Как рассчитать мощность блока питания для светодиодов?

Содержание

Как выбрать блок питания для светодиодной ленты. Формула расчета мощности

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодов?

Что такое блок питания для светодиодных лент? Это прежде всего преобразователь сетевого напряжения 220В, в рабочее напряжение ленты 12 или 24В.

Блоки питания (сокращенно БП) бывают:

  • открытыми

Те, которыми пользуются большинство. Они устанавливаются в помещениях без повышенной влажности.

  • полугерметичными

Они не полностью защищены от проникновения влаги. Их можно размещать на улице, но при условии, что вода напрямую не попадет на их корпус, т.е. ставятся под навесом, в прихожей и т.д.

  • герметичными

Их спокойно можно монтировать на улице и в помещениях с повышенной влажностью (ванные, бассейны и т.п.)

Отличаются они между собой только корпусом. Вся начинка, принцип подключения у них практически одинаковы.

Поэтому выбирают их в зависимости от места установки.

Приобретается БП отдельно от ленты и в комплекте с ней не идет. Главный параметр выбора — его номинальная мощность. Как же подобрать и рассчитать необходимый под ваши нужды соответствующий блок?

Для этого в первую очередь необходимо знать мощность всей ленты. Плюс прибавить к ней определенный запас по ваттам. Минимум этого запаса — 30% от общей мощности.

Как подсчитать мощность светодиодной ленты? Для начала узнайте сколько потребляет 1 метр. Эти данные обычно указываются на упаковке.

Если упаковки нет, то можно воспользоваться таблицей и примерно рассчитать мощность, в зависимости от типа светодиодов и их количества на 1 метр.

После этого замерьте длину всех отрезков, которые будут подключаться к блоку.

Далее расчет мощности блока питания нужно сделать по формуле:

K

коэффициент, минимум=1,3

Для примера: у вас есть лента 4,8Вт/м. Ее протяженность — 18 метров. Формула расчета мощности показывает, что вам необходим БП мощностью в 112Вт.

Pб=4,8Вт/м*18м*1,3=112,32Вт

При этом всегда выбирайте блок, ближайший в большую сторону. Для данного случая это 120Вт.

Коэффициент запаса мощности

Коэффициент запаса мощности меньше 30% не используйте. Зачем он вообще нужен, спросите вы?

Он необходим, чтобы блок питания не работал на пределе своих возможностей. Если вы подберете блок строго по значению мощности ленты, то проработает он совсем не долго. И то, если это качественное изделие.

Нагрев корпуса в этом случае будет стабильно составлять 60-70 градусов. А что говорить о внутренних элементах схемы!

При этом вполне возможны появления посторонних звуков.

Нормальный блок (без вентилятора), вообще не должен издавать никаких звуков — ни свистеть, ни трещать.

Также при перегреве возможны нарушения некачественной пайки. Зачастую, именно она является частой причиной выхода прибора из строя.

Не облуженные выводы элементов, со временем окисляются и элементарно пропадает контакт. Найти такую неисправность простым обывателям, не связанным с радиотехникой, бывает сложно.

И они просто выкидывают блок в мусорку. Хотя для его починки, всего-то нужно было хорошенько пропаять один из контактов.

Подключение проводов и клемм

После того, как определились с типом и мощностью, необходимо выполнить правильное подключение. На всех блоках обязательно идет маркировка клемм. Перепутать бывает сложно. Главное разобраться, что означают эти надписи.

Первые клеммы обозначают как L и N. Это контакты подключения напряжения питания 220 Вольт. L — это фаза, N — ноль.

Но по-большому счету, фазировка или полярность здесь не важны. Поэтому не обязательно выяснять, где у вас в проводке ноль, а где фаза. Блок будет работать одинаково.

Конструктивно в БП на входе стоит мостовой выпрямитель, и ему все равно к какой паре диодов будет подана фаза. Хотя предохранитель изначально и стоит в фазной цепи L.

Обратите внимание, что некоторые блоки могут подключаться как в сеть 220В 50Гц, так и 110В 60Гц (напряжение в США). Для этого у них сбоку имеется переключатель.

Выставьте его в положение 220V, иначе при первом подключении можете спалить внутренние элементы прибора.

Затем идет значок заземления. Это место куда подключается заземляющий проводник, если у вас трехпроводная сеть и дома есть нормальный контур заземления.

Когда в розетках дома только фаза и ноль, без заземляющего провода Pe — данная клемма остается пустой. Ничего подключать на нее не нужно.
После, расположены клеммы со значками «+V» и «-V«. Это как раз таки выход на светодиодную ленту.

Иногда вместо «-V» может быть надпись «COM«.

При подключении светодиодной ленты 12-24В обязательно соблюдайте полярность.

Соответственно «+V» это место, куда подключается плюсовой провод, а «-V» — минусовой.

На тех корпусах, где +V и -V по 4шт и более, все эти выхода запараллелены. Поэтому без разницы, куда вы подключите 4 провода от 2-х лент, под две клеммы «+» и «-» или под четыре.

Однако производители рекомендуют при параллельном подключении нескольких лент, использовать все клеммы блока питания.

Чем мощнее БП, тем больше у него выходных клемм для подключения светодиодных лент.

Когда для вас не принципиальны габариты, то можно даже поставить б/ушный блок питания от компьютера. Главное, чтобы его характеристики подходили.

