Блок питания для светодиодов: разновидности, подключение

Светодиодная лента

Светодиодная лента представляет собой гибкую полосу, в основе которой лежит медный проводник, по всей площади размещаются светодиоды. Она разделена на модули. Модуль — это участок ленты, на котором установлено три светодиода и сопротивление. Благодаря такой конструкции можно удалить нерабочий участок и заменить его новым.

Светодиодные полоски имеют степень защиты. Подбирается она в зависимости от места применения и условий окружающей среды. Например, класс IP20 подойдёт только для сухих помещений, так как убережёт ленту только от пыли. Степень защиты IP68 надёжно защищает не только от пыли, но и от влаги, попаданий капель и брызг воды.

Варианты в силиконовой оболочке не боятся воды, но нагреваются намного сильнее.

Светодиодные полоски различаются по размерам установленных в них светодиодов, их потребляемой мощности, цвета и мощности светового потока. Позже мы рассмотрим, как определить какой мощности и сколько ленты нам понадобится для нужного и качественного освещения.

Как определить мощность светодиодной ленты

Параметр, на который необходимо обращать внимание в первую очередь. От него, как правило, зависит и количество излучаемого света

Ленты с более высокой потребляемой мощностью имеют больший световой поток. Он зависит от типа установленных светодиодов в модулях. Существует много типов разных светодиодов. Рассмотрим несколько из них на примере в таблице.

Два типа светодиодов и способ их размещения в ленте.

На рисунке выше указано, сколько установлено светодиодов в одном метре LED-полосы. Каждый светодиод имеет индивидуальную потребляемую мощность, если вы знаете его тип, то мощность можно вычислить благодаря формуле и параметрам из таблицы ниже.

Путём несложных математических расчётов также можно посчитать потребление энергии одного метра ленты за один час работы, умножив количество светодиодов на их мощность.

Таблица характеристик основных типов светодиодов.

Пример расчёта: вы остановили свой выбор на LED-полосе с типом светодиода SMD3528, на площади в один метр количество элементов 60 шт. Лента зелёного цвета. Из таблицы: ток 20 мА (I), напряжение 3,2 В (U). Переводим миллиамперы в амперы 20/1000=0,02. P=I*U, 3,2*0,2=0,096 Вт. Количество светодиодов 60, мощность одного 0,096 Вт, следовательно 60*0,096=5,76 Вт. Мощность светодиодной ленты на метр составила 5,76 Вт. В одной катушке находится 5 м LED-полосы, 5*5,76=28,8 Вт, следовательно энергопотребление составит 28,8 Вт в час.

Совет эксперта

Стариков Михаил

Старший инженер-электроник

Задать вопрос

Обратите внимание, рассмотренный пример расчёта произведён для ленты, которая используется для декора, а не основного освещения. С основным освещением всё аналогично, только потребляемая мощность будет выше

Как правило, используется лента с компонентом 5050, которая оказывает большую нагрузку. К примеру, 5 м ленты белого цвета с количеством компонентов 60 шт потребляет: (3*20)/1000*3,2*60*5= 57,6 Вт. Мощность светодиодной ленты на метр составила 11,52 Вт.

Производитель указывает мощность на упаковке товаров, но настоятельно рекомендуется проверять её перед монтажом. Может оказаться, что она не соответствует заявленной. Приведём наглядный пример разницы мощности светодиодных лент в таблице.

Таблица потребляемой мощности светодиодных лент разного типа.

Тип светодиода	Диодов на 1 метре	Мощность, Вт
SMD 3528	60	4,8
SMD 3528	120	7,2
SMD 3528	240	16
SMD 5050	30	7,2
SMD 5050	60	14
SMD 5050	120	25

Как выбирать нужный блок питания

Блок питания ленты подбирается исходя из нагрузки, которая к нему подключена. Для этого суммируется общая нагрузка всех подключаемых лент. В зависимости от удобства коммутации и мощности оборудования, в системе освещения может быть использовано два и более блока питания.

