Андрей Смирнов
Время чтения: ~11 мин.
Просмотров: 0

Как выбрать блок питания для светодиодной ленты на 12 вольт?

Виды изделия

Сегодня изделия такого плана делятся на следующие виды:

еpistar. Это высококачественные диоды, имеющие компактные размеры. Для них характерен продолжительный период работы. Имеют обширное применение в современном мире;

Еpistar — диод сверхяркого типа

Cree — диод сверхяркого типа

cree. Такие диоды функционируют на основе нитрида галлия и карбида кремния. И их характеристики отличает продолжительный период работы. Кроме этого, cree как и остальные модели, потребляет минимум электроэнергии (12 вольт). Светодиоды cree чаще всего используются для освещения подземных и пешеходных переходов, дорог и автомагистралей. Очень часто cree используется в ручных и уличных фонарях;

Smd — диод сверхяркого типа

smd. Также довольно распространенный тип сверяхрякой продукции светодиодного плана. Smd модели широко применяются в самых разнообразных сферах человеческой деятельности.Особенно часто smd диоды используются для подсветки зданий снаружи, а также создания качественной подсветки интерьеров внутри зданий. Светодиодные ленты smd характеризуются плотным свечением, что и сделало их столь популярными и востребованными в современном мире.

При использовании такого рода изделий, вне зависимости от вида, всегда необходимо использовать драйверы для подключения их сети переменного тока на 220 вольт. Это связано с тем, что чаще всего продукция такого плана выпускается на 12 вольт. Специальный драйвер (блок питания) будет понижать напряжение с 220 до 12 вольт. Это необходимо обязательно учитывать при покупке изделия и дополнительной аппаратуры к ней, а также при установке освещения.

Подбор оптимальных комплектующих

Светодиодные линейки

Схема подключения светодиодной линейки

Для светильника по типу «Армстронг» подходящим вариантом будут размеры 60х60 см и 60х120 см, широко применяемые для освещения в жилых и промышленных помещениях.

Как правило, их подложка бывает двух видов:

  • из алюминия;
  • из фольгированного гетинакса.

Данные приборы, выполненные из алюминия, упрощают проект и монтаж электронных элементов, хорошо отводят тепловые выделения от светодиодов. Применение светодиодных линеек на подложках из алюминия резко увеличивает надежность прибора в целом.

Данная деталь производит поток света до 820 Лм, а использование четырех таких дает поток в 3300 Лм. Такой светильник будет иметь высокую эффективность в 85 Лм/Вт и использовать всего 42 Вт. Таких параметров хватит, чтобы осветить помещение с потолками высотой в 3-3.5 м.

Данный выбор светодиодов основывается на их большой надежности, дешевизне и мощности в 0.3 Вт. На светодиодной линейке могут размещаться от 21 до 28 шт., дающие поток света в 820-980 Лм.

Блок питания

Для обеспечения долговременной работы линеек обычного блока питания будет мало. В продаже можно встретить массу таких приборов, но не все виды источников питания можно использовать для линейных приборов. Лучшим вариантом для питания линеек является блок питания со стабилизатором напряжения серии LPC, он оптимально подойдет для установки в корпус, а еще у него большой КПД. Это достаточно приемлемые по качеству и стоимости источники питания, и по своим свойствам они отлично экономит электроэнергию. Для того чтобы собрать светодиодный светильник своими руками, нужно иметь 1-2 блока питания для четырех линеек. Количество напрямую зависит от определенной схемы питания.

Способы подключения светодиодов к ИП на 12 вольт

Чтобы подключить к 12 вольтам стабилизированного источника питания один светодиод на 3 В, придётся компенсировать излишек (примерно 9 В) на резисторе или стабилитроне. Это крайне неэффективно, так как основная часть энергии будет рассеиваться на вспомогательных элементах цепи.

Для повышения КПД схемы светодиоды соединяют последовательно по три штуки. Если учесть, что падение напряжения на наиболее распространенных белых светодиодах примерно 3,3 В, то для погашения оставшихся 2 В (12-3,3*3=2) достаточно одного маломощного резистора. Светодиоды желтого и красного цвета свечения можно объединять последовательно по 5 штук, так как их падение напряжения не превышает 2,2 В.