То есть, выходное стабилизированное напряжение 12 или 24В, и необходимая мощность с 30% запасом. Правда, такие модели обычно идут с вентилятором и будут сильно шуметь, имейте это ввиду.
Чтобы понять на самой ленте, где какие контакты, внимательно посмотрите на ее подложку. Если там нет явных надписей с «+» ««, то ищите другие обозначения.
Например, там где будет надпись 12V — это плюсовой контакт, а где буквы GND — минусовой.

Когда лента уже идет с припаянными проводами, то как правило, черный цвет обозначает минус, а красный — плюс.

Однако доверяться только цветам не стоит. Всегда проверяйте саму ленту.

Регулировка напряжения на блоке питания

Еще на корпусе с самого краю может быть регулировочный винт. Обозначен он как ADJ.

Он убавляет или добавляет выходное напряжение. Например, когда у вас в сети стабильно ниже чем 220В (200-205В), то и светодиоды в ленте будут гореть не так ярко, как должны.

Подрегулировать это можно с помощью данного винта. Однако специалисты не советуют делать выход больше 12В. Считается даже лучше, если выходное напряжение будет немного меньшим. Это здорово продлит срок службы ваших светодиодов.

Запомните, что источник питания напрямую влияет на срок работы ленты, если у него выход больше 12 Вольт. Все остальные проблемы, как правило связаны с перегревом, деградацией кристаллов и некачественными производителями.

Причины выхода из строя светодиодной ленты

Светодиодные ленты выходят из строя по разному. Если от перенапряжения — то сгорают все элементы сразу, или перестают светить некоторые сегменты.

Если от перегрева, то неравномерно теряется яркость по всей ленте. Одни светодиоды светят ярче, другие тусклее.

Когда вышел срок службы, то светодиоды равномерно теряют яркость до определенного момента. После достижения минимума, яркость деградации прекращается.

Иногда бывает, что лента начинает самопроизвольно мигать. Если мигает вся одновременно — причина в блоке питания. Если сегментами — то проблема в самой ленте.

Если у вас лента многоцветная — RGB, то в этом случае еще нужно подключить контроллер.

Он устанавливается всегда после БП. Его входное напряжение — 12 или 24Вольт.

То есть, теперь вы подключаете RGB ленту не к источнику питания, а к контроллеру. У многоцветной ленты всего 4 провода.

Каждый провод отвечает за свой цвет:

  •  синий Blue  — клемма «В» на контроллере
  • черный или другого цвета провод отличный от первых — клемма V+

Разъем Power (питание) — это место куда подключаются провода питания.

Здесь тоже нужно соблюдать полярность. Плюс с блока на «+V» контроллера, минус к «-V».

Как видите, ничего сложного в подключении блока и светодиодной ленты нет. Главное разобраться в надписях и клеммах.

Ну и в конце следует рассмотреть вопрос, где физически можно размещать блоки питания. Тут есть несколько рекомендаций:

  • в первую очередь вам необходимо обеспечить вокруг места установки БП воздушное пространство в 20см с каждой стороны. Оно требуется для естественной вентиляции.
  • нельзя его размещать возле нагревательных приборов и горячих поверхностей. Это ведет к перегреву и снижает максимально допустимую нагрузку для подключения.
  • если в схеме применяется два и более источника питания, то не располагайте их вплотную друг к другу.
  • не размещайте блок питания так, чтобы на него попадали прямые солнечные лучи.
  • не желательно размещать БП в местах, где в дальнейшем не будет доступа для его обслуживания. Всегда предусматривайте для этого какое-либо технологическое отверстие или съемную панель.
Читайте также  Как рассчитать сечение провода по диаметру?

Источник: https://svetosmotr.ru/kak-vybrat-blok-pitaniya-dlya-svetodiodnoj-lenty-formula-rascheta-moshhnosti/

Питание светодиодов, блок питания для светодиодов

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодов?

Постоянные читатели часто интересуются, как правильно сделать питание для светодиодов, чтобы срок службы был максимален. Особенно это актуально для led  неизвестного производства с плохими техническими характеристиками или завышенными.

По внешнему виду и параметрам  невозможно определить качество. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками. В основном рекомендую купить готовый, любая схема после сборки требует проверки и настройки.

  • 1. Основные типы
  • 2. Как сделать расчёт
  • 3. Калькулятор для расчёта
  • 4. Подключение в автомобиле
  • 5. Напряжения питания светодиодов
  • 6. Подключение от 12В
  • 7. Подключение от 1,5В
  • 8. Как рассчитать драйвер
  • 9. Низковольтное от 9В до 50В
  • 10. Встроенный драйвер, хит 2016
  • 11. Характеристики

Основные типы

Светодиод – это полупроводниковый электронный элемент, с низким внутренним сопротивлением. Если подать на него стабилизированное напряжение, например 3V, через него пойдёт большой ток, например 4 Ампера, вместо требуемого 1А. Мощность на нём составит 12W, у него сгорят тонкие проводники, которыми подключен кристалл. Проводники отлично видно на цветных и RGB диодах, потому что на них нет жёлтого люминофора.

Если блок питания для светодиодов  12V со стабилизированным напряжением, то для ограничения тока последовательно устанавливают резистор. Недостатком такого подключения будет более высокое потребление энергии, резистор тоже потребляет некоторую энергию. Для светодиодных аккумуляторных фонарей на 1,5В применять такую схему нерационально. Количество вольт на батарейке быстро снижается, соответственно будет падать яркость.  И без повышения минимум до 3В диод не заработает.

Этих недостатков  лишены специализированные светодиодные драйвера на ШИМ контроллерах. При изменениях напряжения  ток остаётся постоянным.

