Разновидности блоков питания для светодиодов и процедура их подключения своими руками

Блоки от техники б/у

На 12 В

С ним никаких доработок делать не придется. Главное – рассчитать требуемую мощность. Естественно, с некоторым запасом (порядка 10 – 15%). Если светодиодная лента куплена не на «блошином рынке», к ней обязательно прилагается хоть какая-то инструкция. По крайней мере, основные характеристики в ней указываются. Если вообще никакой информации нет, то придется искать ответы в интернете. В помощь домашним умельцам – следующие таблицы.

В некоторых случаях подобранный трансформатор подходит по мощности, но сила тока больше, чем нужно. В подобной ситуации выручит ограничительное сопротивление, которое включается в цепь питания светодиодной ленты последовательно с ней. Точные расчеты всех элементов электрических цепей – отдельная тема. Но для большинства лент достаточно R на 150 Ом мощностью 0,5 Вт.

На 19 В

Такой источник питания можно взять от большинства образцов оргтехники или списанного компьютера. Но для подключения светодиодной ленты ему требуется некоторая схемная доработка. Ее смысл заключается в снижении величины выходного напряжения.

Решение 1 – с помощью стабилизатора. Подходит микросхема КРЕН 7812. Если ее закрепить на радиаторе, то ток до 1 А она вполне выдержит.

Нюанс в том, что здесь многое зависит от длины ленты. Возможно, понадобится несколько микросхем (до 5), каждая со своим радиатором. В результате конструкция получится довольно громоздкая. Но для короткого LED-прибора – неплохой вариант.

Решение 2 – с помощью готовой платы импульсного стабилизатора.

Такой или аналогичный несложно найти в технике б/у. Стабилизаторы импульсные предпочтительнее еще и тем, что характеризуются более высоким КПД – до 90%.

Наиболее популярные запросы:

• 12v switching regulator;
• LM2596 power supply;
• voltage regulator 12v 7a.

В радиомагазинах встречаются и готовые модули. Стоят они недорого, так как все «made in China». Модификаций множество – на основе LM2596-12, LM2596ADJ или их аналогов ST1S10 (или 14), L5973D. На выходе можно получить ток в 3 А и напряжение в пределах 3 – 37 В. Хотя есть и другие, не менее эффективные схемы.

Выбор источника питания

Импульсный источник питания.

К блоку питания предъявляются два основных требования:

• его выходное напряжение должно соответствовать напряжению питания осветительного прибора;
• мощность должна с запасом обеспечивать питание ленты.

Мощность рассчитывается по несложной формуле:

Рбп=Руд*L*Кзап, где:

• Рбп – расчетная мощность блока питания, Вт;
• Руд – удельная мощность, потребляемая 1 метром ленты, Вт;
• L – общая длина LED-ленты, м;
• Кзап – коэффициент запаса, принимается равным 1,2..1,4.

Также надо выбрать исполнение источника:

• герметичное – подходит для работы вне помещений (внутри применять нерационально – таким модулям нужны лучшие условия для естественного охлаждения);
• негерметичное – обычно устанавливают в помещениях.

Для негерметичных возможны два варианта:

• с естественным охлаждением;
• с принудительной вентиляцией.

Второй вариант имеет меньшие габариты, но вентилятор издает шум. Поэтому его в помещениях с присутствием людей (квартирах, офисах) не устанавливают.

Подключение светодиодной ленты

Подключение БП к светодиодной ленте совсем несложное и требует решения следующих вопросов:

Полярность подключения

На выходе блока питания необходимо на клеммах найти маркировку «плюс» и «минус». Дополнительно клеммы у блока могут быть цветные: соответственно красный — «плюс», черный — «минус». Аналогично и на светодиодной ленте необходимо найти соответствующие обозначения.

Выбор сечения провода

Для этого следует мощность ленты в Вт разделить на питающее напряжение — Вольт. Если светодиодных лент несколько, то их мощности нужно сложить. Чтобы определить требуемое сечение провода, следует воспользоваться специальными таблицами с длительно-допустимыми токами и требуемыми сечениями проводов.

Выбор схемы включения

Когда светодиодная лента одна, то схема ее подключения будет максимально проста: выходные клеммы ленты подключаются к питающим проводам, учитывая полярность. Для подключения нескольких лент необходимо использовать параллельную схему подключения.

