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 .

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.

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:

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.

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.

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 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.

Напоследок 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.

• не правильный монтаж и подключение с ошибками

Вот основные три правила и ошибки, на которые нужно обращать внимание в первую очередь.

1 правило

Светодиодная лента подключается параллельно, отрезками не более чем по 5 метров каждый.

Она даже продается катушками этого метража. А что если вам нужно подключить 10 или 15м? Казалось бы, подсоединил конец первого куска с началом второго и готово. Однако такое подключение запрещается. Почему так принято?

Потому что пять метров – это расчетная длина, которую могут выдержать токоведущие дорожки ленты. При большей длине, нагрузка будет превышать допустимую и лента обязательно выйдет из строя. Кроме того, будет наблюдаться неравномерность свечения. В начале ленты светодиоды будут светить ярко, а в конце гораздо тусклее.

Вот так будет выглядеть схема параллельного подключения светодиодных лент длиной превышающих допустимую:

При этом подключать ленту можно как с двух сторон, так и с одной. Подключение с двух сторон позволяет уменьшить нагрузку на токовые дорожки, а также помогает избежать неравномерности свечения в начале и конце ленты.

Особенно это важно на мощной ленте – свыше 9,6Вт/метр. Именно так советуют подключать профессионалы, которые занимаются установкой светодиодной продукцией долгие годы. Единственный жирный минус – приходится тащить дополнительные провода вдоль всего освещения.

2 правило

Светодиодная лента должна обязательно монтироваться на алюминиевый профиль, который выполняет роль теплоотвода.

Во время работы лента нагревается, и эта температура отрицательно влияет на сами светодиоды. Они попросту перегреваются и начинают терять яркость, постепенно деградируя и разрушаясь.

Таким образом лента, которая могла бы спокойно проработать 5-10 лет, без профиля перегорит у вас через год, а может даже и раньше. Поэтому использование алюминиевого профиля в светодиодной подсветке обязательно.

Единственная лента, где можно обойтись без него – это SMD 3528. Она маломощная, всего 4,8Вт на 1м и не столь требовательна к теплоотводу.

Особенно нуждаются в теплоотводе ленты залитые сверху силиконом. В них теплоотдача происходит только через подложку, снизу. А этого бывает иногда недостаточно. Если вы еще наклеите ее на какой-нибудь пластик или дерево, то здесь вообще никакого охлаждения не будет.

3 правило

Правильный выбор блока питания это гарантия долговременной и безопасной работы всей подсветки.

Блок питания должен быть мощнее чем светодиодная лента на 30%.

Только в этом случае он будет работать нормально. Если вы подберете его впритык, ровно по мощности всех светодиодов, то блок будет постоянно трудиться на своем пределе. Естественно такая работа скажется на продолжительности эксплуатации. Поэтому всегда давайте ему запас.

Подключение светодиодной ленты

Для монтажа освещения с помощью светодиодной ленты вам понадобится:

Монтаж питания 220В

Если у вас не выполнены эл.монтажные работы, то предварительно необходимо подвести напряжение 220В к месту подключения ленты. Для этого штробите стену, либо укладываете кабельный канал и протягиваете по нему трехжильный кабель ВВГнг-Ls 3*1,5. Ведете его непосредственно до той распредкоробки, где будет подключаться питание светодиодной ленты.

Можно использовать существующую распаечную коробку, где подключено основное освещение. Главное чтобы место позволяло свободно подключить дополнительные провода и клеммники.

Выключатель на светодиодную ленту желательно устанавливать именно на провода 220 Вольт, а не перед лентой на отходящие 12-24В. В этом случае блок не будет работать постоянно. Тем более, импульсным блокам работать без нагрузки противопоказано. К тому же так будет выше уровень безопасности.

Предварительно проверьте и не перепутайте фазу, ноль и землю. Чаще всего, ноль бывает синего цвета, заземляющая жила – желто-зеленого, а фазная - любых других расцветок.
Но доверять только цветовой маркировке нельзя! Более подробно как без ошибок отличить ноль и фазу можно ознакомиться в статье "Как определить фазу и ноль в электропроводке".

Далее нужно от этой распредкоробки в штробе, гофрорукаве или в кабельном канале проложить кабель к будущему месту установки блока питания. Для его размещения монтируете удобную полочку. Изготовить ее можно из кусков фанеры или гипсокартона. Рядом размещаете и диммер.

Подключение блока питания

Протянув кабель до блока, можно приступать непосредственно к подключению проводов.