Как сделать расчёт

Чтобы рассчитать блок питания для светодиодов необходимо учитывать 2 основных параметра:

  1. номинальная потребляемая мощность или желаемая;
  2. напряжение падения.

Суммарное энергопотреблением подключаемой электрической цепи не должно превышать  мощности блока.

Падения напряжения зависит от того, какой свет излучает лед чип. Я рекомендую покупать фирменные LED, типа Bridgelux, разброс параметров у них минимальный. Они гарантированно держат заявленные характеристики и имеют запас по ним. Если покупаете на китайском базаре, типа Aliexpress, то не надейтесь на чудо, в 90% вас обманут и пришлют барахло с параметрами в 2-5 раз хуже. Это многократно проверяли мои коллеги, которые заказывали недорогие LED 5730 иногда по 10 раз. Получали они SMD5730 на 0,1W, вместо 0,5W. Это определяли по вольтамперной-характеристике.

Пример различной яркости кристаллов

К тому же у дешевых разброс параметров очень большой. Что бы  это определить в домашних условиях своими руками, подключите их последовательно 5-10 штук. Регулирую количество вольт, добейтесь чтобы они слегка светились. Вы увидите, что часть светит ярче, часть едва заметно. Поэтому некоторые в номинальном рабочем режиме будут греться сильнее, другие меньше. Мощность будет на них разная, поэтому самые нагруженные выйдут из строя раньше остальных.

Калькулятор для расчёта

Для удобства читателей опубликовал онлайн калькулятор для расчёта резистора для светодиодов при подключении к стабильному напряжению.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

  • количество вольт на выходе;
  • снижение напряжения на одном LED;
  • номинальный рабочий ток;
  • количество LED в цепи.

Подключение в автомобиле

..

При заведенном двигателе бывает в среднем 13,5В — 14,5В, при заглушенном12В — 12,5В. Особые требования при включении в автомобильный прикуриватель или бортовую сеть. Кратковременные скачки могут быть до 30В. Если у вас используется токоограничивающее сопротивление, то сила тока возрастает прямо пропорционально повышению напряжению питания светодиодов. По этой причине лучше ставить стабилизатор на микросхеме.

Недостатком использования светодиодных драйверов в авто может быть появление помех на радио в УКВ диапазоне. ШИМ контроллер работает на высоких частотах и будет давать помехи на ваш радиоприёмник. Можно попробовать заменить на другой или линейный типа стабилизатор тока LM317 для светодиодов. Иногда помогает экранирование металлом и размещение подальше от головного устройства авто.

Напряжения питания светодиодов

Из таблиц видно, для маломощных на 1W, 3W этот показатель  2В для красного, желтого цвета, оранжевого. Для белого , синего, зелёного он от 3,2В до 3,4В. Для мощных от 7В до 34В. Эти циферки придется использовать для расчётов.

Подключение от 12В

Одно из самых распространенных напряжений это 12 Вольт, они присутствуют в бытовой  технике, в автомобиле и автомобильной электронике. Используя 12V можно полноценно подключить 3 лед диода. Примером служит светодиодная лента на 12V, в которой 3 штуки и резистор подключены последовательно.

Пример на диоде 1W,  его номинальный ток 300мА.

  • Если на одном LED падает 3,2В, то для 3шт получится 9,6В;
  • на резисторе будет 12В – 9,6В = 2,4В;
  • 2,4 / 0,3 = 8 Ом номинал нужного сопротивления;
  • 2,4 * 0,3 = 0,72W будет рассеиваться на резисторе;
  • 1W + 1W + 1W + 0,72 = 3,72W полное энергопотребление всей цепи.

Аналогичным образом можно вычислить и для другого количества элементов в цепи.

Подключение от 1,5В

Источник питания для светодиодов может быть и простой пальчиковой батарейкой на 1,5В. Для LED диода требуется обычно минимум 3V, без стабилизатора тут никак не обойтись. Такие специализированные светодиодные драйвера используются в  ручных фонариках на Cree Q5 и Cree XML T6. Миниатюрная микросхема повышает количество вольт до 3V и стабилизирует  700мА. Включение от 1.

5 вольт при помощи токоограничивающего сопротивления невозможно. Если применить две  батареи на  1.5 вольт, соединив их последовательно, получим 3В. Но батарейки достаточно быстро разряжаются,  а яркость будет падать еще быстрее. При 2,5В емкости в батареях останется еще много, но диод уже практически потухнет.

А светодиодный драйвер будет поддерживать номинальную яркость даже при 1В.

Обычно такие модули заказываю на Aliexpress,  у китайцев  стоят 50-100руб, в России они дороговаты.

Как рассчитать драйвер

Чтобы рассчитать драйвер питания для светодиодов со стабильным током:

  1. составьте на бумаге схему подключения;
  2. если драйвер китайский, то желательно проверить выдержит он заявленную мощность или нет;
  3. учитывайте, что для разных цветов (синий, красный, зеленый) разное падение вольт;
  4. суммарная мощность не должна быть выше, чем у источника тока.

Нарисуйте схему включения, на которой распределите элементы, если они подключены не просто последовательно, а комбинировано с параллельным соединением.

На китайском блоке питания неизвестного производителя мощность может быть значительно ниже. Они запросто  указывают максимальную пиковую мощность, а не номинальную долговременную. Проверять сложнее, надо предельно нагрузить блок питания и замерить параметры.

Для третьего пункта используйте примерные таблицы для  1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, которые приведены выше. Но больше доверяйте характеристикам, которые вам дал продавец. Для однокристальных бывает 3V, 6V, 12V.

Если энергопотребление цепи  в сумме  превысит номинальную мощность  источника питания, то ток просядет и увеличится нагрев. Он восстановится до нормального уровня, если снизить нагрузку.

Для светодиодных лент сделать расчёт очень просто. Измерьте количество Ватт на 1 метр и умножьте на количество метров. Именно измерьте, в большинстве случаем мощность завышена и вместо 14,4 Вт/м получите 7 Вт/м. Ко мне слишком часто обращаются с такой проблемой разочарованные покупатели.

Низковольтное от 9В до 50В

Кратко расскажу, что использую для включения для блоков на 12В, 19V, 24В и  для подключения к автомобильным 12В.

Чаще всего покупаю готовые модули на ШИМ микросхемах:

  1. бывают повышающие, например, на входе 12V, на выходе 22В;
  2. понижающие, например из 24В до 17В.

Не всем хочется тратить большую денежку на покупку готового прожектора для авто, светодиодного светильника или заказывать готовый драйвер. Поэтому обращаются ко мне, что бы из подручных комплектующих собрать что-нибудь приличное. Цена таких модулей начинается от 50руб до 300руб за модель на 5А с радиатором. Покупаю заранее по несколько штук, расходятся быстро.

Больше всех популярен вариант на линейной ИМС LM317T LM317, простой, надежный устаревший.

Очень популярны модели на LM2596, но она уже устарела и советую обратить внимание на более современное с хорошим КПД. Такие блоки имеют от 1 до 3 подстроечных сопротивлений, которыми можно настроить любые параметры до 30В и до 5А.

Встроенный драйвер, хит 2016

В начале 2016 года стали набирать популярность светодиодные модули и COB диоды с интегрированным драйвером. Они включаются сразу в сеть 220В, идеальный вариант для сборки светотехники своими руками. Все элементы находятся на одной теплопроводящей пластине. ШИМ контроллеры миниатюрные, благодаря хорошему контакту с системой охлаждения. Тестировать надежность и стабильность еще не приходилось, первые отзывы появятся минимум через полгода использования. Уже заказал самую дешевую и доступную модель COB на 50W. Чтобы найти такие на китайском базаре Алиэкспресс, укажите в поиске «integrated led driver».

Характеристики

Глобальная проблема, это подделка светодиодов Cree и Philips в промышленных масштабах. У китайцев для этого есть целые предприятия, внешне копируют на 95-99%, простому покупателю отличить невозможно. Самое плохое, когда такую подделку вам продают под видом оригинального Cree T6. Вы будете подключать поддельный по техническим спецификациям оригинального. Подделка имеет характеристики в среднем на 30% хуже. Меньше световой поток, ниже максимальная рабочая температура, ниже энергопотребление. Про обман вы узнаете очень не скоро, он проработает примерно в 5-10 раз меньше настоящего, особенно на двойном токе.

Недавно измерял световой поток своих фонариков на левых Cree производства  LatticeBright. Доставал всю плату с драйвером и ставил в фотометрический шар. Получилось 180-200 люмен, у оригинала 280-300лм. Без серьезного оборудования, которое преимущественно есть в лабораториях, вы не сможете измерить, соответственно узнать правду.

Иногда попадаются разогнанные диоды,  сила тока на которых на 30%-60% выше номинальной, соответственно и мощность. Недобросовестный производитель, особенно  подвально-китайский пользуется тем, что срок службы трудно измерить в часах. Ведь никто не засекает отработанное время, а когда светильник или светодиодный прожектор выйдут из строя продавца уже не найти. Да и искать бессмысленно, срок гарантии на такую продукцию дают всегда меньше периода службы.

Источник: http://led-obzor.ru/pitanie-svetodiodov-blok-pitaniya-dlya-svetodiodov

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодов?

Практически все светодиодные ленты рассчитаны на напряжение 12 В. В отдельных случаях решения с повышенной яркостью, собранные на основе особо мощных кристаллов, могут требовать напряжение питания 24 В. Для того чтобы ваша система светодиодного освещения светила ярко и длительное время, подключать её стоит только через импульсный источник стабилизированного постоянного тока.

Читайте также  Как рассчитать обороты электродвигателя?

Типы импульсных блоков питания

Существуем множество вариантов технического исполнения блоков питания.

По защите от атмосферного воздействия:

  • Негерметичный;
  • полугерметичный;
  • герметичный.

Негерметичные блоки предназначены для применения исключительно внутри помещений, где нет высокой влажности.

По мощности:

  • От 12 Вт до 800 Вт;
  • сила тока от 1 А до 66 А.

По типу охлаждения:

  • С пассивным охлаждением;
  • с активным охлаждением.

По материалу корпуса:

  • Алюминиевые;
  • металлические;
  • пластиковые.

Расчет блока питания для светодиодной ленты

При монтаже светодиодного освещения обычно возникает ряд актуальных вопросов: какой потребляемый ток светодиодной полосы, как рассчитать блок питания для светодиодов, как рассчитать драйвера для неизвестной ленты, если на ней не указана потребляемая мощность? Для правильного расчёта используем следующую таблицу с номинальными параметрами популярных матриц.

Таблица популярных smd светодиодов, характеристики

Расчет параметров питания светодиодной ленты

Лента различается количеством smd матриц на погонный метр. В продаже существуют варианты на 30, 60, 120 матриц на погонный метр. В зависимости от применяемых светодиодных матриц, номинальная мощность источника электричества для светодиодной ленты будет отличаться.