Ошибки подключения полярности

Поскольку диод — полупроводник, характеризующийся особенностью пропускать ток в одном направлении, и не пропускать в обратном. То при неправильном подключении led –лента к блоку питания светиться не будет. Если поменять полярность, то лента станет светиться. Это качество присуще только светодиодам.

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.

Безопасность при подключении

Не следует устанавливать в цепь диодов полярные конденсаторы

При работе со схемой включения диодов в сеть 220 Вольт основную опасность представляет соединенный последовательно с ними ограничивающий конденсатор. Под воздействием сетевого напряжения он заряжается до опасного для человека потенциала. Чтобы избежать неприятностей в этой ситуации рекомендуется:

• предусмотреть в схеме специальную разрядную резисторную цепочку, управляемую отдельной кнопкой;
• если сделать это невозможно, перед началом настойки после отключения от сети следует разряжать конденсатор с помощью жала отвертки;
• не устанавливать в цепь питания диодов полярные конденсаторы, обратный ток которых достигает значений, способных «выжечь» схему.

//www.youtube.com/embed/7JFY9Qte6rk

30.10.2020

Марина Ткачева / автор статьи

Образование высшее, журналист, работала до недавнего времени редактором отдела в газете.

Написано статей

4

Критерии выбора блока питания

Метод преобразования

Как описывалось выше, блок питания для светодиодных лент может быть трансформаторным либо импульсным. Для выбора устройства относительно небольшой мощности рекомендуется выбирать импульсные модели.

Охлаждение

Блок питания для led может иметь пассивную и активную систему охлаждения. В первом варианте охлаждение реализуется естественным образом, а во втором — используется вентилятор. Когда у БП мощность небольшая, то прибор с принудительным охлаждением лучше не использовать. Он требует частого технического обслуживания, главное, не имеет защиты от влаги.

Исполнение

Все блоки питания в зависимости от исполнения разделяются на следующие виды:

1. Блок в пластиковом корпусе. Достоинствами таких устройств являются компактные размеры, герметичность, небольшой вес, эстетичный вид. В число недостатков входит затрудненный теплообмен, довольно высокая стоимость, и небольшая максимальная мощность (устройств, с мощностью более 75 Вт не выпускают).
2. Блок питания в компактном перфорированном алюминиевом корпусе. Металлический корпус обеспечивает хороший теплообмен. Такой блок устойчив к воздействию негативных факторов: влаги, перепадов температур, солнечного излучения. Их мощность варьируется в пределах до 100 Вт.
3. Блоки — открытого типа. Наиболее распространенный и недорогой вид. Обычно используются при обустройстве светодиодного освещения в быту. Основными недостатками становятся габариты, в несколько раз превышающие предыдущие разновидности, отсутствие защиты от воздействия влаги, пыли.
4. Сетевой блок питания. Мощность таких приборов обычно не превышает 60 Вт. Обычно сфера их применения ограничивается организацией электропитания светодиодных ленточных конструкций, у которых длина не более 5 м.

Выходное напряжение

Напряжение ленты указывается на упаковке или ленте. На выходе блок должен иметь соответствующие значение напряжение: 12 или 24 В.

Мощность

Мощность светодиодного блока питания должна иметь запас и быть на 15-20% больше, потребляемой лентой. Иногда на блоках питания не указывается номинальная мощность, а пишется только допустимый ток. Для пересчёта ее в мощность необходимо рабочее напряжение (12 или 24 В) умножить на максимально допустимый ток в А.

Дополнительные функции

Некоторые модели блоков могут иметь дополнительные встроенные устройства, такие как диммер, платы дистанционного управления и программирования по времени отключения и включения.

Типы блоков питания

Прежде всего, нужно определить, где будет установлен блок питания. От этого зависит тип блока, который вам нужно будет приобрести. Блоки питания делятся на три типа:

1. в пластмассовом корпусе, как блоки питания ноутбука или планшета. Их легко спрятать под подвесным потолком или в шкафу, но мощность их не очень велика. Мощность таких блоков не более 75Вт;
2. в алюминиевом корпусе, герметичные; Их мощность может быть до 100Вт. Эти блоки больших размеров, но не боятся воды и низких температур. Их используют в подсветке рекламы и витрин магазинов;
3. в перфорированном корпусе, со встроенными кулерами или без них. Эти блоки могут быть любой мощности. Если в них встраивается кулер, то блок при работе шумит. Их целесообразно использовать, если в доме или квартире прокладывается отдельная сеть 12V. В любом случае, блоки этого типа нельзя устанавливать в замкнутое пространство. Для нормального охлаждения эти блоки нуждаются в хорошей циркуляции воздуха.