• фазный провод подсоединяете к разъему L

• жилу синего цвета - нулевую, к клемме N

• желто-зеленую - к клемме обозначенную как Pe или значком заземления

Подключение диммера

Теперь необходимо подключить диммер. Здесь применяйте гибкий монтажный провод ПуГВ 1,5мм2 разных цветов. Например черный (для минусовых контактов) и красный (для плюсовых).

• отмеряете и отрезаете необходимого размера провода

• зачищаете концы и опрессовываете их наконечниками НШВИ

В первую очередь подключаете концы со стороны блока питания. Минусовой провод (черного цвета) соединяете с клеммой имеющей маркировку –V . Плюсовой провод (красного цвета) с клеммой промаркированной как +V .

Оба провода должны подключаться к диммеру со стороны Power IN (входное питание). Провод красного цвета подключаете на диммере к плюсовой клемме DC+ , а другой провод к клемме минус DC-

Далее опять идут монтажные работы по прокладке провода. Протягиваете его в гофре от диммера, до места подключения к светодиодной ленте. Используйте тот же самый ПуГВ. При превышении общей длины светодиодной ленты и подсветки более 5 метров, ленты подключаются параллельно. Причем к каждой из них подводится отдельное питание.

Приступаете к подключению проводов к клеммам диммера. Они обычно имеют надпись и обозначаются как Output Led. Для надежного контакта зачищенные концы жил лучше обжать наконечниками.

Монтаж и пайка проводов на светодиодной ленте

Можно переходить к монтажу самой ленты. Для этого ее нужно отмерить и разрезать на нужные куски. Сделать это можно не в любом месте, а только там, где нанесен пунктир или нарисованы ножницы.

После резки, провода можно припаять к специальным контактам на ленте. Для этих же целей, а также для соединения отдельных кусков ленты друг с другом можно применить и коннекторы.

Ищите минусовой контакт и подсоединяете туда провода черного цвета. К контакту плюс идет соответственно другой провод – красный. Не разогревайте паяльник до максимума, иначе легко пережжете подложку. Рекомендуемое время пайки - до 10 сек.

Противоположные концы также зачищаются и на них устанавливаются наконечники НШВИ.

Еще раз запомните, что для лучшего охлаждения укладывать светодиодную ленту нужно только на профиль из алюминия. Монтируется он заранее.

После всех этих работ все жилы проводов выводятся в одно место и подключаются к соответствующим питающим проводам, с соблюдением фазировки (плюсовых и минусовых контактов).

Подключение лучше всего выполнять через клеммы Wago.

Блоки питания могут использоваться не только для подключения жидкокристаллических мониторов, ноутбуков и ламп. К этим устройствам можно также . Обычно, светодиодное освещение используется для декоративной подсветки.

Что представляет собой светодиодная лента? Это гибкая плата с размещенными светодиодами и резисторами. Она не предъявляет особых требований и ее длину можно изменить с помощью простых ножниц.

Блоки питания 12в обеспечивают ленточные светодиоды электроэнергией необходимых параметров. Они стабилизируют напряжение и защищают от помех и перегорания. При использовании на улице, элементы свечения монтируют в герметичные корпусы.

Некоторые достоинства:

1. Минимальные энергозатраты;
2. Сетевые фильтры, что делает возможным эксплуатацию в самых разных условиях;

Блоки, номиналом в 24в, применяют для подключения светодиодов SMD5050 с расчетом 120 штук на 1 метр.

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.

Назначение и принцип работы

Блок или адаптер питания предназначен для подключения техники к источникам питания для ее нормальной работы. Блок питания для ленты светодиодов служит преобразователем входного напряжения до необходимого напряжения на выходе. В данном случае, речь идет о двенадцати вольтах.

Использование подобного устройства питания требует определенной компетентности. Если использовать устройство по назначению, оно не будет представлять угрозу ни здоровью владельца, ни технике.

Импульсные адаптеры выравнивают скачки напряжения с помощью специального фильтра. Поэтому электросеть с нестабильным напряжением критически нуждается в подобном устройстве. Скачки напряжения могут не просто негативно сказаться на работе электрооборудования, но и вывести его из строя.

Виды

Обозначения на фото:

1. Компактный герметичный.
2. Герметичный в алюминиевом корпусе.
3. Открытый.
4. Компактный сетевой.

12-вольтовые блоки бывают двух основных видов:

1. Стабилизированные по напряжению – 12/24 вольт. Двенадцати вольтовые применяются, в основном, для подключения G4 и MR16.
2. Стабилизированные по току – постоянный/переменный.

