Расчёт мощности блока питания для светодиодной ленты 12В

Схемы драйверов и их принцип работы

Чтобы провести успешный ремонт, необходимо четко представлять, как лампа работает. Одним из основных узлов любой светодиодной лампы является драйвер. Схем драйверов для светодиодных ламп на 220 В существует множество, но условно их можно разделить на 3 типа:

1. Со стабилизацией тока.
2. Со стабилизацией напряжения.
3. Без стабилизации.

Только устройства первого типа, по своей сути, являются драйверами. Они ограничивают ток через светодиоды. Второй тип лучше назвать блоком питания для светодиодной ленты. Третий вообще как-то назвать сложно, но его ремонт, как я указывал выше, самый простой. Рассмотрим схемы ламп на драйверах каждого типа.

Драйвер со стабилизацией тока

Драйвер лампы, схему которой ты видишь ниже, собран на интегральном стабилизаторе тока SM2082D. Несмотря на кажущуюся простоту он является полноценным и качественным, да и ремонт его несложен.

Сетевое напряжение через предохранитель F подается на диодный мост  VD1-VD4, а затем, уже выпрямленное, на сглаживающий конденсатор С1. Полученное таким образом постоянное напряжение поступает на светодиоды лампы HL1-HL14, включенные последовательно, и вывод 2 микросхемы DA1.

С первого же вывода этой микросхемы на светодиоды поступает напряжение, стабилизированное по току. Величина тока зависит от номинала резистора R2. Резистор R1 довольно большой величины, шунтирующий конденсатор, в процессе работы схемы не участвует. Он нужен для того, чтобы быстро разрядить конденсатор, когда ты выкрутишь лампочку. В противном случае, взявшись за цоколь, ты рискуешь получить серьезный удар током, поскольку С1 останется заряженным до напряжения 300 В.

Драйвер со стабилизацией напряжения

Эта схема, в принципе, тоже довольно качественная, но подключать ее к светодиодам нужно несколько иначе. Как я уже говорил выше, такой драйвер правильнее было бы назвать блоком питания, поскольку он стабилизирует не ток, а напряжение.

Здесь сетевое напряжение сначала поступает на балластный конденсатор С1, снижающий его до величины примерно 20 В, а затем уже на диодный мост VD1-VD4. Далее выпрямленное напряжение сглаживается конденсатором С2 и подается на интегральный стабилизатор напряжения. Снова сглаживается (С3) и через токоограничивающий резистор R2 питает цепочку светодиодов, включенных последовательно. Таким образом, даже при колебаниях сетевого напряжения ток через светодиоды останется постоянным.

Драйвер без стабилизации

Драйвер, собранный по этой схеме, — чудо китайской схемотехники. Тем не менее, если в сети напряжение нормальной величины и не сильно скачет, он работает. Устройство собрано по простейшей схеме и не стабилизирует ни ток, ни напряжение. Оно просто понижает его (напряжение) до примерной нужной величины и выпрямляет.

На этой схеме ты видишь уже знакомый тебе гасящий (балластный) конденсатор, зашунтированный для безопасности резистором. Далее напряжение поступает на выпрямительный мост, сглаживается конденсатором обидно малой емкости – всего 10 мкФ – и через токоограничивающий резистор поступает на цепочку светодиодов.

Что можно сказать о таком «драйвере»? Поскольку он ничего не стабилизирует, напряжение на светодиодах и, соответственно, ток через них напрямую зависят от входного напряжения. Если оно завышено, то лампа быстро сгорит. Если «скачет», то будет мигать и лампочка.

Такое решение обычно используется в бюджетных лампах китайских производителей. Назвать его удачным, конечно, сложно, но оно встречается довольно часто и при нормальном напряжении в сети может работать достаточно долго. Кроме того, такие схемы легко поддаются ремонту.

Подключение светодиодной RGB ленты

Правильный порядок подключения элементов цепи выглядит следующим образом:

Правильный порядок подключения

Запомните. Участки ленты, длиной больше 5 метров, должны подключаться только параллельно.

Что будет, если подключить последовательно?

Во-первых, вы заметно потеряете в яркости на конце участка. Хотя светодиоды и имеют очень малое сопротивление, но потери есть. При такой протяженности на конце напряжение будет порядка 10В. Пониженное напряжение даст пониженную яркость, уже заметную для глаза.

Неправильное подключениеПравильное подключение

Во-вторых, токопроводящие дорожки ленты рассчитаны на максимальную длину 5м. Подключив последовательно еще 5, дорожки будут перегреваться и освещение скорее всего перегорит в самом начале участка.

