Блок питания для светодиодной ленты

Светодиодные ленты стремительно набирают популярность, как очень компактный и удобный способ организации освещения и украшения помещений. Однако мало кто знает, что подключать их в бытовую сеть с напряжением 220В запрещено. Рабочее напряжение ленты равняется 12В или 24В и при подключении к источнику тока с таким большим напряжением она просто сгорит. Поэтому её всегда необходимо подключать к сети через блок питания, который можно не только купить, но и собрать своими руками.

Блок питания для светодиодной ленты

Виды

Одно из главных правил монтажа светодиодной ленты требует, чтобы она и источник питания имели одинаковое номинальное напряжение. Поэтому, если Вы уже купили ленту и оказались перед вопросом выбора блока питания для нее, то выбирайте соответствующие модели. Наибольшее распространение в быту сегодня имеют ленты на 12В – они стоят дешевле, да и блок для них можно купить за меньшие деньги. Номинал ленты указывается в маркировке.

Однако классификация блоков питания производится не по напряжению, а по такому признаку, как способ охлаждения:

1. Приборы с активным охлаждением. Их конструкция включает в себя вентилятор, похожий на компьютерный кулер. Шум, производимый его винтом во время вращения, является недостатком данного типа БП. Кроме того, он требует регулярного ухода – чистки, смазывания и замены.
2. С пассивным охлаждением. Оно основывается на циркуляции воздуха внутри устройства, для чего в корпусе прорезаны специальные отверстия или установлена решетка.

По строению блок питания для светодиодной ленты может иметь корпус:

• похожий на зарядное устройство ноутбука, часто тоже изготавливается из такого же черного пластика с наклеенной маркировкой, в которой указаны рабочие параметры.
• герметичный защищенный от влаги и пыли алюминиевый корпус;
• из легкого металла с вентиляционными отверстиями и площадкой для подключения контактов, из-за особенностей материала может использоваться только в сухих помещениях.

По функциональным возможностям БП для LED-лент разделяют:

• на простые устройства, выполняющие функцию подачи питания;
• на блоки со встроенным диммером;
• устройства с дистанционным управлением по радиоканалу или инфракрасному каналу;
• комбинированные аппараты с полным набором функций.

Схема подключения светодиодной ленты своими руками очень проста, поэтому мы не будем использовать приборы из первой категории. Блоки питания из последней категории предназначены для сложных схем с большой нагрузкой и количеством устройств и необходимы для профессиональных электриков, организующих подачу освещения на какой-нибудь промышленный объект. Там действуют другие, в разы более сложные правила, которых мы не будем касаться по причине нецелесообразности такого углубления в вопрос.

По условиям использования:

1. Открытые, предназначенные для монтажа внутри помещений. Имеют самую низкую среднюю стоимость, но громоздки. Изготавливаются из дешевого перфорированного металла. Несмотря на необходимость некоторого пространства для установки, органично вписываются в интерьер и легко прячутся в мебель, аппаратные отсеки или ниши.
2. Закрытые блоки, предназначенные для монтажа снаружи помещений. Имеют герметичный алюминиевый корпус, предотвращающий повреждение прибора под воздействием внешних факторов.
3. Компактные источники питания. Отличаются небольшими габаритами, легко прячутся в нишах, каркасных конструкциях. Маленький вес позволяет приклеивать их на обратные стороны стенок мебели и столешниц. Обладают невысокой мощностью и чаще всего применяются при монтаже декоративной подсветки.

Строение

Блок питания – это электротехнический прибор, вырабатывающий напряжение определенной величины (12В, 24В, 36В), необходимое для работы подключенного к нему потребителя, в нашем случае – светодиодной ленты. На сегодня этих устройства разделяют на два основных вида:

1. Трансформаторные.
2. Импульсные.

Первые относятся к устаревшим технологиям, для них характерны большие габариты, нагрев во время работы, шум. Вторые же, являются современными устройствами, обладающими рядом преимуществ перед своими аналогами. Во-первых, импульсные блоки питания не греются, во-вторых – имеют более компактные размеры и вес и, в-третьих, их КПД на 60-70% выше.

Однако во многом оба вида блоков похожи. И в тех, и в других для защиты человека от травм устанавливается гальваническая развязка. В обоих случаях блок может сгореть от превышения нагрузки и поэтому следует выбирать прибор с запасом прочности.

Рабочая схема блоков питания, вне зависимости от типа, включает в себя:

• Понижающий трансформатор, необходимый для преобразования напряжения 220В к необходимой величине (12В или 24В).
• Выпрямитель для перевода переменного тока в постоянный.
• Сглаживающий фильтр RC или LC типа. Он включается в мостовую схему с выпрямителем и гасит пульсации напряжения.

Трансформаторный блок имеет более простую конструкцию и легко обслуживается, но не защищен от перегрузок, возникающих при нагреве конструкции.

Импульсный блок питания отличает более сложная схема, небольшие габариты и плохая переносимость холостого хода.

Расчет мощности

Перед тем как приступить к монтажу светодиодной ленты своими руками следует подобрать соответствующий блок питания. Он должен соответствовать светодиодной ленте не только по напряжению, но и по мощности. В качестве примера проведем расчет блока питания для ленты SMD 5050 60LED с входным напряжением 12В, устанавливаемой по периметру комнаты 4×3 метров.