В идеале, перед расчетом резистора нужно точно знать рабочее напряжение каждого светодиода. Его можно взять из паспорта либо измерить самостоятельно. Замер производят на включенном светодиоде, через который протекает номинальный ток. Затем по закону Ома определяют номинал и мощность токоограничивающего резистора: R=Uпит-(ULED1+ ULED2+…+ ULEDn)/ILED. P=(Uпит-(ULED1+ ULED2+…+ ULEDn))*ILED.

Более подробно о расчёте и выборе резистора написано в данной статье.

Сегодня некоторые производители выпускают светодиоды с высоким падением напряжения. К ним можно отнести и светодиоды 12 вольт, подключение которых необходимо выполнять строго через источник стабилизированного тока.

Также отдельным случаем является подключение светодиодной ленты к источнику питания 12 В. Здесь схема подключения гораздо проще, так как не нужно стабилизировать ток, а ограничительный резистор есть в каждой группе из нескольких светодиодов. Самым простым и недорогим вариантом включения светодиодной ленты является использование блока питания от компьютера. Для этого достаточно соединить плюс ленты с жёлтым (+12 В), а минус ленты – с чёрным (общим) проводом.

Свои нюансы имеют и COB-матрицы. Наравне с другими светодиодами они должны работать от драйвера и, в зависимости от условий, их яркость можно регулировать путём изменения тока. В паспорте к COB-матрице обязательно указывается рабочий ток и примерное падение напряжения при этом токе.

Конструировать светодиодный светильник на базе COB-матрицы с питанием от блока 12 В не корректно по нескольким причинам. Даже если падение напряжения на матрице близко к 12 В, то её можно подключить к такому же стабилизированному блоку питания только через ограничительный резистор. В результате ток будет ниже номинала, при этом снижается яркость и эффективность всего устройства.

Разрешить ситуацию можно путём добавления в цепь питания преобразователя напряжения в ток. Для этого к выходу ИП на 12 В подключают плату низковольтного драйвера, выходной ток которого равен току потребления COB-матрицы. Такие преобразователи выпускаются серийно и имеют низкую цену, широкий диапазон рабочих токов и напряжений, компактные размеры. Для высоковольтных светодиодов и сборок (с прямым напряжением более 12 В) подбирать следует драйвер повышающего типа. При желании преобразователь с нужными параметрами можно собрать своими руками.

Разновидности светодиодных ламп

Источники света классифицируются по нескольким критериям:

  • Тип цоколя. Выпускаются традиционного исполнения с типоразмерами: E14, E27,E40. Так же производятся безцокольные модели ламп: G4, G5, G9 и т. д.
  • Температура свечения. Различают три типа излучаемого света: мягкий – температура от 2500 до 2700 °К, белый – 3800 – 4500 °К и холодный температура светового потока более 5000 °К
  • Тип светодиода. В Зависимости от мощности и назначения лампы светодиоды имеют разную конфигурацию, которая определяется видом кристалла. Он может иметь ножки для подключения или монтироваться непосредственно в плату.

Расчет мощности трансформатора для ламп и схема подключения

Продаются сегодня различные трансформаторы, поэтому существуют определенные правила подбора необходимой мощности. Не стоит брать трансформатор слишком мощный. Он будет работать практически вхолостую. Недостаток мощности приведет к перегреву и дальнейшему выходу устройства из строя.

Рассчитать мощность трансформатора можно самостоятельно. Задачка скорее математическая и по силам каждому начинающему электрику. Например, необходимо установить 8 точечных галогенок напряжением 12 В и мощностью 20 ватт. Общая мощность при этом составит 160 ватт. Берем с запасом на 10 % примерно и приобретаем мощностью 200 ватт.

Схема №1 выглядит примерно таким образом: на линии 220 стоит одноклавишный выключатель, при этом оранжевый и синий провод подсоединяются ко входу трансформатора (первичные клеммы).