Для правильной и стабильной работы оборудования запас мощности устройства должен быть не менее 20% подключаемой нагрузки. Он позволяет снизить нагрев устройства.

Блок питания. На этикетке указаны характеристики.

Пример вычисления

Мощность — это основная характеристика, где шкалой измерения является ватт. Для того чтобы подсчитать ее для определенной ленты, необходимо следовать такому алгоритму:

в первую очередь необходимо выяснить, какое количество электроэнергии потребляет один метр. Этот показатель можно с легкостью узнать с помощью специальной таблицы. Например, у изделий SMD 5050 на 1 м этот параметр составляет 7,3 Вт;
после можно определить мощность, которую в целом будет потреблять led-система. Для этого необходимо показатель для одного 1 м помножить на общий размер осветительного прибора. Например, при установке подсветки в 10 метров. В этом случае 7,3 Вт необходимо умножить на 10 метров, и получается 73 Вт.

Именно эту мощность в 73 Вт будет потреблять SMD 5050 длиной 10 метров. Однако в этом случае необходимо учитывать, что определенное количество ватт затрачивается на преобразование тока, поэтому желательно подбирать блок питания с немного большим количеством ватт, чтобы был незначительный запас. Он сможет компенсировать вероятные потери и сохранять работоспособность осветительных изделий на требуемом уровне.

Наименьший запас мощности, который обязан иметь преобразователь, обязан находиться в пределах 30% от окончательного значения подсчетов. То есть конечный результат расчетов для изделий с потреблением в 73 Вт, с учетом 30%, уже составляет 94,9 Вт.

Представленные на сегодняшний день в продаже светодиодные приборы питаются от постоянного тока. Причем им необходимо подать напряжение 12 либо 24 Вольт. Также можно встретить устройства, которые работают с показателем 36 В, однако они попадаются довольно редко.

Выбрать правильный блок питания очень легко. Вначале нужно посмотреть на маркировку прибора освещения. На нем непременно обязано указываться напряжение. Как правило, потребителю представлены изделия на 12 В. Преобразователь обязан непременно соответствовать этому значению. Не нужно выбирать блок питания с высоким запасом мощности. Чем этот показатель выше, тем дороже обойдется устройство.

Как определить полярность светодиода

Определение полярности светодиода по внешнему виду

Все светодиоды на 12 вольт (белые, красные, синие и других цветов) имеют анод и катод (полярности). Их нужно учитывать при подключении LED. Определить полярности можно одним из способов:

По конструкции. Одна из ножек на цоколе лампочки всегда длиннее на несколько мм. Это и есть анод. Он маркируется значком «+» или зеленой точкой.
По чаше внутри колбы. Если внимательно присмотреться, на ней можно увидеть два кристалла. Больший обозначает катод. Меньший — анод.
С использованием мультиметра. Для этого устройство нужно выставить в режим «Прозвонка». Затем щупы аппарата подводят к катоду и аноду. К первому — черный, ко второму — красный. При правильном их расположении лампочка должна светиться. Если этого не произошло, значит, мастер неправильно определил «+» и «-». Нужно изменить положение щупов. Если и это не помогло, светодиод просто неисправен.

Что такое светодиод и как он работает

Светодиод — это, во-первых, диод. И точно так же как у обычного диода, у светодиода есть два вывода (контакта питания): анод (плюс) и катод (минус). Это связано с тем, что светодиод является полупроводником, то есть, проводит электрический ток только в одну сторону (от анода к катоду), и не проводит в обратную (от катода к аноду).

Итак, для того, чтобы светодиод засветился, надо пропускать через него электрический ток в направлении от анода к катоду. Для этого следует подать на его анод положительное, а на катод — отрицательное напряжение.

Тут и начинается самое неприятное. Оказывается, что светодиод нельзя подключать к источнику питания напрямую, поскольку это приводит к немедленному сгоранию светодиода. Причина сего поведения кроется в следующем. Выражаясь простым бытовым языком, светодиод является очень жадной и неразумной личностью: получив неограниченное питание он начинает потреблять такую мощность, которую физически не способен выдержать.

Как мы все уже догадались, для нормальной работы светодиоду нужен строгий ограничитель. Именно с этой целью последовательно со светодиодом устанавливают резистор, который служит надежным ограничителем тока и мощности. Этот резистор называют ограничительным.

Как подключить к 12 вольтам

Наглядная схема подключения.

Схема подключения светодиода к источнику питания 12 В не отличается от стандартной, но необходимо рассчитать сопротивление и мощность резистора. Для проверки или предварительного тестирования сборки достаточно одного резисторана 1 кОм.

Для примера возьмем самый распространенный тип светодиода– белый с максимальной силой тока 20 мА. По сути, вольтаж не играет особой роли. Главное, чтобы ток не превышал максимально разрешенные параметры. Падение напряжения в зависимости от модели составляет от 1,8 до 3,6 В. Для удобства расчетов возьмем 3 вольта.

Сопротивление для светодиодов

Формула расчета сопротивления.

Вычисляем параметры:

Разница напряжение источника питания и падения напряжения – 12-3=9.
Произведение максимальной силы тока (ампер) и коэффициента надежности – 0.02*0,75=0,015.
Рассчитываем сопротивление(кОм) – 9/0.015 = 600 (кОм).

Формула расчета мощности.

Расчет мощности резистора:

Разница напряжения источника питания и падения напряжения – 12-3=9.
Согласно формуле, возводим в квадрат – 9*9=81.
Делим на сопротивлениерезисторав омах – 81/600=0,135 Вт.

Таким образом, нам идеально подойдет резистор MRS25 (0,6 Вт, 600 Ом, ± 1%). На середину 2020 года его стоимость составляет около 8 рублей. Обычно нет необходимости высчитывать мощность резистора

Тем не менее, это важно делать для проверки будущей сборки

Герметичные блоки питания

Герметичные модели полностью запечатаны в водонепроницаемом корпусе.

Внутри них помещается схема со всей электроникой и заливается силиконовым компаундом. Доступ влаги или влажного воздуха внутрь таких изделий перекрыт на 100%.

С одной стороны это и хорошо, но с другой стороны, вы тем самым ухудшаете условия охлаждения. Нагревающиеся электронные компоненты, просто не будут успевать толком охлаждаться.

И стоит хоть чуть-чуть нагрузить такую модель даже до номинальных параметров, как вам тут же будет обеспечен поход в магазин за новым экземпляром.

Чтобы подобного избежать, выбирайте БП не в пластиковых корпусах, а в алюминиевых.

Теплоотвод у них на порядок лучше. И на улице им не страшен не только дождь, но и солнце и мороз.

Эти блоки питания имеют степень защиты IP67. Их можно устанавливать:

на улице

во влажных помещениях

Однако при этом их запрещено погружать в воду. Для подводной подсветки бассейнов, прудов или фонтанов, лучше воспользуйтесь иными устройствами.

Из-за своих компактных размеров их часто применяют для подсветки потолка. Они хорошо встают в узкую нишу и без проблем прячутся за не высокими бортиками.

Главный их недостаток – это стоимость. Они дороже не герметичных моделей минимум в 2-3 раза.

Второй существенный минус – малая мощность. В пластиковом корпусе можно найти разновидности до 75Вт включительно. В алюминиевом – до 100Вт.

Инструкция как сделать блок питания для светодиодной ленты:

Начнем. В первую очередь необходимо разобраться с питанием. Телефонная зарядка выдает 5 В, а нам нужно только 3 из них. Так вот, чтобы ограничить 2 В нам необходимо будет припаять резистор. С помощью небольшого вычисления определим какой именно резистор нам поможет, 2 / 0,02(А — ок потребляемый светодиодом) = 100. Получается, что нам нужен резистор на 100 ом.
Отрезаем штекер от телефонной зарядки при помощи кусачков или обычных ножниц.

Далее к делу подключаем паяльник. Включаем его, разогреваем. Залуживаем контакты проводов, оставшихся после обрезки штекера

Обратите внимание, что один из них нам нужен несколько короче.

На тот провод, который короче другого припаиваем резистор.

Сажаем резистор в термоусадочную трубку для изоляции. Для этого будем использовать зажигалку.

Далее нам понадобятся три отрезка термоусадочной трубки с разным диаметром — один 7 мм два других 2 мм.

Провод зарядного устройства вставляем в термоусадку 7 мм

Маленькие трубки мы подготовили для проводков с разъемом — от компьютера, но перед тем как «одевать» провода в трубки их предварительно нужно залудить. Внимание! Не спешите сажать термоусадочные трубки огнем — это мы сделаем позже.

Спаиваем проводки между собой и изолируем.

Сажаем с помощью огня зажигалки термоусадку 2 мм. Далее натягиваем до самого разъема 7 мм изоляцию.

При желании можно взять термоусадку чуть большего диаметра и завести ее немного на разъем — для красоты и надежности.

Вот так это все работает.

Спасибо за внимание!

Фото взяты с сайта https://delaysam.net/

Способы определения мощности светодиода

На самом деле способов как узнать потребление не так уж и много, поэтому давайте остановимся на каждом из них и рассмотрим более подробно.

Мультиметром

Этот способ самый сложный и не является точным, прибегать к нему советую только в крайнем случае, когда достаточно хотя бы примерных значений.

Имея на руках только один мультиметр (он же тестер), для измерения следует выполнить следующую последовательность действий:

Собрать схему с подключенным светодиодом через токоограничивающий резистор на 500 Ом от блока питания с плавной регулировкой напряжения от 0 до 12 В.
Плавно поднимая напряжение на блоке питания, следует постоянно измерять напряжение на блоке питания и светоизлучающем диоде, т.е. до резистора и после (в местах V1 и V2). В таком способе удобно использовать два мультиметра или два вольтметра. Изначально, значения напряжений будут почти одинаковы (разница не более 0,1В). При достижении определенного уровня, начнется ощутимый рост разницы измеряемых значений.
Зафиксировать значение напряжение
Подключить проверяемый светоизлучающий диод через резистор 10 Ом последовательно с амперметром. Если нет амперметра, используйте мультиметр.
Поднимите напряжение до зафиксированного ранее значения V
Зафиксируйте значение тока и, используя закон Ома, определите мощность светодиода.

Как это сделать, читайте ниже.

Иногда люди сталкиваются с интересной особенностью, проверяемый светоизлучающий диод исправен (проверяют светодиод мультиметром), но никак не светится при подаче на него питания. Оказывается, что он инфракрасный. Определить ИК — светодиод можно посмотрев на него через объектив камеры. Он будет светиться.

По закону Ома

В самом начале статье мы упоминали формулу мощности, которая вытекает из закона Ома. Там же приведен пример расчета потребления. Зная формулу (P=I*U), а также силу тока (I) и напряжение (U) светодиода, Вы без труда узнаете сколько потребляет светодиод.

По внешнему виду

Определить сколько потребляет светодиод по внешнему виду практически не возможно, поэтому этим способом также рекомендую пользоваться только в крайнем случае, так сказать в безвыходной ситуации. Методика визуального определения сводится к возможности отнесения «узнаваемого» к какому-либо известному Вам типу светоизлучающего диода. Определяем для «подопытного» тип светодиода (а лучше марку и модель, это можно сделать по маркировке) и ищем к нему даташит, в котором можно найти точные характеристики, в том числе и мощность.

Давайте посмотрим, как применить способ на практике. Например, на руках у нас имеется светоизлучающий диод, как на фото ниже.

Сразу видим, что это SMD LED. Зная то, что в названии SMD LED зашифрованы габариты. Берем штангенциркуль и меряем размеры. Получив значения ширины – 28 и длины – 35 мм, можно с уверенностью сказать, что это светодиод SMD 3528. Мощность SMD 3528 белого цвета составляет 0,06 Вт. Это значение является средним, т.к. оно может варьироваться плюс – минус 15% в зависимости от производителя.

Рассмотренная выше методика применима к любому SMD LED и даже для светодиодной ленты, т.к. в ее основе лежат данные LED. Узнав мощность одного светоизлучающего диода на ленте, и посчитав их количество, Вы без труда узнаете мощность всей светодиодной ленты.

Для наглядной демонстрации определения мощности светодиодной ленты, рекомендуем посмотреть соответствующее видео с ютуба. При расчетах автор пользуется законом Ома.

Ремонт блока питания светодиодной ленты

Многие блоки питания, рассчитанные на среднюю и большую мощность (30 и более Вт), построены на интегральном драйвере со встроенным силовым ключом, типа KA5l0365, FSDH065RN и т.д. Такие решения применяются и в бытовой технике, например, в блоках питания DVD проигрывателей. Такие микросхемы взаимозаменяемы, стоит только определить цоколевку сгоревшего чипа и установить тот, который вам удалось найти.

Для ремонта блока питания для светодиодной ленты на 12В (и не только), схема почти не изменяется. Нужно совершить подключение подобно тому, что изображено ниже. Разумеется, с учетом распиновки.

Более сложные и надежные блоки построены на ШИМ-контроллерах:

TL494;
KIA494AP;
MB3759;
KA7500;

Они аналогичны, ниже схема блока питания для светодиодной ленты с их использованием:

ШИМ-контроллер расположен в нижней части схемы, с помощью P1 (справа на схеме) осуществляется регулировка. Подбирая его величину, можно добиться нужного напряжения на выходе, чем-то похоже на регулировку 431 стабилизатора.

Даже если на вашем блоке нет потенциометра или подстроечника, вы можете его установить самостоятельно, заменив постоянный, аналогично приведенной мной схеме.

При ремонте смотрите на сигнал на выходе ШИМ, силовые ключи Т12 и Т13 подключенные к выводам 8 и 11 TL494.

На картинке ниже более наглядно изображена регулировка, потенциометр подключается к 1 вывод ИМС.

Таким образом вы можете своими руками экспериментальным путем сделать питание для светодиодной ленты из любого БП на 494 ШИМ-контроллере.

Практически все блоки питания можно своими руками перенастроить в узких пределах на необходимое напряжение питания светодиодной ленты. При этом вы обойдетесь минимальными затратами.

Типы и виды

Перед подключением светодиодной ленты стоит разобраться в их видах и маркировке. Так вы не ошибетесь с выбором блока питания и точно рассчитаете требуемую интенсивность свечения, длину ленты и другие параметры.

Наиболее востребованы в подсветке интерьеров ленты из однотонных — монохромных — кристаллов. Постоянная смена цветов слишком напрягает, не дает расслабиться. Это — иллюминация, а не освещение

Потому используются универсальные ленты для создания рекламы, подсветки автомобилей — там, где необходимо привлечь внимание. При оформлении интерьеров применяют в основном SMD ленты

Степень защиты

Так как область применения обширна, то и степень защиты бывает разной. Для сухих помещений выпускаются обычные открытые — без защитного покрытия. Есть влагозащищенные — их можно использовать во влажных помещениях — в ванных например. Они залиты слоем лака. Есть еще один вариант — влагостойкие. Они запаяны в герметичный корпус и могут быть смонтированы прямо в воде — в аквариуме, в пруду или бассейне. Их же можно использовать для подсветки на улице.

Герметичные ленты для подсветки аквариумов, бассейнов или декоративных прудов

Для наружного стайлинга автомобилей чаще всего используют светодиодные ленты, помещенные в прозрачную полимерную трубку. Она защищает не только от попадания влаги, но и от механических повреждений, но и стоимость их выше.

Размеры светодиодов, их яркость и плотность

Разберемся с размерами. Если взять несколько лент, можно увидеть, что сделаны они из светодиодов разного размера. Кроме того располагаются они иногда плотно один возле другого, в некоторых — на довольно приличном расстоянии, а еще есть ленты со светодиодами в две линии.

Самые популярные размеры светодиодов

Размеры элементов внешне отличить несложно, но как понять это по маркировке. Размеры отображены в цифрах, которые стоят после букв, обозначающих тип светодиода. Например, LED-R-SMD3528 (красный) и LED-RGB3528 (универсальный) собраны из элементов размерами 3,5*2,8 мм, LED-G-SMD5050 (зеленый) и LED-RGB5050 (универсальный) — 5,0*5.0 мм.

Это — два самых распространенных типа, хотя есть и более крупные — 56*30 мм, а также встречаются более мелкие — 20*20 мм.

Чем больше размер кристалла, тем большую интенсивность света они выдают. Для монохромных кристаллов показатели такие:

размером 3,2*2,8 мм выдает световой поток от 0,6 до 2,2 лм;
размером 5,0*5,0 мм — от 2 до 8 лм.

Универсальные светодиоды при одинаковых размерах имеют меньшую интенсивность: в одном корпусе запаяны три мелких кристалла разных цветов, потому и интенсивность свечения RGB ниже:

3,2*2,8 мм выдает 0,3 до 1,6 лм;
размером 5,0*5,0 мм — от 0,6 до 2,5 лм.

Все значения даны для кристаллов без защитного покрытия. Любое из них снижает интенсивность свечения и это необходимо учитывать при расчете яркости свечения.

Расчет длины

Выше речь шла о каждом отдельном светодиоде на ленте, а на ленте их много и они располагаются с разной плотностью, соответственно выдавать могут поток света разной интенсивности. Минимальное количество кристаллов на одном метре — 30 шт, самая высокая плотность в один ряд — 120 шт/м, в два ряда — 240 шт/м.

В зависимости от количества кристаллов меняется и суммарная интенсивность свечения и электрическая потребляемая мощность. Для удобства расчета требуемой интенсивности освещения и электрических параметров, технические данные сведены в таблицу.

Таблица мощности светодиодных лент с разной плотностью установки светодиодов

По этой таблице можно определить, какой длины необходима лента для подсветки. Например, хотите сделать подсветку в комнате, свечение средней интенсивности. Заменить необходимо две лампы накаливания по 80 Вт. Необходимо организовать световой поток порядка 140 Вт (две лампы по 80 Вт никогда не дадут 160 Вт).

Если для этих целей взять SMD3528 с количеством светодиодов 120 шт/м необходимо будет около 5 метров ленты (берем с с запасом 20%), SMD5050 с плотностью установки 60 шт/м потребуется 4-4,5 метров.

Вообще светодиодную ленту продают на метры. С завода она приходит бобинами по 5 м и далеко не всегда необходим кусок такой длины. Потому имеется возможность отрезать необходимое количество: по нанесенным пунктирным линиям с изображением ножниц. Строго по этим линиям и можно резать.

Разрезают светодиодную ленту ножницами строго по разметке

Если ножницы не нарисованы, то обязательно есть пунктир. Также линию реза можно определить по наличию контактных площадок с обеих сторон от линии.

На 12 В.

На 24 В.

Верно! Не верно!

Продолжить »

Все ли ты знаешь о светодиодной ленте

Ты абсолютно ничего не знаешь о светодиодной ленте. Советуем почитать наши статьи в разделе светодиодная лента.

Ты очень слабо знаешь принцип работы светодиодной ленты. Советуем почитать наши статьи в разделе светодиодная лента.

Ты неплохо разбираешься в принципе работы светодиодной ленты, но есть некоторые пробелы.

Ты очень хорошо знаком со светодиодными лентами.

Перепройти тест!

Предыдущая
Светодиодная лентаЧто такое контроллер для светодиодной ленты и как его выбрать
Следующая
Светодиодная лентаПодключение RGB ленты и варианты её использования

Спасибо, помогло!Не помогло

Выбираем блок питания для светодиодов

Светодиодная лента