Трансформаторы для светодиодных лент, мнение специалистов

Новые линейные источники света, светодиодные ленты, используют в качестве светоизлучающих приборов сверхъяркие светодиоды (LED). Рабочее напряжение светодиодов составляет несколько вольт. Поэтому для питания применяют трансформатор для светодиодной ленты 12 вольт.

Часто у неискушенного человека возникают вопросы, какой трансформатор нужен для питания LED? Как рассчитать мощность трансформатора? Можно ли изготовить трансформатор своими руками? Как подобрать трансформатор из имеющихся в наличии? Можно ли обойтись без трансформатора? В этом материале читатель найдет ответы на эти и другие вопросы.

Подключение к электрической сети

Производители предлагают к реализации светодиодные ленты с различными параметрами. В большинстве случаев источники питания светодиодных лент – сеть, дающая напряжение в 220 V. Но не все светодиодные приборы рассчитаны на то, чтобы их можно было подключать к обычной розетке. Ленты, которые пользуются наибольшим спросом у потребителя, требуют источник питания с параметрами напряжения на 12 V или на 24 V. Если их подключить напрямую к розетке, они не будут работать и могут сгореть. Эти устройства рассчитаны совсем на другой уровень и тип напряжения и такой светодиодный прибор необходимо подключить через трансформатор. Для светодиодного освещения разработчики представляют специальные трансформаторы для светодиодной ленты, обеспечивающие на выходе стабильное напряжение.

Интересный материал для ознакомления: полезная информация о трансформаторах тока.

Подключение трансформатора к питанию.

Варианты исполнения ИБП

Варианты блоков питания светодиодных лент

По своему исполнению и рабочим характеристикам источники питания для светодиодов подразделяются на следующие виды:

• компактный сетевой блок, внешне похожий на зарядное устройство для телефонов;
• небольшой по размерам модуль, помещенный в прямоугольный продолговатый корпус;
• электронный балласт в полностью герметичной коробке;
• аналогичная схема, размещенная в негерметичном корпусе стандартного размера.

Блоки имеют небольшую мощность (30-36 Ватт), но зато стоят достаточно дешево. Модули отличаются большим показателем мощности (до 75 Ватт). Подобно первым образцам они рассчитаны на работу с декоративной подсветкой, но в отличие от них имеют более высокую стоимость.

Электронные балласты в полностью герметичном корпусе предназначаются для эксплуатации в суровых климатических условиях. Они используются для освещения рекламных щитов и подобной продукции, размещаемой на улице. Их негерметичные аналоги, помещенные в корпус типового размера, широко применяются в быту и в рабочих офисах. Среди современных производителей трансформаторных источников питания особой популярностью пользуются российские и ИПС, а также зарубежные «Helvar» и «Mean Well» (Тайвань).

Блок питания

Для устанавливаемой световой рекламы с применением светодиодов потребуется отдельный блок питания. В нашем случае такой блок питания и называют трансформатором для светодиодной ленты. Так происходит потому, что в составе таких блоков (кстати еще одно частое название такого устройства — адаптер) изначально использовались трансформаторы. И такие устройства обеспечивали постоянство напряжения на выходе. Сейчас же для питания светодиодных устройств чаще всего используются источники постоянного тока — их называют драйверами, либо еще более сложные устройства — контроллеры.

Будет интересно➡ Что нужно знать о трансформаторах тока

Но вернемся к блокам питания. Блок питания для светодиодной ленты следует подбирать, учитывая следующие параметры:

• напряжение;
• мощность;
• защита от влаги.

Блок следует подбирать для каждого конкретного случая. Напряжение питания светодиодной ленты должно соответствовать значениям 12 и 24 V. Поэтому выбираем прибор, который способен обеспечить указанное напряжение. Следующий момент – расчет необходимой мощности. Для питания одного метра светодиодной ленты требуется совершенно определенная мощность. Соответственно, мощность блока питания подбирается, исходя из подсчетов: мощность, потребляемая одним метром ленты, помноженная на общую длину подключаемого отрезка.

К этому показателю добавляется еще 25% для запаса на непредвиденные ситуации. Часто подбор блока питания для светодиодной ленты требуется с учетом его способности противостоять влаге. Если блок планируется к установке в сухом помещении, выбор останавливаем на обычном приборе, называемом интерьерным блоком. Для установки на улице или в помещении с повышенным уровнем влажности потребуется влагозащищенный блок питания.

Какой класс пылевлагозащиты выбрать

Основные параметры БП — напряжение и мощность — мы определили, осталось выбрать тип корпуса, который отвечал бы условиям эксплуатации прибора. Если блок питания будет работать в помещении, то защита от влаги не так актуальна, а вот подсветка, к примеру, фасада здания, конечно, потребует покупки герметичного устройства.
Но есть много всяких корпусов, порой самых причудливых, поэтому оценить, насколько надёжно тот или иной блок питания защищён от воздействия среды, по его виду достаточно сложно

Как же подобрать прибор под условия, в которых он будет эксплуатироваться? Это просто, если обратить внимание на маркировку, состоящую из букв IP и двух цифр. Первая из них обозначает класс защиты от твёрдых тел и частиц, вторая — от влаги

А теперь познакомимся с табличкой, приведённой ниже.

Таблица классов защиты от окружающей среды согласно стандарту DIN EN 60529

Если наш блок питания будет работать под открытым небом или в ванной комнате, то, согласно таблице, придётся выбрать прибор со степенью защиты как минимум IP65, а лучше IP67. Устанавливаем в пыльном помещении? Подойдёт IP54. Сухая чистая комната, да ещё и зашитый под фальшпанелью? Выберем IP20. Ну и если БП будет встраиваться в какой-то другой прибор, то защита вообще не важна.

Обзор видов и принцип работы

Подобные устройства функционируют по сходной схеме: сетевое напряжение 220В преобразовывается в более низкое – 12В. Реализуется данная возможность посредством трансформатора, который обеспечивает понижение напряжения до уровня 12В. Это самый простой блок питания, который позволяет подключить осветительные приборы небольшой мощности. Для установки более мощных светильников используются питающие элементы, рассчитанные на 24В, 36В, 48В. Кроме понижающего трансформатора, в конструкции блока предусматривается выпрямитель, стабилизатор и фильтры (RC или LC).

Существует две разновидности таких приборов, которые отличаются по способу охлаждения:

• с пассивной отдачей тепла;
• с активной системой охлаждения.

В первом случае блок питания может быть выполнен в закрытом или перфорированном корпусе, а снижение интенсивности нагрева корпуса осуществляется посредством естественного охлаждения.

Интересный материал для прочтения: факты о понижающих трансформаторах.

Второй вариант предусматривает вентилятор в конструкции. У такого блока имеются весьма существенные минусы: необходимость регулярной очистки устройства, так как вентилятор нагнетает довольно много пыли, а, кроме того, во время работы слышен навязчивый шум, что не всегда устраивает владельца помещения. Встречаются разные исполнения питающего блока для светодиодной ленты, отличные по габаритам. Если планируется монтаж декоративной маломощной подсветки, можно использовать компактный вариант.

Помимо этого, рынок предлагает модели приборов отличные по материалу, из которого изготовлен корпус: пластик, алюминий. Основное отличие которых заключается в наборе функций:

• обеспечение питания источника света;
• устройства со встроенным диммером;
• возможность дистанционного управления;
• полнофункциональные приборы: с диммером и функцией удаленного управления.

Диапазон мощности подобной техники может варьироваться от 4 до 2 000Вт. Если планируется монтаж подсветки в помещении с повышенным уровнем влажности, используют специальный вид питающего блока – влагозащитный.

Классификация светодиодных лент

Большое разнообразие одноцветных светодиодных лент обусловило их классификацию по нескольким основным критериям. Эти критерии будут описаны ниже.

Классификация трансформаторов для подсветки.

По типу использованных светодиодов

Главной отличительной чертой светодиодных лент является тип диодов, использованных при изготовлении изделия. В основном одноцветные светодиодные ленты производятся на базе диодов SMD 3528 и SMD 5050. Аббревиатура SMD означает то, что этот электронный компонент предназначен для монтажа на поверхность печатной платы. Полная маркировка включает также габариты изделия в миллиметрах: например, у светодиода SMD 3528 длина составляет 3,5 мм, а ширина 2,8 мм.

Будет интересно➡ Что такое тяговая подстанция

По плотности светодиодов

Светодиодные ленты также подразделяются и по количеству элементов (диодов), использующихся в одном метре ленты, которое в технических кругах называют плотностью. Стоит отметить, что количество светодиодов, которое применяется при изготовлении одного метра ленты, оказывает влияние на суммарную мощность изделия, а также на его световые показатели (степень освещённости). Чем плотнее расположены светодиоды, тем больше их помещается на отрезке ленты и тем ярче будет свет. Расчет параметров питания светодиодной ленты представлен в таблице ниже.

Таблица расчета параметров питания светодиодной ленты.

По мощности

Мощность светодиодных лент, как и другого радиотехнического изделия или оборудования, измеряется в ваттах (Вт). Значение этого параметра определяется габаритами диодов и их плотностью. Например, типичная светодиодная лента, изготовленная на основе SMD 3528, потребляет:

• 4,8 Вт, если на каждом метре установлены 60 диодов;
• 9,6 Вт, если плотность светодиодов в два раза больше — 120 диодов на метр;
• 19,2 Вт, если диоды стоят в два ряда, и их общее количество на одном метре 240 шт.

Для ленты на базе SMD 5050 потребляемая мощность будет изменяться следующим образом:

• 30 диодов/метр — 7,2 Вт;
• 60 диодов/метр — 14,4 Вт;
• 120 диодов/метр — 28,8 Вт.

Нетрудно з

аметить, что для одного и того же типа ленты потребляемая мощность прямо пропорционально количеству установленных светодиодов. Это и понятно — каждый диод потребляет одина

ковое количество ватт.

Особенности установки трансформатора

Установку трансформатора выполняют согласно структурной схеме, которая прилагается к светодиодным лентам. Как правило, их нарезают группами, в которых присутствует три светодиода. В конструкцию входит токоограничивающий резистор. Однако в некоторых случаях в одном участке может быть 5-10 штук.

Место нарезки обозначается группами контактов с двух сторон. Подключение выполняется параллельно группам. Где именно будет установлен трансформатор, не имеет значения. Однако большое значение имеет полярность + и -. Обратите внимание, что напряжение блока питания не должно быть более, чем 12 вольт.

Многие допускают ошибку, используя трансформаторы, рассчитанные для ламп галогенного типа. Несмотря на то, что они также понижают напряжение до 12 вольт, разница между ними существенная. Дело в том, что на выходе они используют переменный ток, а для работы светодиодных лент нужен постоянный.

Ключевые параметры выбора

Чтобы подобрать питающий элемент для светодиодной ленты, необходимо обратить внимание на несколько основных технических характеристик подобных устройств:

• уровень напряжения на выходе блока обязательно должен соответствовать по значению источнику света, который будет подключен;
• значение мощности прибора, для определения подходящего по нагрузке исполнения следует выполнить простой расчет;
• степень защиты;
• необходимость наличия в блоке дополнительных функций.

Решая вопрос, какой питающий элемент выбрать, рекомендуется учитывать и его стоимость. Влагозащитные исполнения обойдутся дороже. На ценообразование влияет также уровень мощности, напряжения. Самый простой вариант можно купить за 200 руб. (степень защиты IP20), дорогостоящие исполнения можно встретить по максимальной цене до 5 000 руб. (влагозащитный корпус, 250Вт).

Расчет значения достаточной мощности

Чтобы не ошибиться и подобрать питающий элемент для светодиодной ленты нужных параметров, следует для начала определить общую протяженность источника света, на что влияют размеры освещаемого помещения. В технических характеристиках производитель указывает значение мощности участка полосы длиной 1м. Соответственно, чтобы определить максимальный уровень нагрузки на блок питания, следует умножить общую длину ленты на мощность 1м. Дополнительно необходимо прибавить к полученному значению 15-20%.

Таким образом, питающий элемент обеспечивает возможность подключения светодиодных источников света. Но помимо основной функции – питания, такие устройства решают и другие задачи, например, защищают осветительный прибор от перепадов сети благодаря встроенному стабилизатору. Чтобы не ошибиться при покупке, нужно рассчитать значение мощности. Основными параметрами, которые применяются при расчёте мощности источника питания являются: погонная мощность, расходуемая на 1 метры ленты (Pленты), количество диодов на этом же расстояние и выходное напряжение 12/24 В.

Будет интересно➡ Режим холостого хода для трансформаторов

Проведем расчёта мощности на примере светодиодной ленты SMD 3528 длиной L = 6 м (60 диодов/м и Pленты=4,8 Вт/м) и напряжением питания 12 В. По результатам расчётов получилось, что вся эта лента потребляет Pпотр = 28,8 Вт. Для большей наглядности продублируем предыдущий расчёт сюда: Pпотр= Pленты × L= 4,8 Вт/м × 6 м = 28,8 Вт. Для того чтобы блок питания не перегревался, следует мощность рассчитывать с запасом (берётся запас в 33%). Воспользуемся формулой: PБП= Pпотр+33%=28,8+9,54=38,3 Вт.

На основе расчёта подбираем блок питания из стандартной линейки интересующего производителя, например, на 40 Вт. По аналогичным формулам рассчитаем мощность для светодиодной ленты SMD 5050 120 LED (120 диодов на метр). Это изделие обладает следующими параметрами:

• Pленты=28,8 Вт;
• плотность 120 диодов/м;
• напряжение питания 24 В;
• длина ленты L = 2,5 м.

Предположим, что мы отрезали необходимое количество от стандартной длины в 5 м). Pпотр= Pленты × L= 28,8 Вт/м × 2,5 м = 70,2 Вт. PБП= Pпотр+33%=70,2+23,16=93,4 Вт. В этом случае выбираем блок питания на 100 Вт. Стоит отметить, что используя данные формулы, можно легко и просто рассчитать мощность блока питания для светодиодных лент с любыми параметрами.

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. 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. После этого свободные концы проводов (не припаянные к ленте) подсоединяем к блоку питания, соблюдая полярность.

Техника безопасности

1. Все работы по монтажу проводятся при отключенном питании.
2. При установке СДЛ на токопроводящую поверхность место крепления предварительно изолируется.
3. Соблюдайте полярность при подключении контактов, в этом помогают разноцветные проводники.
4. Не касайтесь открытых токопроводящих частей при включенном питании.
5. Не подвергайте плату механическим воздействиям (перегибы).
6. Следуйте правилам электробезопасности при работе с сетями 220 В.

Похожие записи
• Какую температуру свечения (цвета) выбрать.
• Трековая система освещения: устройство, типы и идеи
• Лампа накаливания: характеристики и особенности.