Кроме этих отличий, выпускаются следующие типы:

1. Герметичные . Степень защиты – IP66 и 67. Небольшой корпус защищает устройство от пыли и воды. Имеет встроенный потенциометр, который функционирует как подстройка тока. Блоки с маленькой мощностью выпускаются в пластмассовых корпусах, большая мощность загерметизирована в алюминиевый.
2. Полугерметичные. Степень защиты – IP54. Пригодны для использования вне помещения, поскольку корпус адаптера металлический и влагостойкий. Мощность варьируется в пределах 10 – 360 ватт.
3. Негерметичные. Используются только во внутренних помещениях. Выполняются в металлическом или пластиковом гофрированном корпусе.

Поскольку каждая модель отличается друг от друга по свойствам, характеристикам и предназначению, следует внимательно подходить к выбору устройства.

БП светодиодных лент подбирается по следующим принципам:

1. Мощность , которую потребляет лента.
2. Напряжение , необходимое для питания ленты.
3. Защита от попадания влаги.

Расчет мощности

В обязательном порядке обращайте внимание на потребляемую мощность адаптера.

Подсчитывая данные, добавляйте 25 процентов к имеющейся мощности ленты. Таким образом, источник питания не будет работать при больших нагрузках. Это важно делать для продления долговечности и безотказности работы.

Пример: 1 метр светодиодной ленты с мощностью 15 ватт требует подключения 5 метров.

Проводим следующие операции:

1. Нужно 15 умножить на 5. На выходе имеем 75 Вт.
2. Теперь прибавляем ¼ от 75. Это 18,75.
3. Прибавляем к 75, получаем 93,75 Вт. Такова минимальная мощность блока в нашем примере.

Расчет БП для светодиодной ленты:

Средняя цена на адаптер питания 12в составляет 500-1000 рублей. Многие пожилые мужчины, которые когда-то были тесно связаны с техникой, выносят свои приборы на «блошиный» рынок. У них можно купить недорогой, проверенный временем адаптер.

Как сделать самому?

Для самостоятельного изготовления блока питания потребуется:

1. Много времени.
2. Немного деталей.

Что нам может понадобиться для сборки блока питания светодиодной ленты:

• корпус;
• лента необходимой длины;
• плата;
• шнур;
• отвертка;

Представляем вашему вниманию схему сборки БП 12в:

Обозначения:

1. C1 – балластный конденсатор.
2. C2 – сглаживающий фильтр.
3. VD1 – VD4 – диоды.
4. VD5 – стабилитрон.
5. R1 – R3 – резисторы.

Пошаговое руководство:

1. Самым оптимальным вариантом будет служить бестрансформаторный БП с балластным конденсатором.
2. Конденсатор гасит сетевое напряжение , которое затем подается на выпрямитель, собранный на диодах. С выпрямителя оно поступает на сглаживающий фильтр.
3. Резисторы обеспечивают быструю разрядку конденсаторов. R1 ограничивает ток при подключении, стабилитрон ограничивает напряжение на выходе, предоставляя 12 вольт.
4. От номинала конденсатора C1 зависит ток для блока питания.
5. Не стоит запитывать светодиоды максимально допустимым током.

Подключение

Схема подключения блока питания к светодиодной ленте.

Чтобы подключить БП к светодиодной ленте, нам потребуется шнур с вилкой. На шнуре важно установить выключатель.

Берем адаптер и находим 4 контакта:

1. Фаза.
2. Ноль.
3. V+ (выходное напряжение).
4. COM (туда подключается лента).
5. Оголяем два провода шнура и подключаем к фазе и нулю.
6. Вставляем вилку в розетку. Загоревшийся зеленый светодиод означает, что блок питания готов к работе.

1. Любой блок, предназначенный для запитывания светодиодных ламп , должен соответствовать стандартам в области освещения.
2. Не советуется разбирать корпус и пытаться вносить какие-то изменения. Перепаивать схему адаптера сложно и долго. Даже для электронщика.
3. В зависимости от мощности БП, к нему может быть подключено несколько лент. Для этого существует RGB усилитель. Он принимает сигнал от одной ленты, и раздает его другим. При этом, синхронность изменения цветов и яркость не теряется.

Внимание! Если попытаться подключить ленту напрямую в розетку, она начнет дымиться и, естественно, работать после этого не будет.

Светодиоды заменяют таким типы источников света, такие как люминесцентные лампы и лампы накаливания. Практически в каждом доме уже есть светодиодные лампы, они потребляют гораздо меньше двух своих предшественников (до 10 раз меньше чем лампы накаливания и от 2 до 5 раз меньше, чем КЛЛ или энергосберегающие люминесцентные лампы). В ситуациях, когда необходим длинный источник света, или нужно организовать подсветку сложной формы в ход идёт .