RGB коннектор

Соединять ленту между собой можно с помощью пайки или клеммами. Для одноцветных вариантов продаются двухвыводные клеммы (коннекторы), для RGB – четырёх или пяти. Уточняйте этот момент при покупке.

Подробнее как соединять rgb ленту между собой.

Блок питания подключается в сеть 220В (клеммы AC, полярность не важна), преобразует переменное напряжение в постоянное 12В (клеммы V+, V-)

При подключении следующих элементов цепи важно соблюдать полярность

Клеммы подключения на БП

RGB контроллер подключается после блока питания (с соблюдением полярности), а в него подключается ргб лента. Каждый вывод на корпусе предназначен для конкретного вывода светодиодов. Если перепутаете местами, ничего страшного не произойдет, просто цвета будут перепутаны.

Клеммы подключения контроллера к светодиодам

В результате готовая схема в сборе должна иметь вид:

Схема в сборе

Усилитель внешне похож на контроллер, отдельно подключается к БП, только имеет не одну плашку с клеммами, а две. Маркируется чаще всего как Led Amplifier, устанавливается в разрыв ленты. Подключается по схеме:

Порядок подключения RGB усилителя в цепьНазначение клемм led amplifier

Разберем теперь схемы подключения лент разной длины с усилителем и без, с одним или несколькими блоками питания.

Схема подключения RGB светодиодной ленты без усилителя

Это простейшая схема включения rgb светодиодной ленты длиной до 5 метров через контроллер с пультом.

Электрическая схема подключения RGB освещения

Для подключения светодиодной RGB ленты длиной 10 или 15 метров, убедитесь, что хватает мощности контроллера и БП (с запасом), и подключайте по следующей схеме:

Схема подключения 10 или 15 

Схема подключения ленты с RGB усилителем

Усилитель используем, если не хватает мощности контроллера. Если мощность блока питания позволяет подключить контроллер и усилитель, используем следующую схему:

Когда суммарная мощность контроллера и усилителя выше мощности БП или блок такой мощности использовать нерационально (большой, сильно греется или шумит), тогда подключаем led amplifier к отдельному питанию по схеме:

Схема подключения усилителя с 2 блоками питания

По такой схеме наращивать суммарную длину ленты можно сколько угодно. Вся она будет управляться с одного пульта.

Помимо последовательного подключения, как в примерах выше, усилители можно подключать параллельно.

Схема параллельного подключения нескольких RGB усилителей с одним блоком питания.

Схема: один БП несколько усилителей

Схема с несколькими параллельными усилителями с отдельным питанием.

Схема: несколько параллельных усилителей с отдельными БП

Если клемм нет – используйте паяльник и монтажный провод, НО не перегревайте контактные площадки. Подробнее как соединять ленту.

Правильная схема подключения 20 метров RGB ленты показана на видео.

Причины выхода из строя светодиодной ленты

Самой частой причиной выхода ленты из строя является попытка запитать светодиодную ленту не через адаптер для светодиодной ленты, а использовать для этого драйвер. Многие путают эти устройства и тем самым сами создают неприемлемые условия для работы СЛ. Отличие драйвера от блока питания заключается в том, что он стабилизирует на одном уровне не напряжение, а ток.

Каждый светодиод, не смотря на внешнее сходство и заданные параметры, является устройством уникальным в плане потребления тока. В светодиодной ленте один светодиод может потреблять ток в 2,0 А, другой в 2,7А, а третий – 1,7А при одинаковом напряжении.

Такая неравномерность приводит к тому, что светодиоды работают нестабильно. Одни светят ярче, другие тусклее, в результате такой несогласованности светодиоды, потребляющие больший ток быстро перегреваются и выходят из строя.

Никогда нельзя заменять блок питания СЛ драйвером.

Как выбрать преобразователь

Диодное освещение используется в самых разных сферах – подсветка рекламных билбордов, оформление салонов автомобилей, дизайн интерьера. Главным компонентом, от которого зависит работа светодиодной ленты, это блок питания. Он представляет собой трансформатор напряжения из сетевого 220 В в рабочее 12 В или 24 В.

Блоки питания бывают:

• открытые – используются в помещениях без повышенного уровня влажности;
• полугерметичные – разрешено использовать на улице, но под навесом, чтобы на них не попадала вода;
• герметичные – помещаются в бассейны, ванные и другие типы помещений с повышенной влажностью.

По виду источников напряжения выделяют:

1. Трансформаторные блоки, в которых основой является силовой трансформатор. Схемы просты и надежны, но приборы обладают большим весом и высокой стоимостью. Практически не используются.
2. Импульсные. Подходят для применения в светодиодных лентах. К преимуществам относятся цена, размеры и вес, мощность и устойчивость к токовым нагрузкам. Недостатки – сложность схемы, чувствительность к влаге, импульсные помехи. Современные технические средства помогают устранить эти недоработки, но стоимость их будет выше.

По мощности различают от 12 до 800 Вт. По силе тока от 1 А до 66 А.

По типу охлаждения:

• пассивное;
• активное.

По материалу корпуса:

• из алюминия;
• из металла;
• из пластика.

Основные технические характеристики блоков питания:

• входное напряжение – показывает, в какую сеть можно подключать устройство;
• выходное напряжение – показывает, в какое напряжение преобразуется;
• номинальная мощность – нагрузка, на которую рассчитан блок питания;
• тип напряжения на выходе – постоянное или переменное.

Перед тем как выбрать блок, нужно заранее продумать размещение. К месту установки также предъявляются требования:

• около корпуса необходимо по 20 см воздушного пространства со всех сторон для вентиляции;
• нельзя устанавливать прибор рядом с нагревательными элементами;
• при использовании двух и более преобразователей нельзя располагать их вплотную друг к другу;
• открытые и полугерметичные приборы нельзя размещать под прямыми солнечными лучами;
• к трансформатору должен обеспечиваться доступ.

Выбор прибора основывается на том, какой нужен способ подключения, корпус, принцип охлаждения, мощность и дополнительные функции. Для расчета мощности блока нужно знать нагрузку 1 метра ленты и длину изделия.

Корпус

Все виды блоков питания различаются по корпусу. Внутренние составляющие и принцип работы схожи. Выбор зависит от условий эксплуатации.

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

Как правильно рассчитать требуемый параметр

Чтобы определить, сколько ампер или какой ток будет потреблять led на 12 или 24 вольт, нужно просто выяснить тип приобретенной продукции и по таблице, приведенной выше, выяснить искомый параметр. Из таблицы мы получим уже готовые значения для изделий с длиной до пяти метров. При этом, если длина подсветки будет превышать 5 метров, к конечному значению таблицы нужно просто приплюсовать необходимую длину. Гораздо проблематичнее дела обстоят при вычислении нужного параметрам в ситуации, когда длина подсветки составляет, например, 2,4 м. В таком случае необходимо вычислить, сколько светодиодов приходиться на кусочек (в данном случае 0,4 м). Это можно выяснить, подсчитав количество диодов вручную. После этого, используя метод пропорций, можно легко вычислить, сколько тока будут потреблять конкретное количество источников света.

Расположение диодов

Как видим, каждая осветительная установка будет носить исключительно индивидуальный характер. Поэтому расчет нужно проводить для каждой отдельной подсветки. Это позволит избежать ситуации преждевременного выхода из рабочего состояния источников света вследствие нарушения условий эксплуатации. После этого можно спокойно подбирать блок питания. Поскольку вычисленное количество потребляемого тока это и будет тот параметр, по которому необходимо подбирать преобразователь. От блока питания можно запитать led с напряжением в 12, 18 и 24 вольт. Вычислив, какую мощность имеет 1 м изделия, можно легко вычислить данный параметр для всей длины подсветки. Для этого полученное значение просто умножает на общую длину осветительного прибора

Обратите внимание! Осуществляя расчеты для подбора оптимального блока питания, обязательно необходимо закладывать в них 20-30 % от полученного конечного результата, формируя тем самым запас прочности покупаемого преобразователя. Такой объем запаса необходимо делать из-за того, что в сети напряжения иногда встречаются скачки

Они, в ситуации, когда блок питания был выбран без хотя бы минимального запаса в 20%, могут вывести его из строя. Это означает, что преобразователь может просто перегореть. В результате вы не сможете пользоваться свой подсветкой, пока его не замените. Но бывают ситуации, когда от перенапряжения из строя выходят и сами диоды.

Светодиодная подсветка в комнате

Чтобы вычислить энергопотребление подсветки, необходимо потребляемую мощность всей подсветки (с учетом 20-30 % запаса) нужно просто умножить на то количество времени, сколько она будет включена в день. К примеру, предполагается, что работать светодиодное изделие будет в течение четырех часов. Но здесь в расчетах необходимо учитывать цвет светодиодов.