Какой БП выбрать?

Наведавшись в первый попавшийся интернет-магазин по розничной продаже сетевых драйверов для светодиодов можно обнаружить десятки всевозможных вариантов трансформаторов для светодиодной ленты с очень порядочным разбросом стоимости, которая непосредственно зависит от номинальной мощности, материалов корпуса, гидроизоляции.

Естественное желание каждого человека – минимизировать свои финансовые затраты. Но экономия должна быть целесообразной и оправданной. Сравним несколько вариантов:

Как видите, чем сильнее блок питания, тем дешевле у него фактическая себестоимость ватта. На первый взгляд наиболее соблазнительно смотрится приобретение единственного достаточно мощного блока питания. Расчет мощности трансформатора для светодиодной ленты делается с запасом около 30%.

Не стоит забывать, что абсолютно любой прибор обладает довольно неприятным свойством неожиданно выходить из строя в самый неподходящий момент. При наступлении подобного форс-мажора вы формально останетесь без освещения. Наиболее рационально, в случае монтажа подсветки в комнате, запитывать участки от двух — трёх самостоятельных источников.

Рассчитываем мощность блока питания для светодиодной ленты

Ради примера, возьмем гостевую комнату площадью 18 квадратных метров (3 х 6 метров). Периметр помещения составит 18 метров. Нам потребуется источник светодиодного освещения с суммарной яркостью свечения 350 люмен/м.п (расчет яркости проводим исходя из рекомендованных уровней освещения), для примера возьмём smd 3528 60led с номинальной яркостью 360 lm/м.п. Общая мощность этой ленты на весь периметр помещения будет:

6,6 Вт/м * 18 = 118 Вт.

У разных производителей яркость носителя может значительно отличаться, соответственно и лента в вашей ситуации может потребоваться немного другая, расчёт мощности светодиодной ленты желательно производить по паспортным данным от производителя. С резервом прочности нам понадобится аппарат рассчитанный на 150 Вт.

При использовании нескольких источников тока разбиваем всю длину ленты на три участка, учитывая, что стандартная катушка пятиметровая. Получаем два сегмента по пять метров, 33 Вт и один участок восемь метров на 53 Вт. Блоки питания потребуются на 40 и 70 Вт соответственно.

Расчет светодиодной ленты на один блок питания

Как мы уже обсуждали, мощность драйвера для светодиодного освещения необходимо брать с запасом. Поэтому максимальная длина ленты, допустимая к подключению рассчитывается по формуле:

Длинна (м) = Мощность блока / (1,3 * Nsmd/m * Psmd)

Ncmd/m – количество smd матриц на погонный метр

Pcmd – номинальная мощность одной матрицы

1,3 – поправочный коэффициент запаса

Расчет трансформатора для светодиодной ленты

Расчет мощности блока питания проводим по тому же принципу:

Мощность блока = Длинна (м) * 1,3 * Nsmd/m * Psmd

Использование компьютерного БП в качестве драйвера

Один из доступных стабилизированных источников напряжения на 12В – компьютерный БП. Расчет драйвера питания для светодиодов на его основе имеет ряд особенностей. Начинка системного блока требует разное напряжение – 3,3 В; 5 В; 12 В. Поэтому у такого блока несколько выходных каскадов, между которыми распределяется выдаваемое напряжение.

На канал 12 В приходится около 50% номинальной нагрузки.

Реальная мощность такого БП = паспортная мощность*0,5/1,3.

Таким образом, для питания светодиодной ленты от БП 150 Вт будет доступно около 60 Вт. На радиорынке такие «раритеты» можно найти по 2-3 доллара, что вдвое дешевле стандартных драйверов.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (1 5,00 из 5)
Загрузка…

Источник: https://svetodiodinfo.ru/texnicheskie-momenty/raschet-bloka-pitaniya-dlya-svetodiodnoj-lenty.html

Блок питания для светодиодной ленты

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодов?

Широкое разнообразие современной осветительной техники впечатляет даже людей с очень богатым воображением. С космической скоростью появляются новые, все более технологичные разработки, обеспечивающие не только качественное и безопасное освещение, но и максимальную экономию энергоресурсов.

Одним из таких прогрессивных направлений является LED технология. В настоящее время на рынке представлен широкий выбор светодиодных лент, ламп и светильников, отличающихся дизайном и техническими характеристиками. Эти устройства стали отличной альтернативой привычным лампам накаливания и энергосберегающим осветительным приборам.

Светодиодная подсветка сегодня широко применяется в рекламной и производственной сферах, в интерьерном дизайне, при оформлении салонов автомобилей, оснащении бытовой техники и т.д. Огромный ассортимент предлагаемых вариантов светодиодной подсветки позволяет без проблем подобрать необходимый вариант, но вот его подключение к сети у многих вызывает массу вопросов.

Главным компонентом LED системы является блок питания, представляющий собой трансформатор миниатюрных размеров, обеспечивающий электропитание светодиодов. Маленькие габариты позволяют незаметно размещать этот прибор в любых удобных местах, не нарушая эстетичности светодиодной конструкции.

Назначение блока питания

При использовании светодиодных лент в оформлении интерьеров, необходимо учесть некоторые особенности такого решения.

Прежде всего, следует знать, что напрямую подключить светодиодную ленту в розетку, как обычную лампочку, не получится. Это связано с тем, что рабочее напряжение ленты далеко не 220 В. Если включить ее в обычную розетку она просто выйдет из строя.

Так, если обычная лампа накаливания работает от 220 В, то светодиодам требуется всего лишь 12 В (это самый распространенный вариант, но существуют и 24-вольтовые модели). Следовательно, чтобы подключить 12-вольтовый осветительный прибор в стандартную бытовую сеть, требуется понизить напряжение до необходимого значения. Справиться с данной задачей сможет блок питания для светодиодной ленты 12В.

Типы блоков питания для светодиодных лент

  1. 1. Блок питания в компактном герметичном пластиковом корпусе. Главными достоинствами устройств данного типа являются компактные размеры, приятный внешний вид, герметичность и минимальный вес. К недостаткам относится, конечно же, высокая стоимость, затрудненный теплообмен, обусловленный конструктивными особенностями, и ограничение по мощности (моделей, мощнее 100 Вт, не бывает).
  2. 2. Блок питания в компактном герметичном алюминиевом корпусе. Обладает массой достоинств, хоть и является самым дорогостоящим и довольно тяжелым вариантом.

    Главными преимуществами данного трансформатора являются надежность, герметичность и прочность. Алюминиевый корпус способствует хорошему теплообмену. Прибор устойчив к негативному влиянию различных факторов: влаги, резких перепадов температур, прямого солнечного излучения. Основная сфера применения – профессиональное производство внешней световой рекламы.

  3. 3. Блок питания открытого типа. Самый популярный и недорогой вариант. Чаще всего используется для организации домашнего светодиодного освещения.

    Главными недостатками являются габаритные размеры, вдвое превышающие предыдущие варианты, неэстетичный внешний вид и отсутствие защиты от прямого попадания влаги и пыли.

  4. 4. Сетевой компактный блок питания. Представляет собой миниатюрное, простое и недорогое устройство, не требующее стационарного монтажа. Мощность большинства таких моделей не превышает 60 Вт. Чаще всего они используются для обеспечения питания светодиодных ленточных конструкций, длина которых не превышает 5 метров.

    Главное преимущество – простота использования: лента подключается к блоку питания и включается в розетку.

Подключение светодиодной ленты к блоку питания

При выборе блока питания необходимо учесть два важных параметра: мощность (зависит от и мощности светодиодов на 1 м.п. и длины ленты) и напряжение (обычно это 12 или 24 В).

Перед монтажом светодиодной ленты и размещением ее на выбранной поверхности нужно подключить ленту к блоку питания.

Данный процесс мы рассмотрим на примере модели блока открытого типа. Его корпус выполнен в виде перфорированной металлической коробки, через отверстия которой циркулирует воздух, и охлаждаются радиокомпоненты и клеммный модуль с винтами. Есть такие модели, в которых внутри корпуса для охлаждения размещают вентилятор (кулер).

Блок питания для светодиодной ленты имеет маркировку с указанием назначения прибора и его основных технических характеристик. Около каждого клеммного винта находятся обозначения для обеспечения корректного подключения проводов:

  • L – фаза, N – ноль – это вход блока питания. Через эти клеммы устройство подключается к сети 220 В.
  • G – клемма для провода заземления. При отсутствии в доме заземления, данную клемму оставляют свободной.
  • Клеммы +V и –V – это выход с преобразованным напряжением в 12 В.

Блоки питания данного типа оснащаются индикатором включения – горит зеленая лампочка. Также имеется специальный поворотный механизм, обозначается как «V adj». С его помощью можно немного отрегулировать выходное напряжение, в приделах от 12 до 13 Вольт.

После подключения ленты к блоку питания, необходимо надежно изолировать все контакты. Для эффективной и аккуратной защиты от случайного прикосновения можно использовать отрезок кабель-канала подходящей толщины. Если же эту процедуру выполнить обычной изолентой, то готовый результат будет выглядеть довольно непривлекательно, а при использовании специальных защитных крышек, идущих в комплекте с блоком питания, невозможно обеспечить должный уровень электробезопасности.

Конечно, в жилых помещениях желательно устанавливать более надежные, компактные и внешне привлекательные приборы в пластиковых влагозащищенных корпусах. Они характеризуются высокой электробезопасностью, поэтому не представляют угрозы для детей или животных при случайном прикосновении.

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты

Как было сказано выше, при выборе блока питания следует ориентироваться на технические характеристики светодиодной ленты, подключение которой будет выполняться. Основными критериями являются потребляемая мощность и номинальное напряжение.

12-вольтовые ленты могут иметь разные показатели потребляемой мощности. Это объясняется тем, что они прямо пропорциональны мощности и количеству светодиодных элементов на ленте.

Для удобства подсчета принято брать за основу номинальную мощность светодиодной ленты длиной в 1 метр. Таким образом, чтобы правильно подобрать блок питания, следует номинальную мощность одного погонного метра ленты умножить на ее общую длину.

Рассмотрим небольшой пример расчета блока для ленты SMD 3528

Имеется герметичная светодиодная лента SMD 3528, 60 светодиодов на 1 метр. Рабочее напряжение стандартное – 12 В. Мощность данного типа ленты 4.8 Вт/1м. Т.е. 1 метр ленты потребляет 4.8 Вт. Любая лента продается в бабинах стандартной длины – 5 м. В моем случае мощность всей ленты будет равна 24 Вт (4.8 * 5 = 24).

Теперь стоит задача, как рассчитать блок питания для светодиодной ленты длиной 5 м и полной мощностью 24 Вт. Некоторые скажут, что здесь рассчитывать, нужен БП мощностью 24 Вт, но как говорится, есть одно но.

