влажных помещениях, душевых.

Если вам нужно запитать совсем небольшой длины ленту, вы можете выбрать блок питания на батарейках. Конечно, он будет маломощным и недолговечным, но если речь идет о декоративной праздничной подсветке, то такой вариант может спасти положение. Особенно если подразумевается осветить мобильную конструкцию.

Питание от батареек применяют для переносных гирлянд, сувениров, статуэток, настенных панно или картин.

Принцип действия импульсного блока питания

На сегодняшний день для питания светодиодной ленты применяются блоки, использующие принцип импульсного преобразования напряжения. Суть работы блока питания такого типа заключается в следующем:

  1. Выпрямление сетевого напряжения.
  2. Подача напряжения на первичную обмотку трансформатора в виде высокочастотных импульсов. Они следуют с частотой более 20 кГц, а продвинутые схемы дорогих ИИП работают на частотах в 100 кГц.
  3. До нужного уровня напряжение понижается при помощи импульсного трансформатора.
  4. На выходном каскаде происходит выпрямление и стабилизация величины пониженного напряжения.

Для примера рассмотрим классическую схему импульсного преобразователя переменного напряжения 220 В в постоянное 12 В, собранного на микросхеме Top242.

импульсный блок
Схема импульсного блока питания AC220/DC12 В

Входное сетевое напряжение поступает на выпрямитель, состоящий из диодного моста BR1 и сглаживающего фильтра С1-С4, L1. Полученное таким образом постоянное напряжение поступает на микросхему DA1, на которой собран высокочастотный (до 100 кГц) генератор, нагруженный на импульсный трансформатор Т1.

Пониженное до 12 В напряжение высокой частоты поступает на выпрямитель (диод D3) и сглаживающий фильтр (С9, С10, L1). Одновременно это же напряжение через оптрон U1 поступает на цепь стабилизации, встроенную в микросхему DA1. Стабилизация производится при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ), суть которой заключается в следующем.

При увеличении выходного напряжения цепь стабилизации (ШИМ-контроллер) изменяет скважность (длительность) импульсов, поступающих на трансформатор, и его действующее выходное напряжение уменьшается. При чрезмерном понижении выходного напряжения длительность импульсов увеличивается. В результате на выходе блока устанавливается ровно 12 В, что и необходимо для правильного питания светодиодной ленты.

В чем преимущества импульсного блока питания перед трансформаторным? Поскольку преобразование напряжения производится на относительно высокой частоте, соответственно, уменьшаются габариты и масса трансформатора, а значит и всего блока. Причем уменьшаются существенно – в десятки раз.

В результате мы получаем исключительно компактный и надежный блок питания с КПД до 95%.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector