Как самому рассчитать мощность блока питания на 12 В для светодиодной ленты

Блок питания своими руками: как сделать универсальный источник питания

Блок питания является неотъемлемым требованием любой техники. Благодаря этому устройству удается регулировать уровень напряжения, тем самым предотвращая преждевременную поломку электрической конструкции.

Сегодня собрать регулируемый блок питания своими руками достаточно просто. В интернете представлено множество схем, которые помогают облегчить поставленную задачу даже для новичков радиолюбителей. Процесс изготовления этой конструкции довольно увлекательное и интересное занятие.

Перед тем как приступить к рабочему процессу, необходимо подобрать простую схему для изготовления блока питания. Чем легче чертеж, тем быстрее удастся собрать установку. В специализированных магазинах представлен широкий ряд радио и электрических деталей для данной конструкции.

Разновидности и типы блоков питания

Перед тем как приступить к сборке устройства, необходимо ознакомиться с видами и типами блоков питания. Каждая модель имеет свои характерные особенности.

К ним относят:

• стабилизированные типы. Они отвечают за бесперебойную работу электрического устройства;
• бесперебойные виды. Они позволяют работать прибору даже при отключении от электрической цепи.

Классификация по принципу работы

По принципу работы они классифицируются на следующие типы. К ним относят:

Импульсный. Он представляет собой инверторную систему, в которой происходит преобразование переменного тока в постоянное высокочастотное напряжение.

Для того чтобы сделать импульсный блок питания своими руками необходимо приобрести специальную гальваническую развязку, которая будет передавать преобразованную мощность к трансформаторной установке.

Трансформаторный. Он состоит из понижающего трансформатора и специального выпрямителя. Он в дальнейшем преобразовывает переменную мощность в постоянную. Здесь дополнительно устанавливают фильтр-конденсатор. Он позволяет сгладить чрезмерную пульсацию и колебания в процессе работы устройства.

Мастер-класс по изготовлению регулируемого блока питания

Как сделать подобное устройство в домашних условиях? Подробная инструкция как сделать блок питания своими руками поможет справиться с поставленной задачей. Первым делом необходимо иметь четкое представление, для каких целей будет собрано это устройство.

Главными принципами работы сооружения является подача максимального тока, который в дальнейшем будет направлен в сторону нагрузки. Помимо этого он будет обеспечивать выходное напряжение. Благодаря этому электрический прибор может нормально функционировать.

Например, устройство на выходе дает от 3 до 15 Вт, а прибор требует 5 Вт. Для этого определенным положением регулятора меняем диапазон преобразованной мощности.

Из чего можно сделать блок питания?

Для понадобятся следующие детали:

• трансформатор;
• диодный мост;
• микросхема;
• конденсаторный фильтр;
• дросселя;
• блоки защиты;
• стабилизатор напряжения.

Трансформатор может иметь мощность в пределах 10 Вт. Как правило, его обмотка способна выдержать напряжение от 220 Вт до 250 вт. Вторичная обмотка проводит от 20 до 50 Вт.

Эту деталь можно купить в специализированном отделе или найти в любом старом электроприборе.

Микросхема выпускается под определенной маркировкой (PDIP – 8). Здесь можно делать неограниченное количество проводящих электрических дорожек.

Диодный мост делают из четырех диодов размером 0,2 х 0,5 мм. Изделия серии SOIC значительно уменьшают перепады электрического напряжения.

Блоки защиты будут выполнены из двух предохранителей марки FU2. При срабатывании данных изделий вырабатывается ток мощностью 0,16А. Дроссели L1 и L2 можно сделать самостоятельно. Для этого понадобятся два элемента из магнитного феррита. Их размер должен быть К 17,5 х 8,3 х 6 мм.

Подсоединение всех элементов осуществляются по определенной схеме, которая представлена ниже. Здесь каждая деталь обозначена соответствующим обозначением. На фото самодельного блока питания изображено готовое устройство.

Назначение блока питания

Светодиодные ленты – это прекрасная альтернатива мощному освещению, к примеру, от лампы накаливания или энергосберегающего светильника. Подобрать светодиоды не сложно, больше всего проблем вызывает их подключение к сети. Для того чтобы организовать удобную и красивую диодную подсветку, Вам понадобится специальный блок питания.

Фото — Блок питания для светодиодной ленты

Блок питания, также известный как малогабаритный трансформатор или проводник, является одним из наиболее важных компонентов системы LED и предназначен для питания светодиодов. Его размеры маленькие, поэтому Вы без проблем сможете крепить прибор под подвесным потолком или в мебели. Использование неправильного типа устройства электропитания может не только навредить светодиодной ленте, но и стать причиной возгорания жилища

Важно также знать, какое входное напряжения переменного тока Вам необходимо, и быть уверенным, что выбранный аппарат соответствует этим параметрам. Для сооружения корпуса в основном используется пластик, который противостоит многим внешним разрушающим факторам (его можно использовать на улице, во влажных комнатах)

Рассмотрим, как правильно выбрать блок питания:

1. Определите нужное напряжение.

Постоянное напряжение, которое требуется светодиодной продукции до работы имеет ключевое значение при выборе модели трансформатора и его уровня питания. В основном в магазинах предлагается контроллер нерегулируемый, т.е. он всегда выдает одно и то же напряжение. Это не означает, что яркость ламп не будет контролироваться, напротив, данный показатель контролируется специальным ШИМ-диммером, который значительно упрощает работу блока питания. Наиболее популярны модели со встроенным диммером марок Feron (для RGB ленты LB005 30W 12V), Led Lamp, 450W GEMBIRD ATX (120mm fan) CCC-PSU, Arlight, ARPV LV-35-12, NS-LV-50-12(12V, 4A, 50W), HTS-100, YGY-121000, ZC-BSPS 12V3,3A=40W jaZZway.

1. Определите ​​общую длину ленты освещения.

После того как Вы определили напряжение светодиодного продукта, который хотите использовать, нужно рассчитать расстояние всей светодиодной ленты.

1. Подобрать мощность бока питания.

Подбор мощности для любого блока питания светодиодной ленты производится согласно специальной таблице, рекомендуем Вам ознакомиться с инструкцией выбранной фирмы

Очень важно не экономить на приспособлении с нужной мощностью

1. Расчет прибора.

Перед тем, как установить маломощный или многоканальный трансформатор, нужно подсчитать некоторые параметры. Если Вы знаете длину светодиодной ленты и мощность, то необходимо перемножить эти показатели и добавить к ним 10-5 процентов погрешности. Полученное число будет являться показателем теплового потока Вт/м2, и в зависимости от него нужно подбирать блок питания. Это поможет уберечь себя и свою семью от коротких замыканий и перегораний кабеля.

1. Монтаж блока.

Теперь осталось только собрать блок питания и ленту в одну рабочую систему. Если Вы не используете компьютерный трансформатор, то Вам нужно:

Взять небольшой кусочек проволоки и короткий зеленый, и черный провод. Так мы разметим кабеля фазы и заземления. Подключите электричество в желтый и черный провода. Предположим, Желтый = 12 + Красный = 5В + черный = Земля. Для чистоты установки Вам, возможно, понадобится полностью разобрать трансформатор. Вырежьте все провода, оставляя пару черных шнуров, зеленый кабель и некоторые желтые.

Фото — Подключение блока питания

Снимите зеленый и черный шнуры, скрутите их вместе и отложите в сторону. Проверьте правильность соединения черных и желтых проводов, после чего подключите прибор в сеть. Убедитесь, что прибор герметичный, кабель выхода хорошенько запаян, а другие места контактов не соприкасаются.

Фото — Компактный блок питания для светодиодной ленты

После окончания работы, наденьте корпус на место, включите напряжение, проверьте правильность последовательности горения светодиодов. Как видите, подключения трансформатора своими руками – это достаточно простая задача.

Видео: подключение светодиодной ленты к блокам питания

Блок питания для светодиодной ленты 24В

Светодиодные ленты на 24 вольта подключаются к источнику постоянного напряжения 24В, т.е. для их подключения к городской сети 220В потребуется понижающий преобразователь. Блоки питания для светодиодных лент еще называют светодиодными драйверами.

Светодиодные драйверы на 24В могут отличаться мощностью, конструкцией и степенью защиты от внешних воздействий. Их можно разделить на три разных типа: герметичные, полугерметичные и негерметичные. Степень защиты драйвера подбирается в зависимости от условий, в которых ему придется работать.

Полностью герметичный светодиодный драйвер имеет степень защиты IP67, IP68 и может устанавливаться не только в ванной комнате, но и на улице. Негерметичный светодиодный драйвер со степенью защиты IP20 и IP33 может работать только внутри помещений при несильной запыленности. Корпус такого блока питания может быть практически открытым для хорошей вентиляции.

Светодиодный драйвер обязательно нужно подбирать с запасом до 30%, чтобы он не работал на полную нагрузку. Так он будет меньше нагреваться и прослужит гораздо больше. Чтобы правильно выбрать светодиодный драйвер, нужно знать мощность всей светодиодной ленты в цепи. Все эти данные можно узнать на упаковке светодиодной ленты или придется рассчитывать самостоятельно.

Если под рукой имеется парочка LED драйверов необходимой мощности, но на 12В, то можно соединить их последовательно для получения на выходе напряжения 24 вольта.

Принцип действия светодиодного блока питания

Блок питания светодиодной ленты (адаптер для светодиодной ленты) представляет собой электронное устройство. Для многих пользователей ассоциируется с понижающим трансформатор. Это не совсем так. Принцип работы трансформатора основан на преобразовании переменного тока в постоянный за счет прохождения через две проволочные катушки. Единственная функция трансформатора – понизить или повысить напряжение на выходе.

Блок питания СЛ принципиально отличается по устройству от трансформатора, хотя, выполняет схожие функции: понижение напряжения до приемлемых для работы светодиода значений и стабилизирует его, не позволяя светодиодам мерцать в процессе работы.

Принцип действия импульсного блока питания наглядно представлен на рисунке:

РИСУНОК 1

Устройство импульсного блока питания СЛ

В отличие от обычного трансформатора в импульсном блоке питания (RGB) преобразование переменного тока сети в постоянный происходит на первоначальном этапе. После этого постоянный ток 220 вольт поступает на электронное устройство – генератор импульсов. В отличие от бытовой частоты в сети, равной 50 Гц, генератор импульсов задает очень большую частоту: от 30 до 150 КГц (30 000 – 150 000 колебаний в секунду). За счет этого достигается практическая бесшумность работы устройства. Человеческое ухо не способно уловить шум, возникающий при работе прибора, в отличие от постоянно гудящего обычного трансформатора.

Ток высокой частоты поступает на миниатюрный трансформатор, имеющий привычный вид, только в десятки раз меньший по размерам. На трансформаторе происходит понижение напряжения до требуемых значений (чаще всего 12 или 24 вольта).

После снижения напряжения на трансформаторе, переменный ток 12 вольт поступает на электронную схему выпрямителя, где преобразуется в постоянный, имеющий полярность  «+» и «-». Импульсный блок питания имеет очень высокий КПД, от 90 до 98%, по сравнению с традиционным, у которого КПД всего

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.

1. 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. Выбор блока питания для светодиодной ленты Облуживать провода нужно быстро, чтобы не перегреть их и не повредить светодиоды
2. После этого свободные концы проводов (не припаянные к ленте) подсоединяем к блоку питания, соблюдая полярность. Выбор блока питания для светодиодной ленты 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?

Выбор блока питания для светодиодной ленты 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:

1. 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.
2. Далее зачищаем и облуживаем контактные площадки обоих кусков ленты (с одной и той же стороны).
3. Берём четыре двухжильных провода (два красных «+» и два чёрных «-») и также подготавливаем (зачищаем и лудим).
4. 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.
5. 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. Выбор блока питания для светодиодной ленты 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.

Источник

Светодиодная лента 220В: подключение без блока питания к обычной сети — недостатки конструкции

Производители постарались учесть запросы обычных потребителей и стали выпускать ленту на 220 вольт.

Ее очень просто подключать к бытовой проводке через небольшой блок из выпрямительных диодов и сглаживающего конденсатора. Его стоимость намного ниже, чем ИБП.

Выходящие из ленты провода просто вставляются в пластиковые наконечники.

Осветительную схему можно собирать последовательными цепочками до 100 метров длиной, а снижения светового потока на ее конце практически не будет заметно.

Вся конструкция помещена в прочную защитную оболочку, которая надежно исключает поражение током от напряжения 220 вольт. Подключение к выходным гнездам выпрямительного блока осуществляется с торца через вмонтированные контактные гнезда.

Порядок сборки следующий. Вначале надевают защитный диэлектрический колпачок.

Через него в контактные гнезда устанавливают переходную колодку.

Подготовленный конец вставляют в разъем выпрямителя с соблюдением полярности: иначе светодиоды не станут светить.

С обратной стороны надевают защитный колпачок.

Остается вставить блок питания в розетку и собранная конструкция станет работать.

Однако я хочу предупредить начинающих мастеров о скрытой опасности: никто не застрахован от ошибок. Их совершают даже опытные электрики. Поэтому любая подача напряжения на новое оборудование должна выполняться через автоматический выключатель.

Он спасет вас и подключенные светодиоды от критической ситуации: случайно созданного короткого замыкания или перегруза электрической схемы.

Однако здесь не все так просто, как кажется на первый взгляд

Обратите внимание на недостатки, которыми обладает светодиодная лента на 220 вольт:

1. Питающая сеть подвержена колебаниям напряжения, в ней присутствуют различные электрические помехи и наводки. Вопросы фильтрации посторонних сигналов и стабилизации питания простым выпрямительным устройством не обеспечиваются.
2. Равномерности освещения нет, глазу заметны небольшие мерцания, обусловленные низким качеством напряжения.
3. Охлаждение ленты 220 V не предусмотрено, при работе она перегревается, что значительно укорачивает ее ресурс.
4. Силиконовое покрытие при нагреве выделяет неприятный запах.

Поэтому напрашивается вывод: светодиодная лента 220 В, созданная для подключения без блока питания не должна устанавливаться в жилых помещениях. Ее место на улице или в хорошо проветриваемых местах.

В заключение рекомендую посмотреть короткий видеоролик от интернет магазина Luxiled “Подключение светодиодной ленты к блоку питания”.

Если у вас появились вопросы или желание прокомментироватьполученный материал, то воспользуйтесь специальным разделом.

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.

Коэффициент запаса мощности

Коэффициент запаса мощности меньше 30% не используйте. Зачем он вообще нужен, спросите вы?

Он необходим, чтобы блок питания не работал на пределе своих возможностей. Если вы подберете блок строго по значению мощности ленты, то проработает он совсем не долго. И то, если это качественное изделие.

Нагрев корпуса в этом случае будет стабильно составлять 60-70 градусов. А что говорить о внутренних элементах схемы!

При этом вполне возможны появления посторонних звуков.

Нормальный блок (без вентилятора), вообще не должен издавать никаких звуков – ни свистеть, ни трещать.

Также при перегреве возможны нарушения некачественной пайки. Зачастую, именно она является частой причиной выхода прибора из строя.

Не облуженные выводы элементов, со временем окисляются и элементарно пропадает контакт. Найти такую неисправность простым обывателям, не связанным с радиотехникой, бывает сложно.

И они просто выкидывают блок в мусорку. Хотя для его починки, всего-то нужно было хорошенько пропаять один из контактов.