На линии 12 вольт все лампы подключаются к трансформатору (на вторичные клеммы). Соединяющие медные провода обязательно должны иметь одинаковое сечение, иначе яркость у лампочек будет разная.

Еще одно условие: провод, соединяющий трансформатор с галогеновыми лампами, должен быть длиной не менее 1,5 метров, лучше, если 3. Если сделать его слишком коротким, он начнет греться, и яркость лампочек снизится.

Схема №2 – для подключения галогеновых светильников. Здесь можно поступить по-другому. Разбить, к примеру, шесть светильников на две части. Для каждой установить понижающий трансформатор. Правильность такого выбора обусловлена тем, что при поломке одного из блоков питания вторая часть светильников все-таки будет продолжать работать. Мощность одной группы составляет 105 ватт. С небольшим коэффициентом запаса получаем, что приобрести необходимо два трансформатора на 150 ватт.

Совет! Каждый понижающий трансформатор запитайте своими проводами и соедините их в распределительной коробке. Места соединения оставьте в свободном доступе.

Блок питания для ламп 12 В

Низковольтные источники света требуют питания постоянным током напряжением 12 В. Для понижения напряжения бытовой сети до нужного значения используются специальные блоки питания.

Для питания галогенных и ламп накаливания применяют простые блоки питания (по принципу понижающего трансформатора). Для светодиодных необходимо более сложное устройство, специальный источник питания или led-драйвер. Имейте это в виду при покупке.

В зависимости от назначения светильника блоки питания разделяют на:

  • Герметичные (ip55-ip69): хороший вариант для работы во влажном или пыльном помещении (гараж, ванная комната, баня и т.п.);
  • Негерметичные (ip20- ip55): подходят для работы в помещениях с нормальных уровнем влажности;
  • С активной системой охлаждения: оснащен дополнительным вентилятором, что позволяет увеличить мощность изделия;
  • С пассивной системой охлаждения: оснащен радиатором. Работает бесшумно, но ограниченная мощность.

Для выбора блока питания необходимо знать несколько параметров.

Мощность. Рассчитывается по формуле:

где Р – суммарная мощность;

Кз – коэффициент запаса, Кз = 1,1-1,5;

Рi – мощность отдельного источника света;

n – количество источников света.

  • Выходной ток зависит от числа подключенных ламп. Он должен совпадать с требуемой силой тока для каждой лампы.
  • Выходное напряжение в данном случае равно 12 В.

Подключить лампы к блоку питания довольно просто и безопасно, так как 12 В – это безопасное для человека напряжение. Тем не менее, перед подключением внимательно изучите электрическую схему и разберитесь в маркировке блока питания (вход/выход). Проводка при такой схеме должна быть минимально возможной длины и большого сечения. Иначе лампы будут работать не на полную мощность.

Электрическая схема подключения блока питания 12 В

Конструкция светодиодных ламп

Светодиодные лампы предназначены для напряжения 12 В и соответственно конструкция устройства отличается от люминесцентных аналогов или в которых используется нить накаливания. Конструктивно она выполнена из следующих основных компонентов:

  • Стеклянная колба. Может изготавливаться из прозрачного или матового стекла и иметь сферическую или плоскую форму. Купольная конструкция увеличивает угол рассеивания светового потока до 270°. Модели лампочек с плоской стеклянной поверхностью применяются в точечных светильниках для подсветки интерьера или разбивки площади на отдельные зоны. Угол освещения 30 – 60°.
  • Светодиоды. Источники света последовательно соединяются в одну схему подключения, что повышает светоотдачу устройства.
  • Радиатор. Представляет собой металлическую пластину из алюминиевого сплава. Она предназначена для отвода тепла, излучаемого светодиодами.
  • Корпус. Изготавливается из высокопрочного пластика, который является диэлектриком и выполняет защитные функции от поражения электрическим током при монтаже или демонтаже источника света.
  • Драйвер. Предназначен для стабилизации напряжения и преобразования тока из переменного в постоянный.
  • Цоколь. Может изготавливаться под патроны разных видов: стандартной конструкции E27 и E14 или G4, G13, GU10 и так далее.