Блоки питания могут быть разной сложности. В некоторых встраивается диммер — устройство, позволяющее регулировать яркость свечения ленты. Они могут быть с дистанционным управлением и программируемые по времени включения и отключения. Если диммера нет, а вы хотите его установить, то придется покупать его отдельно. В некоторых блоках питания есть возможность регулировки выходного напряжения для компенсации падения напряжения в длинных проводах. Блоки питания отличаются еще и ценой. От дешевых, но вполне надежных до дорогих, известных фирм. Очень дешевые блоки непонятных производителей лучше не покупать. Никто не даст гарантию, что он будет работать длительное время, а не сгорит через две недели или при коротком замыкании. В тоже время, в хороших блоках есть защита короткого замыкания и от перегрузки.

Описание

БП питания импульсного типа представляют собой небольшое устройство с корпусом 180x96x38 мм.Технические характеристики:

1. Входной ток составляет 1,5 – 2,5 ампер.
2. Входная мощность – 115 – 230 V.
3. Частота – 50 – 60 герц.
4. Рабочее напряжение – 220 вольт (наши стандартные сети).
5. Выходное напряжение – 12 в.
6. Выходной ток – 15 A.
7. Мощность – 180 ватт.
8. Параметры безопасности: защита от перегрузки и короткого замыкания. Некоторые виды являются влагоустойчивыми.

Это один из самых распространенных видов. Размер некоторых моделей отличается друг от друга.

Вот некоторые примеры:

• 165x65x40;
• 115x80x37;
• 165x100x44;
• 255x75x45;

Другие различия в некоторых видах:

1. Сила тока имеет приличный диапазон: от 1,25 до 41 А.
2. Мощность колеблется в пределах 1 – 1000 Вт.

Безопасность и соответствие стандартам гарантирует производитель. Поэтому, перед покупкой, ознакомьтесь с характеристиками оборудования.

Для того, чтобы установка блока проходила легче, его оснащают специальной присоединительной колодкой с отверстиями. Помимо этого, блоки не позволяют проводу непроизвольно вытягиваться и отключаться от колодки с винтовыми зажимами, благодаря которым и происходит подключение провода.

Охлаждаются блоки питания за счет естественной воздушной конвекции. Некоторые из них изготавливают со встроенными вентиляторами, похожими на компьютерные кулеры, и не позволяющими устройству подвергнуться перегреву во время длительной эксплуатации.

Такие вентиляторы позволяют повысить мощность. Единственный минус – это шум, который со временем только увеличивается. Если вы используете такой вид устройства, не забывайте регулярно чистить его, смазывать вращающийся механизм и удалять с него пыль.

Схемы подключения светодиода к 220В

Полупроводник пропускает ток только в одном направлении. Однако в сети в 220В имеется переменный ток, где с частотой в 50 Гц направление тока меняется. Чтобы компенсировать этот эффект и подключить светодиодную лампу, требуется выпрямитель какого-либо типа, способный погасить обратное напряжение.

В таком качестве выступает резистор, конденсатор, выпрямительный мост. Соответственно, подключить светодиод к сети в 220 Вольт можно несколькими способами. Чаще всего в быту используется схема с резистором, поскольку такой способ прост в монтаже и доступен по стоимости.

Как подключить светодиодный светильник последовательным способом

Такое подсоединение выполняется очень легко и вполне годится для бытовых светодиодных приборов и сети в 220 Вольт.

1. Для начала рассчитывают требуемую мощность резистора и учитывают необходимость в защите от обратного напряжения. Теоретически при подсоединении светодиода, мощностью, например, в 3 Вольта, «избыток» в 217 Вольт оседает на резисторе. Однако на деле обратная полуволна в этом случае подается на светодиод, а не на резистор, а так как обратное напряжение у полупроводников невелико – до 30 Вольт, прибор быстро выходит из строя.
2. Все элементы цепи – резистор, диод защиты и светодиод подключаются последовательно.

Важно! В схеме следует установить резистор мощностью не менее 2 Вт, так как устройство здесь заметно нагревается

Как подключить светодиодный светильник к 220В параллельным способом

Подсоединить светодиодный светильник можно и параллельно. Такая схема более надежна, хотя не исключает эффект мерцания.

