Как выбрать блок питания для светодиодной ленты 12 В

Снабжение электроэнергией цепи из светодиодов ничем не отличается от любой другой подобной схемы из нескольких потребителей постоянного тока, которые питаются от выпрямителя из бытовой переменной сети. В данной статье будут рассмотрены как готовые импульсные блоки питания (ИБП), так и принципиальные схемы нескольких самодельных блоков для светодиодных лент.

Чаще других используются наборы светодиодов напряжением 12 Вольт. Это связано с небольшой длиной приобретаемых лент и распространенностью устройств, выдающих это напряжение. Большая длина – примерно от 5 метров, потребует и большего напряжения, проходящего по тонким медным проводникам, соединяющим диоды.

Ьлок питания для светодиодной ленты

Виды устройств

В зависимости от типа помещения, где будет применяться подсветка, подбирается тип блока питания. Чисто визуально их можно разделить на перфорированные металлические, похожие на блок питания от ноутбука и металлические рельефные без видимых отверстий.

Функционально эти источники тока могут быть оснащены регуляторами яркости или пультом управления. В хозяйственных магазинах ИБП можно встретить под названиями «импульсный выпрямитель тока» или «драйвер LED-освещения». Каждая модель импульсного блока питания имеет свой уровень защиты от внешних воздействий.

Код уровня защиты располагается в документации или гравируется на корпусе. Он состоит из аббревиатуры IP и пары цифр. Первая цифра обозначает степень защиты от твердых посторонних предметов – ударопрочность, а вторая класс влагозащищенности.

Выбор блока питания

Основных критериев подбора подходящего ИБП для лент три — герметичность блока, пиковая мощность потребителя и выходное напряжение.

Среди ИБП для светодиодных лент наиболее распространены следующие классы защиты:

  • Синий блок питанияIP20 – Дешевые негерметичные ИБП вполне справятся со своей задачей в жилых комнатах, спальнях и гостиных. Обычно они располагаются прямо на карнизе, где будет клеиться светодиодная лента.
  • IP21 / IP22 – дополнительно защищены от конденсата и влаги.
  • IP23 – наружные, помещения без отопления.
  • IP43 / IP44 – освещение улиц, защита от плохих погодных условий.
  • IP50 – промышленное освещение. Исключено попадание мелких осколков и выпадение деталей блока наружу, однако плохо защищены от влаги.
  • IP54 – подходит для влажных и пыльных помещений.
  • IP60 –.прекрасно работают при высокой загрязненности и пыли.
  • IP65 – герметичны и выдерживают прямое попадание струй воды.
  • IP67 / IP68 –предназначены для подводной эксплуатации. Можно применять в аквариумах и бассейнах.

Пиковая выходная мощность рассчитывается в зависимости от суммарной мощности всех светодиодов в ленте при их максимальной яркости. Иногда производитель указывает, какую мощность следует использовать на метр ленты. Но если такой характеристики нет, узнать мощность одного метра можно умножив максимальную мощность одного светодиода на их количество.

К полученной величине обычно прибавляют 20% запаса. Примерная мощность одного метра светодиодной 12-вольтовой светодиодной подсветки равна 60 Ватт. Для того, чтобы обеспечить степень освещенности равную обычной цокольной лампе накаливания, нужно использовать ленту мощностью в 10 Ватт.

Дополнительно следует позаботиться об охлаждении блока питания, выбрав хорошо проветриваемое место подальше от батарей отопления и других источников тепла. Импульсный блок питания с металлическим корпусом помимо охлаждающих решеток может быть снабжен вентилятором активной системы охлаждения. Рабочий диапазон ИБП колеблется в пределах от – 25 до +40 градусов у устройств со средним и низким классом защиты.

Блоки питания

Импульсный блок питания с металлическим корпусом помимо охлаждающих решеток может быть снабжен вентилятором активной системы охлаждения

Обзор стоимости

Простые незащищенные модели с пассивным охлаждением на весну 2017 года имеют расчетную стоимость в 10-20 руб за 1 Вт мощности. Более дорогие модели с герметичным корпусом и системой охлаждения имеют стоимость в диапазоне от 40 руб за 1 Вт.

Цена на блоки питания напряжением 12 В для лент из светодиодов начинаются с 100 рублей за модели мощностью в 18-20 Вт на Алиэкспресс и подобных интернет-площадках. В розничных магазинах наценка может доходить до 50-80 руб за 1 Вт у самых примитивных ИБП.

Стоит также учитывать тот факт, что производитель часто существенно завышает характеристики своего устройства. Наиболее простой способ отличить мощное устройство визуально – оно будет иметь большие радиаторы охлаждения и провода большого сечения.