Led лента идеальна для целого ряда ситуаций, главное её преимущество перед отдельными светодиодами и светодиодными матрицами являются источники питания. Их легче найти в продаже почти в любом магазине электротоваров, в отличие от драйверов для мощных светодиодов, к тому же подбор блока питания осуществляется только по потребляемой мощности, т.к. подавляющее большинство светодиодных лент имеют напряжение питания в 12 Вольт.

В то время как для мощных светодиодов и модулей при выборе источника питания нужно искать именно источник тока с требуемой мощностью и номинальным током, т.е. учитывать 2 параметра, что усложняет подбор.

В этой статье рассмотрены типовые схемы блоков питания и их узлы, а также советы по их ремонту для начинающих радиолюбителей и электриков.

Типы и требования к источникам питания для светодиодных лент и 12 В led ламп

Основное требование к источнику питания как для светодиодов, так и для светодиодных лент - качественная стабилизация напряжения/тока, вне зависимости от скачков сетевого напряжения, а также низкие выходные пульсации.

По типу исполнения блоки питания для LED продукции различают:

Герметичные. Они сложнее в ремонте, корпус не всегда поддаётся аккуратной разборке, а внутри и вовсе может быть залит герметиком или компаундом.

Негерметичные, для применения в помещении. Лучше поддаются ремонту, т.к. плата изымается после откручивания нескольких винтов.

По типу охлаждения:

Пассивное воздушное. Блок питания охлаждается за счёт естественной конвекции воздуха через перфорацию его корпуса. Недостаток - невозможность достигнуть высоких мощностей сохранив массогабаритные показатели;

Активное воздушное. Блок питания охлаждается с помощью кулера (небольшого вентилятора, как устанавливают на системных блоках ПК). Такой тип охлаждения позволяет достичь большей мощности при аналогичных размерах с пассивным блоком питания.

Схемы блоков питания для светодиодных лент

Стоит понимать, что нет в электронике такого понятия как «блок питания для светодиодной ленты», в принципе к любому устройству подойдёт любой блок питания с подходящим напряжением и током большим чем потребляемый прибором. Это значит, что информация описанная ниже применима к практически любым блокам питания.

Однако в обиходе проще говорить о блоке питания по его предназначению для конкретного устройства.

Общая структура импульсного блока питания

Для питания светодиодных лент и другой техники последние десятилетия применяются импульсные блоки питания (ИБП). Они отличаются от трансформаторных тем, что работают не на частоте питающего напряжения (50 Гц), а на высоких частотах (десятки и сотни килогерц).

Поэтому для его работы нужен генератор высокой частоты, в дешевых и рассчитанных на малые токи (единицы ампер) блоках питания часто встречается автогенераторная схема, она применяется в:

электронных трансформаторах;

электронных балластах для люминесцентных ламп;

зарядных устройствах для мобильного телефона;

дешевых ИБП для светодиодных лент (10-20 вт) и других устройствах.

Схему подобного блока питания можно увидеть на рисунке (для увеличения нажмите на картинку):

Его структура следующая:

В состав ОС включена оптопара U1, с её помощью в силовую часть автогенератора поступает сигнал с выхода и поддерживается стабильное выходное напряжение. В выходной части может отсутствовать напряжение из-за обрыва диода VD8, часто это сборка Шоттки, подлежит замене. Также часто вызывает проблемы вздутый электролитический конденсатор C10.

Как вы видите всё работает с гораздо меньшим количеством элементов, надёжность соответствующая…

Более дорогие и блоки питания

Схемы, которые вы увидите ниже часто встречаются в блоках питания для светодиодных лент, DVD-проигрывателей, магнитол и других маломощных устройств (десятки Ватт).

Прежде чем перейти к рассмотрению популярных схем, ознакомьтесь со структурой импульсного блока питания с ШИМ-контроллером.

Верхняя часть схемы отвечает за фильтрацию, выпрямление и сглаживание пульсаций сетевого напряжения 220, по сути аналогична как в предыдущем типе, так и в последующих.

Самое интересное - это блок ШИМ, сердце любого достойного блока питания. ШИМ-контроллер - это устройство управляющие коэффициентом заполнения импульсов выходного сигнала на основании уставки, определенной пользователем или обратной связи по току или напряжению. ШИМ может управлять как мощностью нагрузки с помощью полевого (биполярного, IGBT) ключа, так и полупроводниковым управляемым ключом в составе преобразователя с трансформатором или дросселем.

Изменяя ширину импульсов при заданной частоте - вы изменяете и действующее значение напряжение, сохраняя при этом амплитудное, вы можете проинтегрировать его с помощью C- и LC-цепей для устранения пульсаций. Такой метод называется Широтно-Импульсное Моделирование, то есть моделирование сигнала за счёт ширины импульсов (скважности/коэффициента заполнения) при постоянной их частоте.

На английском языке это звучит, как PWM-controller, или Pulse-Width Modulation controller.

На рисунке изображен биполярный ШИМ. Прямоугольные сигналы - это сигналы управления на транзисторах с контроллера, пунктиром изображена форма напряжения в нагрузке этих ключей - действующее напряжение.

Более качественные блоки питания малой средней мощности часто построены на интегральных ШИМ-котроллерах со встроенным силовым ключом. Преимущества перед автогенераторной схемой:

Рабочая частота преобразователя не зависит ни от нагрузки, ни от напряжения питания;

Более качественная стабилизация выходных параметров;

Возможность более простой и надежной настройки рабочей частоты на этапе проектирования и модернизации блока.

Ниже будут расположены несколько типовых схем блоков питания (для увеличения нажмите на картинку):

Здесь RM6203 - и контроллер и ключ в одном корпусе.

То же самое, но на другой микросхеме.

Обратная связь осуществляется с помощью резистора, иногда оптопары подключенной к входу с названием Sense (датчик) или Feedback (обратная связь). Ремонт таких блоков питания в общем аналогичен. Если все элементы исправны, и напряжение питания поступает на микросхему (ножка Vdd или Vcc), значит дело скорее всего в ней, более точно просмотрев сигналы на выходе (ножка drain, gate).

Практически всегда заменить такой контроллер можно любым аналогом с подобной структурой, для этого нужно сверить datasheet на тот, что установлен на плате и тот, что у вас в наличии и впаять, соблюдая распиновку, как это изображено на следующих фотографиях.

Или вот схематически изображена замена подобных микросхем.

Мощные и дорогие блоки питания

Блоки питания для светодиодных лент, а также некоторые блоки питания для ноутбуков выполняются на ШИМ-контроллере UC3842.

Схема более сложная и надежная. Основным силовым компонентом является транзистор Q2 и трансформатор. При ремонте нужно проверить фильтрующие электролитические конденсаторы, силовой ключ, диоды Шоттки в выходных цепях и выходные LC-фильтры, напряжения питания микросхемы, в остальном методы диагностики аналогичны.

Однако более подробная и точная диагностика возможна лишь с использованием осциллографа, в противном случае - проверьте короткие замыкания платы, пайку элементов и обрывы дороже. Может помочь замена подозрительных узлов на заведомо рабочие.

Более совершенные модели источников питания для светодиодных лент выполнены на практически легендарной микросхеме TL494 (любые буквы с цифрами «494») или её аналоге KA7500. Кстати на этих же контроллерах построено большинство компьютерных блоков питания AT и ATX.

Вот типовая схема блока питания на этом ШИМ-контроллере (нажмите на схему):

Такие блоки питания отличаются высокой надёжностью и стабильностью работы.

Краткий алгоритм проверки:

1. Запитываем микросхему согласно распиновки от внешнего источника питания 12-15 вольт (12 ножка - плюс, а на 7 ножку - минус).

2. На 14 ножки должно появиться напряжение 5 Вольт, которое будет оставаться стабильным при изменении питания, если оно «плавает» - микросхему под замену.

3. На 5 выводе должно быть пилообразное напряжение «увидеть» его можно только с помощью осциллографа. Если его нет или форма искажена - проверяем соответствие номинальным значениям времязадающей RC-цепи, которая подключена к 5 и 6 выводам, если нет - на схеме это R39 и C35, их под замену, если после этого ничего не изменилось - микросхема вышла из строя.

4. На выходах 8 и 11 должны быть прямоугольные импульсы, но их может не быть из-за конкретной схемы реализации обратной связи (выводы 1-2 и 15-16). Если выключить и подключить 220 В, на какое-то время они там появятся и блок снова уйдёт в защиту - это признак исправной микросхемы.

5. Проверить ШИМ можно закоротив 4 и 7 ножку, ширина импульсов увеличится, а закоротив 4 на 14 ножки - импульсы исчезнут. Если у вас получились другие результаты - проблема в МС.

Это наиболее краткая проверка данного ШИМ-контроллера, о ремонте блоков питания на их основе есть целая книга «Импульсные блоки питания для IBM PC».

Хоть и посвящена она компьютерным блоками питания, но там много полезной информации для любого радиолюбителя.

Вывод

Схемотехника блоков питания для светодиодных лент аналогична любым блокам питания с подобными характеристиками, довольно хорошо поддаётся ремонту, модернизации и перестройки на необходимые напряжения, разумеется, в разумных пределах.