1. Индикаторный диод подключают параллельно светодиоду. Диод должен иметь обратное включение. При первой полуволне работает индикаторный диод, при второй – светодиод. Напряжение, падающее на последний, не превышает 1 Вольт, что делает такую схему более долговечной.
2. Мощность резистора и здесь должна быть избыточной – он нагревается.

Снизить эффект мерцания позволяет параллельная установка 2 светодиодов. При подсоединении к сети в 220В при одной полуволне включается 1 светодиод, при второй – параллельный ему. При таком расположении оба элемента в нужной степени защищены от избыточного обратного напряжения.

Важно! Окончательно от эффекта мерцания и в этом случае избавиться нельзя

Схема включения светодиода в сеть 220 вольт лучевым соединением

Запитать светодиод от сети 220В таким способом – лучший вариант, так как метод предупреждает излишний нагрев всех деталей цепи и исключает заметные для глаза мерцания. Кроме того, цепь, включающая конденсатор, потребляет меньше тока. Минус схемы – подключение светодиодных ламп требует больше времени и подразумевает цепь из большого количества элементов.

1. Вместо резистора основную нагрузку по выпрямлению тока берет на себя конденсатор. Использовать необходимо пленочное устройство – электролит не годится. Рассчитано на напряжение как минимум в 250 Вольт, а лучше в 400 Вольт.
2. Параллельно конденсатору в цепь включают резистор. Его задача – разряд конденсатора после того, как светильник отключают от сети в 220 Вольт.
3. Параллельно светодиоду подсоединяют диодный мост – его можно приобрести готовым, а можно самостоятельно сделать из 4 диодов с подходящими характеристиками. Максимальная сила тока моста должна быть выше, чем аналогичный показатель у светодиода. Возможное обратное напряжение – не менее 400 Вольт. Мост подсоединяется в обратном направлении по сравнению со светодиодным элементом.
4. Последовательно конденсатору в цепь вставляют еще один резистор – токоограничительный. Его цель – защитить схему от случайных скачков напряжения в сети на 220 Вольт.

В такой схеме все элементы нагреваются незначительно, что обеспечивает высокую долговечность и надежность.

Схема шунтирования светодиода обычным диодом

Необходимость шунтирования доказана практикой. Теоретическая схема подключения светодиода без дополнительного элемента оказывается несостоятельной.

Рабочая схема включает индикаторный обычный диод с той же полярностью, что и светодиодное устройство. При этом излишне высокое напряжение обратной волны оседает на диодном элементе, а остаточное напряжение светодиод пробить уже не может. Диод монтируют между резистором и светодиодом.

Оценка мощности блока питания

При выборе блока питания вначале надо оценить мощность светильника. Мощность блока питания должна быть больше мощности, потребляемой источником света, а лучше, если эта мощность будет иметь запас в 20-30%.

При покупке светодиодов необходимо сразу же подбирать для них соответствующий блок питания. При этом необходимо учитывать также ток питания и напряжение на светодиоде. Например, белый светодиод при токе в 300 мА имеет падение напряжения в 3-3,4 В, т.е. необходимая для него мощность равна приблизительно 1 Вт.

Отсюда следует, что драйвер с током в 300 мА и мощностью в 10 Вт годится для светодиодного светильника с 10 белыми светодиодами.

А в светильнике с красными светодиодами при токе в 300 мА может быть установлено 15 светодиодов. Ведь падение напряжения на таком светодиоде составляет всего 1,8-2,0 В. И требуемая мощность для красного диода равна приблизительно 0,6 Вт.

Блоки питания для светодиодных светильников: выбор

Подключение светодиодной ленты к сети 220В схема

Чтобы запитать светодиодную ленту от сети обычной бытовой сети переменного тока 220В 50Гц нужно выполнить три условия:

• преобразовать переменное напряжение сети в постоянное;
• выровнять уровни напряжений: снизить сетевое напряжение до 12В или изменить схему подключения светодиодов, чтобы на них можно было подавать высокое напряжение;
• стабилизировать параметры электрического питания.

Проще всего использовать готовый блок питания для светодиодной ленты 12В, он рассчитан на безопасное напряжение. Но в применении этого блока питания есть и минусы: он стоит денег и собрать его не так просто, кроме того из-за низкого напряжения светодиодные ленты не стоит располагать далеко от блока питания, для компенсации потерь напряжения придется использовать толстые провода.

Второй вариант: переделать светодиодную ленту и вместо последовательно-параллельного включения светодиодов использовать последовательное.
При такой схеме включения светодиодная сборка питается малым током, но при большом напряжении. Кроме того, если пожертвовать гальванической развязкой, то схема драйвера питания сильно упрощается.