Четыре блока питания

Более дорогие модели с герметичным корпусом и системой охлаждения имеют стоимость в диапазоне от 40 руб за 1 Вт

Делаем своими руками

Безусловно, существует возможность самостоятельного изготовления этого источника тока на основе радиолюбительских схем. Для начала следует немного разобраться в принципе действия и элементах конструкции блоков питания от бытовой сети 220 В.

Крайне не рекомендуется использовать архаичный трансформаторный блок питания напрямую из-за сильного нагрева и несовместимости вольт-амперных характеристик (ВАХ) светодиодной техники. ВАХ осветительных светодиодов не прямо пропорциональна, потребляемый ток здесь растет не по прямой, а экспоненциально.

При подключении ленты к подходящим по мощности блокам питания от ноутбука или планшета следует использовать дополнительные стабилизаторы напряжения, понижающие его с 19 Вольт до 12 на основе блока LM2596. Такое устройство имеет высокий КПД, достигающий 90 % и низкую стоимость – до 50 руб за штуку с доставкой в интернет-магазине.

Найти его в каталоге просто вбив название. Нехватку мощности можно компенсировать, разрезав длинную ленту на несколько равных частей и изготовив несколько таких блоков, после чего параллельно соединив их между собой и подключив в сеть. LM2596 можно использовать для питания ленты от прикуривателя автомобиля, подключив его через предохранитель 5А.

Для изготовления импульсного блока питания полностью с нуля необходимо будет собрать сначала простой выпрямитель переменного тока на 220 вольт, а затем нарастить конструкцию несколькими каскадами импульсных выпрямителей и модулем широтно-импульсной модуляции, при желании снабдив дополнительной системой охлаждения. Основную часть деталей можно раздобыть в отслуживших свой срок бесперебойниках и компьютерных БП.

Первым вариантом источника тока 12 В для ленты является доработанный БП от компьютера на основе полумостового драйвера IR2151. Блок малогабаритен и может с минимальными переделками разместиться в корпусе от самого компьютерного блока.

Схема блока питания

Схема бестрансформаторного блока питания с балластным конденсатором

Трансформатор необходимо будет вскрыть и заново перемотать. Первичная обмотка мотается медной проволокой диаметром 0.8 мм и состоит из 40 витков. На вторичную нужно 2х3 витков жгута из 7 жил провода того же диаметра. За вторичной обмоткой расположен спаренный диод Шоттки на 2х30 Ампер, прикрученный к корпусу для охлаждения.

Практически все конденсаторы нужных емкостей можно найти на плате компьютерного БП. Манипуляции с увеличением или уменьшением их емкости напрямую влияют на мощность блока питания.

Для питания основной микросхемы нужен очень мощный ограничительный резистор, рассчитанный на 2 Вт, его нагревание в процессе работы способствует колебаниям номинального сопротивления на одну десятую от общего значения, однако это не отразится на яркости освещения.

Полевые транзисторы защищены от бросков напряжения дополнительным термистором. Диодный мост построен из 4-х диодов 1N5408, рассчитанных на напряжение 1 кВ и силу тока в 3А. Данный БП крайне мощный и рассчитан на большую нагрузку в несколько сотен Ватт.

Недостатком конструкции можно назвать отсутствие диммера для регуляции яркости свечения и встроенного вентилятора системы охлаждения, который во избежание мерцания ленты нужно подключать к отдельному блоку питания.

Полученный ИБП можно и нужно снабдить дополнительным функционалом. Из-за низкого используемого напряжения для конструкции не годится классический диммер, работающий по принципу изменения выходного напряжения. Вместо него будет рассмотрена схема диммера для плавной регулировки яркости (у монохромных) и цвета (цветные) лент на основе ШИМ.

В продаже имеется готовая подходящая по характеристикам плата регулятора с большим током и маленьким напряжением NM4511 стоимостью в 300 рублей от специализированной компании МастерКит. Однако самостоятельная сборка не составит большого труда и квалификации. В основе схемы лежи сдвоенный операционный усилитель LM358 и мощный транзистор IRF3205.

Блиц-советы

Часть блока питанияНапоследок хотелось бы рассказать об охлаждении собранной конструкции, которая будет пропускать ток большого ампеража. Как говорилось выше, для исключения эффекта мерцания, питание вентилятора следует осуществлять от отдельного источника тока.

В рассмотренной схеме возможно подключение его параллельно с основной линии первичного контура блока питания. Сам трансформатор лучше снабдить отдельным радиатором, прижав его к сердечнику термопастой и закрепив болтами на основной плате.

Для увеличения площади теплообмена можно заменить одну из крышек корпуса большим радиатором, которые можно встретить в старых советских усилителях и выпрямителях напряжения. Хорошим решением будет использование моделей компьютерного БП, в которых используется вентилятор большого диаметра, так как они производят меньше шума.

Оставить комментарий

очиститьОтправить