Адресная светодиодная лента WS2801.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Серия чипов WS первой будет WS2801. Это интересный в своем роде драйвер-микросхема для RBGW-светодиодов с поддержкой последовательного интерфейса SPI.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

С применением отдельного контроллера нет необходимости занимать несколько выходов микроконтроллера, можно ограничиться лишь одним сигнальным выводом. Микроконтроллер подает сигнал на вход «Data» управляющего контроллера светодиода WS2801.

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

В таком сигнале содержится 24-битная информация о яркости цвета (3 канала по 8 бит на каждый цвет), а также информация для внутреннего сдвигового регистра. Именно сдвиговый регистр позволяет определять, к какому светодиоду информация применяется. Таким образом можно соединять несколько светодиодов последовательно, при этом использовать все так же один вывод микроконтроллера.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

p, blockquote 11,0,1,0,0 —>

У WS2801 было 4 контакта: +5v, GND (минус), DI (Digital input) и CO (тактовая линия). Таких лент сегодня практически уже не найти, на их место пришли WS2811 и WS2812B, более компактные модели с последовательным однолинейным интерфейсом. Теперь за данные отвечает только один контакт, обычно обозначаемый как DI (digital input) и с другой стороны DO (digital output).

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Выбор блока питания по электрическим характеристикам

Расчет блока питания для любой светодиодной ленты надо начинать с напряжения. Оно должно соответствовать напряжению питания ленты. Если напряжение источника будет выше, светильник быстро выйдет из строя. Если ниже – будет светиться в полнакала.

Второй важный параметр – наибольшая мощность. Она рассчитывается по следующей формуле:

Pист=Руд*Lленты*Кзап, где:

• Рист – минимальная мощность блока питания;
• Руд – удельная потребляемая мощность (мощность, которую потребляет 1 метр полотна);
• Lленты – общая длина отрезков полотна;
• Кзап – коэффициент запаса, может быть равен от 1,2 до 1,4.

Некоторые величины должны быть рассмотрены подробнее.

Как определить потребляемую мощность одного метра ленты

Проще всего определить потребляемую мощность метра полотна по технической спецификации. Там этот параметр указан в явном виде. Если ее нет, но известен тип ленты, в различных источниках можно найти эту характеристику.

Светодиоды 5050 и 3028 различаются размером.

Если и это невозможно, то во многих случаях удельное потребление можно определить с помощью линейки. Для этого надо измерить размеры светодиода и определить его форм-фактор. По этой характеристике можно найти потребляемую мощность одного светодиода, посчитать их количество на метре и перемножить.

Светодиод				-1	5730-2
Размеры, мм	3,5х2,8	5х5	5,6х3	4,8х3	4,8х3
Потребляемая мощность, Вт	0,06	0,2	0,5	0,5	1
Потребляемый ток, А	0,02	0,06	0,15	0,15	0,3

Проблема только в том, что некоторые LED выпускаются в разных вариантах – с одним кристаллом или с 2-3. В этом случае и мощность будет отличаться в 2-3 раза. И единственный способ найти искомый параметр – взять наименьший отрезок ленты и запитать его от источника заведомо большей мощности. Замерив ток в амперах и умножив его на напряжение питания (12 В или другое), можно получить удельную мощность отрезка (Вт). Посчитав количество отрезков в метре, можно выйти на искомую величину.

Схема измерения тока.

Если амперметра нет, можно перед подключением к источнику питания замерить сопротивление резистора, установленного на отрезке (или считать, если маркировка доступна). После подачи питания замерить напряжение на нем и найти ток по известному соотношению: I=U/R, где I – искомый ток в амперах, U – напряжение питания в вольтах, R – сопротивление резистора.

Резистор в 300 Ом на LED-ленте.

Зачем нужен коэффициент запаса и что он учитывает

При выборе мощности БП без коэффициента запаса он будет работать на пределе своих возможностей. Этот режим имеет свои недостатки:

1. «Китайский ватт» может быть меньше обычного ватта. Если говорить серьезно, это означает, что фактическая наибольшая мощность недорогих блоков питания из Юго-Восточной Азии зачастую меньше задекларированной.
2. Часть электронных компонентов на максимальном токе (и максимальном нагреве) имеет сокращенный срок службы. Это особенно касается намоточных деталей (трансформаторов, дросселей), которые в недорогих блоках питания делаются вручную кустарным способом из тонкого провода с некачественной изоляцией.
3. Если в источнике питания есть некачественно пропаянные контакты (это вполне обычный случай), то на максимальном токе они будут нагреваться и качество соединения будет ухудшаться. Это вызовет еще больший нагрев, и так по кругу до выхода из строя.
4. При небольшом повышении температуры в помещении электронный блок выходит на предельный режим и его срок службы непредсказуемо сокращается.
5. Потребляемая осветительной системой мощность зависит от схемы (хоть и не критически). Конфигурация осветителя может содержать: диммер (диммеры), RGB-контроллер, драйвер (или несколько), усилитель (возможно, не один), прочие приборы.