Используя в интерьере светодиодную подсветку, важно чтобы ее работа была стабильной, долговечной и не оказывала вредного воздействия на зрение человека. Корректное функционирование светодиодных приборов обеспечивают преобразователи напряжения, выбирать которые следует, произведя некоторые расчеты. Правильно подобранный блок питания для светодиодной ленты 12В предохранит светодиоды от перепадов напряжения и преждевременной потери качества свечения.

В отличие от обычных ламп накаливания, светодиодные конструкции нельзя подключать к сети 220В. Они выпускаются с питающим напряжением 12В или 24В. В качестве подсветки в домашних интерьерах наиболее востребованы светодиодные ленты 12В. Для получения требуемого напряжения используют специальные адаптеры – источники питания, преобразующие напряжение в сети 220В до необходимой величины 12В.

Перед тем как выбрать блок питания для светодиодной ленты, следует ознакомиться с их типами и характеристиками. Стабилизаторы для светодиодных изделий отличаются по таким критериям:

• степень защиты – бывают модели герметичные и негерметичные;
• исполнение корпуса – пластиковый, алюминиевый герметичный для помещений с большим уровнем влажности, металлический с перфорацией и контактными площадками (используется для сухих помещений и требует установки в закрытом месте во избежание попадания пыли).

Стабилизаторы напряжения являются обязательным элементом высококачественного освещения, обеспечивающим максимальную эффективность работы светодиодных источников света. Они снабжают электроэнергией необходимых параметров, защищая от возможных скачков напряжения и преждевременного выхода из строя. Благодаря блокам питания, светодиодные ленты излучают равномерное свечение без мерцания.

Блок питания для светодиодной ленты 12В: расчет и подключение прибора

Чтобы понять, какой блок питания нужен для светодиодной ленты, необходимо сделать определенные расчеты, учитывающие не только напряжение на выходе, но и величину тока, выдаваемую в нагрузку. Поэтому для каждой конкретной подсветки следует вычислить суммарное значение тока, потребляемого всеми светодиодами в ленте.

Варианты расчета блока питания для светодиодной ленты

Перед тем как рассчитать блок питания для светодиодной ленты, необходимо ознакомиться с сопроводительной документацией к изделию, где указан потребляемый ток одного погонного метра. В случае отсутствия таких данных, расчет можно произвести самостоятельно.

К примеру, рассчитаем общее количество светодиодов для ленты 12В длиной 15 м, плотностью 30 светодиодов типа SMD 5050 на метр: 15 (м) х 30 (шт.) = 450 шт. Учитывая, что каждый светодиод SMD 5050 потребляет ток величиной 0,02А (это значение приведено в таблице параметров диодов), суммарное значение потребления тока всего отрезка ленты составляет 9А (450х0,02 = 9). Следовательно, будет необходим источник питания 12В со значением тока допустимой нагрузки 9А.

Полезный совет! Габаритные блоки питания достаточно сложно скрыть в закарнизной конструкции. Поэтому для подсветки потолков не рекомендуют использовать ленты с большой плотностью светодиодов, под которые нужны мощные преобразователи.

При расчете мощности блока питания для светодиодной ленты, перемножаем напряжение и полученное значение тока: 12Вх9А = 108 Вт. Следовательно, приемлемым будет стабилизатор мощностью не менее 108Вт. Однако следует учесть, что блок подбирается с 20-процентным запасом мощности, иначе он быстро выйдет из строя от перегрузки. Значит, требуемая мощность составит: 108х1,2 = 129,6Вт, т. е. для данного случая оптимальным будет выбор блока питания для светодиодной ленты 12В – 150 Вт.

Кроме того, рассчитать мощность преобразователя можно используя данные об основных характеристиках гибких LED-изделий. Выбрав нужный тип ленты, находим в таблице соответствующее значение мощности одного метра и умножаем на общую длину подсветки. Учитывая запас мощности, получаем нужную мощность блока питания.

Таблица основных технических показателей светодиодных лент 12В:

Класс светодиодов	Размер светодиода, мм²	Мощность светодиодной ленты, Вт/м	Плотность ленты, шт./м	Значение светового потока, лм/м
SMD 3528	3,5х2,8	2,4	30	150
		4,8	60	300
		9.6	120	600
SMD 5050	5х5	7,2	30	360
		14,4	60	720

Пример подключения светодиодной ленты к блоку питания

Монтировать подсветку к выбранной поверхности необходимо после того, как к светодиодной ленте подключен блок питания. Используем для примера подключение ленты к блоку, корпус которого выполнен из металла и имеет отверстия для охлаждения составляющих элементов и клеммной планки. Одна из стенок корпуса снабжена табличкой с указанием маркировки для корректного подключения проводов.

Клеммы с обозначением «L» и «N» – фаза и ноль, предназначены для подключения к сети 220В. Заземление обозначено символами «FG». Клеммы с маркировкой «G» объединены между собой и предназначены для подключения отрицательного вывода светодиодной ленты. Три клеммы с символами «V» также соединены внутри адаптера и к ним подключается соответственно положительный вывод. Следует заметить, что такая маркировка используется и на других моделях преобразователей.

Для подключения одноцветной ленты, подсоединяем провода к клеммам, учитывая полярность. Вилка сетевого шнура имеет три провода с оболочкой коричневого, синего и желто-зеленого цвета. Коричневый и синий провода крепим к клеммам «фаза» и «ноль», не боясь перепутать, так как их можно менять местами. Желто-зеленый провод соединяют строго с клеммой заземления. Если заземление отсутствует, клемму не используют: это не имеет значения для функционирования ленты.

Обратите внимание! Отсутствие в сетевом шнуре провода заземления является нарушением техники безопасности при выполнении электромонтажных работ.

Вышеизложенный пример схемы подключения светодиодной ленты к блоку питания подходит для использования подсветки из одной ленты длиной до 5 м. Если требуется подключить несколько отрезков ленты, то необходимо применить схему параллельного подключения.

Схема параллельного подключения блоков питания светодиодной ленты

Если при оформлении интерьера возникает необходимость подсветки нескольких элементов декора, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, применяется параллельное подключение отрезков ленты к преобразователю напряжения. Такая схема используется и в случае, когда линия освещения конструкции достаточно длинная и превышает 5 м.

Последовательное соединение отрезков приведет к неравномерному распределению нагрузки, вследствие чего светодиодная лента будет работать некорректно, излучая слабый свет на конечном участке. Не исключено, что крайний отрезок ленты вообще не будет светиться, тогда как начальный начнет перегреваться и быстро выйдет из строя. Это говорит о том, что подключать конец первого отрезка к началу второго нельзя.

При параллельном соединении, каждый отрезок светодиодной ленты должен независимо от остальных подключаться к источнику питания. Это можно сделать, подсоединив каждый отрезок ленты к блоку питания отдельными проводами. Но параллельное подключение можно сделать и другим способом: проложить основную линию провода от преобразователя, к которой впоследствии можно подключить отдельные участки светодиодной ленты.

Чтобы контакт проводников ленты с основным проводом был надежным и крепким, используют пайку или соединение посредством специальных разъемов – коннекторов. Использование для соединения разъемов значительно упрощает ремонт подсветки в том случае, если при эксплуатации возникнут неполадки. Если ленту необходимо проложить по сложной траектории, можно применить в качестве магистрального провода саму ленту.

Цена блока питания для светодиодной ленты 12В

Купить блок питания для светодиодной ленты 12В можно не только в точках продажи светотехники, но и на веб-страницах производителей и организаций, реализующих светодиодную продукцию. Там можно ознакомиться с ассортиментом моделей преобразователей, их техническими характеристиками и стоимостью блоков.

Обратившись к менеджерам сайтов можно получить профессиональную консультацию о том, как подобрать блок питания для светодиодной ленты в зависимости от ее типа и условий эксплуатации. Опытные специалисты помогут в правильном выборе устройства, которое обеспечит долговечную и качественную работу светодиодной конструкции. Как правило, вся продукция сертифицирована и обеспечена гарантией от производителя.

Обратите внимание! Приобретая открытый тип преобразователя, помните, что использовать его можно только в помещениях с минимальной степенью влажности и в местах, где исключен риск попадания воды.

Прежде чем купить блок питания для светодиодной ленты, стоит сделать обзор стоимости продукции, предлагаемой разными компаниями. Это поможет в выборе модели с необходимыми параметрами на выгодных условиях. Ориентировочные цены блоков питания для светодиодной ленты 12В представлены в таблице:

Модель преобразователя	Габариты, мм	Основные параметры	Цена, руб.
БП интерьерный 12В 15Вт IP 20	70/39/30	Питающее напряжение 110-220В, мощность 15Вт, снабжен индикатором питания и регулятором напряжения	270
БП 12В 35Вт IP 20	85/58/32	Питающее напряжение 110-220В, мощность 35Вт, имеет индикатор питания и регулятор напряжения	380
БП 12В 60Вт IP 20	159/98/38	Питающее напряжение 110-220В, мощность 60Вт, имеет индикатор питания и регулятор напряжения	540
БП 12В 150Вт IP 20	200/89/40	Питающее напряжение 110-220В, мощность 150Вт, снабжен индикатором питания и регулятором напряжения	780
БП влагозащищенный 12В 30Вт IP 67	220/28/20	Питающее напряжение 110-220В, мощность 30Вт, защита от влаги и пыли	560
БП влагозащищенный 12В 60Вт IP 67	148/40/30	Питающее напряжение 110-220В, мощность 60Вт, защита от влаги и пыли	1100
БП влагозащищенный 12В 100Вт IP 67	202/71,2/45	Питающее напряжение 110-220В, мощность 100Вт, защита от влаги и пыли	1670

