Самодельные блоки питания для светодиодных лент 12 вольт

Светодиодные ленты просто так в розетку включить нельзя – они нуждаются в питании более низким и постоянным напряжением. Именно это является трудностью для большинства людей, которые мечтают о светодиодной подсветке, но не могут позволить ее приобрести. Стоят готовые блоки питания для светодиодных лент 12 Вольт порядка 500 рублей и больше. Причем чем выше потребляемая мощность, тем дороже стоят эти приборы. Намного проще, оказывается, сделать блок питания самому – для этого не нужно иметь богатые познания в электронике, схемотехника простейшая.

Напряжение питания лент

Основной параметр светодиодных лент – это напряжение питания. Конечно, оно отличается от того, что у нас в розетках. По напряжению ленты разделяются на три группы:

1. Питание 12 В.
2. Питание 24 В.
3. Питание 36 В.

Причем ток обязательно постоянный! Если без блока питания включить ленту в сеть, то она выйдет из строя. Напряжение блока должно быть соответствующим – 12, 24, 36 Вольт. С его помощью снижается сетевое напряжение до рабочего значения. Самые популярные модели светодиодных лент – работающие под напряжением 12 В. Следовательно, нужно выбирать только те схемы блоков питания светодиодных лент, которые смогут вырабатывать такое напряжение.

Назначение и принцип работы

Блок или адаптер питания предназначен для подключения техники к источникам питания для ее нормальной работы. Блок питания для ленты светодиодов служит преобразователем входного напряжения до необходимого напряжения на выходе. В данном случае, речь идет о двенадцати вольтах.

Использование подобного устройства питания требует определенной компетентности. Если использовать устройство по назначению, оно не будет представлять угрозу ни здоровью владельца, ни технике.

Импульсные адаптеры выравнивают скачки напряжения с помощью специального фильтра. Поэтому электросеть с нестабильным напряжением критически нуждается в подобном устройстве. Скачки напряжения могут не просто негативно сказаться на работе электрооборудования, но и вывести его из строя.

Особенности устройства

Конструкция таких приборов довольно простая, в них нет дефицитных элементов. Стандартный блок питания для светодиодных лент 12 Вольт состоит из таких элементов:

1. Трансформатор понижающего типа – его мощность должна быть примерно на 25 % больше, чем у светодиодной ленты. Делается это для того, чтобы был небольшой запас.
2. Мост из полупроводниковых диодов. Это несложная конструкция, которая включает в себя две пары полупроводниковых диодов, позволяющих из переменного напряжения получить постоянное. Но чаще используются готовые диодные сборки, у которых имеется 4 вывода – к двум подключается источник переменного тока, а с остальных снимается выпрямленный.
3. Конденсатор, устанавливаемый между плюсовым и минусовым выводами, обеспечивает надежную фильтрацию тока. Если точнее, то с его помощью отсекается вся переменная составляющая. Диоды производят преобразование тока, но после этого остается небольшая доля переменной составляющей. Электролитический конденсатор позволяет избавиться от нее.

Все эти компоненты заключаются в надежный корпус. Причем, если есть необходимость, устанавливается кулер (вентилятор). Можно даже сделать так, чтобы он был включен постоянно – это обеспечит нормальную работу самодельного блока питания светодиодной ленты. При самостоятельном изготовлении рекомендуется обращать внимание на безопасность устройства – оно не должно перегреваться.

Советы

1. Любой блок, предназначенный для запитывания светодиодных ламп, должен соответствовать стандартам в области освещения.
2. Не советуется разбирать корпус и пытаться вносить какие-то изменения. Перепаивать схему адаптера сложно и долго. Даже для электронщика.
3. В зависимости от мощности БП, к нему может быть подключено несколько лент. Для этого существует RGB усилитель. Он принимает сигнал от одной ленты, и раздает его другим. При этом, синхронность изменения цветов и яркость не теряется.

Внимание! Если попытаться подключить ленту напрямую в розетку, она начнет дымиться и, естественно, работать после этого не будет

Трансформаторные БП

Самые простые по конструкции – это трансформаторные блоки питания. Основной элемент в нем – это катушечный трансформатор. С его помощью происходит снижение напряжения с 220 В до 12..15 В (или 24, 36 В). Напряжение, которое вырабатывается на вторичной обмотке, подается на вход мостового выпрямителя на полупроводниковых диодах. Затем происходит фильтрация при помощи цепочки, состоящей обычно из электролитического конденсатора, резистора, дросселя. Иногда устанавливают стабилитроны или микросборки для того, чтобы зафиксировать выходное напряжение на одном уровне.

Преимущество трансформаторных БП заключается в том, что они работают даже без подключения нагрузки (так называемый режим холостого хода). Кроме того, имеется гальваническая развязка с сетью 220 В. Но, несмотря на простоту конструкции, есть и ряд недостатков: очень низкий КПД, большие габариты, высокая чувствительность к перепадам напряжения. А самое главное неудобство – это большая масса. Именно из-за этих недостатков многие используют для светодиодной ленты бестрансформаторные блоки питания.

Балласт люминесцентной лампы

В каждой энергосберегающей лампочке имеется небольшая схема, которая предотвращает мигание во время включения, а также способствует постепенному разогреву спиралей устройства. Её название — электронный балласт. Именно с помощью него газ может испускать свечение (частота 30−100 кГц, а иногда и 105 кГц).

Значительным преимуществом таких устройств является отсутствие какого-либо шума во время работы, а также электромагнитного поля, который негативно воздействует на организм человека.

Важную роль в схеме балласта энергосберегающей лампы играет электронный дроссель. Именно он определяет, будет ли устройство загораться сразу же с полной силой или же разогреваться постепенно в течение нескольких минут. Стоит отметить, что производитель никогда на упаковке не указывает время разогрева. Проверить это можно лишь во время эксплуатации устройства.

Те балластные схемы, которые выполняют функцию преобразования напряжения (а таковых большая часть), собираются на полупроводниковых транзисторах. В дорогостоящих устройствах схема более сложная, чем в дешёвых лампочках.

Из сгоревшей энергосберегающей лампы можно сделать заготовки для будущего импульсного блока питания. Также для этого можно взять и работающее устройство.

В составе компактной люминесцентной лампочки (КЛЛ) имеются следующие элементы:

1. Биполярные транзисторы с защитными диодами. Как правило, они выдерживают напряжение в 700 В, а также силу тока до 4 А.
2. Трансформатор импульсного тока.
3. Электронный дроссель.
4. Конденсатор (10/50 В, а также 18В).
5. Двунаправленный триггерный неуправляемый диод (динистор).
6. Очень редко в устройстве содержится униполярный транзистор.

Во время изготовления БП из энергосберегающей лампы своими руками с использованием недешёвых экономок достаточно дополнить источник некоторыми деталями. Также в качестве основы будущего блока можно взять драйвер для светодиодов, которые зачастую устанавливают в фонарики.

Импульсные БП

Не нужно думать, что в конструкциях импульсного типа нет трансформатора. Он есть, но его габариты и масса намного меньше, нежели у рассмотренных выше конструкций. Работает устройство на высоких частотах (несколько десятков тысяч Герц против 50 в бытовой сети). Но недостатки остались прежними – высокая чувствительность к перепадам напряжения. Да еще и при работе в режиме холостого хода прибор может выйти из строя. Такие блоки питания для светодиодных лент 12 Вольт могут использоваться, но не рекомендуется их включать без нагрузки.

Назначение и принцип работы

Блок или адаптер питания предназначен для подключения техники к источникам питания для ее нормальной работы. Блок питания для ленты светодиодов служит преобразователем входного напряжения до необходимого напряжения на выходе. В данном случае, речь идет о двенадцати вольтах.

Использование подобного устройства питания требует определенной компетентности. Если использовать устройство по назначению, оно не будет представлять угрозу ни здоровью владельца, ни технике.

Импульсные адаптеры выравнивают скачки напряжения с помощью специального фильтра. Поэтому электросеть с нестабильным напряжением критически нуждается в подобном устройстве. Скачки напряжения могут не просто негативно сказаться на работе электрооборудования, но и вывести его из строя.

Как рассчитать мощность

При самостоятельном изготовлении блока питания необходимо учитывать мощность потребления светодиодной ленты. Точные данные можно узнать в спецификации к конкретной модели. А вот данные самых распространенных типов:

1. SMD-3528 вмещающая на 1 метре 60 светодиодов, суммарная мощность 4,8 Вт.
2. SMD-3528 со 120 светодиодами на одном метре имеет мощность, соответственно, 7,2 Вт.
3. SMD-3528 с 240 светодиодами на одном метре имеет мощность 16 Вт.
4. SMD-5050 с 30 элементами – 7,2 Вт.
5. SMD-5050 с 60 элементами – 14 Вт.
6. SMD-5050 со 120 элементами – 25 Вт.

Если вы осуществляете для светодиодной ленты подбор блока питания (готового) или же собираете элементы для самостоятельного изготовления, нужно учитывать все параметры. Основными являются:

1. Мощность.
2. Рабочее напряжение.

Для того чтобы рассчитать суммарную мощность ленты, необходимо знать, сколько потребляет один погонный метр. Затем это значение умножается на длину (в метрах). Далее нужно прибавить еще 25% от полученного значения и выбрать блок питания (или трансформатор), мощность которого наиболее близка к расчетной.

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.

Пример расчета мощности

Например, у вас есть в наличии лента:

1. На каждый метр приходится по 40 светодиодов.
2. Суммарная длина – 5 метров.
3. Напряжение питания стандартное – 12 Вольт.