Подключение LED-ленты через блок управления.

Все эти устройства потребляют токи на холостой ход и на собственные нужды (питание внутренней схемы и т.д.), их КПД не равен 100%. По сравнению с токами, потребляемыми LED-светильниками, они невелики. Но если БП работает в режиме «на грани», эта небольшая добавка может стать критической.

Исходя из этих соображений, по реальной ситуации к рассчитанной мощности надо добавить когда 20, а когда и 40 процентов.

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.

Изготовление ИБП своими руками

Чаще всего во время изготовления импульсного БП требуется незначительно изменять строение дросселя, если для этой цели используется двухтранзисторная схема. Конечно же, некоторые элементы в устройстве нужно будет удалить.

Если же изготавливается БП, который будет иметь мощность 3,7−20 Ватт, в таком случае трансформатор не является основной составляющей. Вместо него лучше всего сделать несколько витков провода, которые закрепляются на магнитопровод. Для этого необязательно избавляться от старой намотки, их можно выполнить поверх.

Рекомендуется для этой цели использовать провод марки МГТФ, имеющий фторопластовую изоляцию. Понадобится небольшое его количество. Несмотря на это обмотка будет полностью покрыта, поскольку большая часть отводится на изоляцию. Из-за этого такие устройства имеют низкие показатели мощности. Для её увеличения требуется использовать трансформатор переменного тока.

Использование трансформатора

Главным преимуществом при изготовлении блока питания своими руками является то, что есть возможность подстраиваться под показатели трансформатора. Кроме этого, не потребуется цепь обратной связи, которая чаще всего является неотъемлемой частью в работе устройства. Даже если во время сборки были сделаны какие-либо ошибки, чаще всего такой блок будет работать.

Для того чтобы сделать собственноручно трансформатор, потребуется иметь дроссель, межобмоточную изоляцию, а также обмотку. Последнюю лучше всего выполнить из лакированного медного провода. Следует не забывать о том, что дроссель будет работать под напряжением.

Обмотку нужно тщательно изолировать даже тогда, когда она имеет заводскую специальную защитную плёнку из синтетического материала. В качестве изоляции можно использовать или электрокартон, или же обычную бумажную ленту, толщина которой должна быть не меньше 0,1 мм. Только после того, как будет сделана изоляция, можно поверх неё наматывать медный провод.

Что касается обмотки, то провод лучше всего выбрать как можно толще, а вот количество необходимых витков можно подобрать исходя из требуемых показателей работы будущего устройства.

Таким образом, можно сделать ИБП, который будет иметь мощность более 20 Вт.

Назначение выпрямителя

Для того чтобы в импульсном блоке не произошло насыщение магнитопровода, требуется использовать только двухполупериодный выходной выпрямитель. В том случае, если трансформатор должен понижать напряжение, рекомендуется использование схемы с нулевой точкой. Чтобы выполнить такую схему, нужно иметь две абсолютно одинаковые вторичные обмотки. Их можно сделать самостоятельно.

Следует учитывать то, что выпрямитель по типу «диодный мост» для этой цели не подходит. Это связано с тем, что значительное количество мощности во время передачи будет теряться, а значение электрического напряжения будет минимальным (менее 12В). Но если делать выпрямитель из специальных импульсных диодов, тогда стоимость такого устройства обойдётся значительно дороже.

Наладка устройства

После того как БП будет собран, требуется проверить его работу на максимальной мощности. Это необходимо для того, чтобы измерить температуру нагревания трансформатора и транзистора, значения которых не должны превышать 65 и 40 градусов соответственно. Чтобы избежать перегрева этих элементов, достаточно увеличить сечение провода обмотки. Также часто помогает изменение мощности магнитопровода в большую сторону (учитывается ЭПР). В том случае, если дроссель был взят из балласта светодиодного фонаря, увеличить сечение не получится. Единственным вариантом будет контролировать нагрузку на прибор.

Расчет мощности трансформатора ИБП

Таблица мощности диодов

Исходными данными для расчета трансформатора для ИБП являются параметры освещенности, которые предполагается достичь посредством данного устройства. Для успешного решения этой задачи потребуется определиться с длиной ленточки, обеспечивающей нужный световой эффект. Если исходить из того, что на одном ее метре размещается 60 стандартных диодов с суммарным потреблением 4,8 Ватта, посчитать общую мощность удается простым перемножением двух известных цифр. Для этих целей даже не потребуется калькулятор, поскольку все операции легко совершаются в уме.

Нужен ли драйвер или достаточно обычного БП

Чтобы ответить на этот вопрос, надо разобраться, что такое драйвер и в чем состоят его функции. Известно, что параметром, задающим режим работы светодиодов, является ток. Если он ниже номинального, LED будет светить менее ярко. Если ток выше установленного производителем, светодиод излучает более яркий свет, но срок службы его сокращается. При определенном значении полупроводниковый прибор мгновенно выходит из строя.

Под драйвером в данном случае подразумевается блок питания, который выполняет две функции:

• ограничение тока через светодиод;
• поддержание этого тока на установленном уровне вне зависимости от параметров напряжения на входе (стабилизация тока).

Вторая функция также решает вопрос компенсации всплесков входного напряжения, также значительно сокращающих ресурс светоизлучающих диодов.

Схема электрическая принципиальная светодиодной ленты.

При изучении схемы светодиодной ленты становится понятно, что она состоит из параллельно соединенных ячеек, выполненных из последовательно включенных резистора и LED. Резистор ограничивает ток, но стабилизировать его не может – яркость будет меняться синхронно с изменением входного напряжения. Если это напряжение стабилизировать, то, по закону Ома, ток также будет стабильным (при неизменном сопротивлении). Отсюда вывод – если выбрать источник питания со стабилизацией напряжения, драйвер не нужен.

Нужен ли мощный блок питания для светодиодной ленты

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты

Прежде всего, необходимо определить мощность, потребляемую лентами. Для этого мощность одного метра ленты, указанную на ней, умножают на общую длину. Если от одного блока питания подключены светодиодные ленты разных типов, то эту операцию повторяют для каждого типа в отдельности, после чего складывают получившиеся значения. Кроме этого необходимо брать 25-30% мощности запаса для большей надежности и долговечности блока для светодиодной ленты.

Предположим, вы хотите установить на кухне подсветку столов рабочей зоны. Для этого необходимо 2,5м ленты SMD5050 с плотностью 60 диодов на один метр. Мощность такой ленты 14,4Вт метр. Умножаем 14,4Вт на 2,5м. Получаем потребляемую мощность ленты 36Вт. Для получения запаса мощности в 30% 36Вт умножаем на 130% или на 1,30, в зависимости от используемого калькулятора. Получаем минимальную мощность блока питания 46,8Вт. Выбираем ближайшее значение из имеющихся в продаже – 60Вт. Если же необходимо подключить ленты разных типов, то задача усложняется. Предположим, что на кухне подсвечена не только рабочая зона, но и пол. Значит, кроме 2,5м ленты SMD5050 плотностью 60 диодов на метр и мощностью 36Вт подключаем 4м ленты SMD3528 плотностью 60 диодов. Мощность ленты SMD3528 считаем также, как и SMD5050. Получаем 19,2Вт. Складываем полученные значения 36Вт и 19,2Вт. Получаем 55,2Вт. Учитывая 30% запас мощности блок питания нужен не менее чем 71,76Вт. Ближайшее большее стандартное значение – 72Вт. Его и покупаем.

Определив необходимую мощность, можно решить, каких и сколько блоков питания необходимо. Блок недостаточной мощности быстро выйдет из строя, а слишком мощный блок будет дороже необходимого.

Для управления яркостью используется диммер. Его мощность должна соответствовать мощности блока питания.

Определив необходимую мощность, можно решить, каких и сколько бп для светодиодных лент необходимо. Блок для диодной ленты недостаточной мощности быстро выйдет из строя, а блок с лишней мощностью будет дороже необходимого.

Подключение RGB-ленты

RGB-лента подключается через RGB-контроллер. Мощность его выбирается также, как и для обычной ленты. Если от одного контроллера нельзя запитать все отрезки из-за большой мощности ленты или расстояния между ними, то используется RGB-усилитель. Каждый усилитель запитывается через отдельный блок питания, или, если есть возможность, можно несколько усилителей подключить к одному блоку питания. Подробнее об этом рассказывается в статье «Подключение светодиодной ленты«.