Иногда бывают ситуации, когда необходимо сделать подсветку на небольшом по длине участке. Тогда приобретение блока питания обойдется намного дороже, чем покупка самой ленты. В этом случае можно сделать преобразователь самостоятельно.

Как сделать блок питания для светодиодной ленты своими руками

Стоимость импульсных блоков питания для светодиодной ленты большой мощности очень часто превосходит саму гибкую ленту. Однако есть вариант сократить затраты на устройство подсветки, используя в качестве стабилизатора блоки питания от устаревших моделей компьютеров, телевизоров, планшетов или других электроприборов. Наверняка такие изделия можно найти в каждом доме.

Мощность преобразователей на 12В от старой электроники обычно составляет от 6 до 36Вт. Этого вполне хватает для функционирования небольшого отрезка светодиодной подсветки, например, зоны кухонного фартука. Можно использовать трансформаторные модели, но они достаточно тяжелые и их мощность превосходит такой же параметр ленты в два раза. Как следствие, при подключении такого блока питания к ленте он сильно перегревается, даже при условии усовершенствования его путем устройства дополнительного охлаждения.

Для нормальной работы светодиодной ленты лучше применить импульсные блоки питания, которые при достаточной мощности весят совсем немного. Подойдет, например, преобразователь на 12В и 2А от вышедшего из строя телевизора. Мощность такого устройства составляет 24Вт (12х2), что позволяет светодиодной ленте работать исправно, а блоку питания не перегреваться.

Полезный совет! Зарядные устройства от мобильных телефонов 5В можно использовать в качестве источника питания для собранного своими руками небольшого ночного светильника из 3-6 светодиодов.

Можно приспособить электронный балласт (ограничитель тока), который питал люминесцентный светильник, вышедший из строя, под блок питания для ленты 12В. Для этого необходимо регулятор люминесцентной лампы преобразовать в понижающий трансформатор, после чего, используя схему, подключить к нему светодиодную ленту. Преобразование представляет собой намотку вторичной обмотки, тогда в схему добавляют вторичный диод и конденсатор. Главным условием является то, что мощность ленты должна соответствовать такому же параметру балласта.

Выполнение ремонта блока питания для светодиодных лент

Источники напряжения 12В, вышедшие из строя, обычно поддаются наладке. Если у вас есть достаточно знаний и навыков, можно попробовать выполнить ремонт преобразователя напряжения самостоятельно. Неисправности можно устранить, используя схему блока питания для светодиодной ленты 12В или 24В, так как они идентичные.

Наиболее часто встречающиеся неполадки в блоках питания следующие:

• выходят из строя конденсаторы С22, С23 – обычно наблюдается их вздутие или пересыхание;
• не функционируют транзисторы Т10-11;
• неисправен ШИМ-контроллер TL494;
• сдвоенный диод D33, конденсаторы С30-33.

Неисправности других составляющих преобразователей встречаются редко, однако их также стоит проверить.

Для диагностики и исправления неполадок необходимо выполнить такие действия:

• открыть корпус и проверить предохранитель. Если с ним все в порядке, необходимо измерить напряжение на конденсаторах (С22, С23), предварительно подав питание. Значение должно быть около 310В. Следовательно, сетевой фильтр и выпрямитель в норме;
• провести диагностику ШИМ (микросхема КА7500) – если на 12 выводе есть напряжение 12-30В, тогда проверяем микросхему. В противном случае следует проверить источник питания дежурного напряжения;
• напряжение на выводе 14 после подачи внешнего питания должно иметь значение приблизительно +5В. Если нет – необходимо заменить микросхему. Ели есть, необходимо с помощью осциллографа проверить микросхему.

Ремонт блока питания заключается в замене неисправных элементов на такие же составляющие или их аналоги. Чтобы впоследствии не сталкиваться с проблемой поломки, необходимо выполнять рекомендации производителя, так как превышение допустимого предела нагрузки приведет к выходу из строя адаптера.

Правильный выбор блока питания и сопутствующих устройств для светодиодных систем гарантирует долговечность и качество освещения. Благодаря этим устройствам, светодиодные источники излучают яркий немерцающий свет, способный изящно преобразить ваш интерьер.