При номинальном значении мощности одного метра в 4,8 Вт, можно посчитать суммарное значение. Оно будет равно 24 Вт. Рекомендуется прибавить к этому значению еще 6 Вт (это 25%). Значит, блок питания должен иметь мощность 30 Вт.

Так что же лучше?

В большинстве случаев применяются именно стабилизаторы напряжения. Ведь в основном светодиодное освещение применяется там, где диапазон изменения температур не очень высок. Это жилые и рабочие помещения, квартиры, частные дома и так далее. Еще одним доводом в пользу стабилизаторов является то, что осветительные приборы всегда соединяются параллельно. Даже светодиодные ленты, хоть и имеющие в составе группы из последовательно соединенных светодиодов. Эти группы при наращивании длины ленты соединяются также параллельно. А, как известно, падение напряжения при параллельном соединении остается неизменным. Растет потребляемый ток.

Драйвер (стабилизатор тока) целесообразно применять, в случае одиночных светодиодных ламп, последовательно соединенных приборов, и при значительных колебаниях температуры (уличное освещение).

Изготовление своими руками

Итак, вы решили самостоятельно собрать источник питания для светодиодной ленты. Размер блока питания зависит от мощности трансформатора (если выбрана схема с его использованием). Для простого прибора потребуется трансформатор с первичной обмоткой, рассчитанной на 220 В. Ток на выходе должен быть порядка 1 Ампер, напряжение – 12 Вольт.

Также потребуется несколько элементов:

1. Диодная сборка. Можно использовать 4 полупроводниковых диода, соединенных в мостовую схему.
2. Электролитический конденсатор с рабочим напряжением не менее 25 В. Можно использовать элементы с рабочим напряжением 50 В. Емкость должна быть не менее 470 мкФ.
3. Стабилитрон или микросборка КР142ЕН. Это стабилизатор напряжения, но его нужно устанавливать на радиаторе.

Необходимость применения выключателей

Даже если предполагается постоянное свечение светодиодной ленты, выключатель питания после источника напряжения необходим. В случае ремонта или профилактических работ (очистка от грязи и т.д.) удобно снять напряжение одним движением коммутационного элемента.

Автоматический выключатель и выключатель питания.

На стороне 220 В обязательно должен быть автоматический выключатель (независимо от схемы включения). Если блок питания или выпрямитель включаются в бытовую розетку, то она, скорее всего, защищена автоматом. Если используется неразъемное соединение, то надо обязательно предусмотреть установку автоматического выключателя. Он служит одновременно коммутирующим элементом и средством защиты во внештатной ситуации. И никогда не будет лишней установка УЗО, особенно при отсутствии гальванической развязки в виде трансформатора.

Процесс сборки блока питания

У вас есть в наличии светодиодная лента, расчет блока питания произведен и подобраны элементы, теперь можно приступить к сборке. Допускается использование как печатного, так и навесного монтажа.

Конечно, на печатной плате вся конструкция будет смотреться намного привлекательнее. Процесс изготовления выглядит таким образом:

1. Соединяются диоды между собой по мостовой схеме. Обязательно соблюдайте полярность, на всех диодах со стороны полоски на корпусе находится анод (положительный вывод).
2. Подключаете к диодному мосту вторичную обмотку трансформатора.
3. К выходу моста нужно подключить электролитический конденсатор. При соединении нужно соблюдать полярность! Иначе конденсатор может взорваться!
4. В разрыв плюсового вывода включается дроссель.
5. Далее, между плюсом и минусом включается стабилитрон. После него также желательно установить еще один конденсатор.

В завершение все устройство собирается в один корпус, элементы надежно закрепляются и делается два отвода. Красным проводом нужно обозначить плюсовой вывод, черным или синим минусовой. На этом изготовление блока питания для светодиодных лент 12 Вольт завершено, можно пользоваться устройством.

Добавляем конденсатор

Если увеличить напряжение питание на светодиодах, для того, чтобы свет был ярче, то светодиоды начнут нагреваться, из-за чего значительно понижается их долговечность. Для того чтобы этого избежать, нужно соединить встраиваемый или настольный светильник на 10 Вт с дополнительным конденсатором. Просто подключите одну сторону цоколя к минусовому выходу мостового выпрямителя а положительный, через дополнительный конденсатор, к плюсовому выводу выпрямителя. Вы можете использовать 40 светодиодов вместо предложенных 60, увеличив тем самым общую яркость лампы.

Видео: как правильно сделать светодиодный светильник своими руками

При желании аналогичный светильник можно сделать и на мощном светодиоде, просто тогда понадобится уже конденсаторы другого номинала.

Как видите, особой сложности сборка или ремонт обычного светодиодного светильника, сделанного своими руками, не представляет. И это не займет много времени и сил. Такая лампа подойдет и как дачный вариант, например для теплицы, ее свет абсолютно безвреден для растений.

Anything in here will be replaced on browsers that support the canvas element