Внимание!!! Схемы без гальванической развязки от сети можно применять там, где нет опасности поражения электрическим током, например в сухом помещении на потолке

• Самое интересное, что схему подобного драйвера можно сделать из деталей отслуживший свой срок энергосберегающей лампочки!
• Рассмотрим подключение светодиодной ленты к сети 220В схема приведена на рисунке.

Таблица номиналов элементов схемы:

• C1 – 2,2 мкФ 400 В
• R1 – 1,3 кОм
• R2 – 4,3 кОм
• R3 – 47 Ом
• VD1 .. VD4 – 1N4007
• VT1, VT2 — 13002

На схеме можно выделить три узла:

• выпрямитель переменного напряжения и фильтр на элементах C1, R1, VD1 – VD4;
• стабилизатор тока на R2, R3, VT1, VT2;
• сборка из светодиодов HL1 – HLN.

Про работу выпрямителя можно почитать здесь. В данной схеме кроме диодного моста из 4-х диодов добавлены токоограничивающий резистор R1 защищающий от бросков тока, фильтрующий конденсатор C1.

При подаче на вход данного выпрямителя сетевого напряжения 220В / 50Гц, на выходе выпрямителя (на конденсаторе С1) появиться постоянное напряжение равное примерно 300В с пульсацией частотой 100Гц.

Чем больше будет емкость конденсатора, тем меньше будет пульсация.

Светодиоды требуют питания стабилизированным током, часто их питают стабилизированным напряжением через резистор ограничивающий ток, например как в светодиодных лентах. Но зачем нам идти на компромиссы, если сделать стабилизатор тока, работающий при больших напряжениях проще, чем стабилизатор напряжения. Работа схемы стабилизатора тока рассматривалась тут.

Такой участок подключается параллельно куче других таких же участков и все это подключается к 12 В.

На каждом диоде падает напряжение от 3,3 В до 3,6 В, таким образом на токоограничивающий резистор остается около полутора Вольт.

Чтобы повысить напряжение участки из трех диодов включаем последовательно с друг другом, а резистора можно выпаять, закорачивать или заменять перемычками, т.е

как будет удобнее с точки зрения топологии.Внимание!!! Соблюдайте полярность, при ошибка в полярности подключения светодиода при таком напряжении будет для светодиода фатальной

Ток которые протекает через тройку светодиодов можно примерно посчитать, разделив полтора Вольта на сопротивление токоограничивающего резистора. То есть при сопротивлении 150 Ом, ток через светодиоды составит 10 мА.

Именно такая лента со светодиодами на 10 мА попалась мне, для неё и были рассчитывать параметры драйвера. Если нужно уменьшить ток, то придется пропорционально увеличивать значение сопротивления резистора R3.

При сетевом напряжении в 220 В, описанная схема способна обеспечить последовательное подключение до 25 групп из трех диодов или 75 единичных. Если напряжение в сети часто бывает пониженным, то лучше снизить количество групп светодиодов до 20 или даже 15.

А вот и плата от энергосберегающей лапочки, откуда можно получить нужные радиоэлементы.

Лампочка разбилась, а плата осталась в рабочем состоянии.

Кстати полярность подключения диодов, выводы транзисторов можно срисовать прямо с этой платы, все что нужно там помечено.
Добываем элементы из этой платы и собираем новую схему.

На фото видно, что транзисторы в маломощном корпусе TO-92 такой корпус не рассеет мощность больше 600 мВт. И суммарная мощность схема с таким транзистором не позволит отдавать в нагрузку более пары Ватт.

Если потребуется собрать схему для более мощной нагрузки, то транзистор VT2 должен быть в более мощном корпусе и желательно с радиатором.

Это нужно знать

Главное – это помнить о технике безопасности. Представленные схемы питаются от 220 В сети переменного тока, поэтому требуют во время сборки особого внимания. Подключение светодиода в сеть должно осуществляться в четком соответствии с принципиальной схемой.

Для повышения надёжности устройства рекомендуется использовать заранее проверенные детали с запасом по предельно допустимым значениям напряжения и мощности. Собирать бестрансформаторные источники питания следует внимательно и помнить, что они не имеют гальванической развязки с сетью.

Готовая схема должна быть надёжно изолирована от соседних металлических деталей и защищена от случайного прикосновения. Демонтировать её можно только с отключенным напряжением питания.