Если взять блок питания мощностью равной мощности ленты существует угроза перегрева БП, особенно если к нему не будет доступа необходимого количества воздуха, например, при его расположении в ограниченном пространстве под потолком.

Если мощность блока питания будет меньше расчетной мощности ленты она просто не включиться из-за срабатывания внутренней защиты блока.

Поэтому выбирая блок питания для ленты нужно к рассчитанной мощность добавлять 25 – 30 % запаса. Получим: 24 Вт + 30 % = 31.2 Вт. Округляем до ближайшей стандартной мощности БП — 30 Вт.

Мне для подключения необходимо 3.5 метра ленты (в двух словах на потолке будет каркас из гипсокартона в виде полукруга, по периметру этого каркаса будет расположена лента). Мощность куска ленты длиной 3.5 м — 16.8 Вт, округляем до целого числа – 17 Вт.

Теперь стоит задача, как рассчитать блок питания для светодиодной ленты длиной 3.5 м и полной мощностью 17 Вт.

Запас по мощности берем 30 %, получим: 17 Вт + 30 % = 22 Вт. Выбираем ближайший блок стандартной мощностью 24 Вт.

Правильная и бесперебойная работа светодиодной ленты и блока возможна лишь при наличии у данного прибора 25 — 30-процентного запаса мощности это обеспечить блоку питания необходимый запас мощности для его корректной работы.

Похожие материалы на сайте:

  • Из чего состоит энергосберегающая лампа

Источник: https://electricvdome.ru/osvechenie/blok-pitaniya-dlya-svetodiodnoj-lenty-12v.html

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодов?

В данной статье рассматриваются основные моменты, на которые следует обращать внимание при выборе блока питания для светодиодной ленты, а также кратко освещаются вопросы о том, что такое PFC и как вычислить диаметр токопроводящей жилы.

Блок питания — это источник напряжения(трансформатор), который преобразует 220В в 12В, 24В или другое необходимое значение рабочего напряжения. Для питания светодиодных лент и модулей чаще всего используются импульсные блоки питания, где в качестве ограничителей тока работают резисторы, в отличие от драйверов, которые представляют собой источники тока, используемые для светодиодов, модулей и ламп, которые не имеют ограничителей тока.

Чтобы подобрать блок питания к выбранной светодиодной ленте нужно обратить внимание на следующие факторы:

  1. Рабочее напряжение светодиодной ленты.
  2. Суммарная мощность светодиодной ленты.
  3. Необходимость защиты корпуса блока питания от воды и пыли.
  4. Габаритные размеры блока питания.

Рассмотрим подробнее каждый фактор.

1. Рабочее напряжение (U)

Рабочее напряжение светодиодной ленты может быть 12 В, 24 В, иногда 36 В, управляемые ленты SPI обычно 5 В. Соответственно оно должно соответствовать выходному напряжению блока питания.

Существуют также блоки питания с возможностью плавной регулировки выходного напряжения, например источники напряжения Arlight серии JTS, такие можно применять в специальных проектах, где требуется нестандартное значение выходного напряжения, а также там, где необходимо скомпенсировать падение напряжения на длинных проводах.

Еще из нестандартных решений можно отметить блоки питания с несколькими каналами, в которых разное выходное напряжение, это может быть полезно, если нужно запитать ленты с разным рабочим напряжением на один источник напряжения.

2. Мощность светодиодной ленты (PСД)

Подбор блока питания по мощности осуществляется по следующему принципу: мощность должна быть равна суммарной мощности светодиодной ленты, умноженной на коэффициент запаса КЗ, равный 25÷30%, если пренебрегать коэффициентом запаса и использовать блок питания на пределе, то он не проработает долго из-за постоянного перегрева элементов.

Суммарная мощность светодиодной ленты вычисляется путем умножения мощности ленты на 1 метр длины PСД на общую длину L.

Таким образом, получаем следующую формулу:

PБП = L*PСД*Kз, где

L — длина ленты (м)

PСД — удельная мощность светодиодной ленты на 1 метр (W/м)>

Kз — коэффициент запаса (ед.)

3. Степень защиты корпуса блока питания от проникновения жидкости и пыли (класс защиты IP)

При выборе блока питания следует учитывать условия, в которых он будет находиться, если это обычное сухое жилое помещение, то подойдет блок питания в защитном кожухе с IP20 (защита от проникновения твердых предметов >12,5 мм, защиты от влаги нет).

Зачастую в блоках питания мощность более 250Вт в исполнении «Защитный кожух» IP20-IP40 используется активное охлаждение в виде кулера(вентилятора). Если Вы планируете рассматривать данные блоки питания, необходимо выбрать конструктив, когда кулер расположен перпендикулярно элементам платы в изделии, следовательно обдув воздуха будет более равномерный (воздух идет вдоль платы), и элементы будут меньше греться. На неудачных моделях вентиляторы расположены над платой и обдув платы источника напряжения происходит неравномерно.

Блоки питания и комплектующие для лент рекомендуется устанавливать в щитовые.

Установка светодиодной ленты в ванную комнату или помещение с повышенной влажностью требует класса защиты не менее IP65 (пылезащищен, защита от струй воды).

А. Б.

(А) Герметичный алюминиевый блок питания IP67 и (Б) блок питания в защитном кожухе IP20.

В условии использования на улице нужно предусматривать степень защиты IP67, такая степень обеспечивает защиту от струй воды под давлением во всех направлениях, возможно даже кратковременное погружение в воду до 1 м. Если необходима работа в погруженном режиме, то тогда используется максимальная защита IP68 или IP69 (при большом давлении воды).

При подборе мощный источников напряжения для светодиодных лент необходимо учитывать, что на блоках питания без защиты от влаги и пыли стоят вентиляторы. Данные вентиляторы сильно шумят при работе и могут создавать дискомфорт. Поэтому в дорогих проектах мы рекомендуем использовать источники напряжения в алюминиевом корпусе с пассивным охлаждением.

4. Габаритные размеры

Также следует обращать внимание на габаритные размеры блоков, в зависимости от того, куда Вы хотите его установить, мощные блоки питания могут достигать достаточно больших размеров, и спрятать такие будет затруднительно, к тому же часто они имеют вентилятор. Поэтому если требуется подключить длинный участок ленты, то можно пересмотреть схему подключения ленты и использовать несколько меньших по мощности блоков.

Также при выборе места установки следует учитывать то, что чем мощнее блок питания, тем больше он нагревается, поэтому рекомендуется обеспечивать достаточно места для теплоотвода, чтобы блок не перегревался.

Пример подбора источника напряжения для светодиодной ленты:

Рассмотрим следующий пример: нужно сделать декоративную светодиодную подсветку в ванной комнате по периметру потолка общей длиной 8 м.

Выбираем подходящую светодиодную ленту с защитой IP65, например, лента Arlight RTW 2-5000SE 24V White 2X (5060,300 LED,LUX), мощность 72 Вт на 5 м.

Основные параметры ленты:

Подбираем мощность блока питания:

PБП = 8m*14,4W/m*1,3 = 149,8 W

Округляем в большую сторону и получаем, что нужно взять блок питания мощностью 150 Вт, его выходное напряжение 24 В, защитане менее IP65, например, блок питания ARPV-SS24150 (24V, 6.3A, 150W).

Что такое PFC в характеристиках трансформаторов(блоков питания)?

Иногда в маркировке блока питания можно увидеть буквы PFC, это аббревиатура PowerFactorCorrection или коррекция коэффициента мощности (коррекция реактивной мощности).

Не углубляясь в технические особенности, это означает, что блок питания выполнен в определенном схемотехническом решении, которое позволяет уменьшить потребление реактивной мощности (мощность имеет активную и реактивную составляющие, на показания счетчика обычно влияет только активная составляющая, но на общее потребление энергоресурсов влияют обе составляющие).

Такие блоки питания имеют высокое значение коэффициента эффективной мощности (Λ)>0,9, что позволяет отнести их к блокам питания высокого класса, низкий пусковой ток, они позволяют сократить нагрузки на токопередающие линии, уменьшить требования к толщине подающего питание провода. При большом количестве используемых блоков не требуется применять специальные пусковые автоматы.

Блоки питания с корректором мощности более экологичны, т.к. эффективнее расходуют электроэнергию.

Как вычислить и подобрать диаметр(или сечение) кабеля между светодиодной лентой и блоком питания?

Расчет сечения и диаметра кабеля для исключения падения напряжения(вольтажа):

При использовании светодиодной ленты важно, чтобы свечение было равномерным по всей длине, для этого падения напряжения на конце линии обычно не должно превышать 0.5 В, при условии, что длинные участки ленты запрещается подключать последовательно.

При расположении блока питания в непосредственной близости от ленты, проблемы, как правило, не возникает, но при удаленном расположении блока необходимо увеличивать толщину жилы для компенсации падения напряжения.

Ниже представлен алгоритм вычисления для блока питания(источника напряжения для светодиодных изделий) максимальной выдаваемой мощностью 150 Вт, выдаваемому напряжению 24 В, падение напряжения не более 0.5 В, расстояние от блока до ленты 10м:

  • Общее сопротивление линии R.

Допустимое падение напряжение делим на максимальный ток, ток вычисляется как мощность/напряжение:

Общее сопротивление линии R = 0,5V / (150W/24V) = 0,08 Om.

Длину линии умножаем на удельное сопротивление материала (для меди 0,018 Ом*мм2/м), делим на сопротивление R.

Сечение жилы S = (10m*0,018 Om*mm2/m )/ 0,08 Om = 2,25 mm2.

Используем формулу площади круга: радиус равен корню из частного площади и Πи.

Диаметр жилы: D= 2 х √(2,25 mm2/ 3,14) = 1,75 mm.

Таким образом, получаем, что для 10 метрового кабеля от блока питания до истока света (led ленты) падение напряжения составит 0,5В при использовании провода сечением 2,25mm2 (что соответствует диаметру 1,7 мм).

Также из приведенных вычислений видно, что компенсировать падение напряжения можно, используя ленту с большим рабочим напряжением, 24 В или 36 В.

Выбор сечения и диаметра кабеля для исключения потерь мощности при нагревании кабеля:

Если подключать блок питания и светодиодную ленты на большом расстоянии друг от друга, то необходимо не только исключать падение напряжения питания на соединяющем кабеле, но закладывать потери мощности, которые может создавать данный кабель. 

Важно: чем больше сечение кабеля, тем меньше потерь мощности при этом сопровождается. При сложным проектах — необходимо довериться профессионалам для расчета потерь мощности на кабелях. При больших расстояниях подбор максимальной выдаваемой мощности блока питания будет сопровождаться с большим запасом и кабель с большим сечением жилы.

Источник: https://novolampa.ru/baza-znaniy/kak-podobrat-blok-pitaniya-dlya-svetodiodnoy-lenty/