1. Вычисляем общую длину ленты: 4+4+3+3 = 14 метров.
2. Согласно маркировке на один метр ленты у нас приходится 60 светодиодов, чья потребляемая мощность составляет 14,4 Вт/м.
3. Находим суммарную потребляемую мощность всей цепи: 14 м * 14,4Вт/м = 201,6 Вт.
4. Увеличим это значение на 20% для обеспечения запаса прочности. Дело в том, что реальных характеристики могут изменяться в ходе работы. Это может происходить из-за нагрева элементов ленты или потери мощности на дальних диодах на участках большой длины и по другим причинам. Итак: 201,6Вт * 1,2 = 241,92 Вт.
5. Теперь подбираем блок питания с округлением рабочей мощности в большую сторону. Для нашего примера подойдет модель FS-250-12V.

Как мы видим, этот блок питания имеет относительно большие размеры (250×122×60мм), а весит целых 2,5 килограмма. Если вас устраивают такие габариты устройства, можно переходить к его подключению. В нашем примере, как вы помните, LED-лента используется для освещения комнаты, и не совсем целесообразно вешать такую «махину». Поэтому имеет смысл разделить нашу схему освещения на два равных участка по 7 метров (с потребляемой мощностью по 121Вт) и запитать каждый из них от более компактных. Если их размер по-прежнему не устраивает, переходите к варианту с 4-мя небольшими блоками и отрезками ленты длиной по 3,5 метра.

Как сделать блок самостоятельно?

Покупка подходящего блока питания может составить значительную долю затрат, необходимых для всего монтажа освещения. В рассматриваемом нами примере блок питания FS-250-12V 250W обошелся бы в 2500-3000 рублей. Безусловно, это большие траты. Это еще одна причина, по которой мы советуем поставить в комнате несколько дешевых блоков меньшей мощности. Конечно, в такой ситуации сильно сэкономить достаточно сложно.

А что, если мы используем ленту для подсветки рабочего стола и её потребляемая мощность составит 4Вт? Стоит ли покупать для неё специальный блок? Возможно и стоит, однако его цена составит 200-300 рублей. В определенных условиях столько же придется выложить и за саму ленту.

В данной ситуации можно очень легко сэкономить, если использовать подходящий по параметрам блок питания от бытовых электроприборов. К ним относятся зарядные устройства от телефонов и планшетов, источников питания для компьютерной техники и т.д. Наверняка, у каждого дома есть хотя бы одно такое устройство, которое уже давно не используется по назначению, а хранится только потому, что жалко выбросить. Пустим его в пользу, сделав своими руками источник питания для светодиодной лампы.

При правильном подборе параметров даже не придется изменять прибор. Так, например, зарядные устройства для телефонов и планшетов имеют мощность около 5-5,5 Вт, источники питания от телевизоров, ноутбуков, электробритв, роутеров и т.п. – до 50Вт. Все зависит от конкретной модели – можно найти ноутбук, в комплектацию которого входит БП на 90Вт.

Если напряжение и мощность соответствуют необходимым параметрам, то для того, чтобы подключить к блоку ленту можно воспользоваться коннекторами или пайкой.

Коннекторы несколько проще и быстрее устанавливаются, однако под большой нагрузкой они могут окисляться и терять качество соединения.

Подключение

Теперь рассмотрим самый главный вопрос: как правильно своими руками подключить светодиодную ленту к источнику питания. Фактическое соединение блока и ленты между собой не представляет сложностей и выполняется так же, как и в других устройствах. Тем не менее, здесь существуют характерные особенности, без учета которых создать работающую систему не получится:

• При использовании нескольких отрезков ленты их следует подключать к сети только параллельно. При последовательном подключении напряжение будет падать по мере отдаления кусков ленты от источника питания.
• Полярность должна строго соблюдаться. Для этого контактные провода светодиодных лент окрашиваются в красный и синий цвет. Аналогичные пометки стоят и на блоке питания. Нарушение полярности может привести к сгоранию светодиодов.
• При монтаже двух параллельных светодиодных лент необходимо использовать кабель с сечением в 1,5 мм2 для питания той, которая расположена дальше. Это предотвращает большие потери напряжения.
• Максимальная допустимая длина одного отрезка ленты равняется 5 метрам. Впрочем, превысить это значение, пожалуй, невозможно – ленты продаются катушками по 5 метров.

Специалисты отмечают, что при монтаже двух длинных участков светодиодной ленты параллельно самым оптимальным решением будет подбор отдельных источников питания для каждого из них. Это обеспечивает постоянство подачи напряжения, а также уменьшает размеры блоков, благодаря чему их становится проще размещать и прятать. Схема установки в таком случае немного усложняется, но ее по-прежнему можно смонтировать своими руками.

Обратите внимание, что для подведения тока к удаленной ленте используется провод с сечением 0,75 мм2. Как уже говорилось выше, это делается для предотвращения потери напряжения.

Светодиодная лента

Подключение RGB ленты

Схема подключения ленты с RGB-светодиодами не имеет кардинальных отличий от базовой, описанной выше.

Разница заключается в следующем: для RGB-ленты необходимо между блоком питания и лентой установить дополнительный прибор, который будет контролировать интенсивность и режим свечения диодов – контроллер.

На его входе расположены два контакта, к которым подключается источник питания. А на выходе имеется 4 разноцветных провода, присоединяемых непосредственно к ленте. Конечно, контроллеры имеют различные характеристики и расчетные показатели. Например, для работы с LED-лентами имеет значение её плотность – количество диодов на один погонный метр.

Следует учитывать, что на один контроллер может приходиться только один отрезок ленты. То есть в схемах с двумя параллельно включенными LED-лентами необходимо использовать два контроллера с отдельными блоками питания. В таком случае приведенная нами в предыдущем разделе схема приобретает следующий вид.

Соответственно, при монтаже осветительной сети из 4 лент понадобится 4 пары контроллер + блок питания.