В зависимости от количества излучаемого света одним диодом и числа определяется яркость светодиодной лампы. Среднее значение освещенность рассчитывается из соотношения 1 Лм (Люмен – единица измерения яркости светового потока) на 100 Вт.

Блок питания для светодиодных ламп 12 В

Блоки питания выбираются в зависимости от назначения светодиодных светильников.

Они делятся на следующие виды:

  • Герметичные. Применяются для установки ламп в ванной комнате, сауне, уличное освещение.
  • Негерметичные. Предназначены для монтажа внутри помещения с нормальным уровнем влажности.
  • С активным охлаждением. Оснащается вентилятором, что способствует увеличению мощности и уменьшению габаритов.
  • Пассивное охлаждение. Для отвода тепла используется радиатор. Преимущество – бесшумная работа. Недостаток – мощность ограничивается размерами устройства.

Также блоки питания подбираются по основным характеристикам:

  • Мощность. Рассчитывается методом сложения всей подключаемой нагрузки и плюс запас мощности 10 – 15 %, для предотвращения работы в режиме перегрузки.
  • Выходной ток. Зависит от количества подключаемых ламп. Если известна мощность нагрузки и «косинус фи» ламп, то ток можно вычислить по формуле: суммарная мощность ламп / 12 / cos φ. Значение параметра определяет также площадь поперечного сечения проводников, соединяющих БП и лампы.
  • Напряжение на выходе. Для нашего случая это — 12В.

При подключении светодиодных ламп 12 В к электрической линии с напряжением 220 В они должны питаться от драйвера или блока питания.

Технический прогресс в области энергосберегающих технологий способствует постоянному развитию и улучшению технических и эксплуатационных характеристик светодиодных ламп.

Преимущества и недостатки 12 В освещения

Для перехода на осветительные приборы, которые подключаются к низковольтному источнику питания, следует изучить их достоинства и недостатки. Среди преимуществ можно выделить следующее:

  • Безопасность. Использование светодиодных лампам в светильниках на 12 В повышает уровень защиты и устраняет возможность поражения электрическим током.
  • Пожарная безопасность. Проводка низковольтного напряжения не может быть источником возгорания и причиной возникновения пожара. Поэтому провода не нуждаются в дополнительной защите, их не помещают в гофрированные рукава.
  • Универсальность. Электрический ток напряжение которого не превышает 12 В считается условно безопасным, который не может нанести серьезные повреждения человеку. В связи с этим эти лампы могут использоваться в помещениях с нормальными условиями и повышенной опасности. Например, в светильниках для сауны, погреба, ванной комнаты, кухни, спальни и т. д.
  • Экономия. При использовании данного источника света для освещения помещения снижает расход электроэнергии и соответственно затраты денежных средств на оплату счетов.
  • Экологичность. В конструкции не используются материалы, которые в процессе эксплуатации устройства излучают вредные вещества для здоровья человека или животных.
  • Надежность. Лампы имеют высокую устойчивость к механическим повреждениям: царапины, сколы, выщерблены и т. д.

Не смотря на все преимущества источник света, имеет и свои недостатки. К минусам светодиодным лампам рассчитанных на 12V относятся:

  • Требуется дополнительное устройство — блок питания (БП). Наличие драйвера стабилизирующего и понижающего напряжение сети с 220 на 12 В усложняет прокладку проводки. Он обладает своим КПД, которое снижает эффективность освещения и за счет него в схеме появляется дополнительное слабое звено, которое может выйти из строя.
  • Яркость свечения. На мощность светового потока лампы подключенной к низковольтной сети оказывает влияние падение напряжение. Это происходит из-за потребления большого тока. Поэтому длина проводника от трансформатора до первого и последнего источника света должна быть одинаковой, допускается погрешность в 2 – 3 %. Иначе последний светильник будет, тускнея светить, чем первый.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации