Расчет мощности трансформатора для светодиодной ленты

Выбор блока питания для светодиодной ленты

В последнее время светодиодные ленты стали использовать для освещения частных домов и квартир. Это не удивительно, так как их приятное и тёплое свечение дополняет атмосферу домашнего уюта. На рынке продаются различные виды лент, и для каждого из них необходимо правильно подобрать блок питания.

Особенности светодиодных лент

Светодиодная лента — это полоса гибкого материала, обладающего изоляционными свойствами, которая оснащена двумя проводящими шинами из медной фольги, светодиодами и резисторами.

Гибкая полоса с установленными светодиодами создаёт яркий источник света длиной до 5 метров

Светодиодная лента состоит из секций по три диода, каждая из которых подключается к источнику питания параллельно

Светодиодную ленту можно резать на фрагменты с количеством светодиодов, кратным трём

При правильном подключении проводов к шинам питания на секцию или отрезанный участок ленты начнёт поступать напряжение, которое вызовет прохождение тока по светодиодам. Благодаря особенностям своей конструкции, под воздействием тока светодиоды начнут излучать световой поток (светиться). Стоит отметить, что уровень свечения напрямую зависит от величины тока. При слишком маленьком значении тока диод будет излучать тусклое свечение или вообще не будет светиться, а при слишком высоком — быстро испортится и сгорит. В основном среднее значение тока для диодов, использующихся в светодиодных лентах, составляет от 15 до 20 миллиампер (мА).

Классификация светодиодных лент

Большое разнообразие одноцветных светодиодных лент обусловило их классификацию по нескольким основным критериям. Эти критерии будут описаны ниже.

По типу использованных светодиодов

Главной отличительной чертой светодиодных лент является тип диодов, использованных при изготовлении изделия. В основном одноцветные светодиодные ленты производятся на базе диодов SMD 3528 и SMD 5050.

Аббревиатура SMD означает то, что этот электронный компонент предназначен для монтажа на поверхность печатной платы. Полная маркировка включает также габариты изделия в миллиметрах: например, у светодиода SMD 3528 длина составляет 3,5 мм, а ширина 2,8 мм.

По плотности светодиодов

Светодиодные ленты также подразделяются и по количеству элементов (диодов), использующихся в одном метре ленты, которое в технических кругах называют плотностью. Стоит отметить, что количество светодиодов, которое применяется при изготовлении одного метра ленты, оказывает влияние на суммарную мощность изделия, а также на его световые показатели (степень освещённости).

Чем плотнее расположены светодиоды, тем больше их помещается на отрезке ленты и тем ярче будет свет

По мощности

Мощность светодиодных лент, как и другого радиотехнического изделия или оборудования, измеряется в ваттах (Вт). Значение этого параметра определяется габаритами диодов и их плотностью. Например, типичная светодиодная лента, изготовленная на основе SMD 3528, потребляет:

  • 4,8 Вт, если на каждом метре установлены 60 диодов;
  • 9,6 Вт, если плотность светодиодов в два раза больше — 120 диодов на метр;
  • 19,2 Вт, если диоды стоят в два ряда, и их общее количество на одном метре 240 шт.

Для ленты на базе SMD 5050 потребляемая мощность будет изменяться следующим образом:

  • 30 диодов/метр — 7,2 Вт;
  • 60 диодов/метр — 14,4 Вт;
  • 120 диодов/метр — 28,8 Вт.

Нетрудно заметить, что для одного и того же типа ленты потребляемая мощность прямо пропорционально количеству установленных светодиодов. Это и понятно — каждый диод потребляет одинаковое количество ватт.

Выбор источника питания для светодиодной ленты

Для того чтобы наслаждаться приятным и необычным освещением, следует правильно подобрать источник питания. Этот шаг очень важный, так как при неправильном выборе светодиоды могут сгореть, а изделие выйдет из строя.

Факторы, влияющие на выбор источника питания для светодиодных лент

При выборе источника (блока) питания для светодиодных лент следует ориентироваться на следующие параметры:

  1. Напряжение питания ленты.
  2. Её потребляемая мощность.
  3. Необходимая степень защищенности оборудования от воздействия влаги.

В качестве примера возьмём светодиодную ленту SMD 3528 длиной 6 м (60 диодов/м).

Напряжение питания светодиодной ленты

Как уже говорилось выше, все светодиодные ленты делятся на изделия, которые питаются от 12 В и 24 В соответственно. Естественно, что и выходное напряжение источника должно быть равным одному либо другому значению. Итак, для того чтобы узнать напряжение питание светодиодной ленты:

  1. Открываем её технические характеристики и ищем интересующий параметр.
  2. Видим, что лента питается от напряжения в 12 В.

В соответствии с найденным значением напряжения и осуществляем подбор блока питания.

Мощность, потребляемая светодиодной лентой

Для расчёта мощности источника питания следует снова обратиться к техническим характеристикам светодиодной ленты. На этот раз нас интересует значение мощности, потребляемой на метр изделия (Pленты=4,8 Вт/м).

  1. По условию нужно обеспечить питанием светодиодную ленту длиной в 6 метров, а значит для того чтобы найти полную мощность, которую потребляет лента (Pпотр), воспользуемся следующей формулой: Pпотр= Pленты × L= 4,8 Вт/м × 6 м = 28,8 Вт.
  2. Стоит отметить, что блок питания по данному параметру следует выбирать с запасом (порядка 30–33%). Поэтому нам понадобится источник постоянного тока на 12 В мощностью 28,8 х 1,33 = 38,3 ≈ 40 Вт.

Защита от воздействия влаги

Это ещё один важный фактор, который следует учитывать при выборе источника питания. При выборе по этому критерию сначала надо определиться с местом его установки. Если планируется организация светодиодного освещения в ванной комнате, то необходимо выбрать блок питания, обладающий влагозащитными свойствами (IP 65 или IP 68). В обычном жилом помещении сухого типа — спальня или гостиная — можно использовать простой интерьерный источник.

Однако для того чтобы выбор источника был на 100% правильным, кроме описанных выше факторов, следует подобрать подходящий тип, основываясь на его преимуществах и недостатках.

Типы источников питания

В настоящее время выпускают четыре типа источников питания для светодиодных лент.

Таблица: преимущества и недостатки различных типов источников питания

Производители блоков питания для светодиодных лент

Наиболее популярными и востребованными производителями блоков питания для светодиодных лент являются:

  1. Cool Neon. Выпускает обширную линейку светодиодных трансформаторов, которые могут использоваться для решения различных целей и задач. Продукция компании оснащена встроенными защитными устройствами и может использоваться при температуре от -25 до +45 °С. Средний срок службы — более 25 тыс. часов.

В номенклатуре изделий Cool Neon имеются как открытые блоки питания, так и герметичные модели, способные работать при низких температурах окружающего воздуха

  • Lightech. Производит блоки питания, которые обеспечивают высокую стабильность работы светодиодной продукции в том числе и лент, использующихся при температуре от -30 до +50 °C. Продукция компании в основном рассчитана на эксплуатацию в течение 50 тыс. часов и более. Особенностями этих моделей являются:
    1. Широкий диапазон входных напряжений.
    2. Устойчивость к механическим ударам и вибрациям.
    3. Защита от перегрева корпуса.
    4. Стойкость к импульсным помехам в сети.
    5. Встроенная защита от короткого замыкания.

Lightech выпускает герметичные блоки питания в пластмассовых корпусах, обеспечивающие высокую стабильность выходных параметров

Герметичные блоки питания UnionElecom отличаются компактностью, максимально высокой степенью влагозащиты алюминиевого корпуса (IP68) и доступной ценой

Расчёт мощности трансформатора

Основными параметрами, которые применяются при расчёте мощности источника питания являются: погонная мощность, расходуемая на 1 метры ленты (Pленты), количество диодов на этом же расстояние и выходное напряжение 12/24 В.

Выше мы уже касались темы расчёта мощности на примере светодиодной ленты SMD 3528 длиной L = 6 м (60 диодов/м и Pленты=4,8 Вт/м) и напряжением питания 12 В. По результатам расчётов получилось, что вся эта лента потребляет Pпотр = 28,8 Вт. Для большей наглядности продублируем предыдущий расчёт сюда:

  1. Pпотр= Pленты × L= 4,8 Вт/м × 6 м = 28,8 Вт.
  2. Для того чтобы блок питания не перегревался, следует мощность рассчитывать с запасом (берётся запас в 33%). Воспользуемся формулой: PБП= Pпотр+33%=28,8+9,54=38,3 Вт.
  3. На основе расчёта подбираем блок питания из стандартной линейки интересующего производителя, например, на 40 Вт.

По аналогичным формулам рассчитаем мощность для светодиодной ленты SMD 5050 120 LED (120 диодов на метр). Это изделие обладает следующими параметрами: Pленты=28,8 Вт, плотность 120 диодов/м, напряжение питания 24 В, длина ленты L = 2,5 м (предположим, что мы отрезали необходимое количество от стандартной длины в 5 м).

  1. Pпотр= Pленты × L= 28,8 Вт/м × 2,5 м = 70,2 Вт.
  2. PБП= Pпотр+33%=70,2+23,16=93,4 Вт.
  3. В этом случае выбираем блок питания на 100 Вт.

Стоит отметить, что используя данные формулы, можно легко и просто рассчитать мощность блока питания для светодиодных лент с любыми параметрами.

Особенности установки блока питания

Блоки питания для светодиодных лент обычно устанавливаются в соответствии со структурной схемой, которая входит в их комплектацию. В основном перед установкой трансформатора светодиодную ленту разрезают на секции, состоящие из необходимого количества диодов.

Места нарезки обозначены двумя парами контактных групп (с каждого конца секции) и маркером в виде ножниц. Блок питания соединяется параллельно секциям. В процессе подключения необходимо соблюдать полярность (подключать клеммы блока питания с обозначениями «+» и «-» к соответствующим контактам ленты), при этом следует учитывать, что выходное напряжение источника не должно превышать 12 или 24 В (номинальное напряжение ленты). Расположение блока питания не влияет на функциональность устройства, но его нужно подбирать по эстетическим соображениям.

На практике применяются две схемы подключения светодиодной ленты к блоку питания.

Подключение светодиодной ленты к одному блоку питания

Чаще всего светодиодная лента представляет собой цельный пятиметровый отрезок, который намотан на пластиковую катушку. Как правило, с внешней стороны — на незамотанный на катушке конец — к ленте подсоединяются провода, необходимые для соединения с блоком питания. Если же после покупки обнаружилось отсутствие соединительных проводов, то следует взять любые многожильные провода красного («+») и чёрного («-») цвета, отмерить нужную длину, которой должно быть достаточно, чтобы достать до клемм блока питания, и припаять их, предварительно зачистив и облудив оба конца.

    Облуживаем провода, используя канифоль и олово, и методом пайки подсоединяем их к дорожкам ленты. В процессе пайки следует применять маломощный паяльник и производить соединение достаточно быстро, так как есть вероятность того, что от воздействия повышенной температуры светодиоды могут повредиться.

Облуживать провода нужно быстро, чтобы не перегреть их и не повредить светодиоды

Красный провод от светодиодной ленты («+») нужно подсоединить к клемме «+V», а чёрный («-») — к клемме «-V»; к клеммам «L» и «N» подключается сетевое напряжение («L» — фаза, «N» — ноль)

Расчет блока питания для светодиодной ленты

  1. Что нужно учесть при подборе блока питания?
    • Общая мощность ленты
    • Вентиляция трансформатора
  2. Пример расчета на один блок питания
  3. Как рассчитываются несколько блоков?

Светодиодные ленты могут работать в самых тяжелых условиях, независимо от погоды – изделия прочные и влагостойкие. Например, ими можно осветить улицу или фасад здания. А для долгой работы нужен грамотный расчет блока питания для светодиодной ленты.

Что нужно учесть при подборе блока питания?

Чтобы подключить светодиодную ленту, нужен блок питания или драйвер. Это разные устройства.

  • Драйвер выдает стабилизированный ток. Например, 300 мА. И если подключить слишком короткую ленту, напряжение станет больше номинального, и диоды сгорят. А если слишком длинную, то они будут светить тускло. Поэтому через драйвер подключается только та светотехника, на которую рассчитан этот адаптер. Справка: срайверы применяются в готовых изделиях, таких как лампочки и гирлянды.
  • Блок питания. Он отрегулирован по напряжению. Это значит, что на выходе мы получим ровно 12 В независимо от потребляемой мощности. Блоки питания универсальны и подобрать их легче, чем драйверы. Нужно учесть несколько моментов.

Общая мощность ленты

Единица измерения – Вт/м. Она зависит от 2-х величин.

  • Тип светодиодов. Самые тусклые ленты служат для декоративных целей и оснащаются диодами типа 3528. Ими можно подсветить контуры объектов. А для яркого освещения нужны диоды типов 5050 (самые распространенные) и 2535.
  • Количество светодиодов на одном метре ленты – 30, 60 или 120.

Мощность диодной полосы и марка диодов указывается на упаковке. Например, Venom SMD 5050 60 LEDs/M 14.4W. Ее мощность – 14,4 Вт на погонный метр.

Вентиляция трансформатора

При работе блок питания нагревается, и его нужно охлаждать. Это делается несколькими способами.

  • Модели с активным охлаждением оснащены кулером, который гонит поток воздуха внутрь корпуса. Их достоинства – большая мощность и меньшие размеры, а минусы – кулер шумит и со временем изнашивается. Такая система нужна, когда подключается лента на 800 Вт и более.
  • Адаптеры с пассивным охлаждением чаще применяются в бытовых условиях. Они бесшумные, но занимают чуть больше места. Да и располагать надо так, чтобы был приток свежего воздуха. Зато они надежнее, поскольку нет подвижных частей. И лучше защищены от непогоды.

Адаптеры питания различаются по степени защиты.

  • Открытые. Самые простые и дешевые модели, но и самые «нежные». Их применяют только в комнатных условиях, где нет пыли и невысока влажность.
  • Полугерметичные. Защищены от легких капризов природы. Крупная пыль и водяные брызги для них нестрашны, а вот постоянная влажность быстро «убьет» адаптер. На улице их нужно прятать под навес, а лучше в монтажную коробку. Степень защиты – IP54.
  • Герметичные. Через защищенный корпус не проникнут пыль и влага. Они подойдут и для уличного освещения, и для работы во влажной среде, такой как ванные комнаты и бассейны. Степень защиты – IP65 или IP68 (*6 – полная защита от пыли, *5 – защита от водяных струй, *8 – устройство выдержит погружение в воду).

Чтобы лучше разбираться в степенях защиты, воспользуйтесь таблицей. Кстати, она подходит для всей электроники.

Внутреннее устройство всех этих адаптеров одинаковое. Выходное напряжение для питания ленты – 24 Вольта, 12 В или 5 В. Диодная полоса работает на постоянном токе, и поэтому подключать в сеть непрямую ее нельзя. Хотя некоторые по ошибке так делают. Последствия – лента перегорает, и может вспыхнуть пожар.

Чтобы светодиоды служили долго, нужно правильно рассчитать мощность блока питания. Проще всего это сделать по нашему примеру.

Пример расчета на один блок питания

Для начала определите мощность подключаемой ленты. А если их несколько, то нагрузка суммируется. Чтобы было проще ориентироваться, воспользуйтесь таблицей.

Дальше переходите к расчету. Его нужно делать в такой последовательности.

  • Допустим, у вас лента модели Venom SMD 5050 60 LEDs/M 14.4W длиной 4 м. Тогда ее общая мощность составит: (14,4 Вт/м) * (4 м) = 57,6 Вт.
  • Подберите коэффициент запаса. Он нужен, чтобы адаптер работал без перегрузки. Если блок используется на улице и хорошо вентилируется, то будет достаточно 20%. А когда он расположен в монтажной коробке, и к тому же в жарком помещении, то коэффициент должен быть минимум 40%. Возьмем в расчет нормальные условия работы, при которых К = 30%. Тогда мощность блока питания должна быть:

57,6 Вт * 1,3 = 74,88 Вт.

Важно. Учтите, что для моделей с пассивным охлаждением коэффициент запаса мощности должен быть выше, чем для адаптеров с вентиляторами.

  • Дальше нужно округлить эту цифру в большую сторону до стандартной величины – 80 В. Выбрать нужное значение мощности вам поможет наша таблица.
  • Иногда в характеристиках указывают не мощность, а наибольший выходной ток (в Амперах). Тогда мощность блока питания следует разделить на рабочее напряжение ленты:

74,88 Вт / 12 В = 6,24 А.

Это значит, что на выходе адаптер должен обеспечить ток не менее 6,5 Ампер.

Бонусом вы можете посчитать расход электроэнергии. Для этого умножьте мощность потребителя на время его работы.

Допустим, наша лента работает месяц, 2 часа каждый день. Тогда расход составит:

57,6 Вт * 2 ч * 30 дней = 3,5 кВт*ч.

57,6 Вт – это фактическое потребление светотехники.

Справка: лампа накаливания на 100 Вт за это же время израсходует тока вдвое больше (6 кВт*ч).

После подключения убедитесь, что блок питания работает правильно.

  • Самое главное – корпус не должен нагреваться. Чтобы это проверить, через полчаса-час непрерывной работы потрогайте его рукой. Желательно металлические части. Если рука свободно выдерживает нагрев, то адаптер подобран правильно.
  • Прислушайтесь к работе. Свист и треск не допускаются. У блока может только шуметь кулер и слегка гудеть трансформатор.

Важно. Часто у адаптеров питания есть несколько выходов для 2-х, 3-х и более светодиодных лент. При этом длина светодиодной полосы для одного разъема не должна превышать 5 м. Иначе будет перегрузка. А если нужно подключить несколько осветителей, то это делается 2-мя способами.

Как рассчитываются несколько блоков?

Когда вам нужно использовать полосу светодиодов длиной 10 и более метров, то отрезки длиной 5 м соединяются с разными выводами блока питания по схеме.

У такого решения есть недостаток – большие потери постоянного тока в проводах. Диоды, которые находятся далеко от адаптера питания, будут светить тускло. Кстати, во избежание таких потерь для передачи тока на большие расстояния используют переменный ток с большим напряжением. Поэтому лучше использовать несколько блоков питания. Они подключаются по такой схеме.

Адаптеры желательно располагать равномерно вдоль всей ленты, а не собирать в одной монтажной коробке. Тогда они не будут перегреваться.

Методика расчета не отличается от той, которая используется для одного блока.

  • Например, нужно осветить комнату 3х6 метров. Периметр составит 18 м. Для освещения используется лента SMD 3528 60 LEDs/M, которая имеет яркость 360 lm/м. п. Ее мощность равняется:

(6,6 Вт/м) * (18 м) = 118,8 Вт.

  • Добавляем коэффициент запаса мощности 25%. На выходе имеем:

118,8 Вт * 1,25 = 148,5 Вт.

Получается, что общая мощность одного адаптера питания должна быть 150 Вт.

Наибольшая длина стандартной светодиодной полосы – 5 м. Для освещения понадобится 3 сегмента по 5 м и 1 сегмент длиной 3 м. На эти 4 сегмента потребуется 2 блока питания.

Первый будет иметь мощность:

(5 м + 5 м) * (6,6 Вт/м) * 1,25 = 82,5 Вт. Выбираем адаптер на 100 Вт.

(5 м + 3 м) * (6,6 Вт/м) * 1,25 = 66 Вт. Подойдет блок на 80 Вт.

Условия работы 2-х блоков питания легче, чем одного, ведь в сумме они обладают большей мощностью (180 Вт против 150 Вт). Поэтому такая схема подключения надежнее и не так боится перегрева.

Расчет блока питания для светодиодной ленты в видео ниже.

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты

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.

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.

Тип smd матрицы Количество светодиодов на погонный метр Мощность потребляемая 1м/5м ленты, Вт Необходимая сила тока, А на 1м/5м
3528 30 3,3/16,5 0,27/1,35
60 6,6/33 0,55/2,7
120 13,2/66 1,1/5,5
5050 30 9/45 0,75/3,75
60 18/90 1,5/7,5
120 36/180 3/15
5630 30 15/75 1,25/6,25
60 30/150 2,5/12,5
120 60/300 5/25

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:

БП OEM DC12 12W 1А OEM DC12 36W 2А OEM DC12 120W 10А OEM DC12 360W 30А
Внешний вид
Мощность, Вт 12 36 120 360
Сила тока, А 1 2 10 30
Тип охлаждения Пассивное Пассивное Пассивное Активное
Материал корпуса Пластик Пластик Металл Металл
Цена, у.е 1,8 5,2 10,5 21
Цена за 1 Вт, у.е 0,15 0,14 0,08 0,058

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:

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.

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты по техническим характеристикам, расчёт мощности

Декоративное или основное освещение при помощи светодиодных лент в последнее время получило широкое распространение. Так как для питания таких лент используется постоянное напряжение 12В (реже 24В), то для долговечной и правильной работы такого освещения важно правильно подобрать понижающий трансформатор или, как его ещё называют, блок питания. В этой статье мы рассмотрим основные критерии выбора такого устройства.

Основные технические параметры блока питания светодиодной ленты

Блок питания светодиодной ленты – понижающий трансформатор, который преобразует переменное напряжение 220 вольт в постоянное со значениями 12 или 24 вольта. Блоки питания для таких осветительных приборов выпускают импульсного исполнения, в основе работы которых лежит трансформация входного напряжения в импульсы высокой частоты, для того чтобы напряжение постоянного тока на выходе имело качественное выпрямление. Такие приборы имеют достаточно высокий КПД, компактные размеры и хорошие технические характеристики.

Выходное напряжение БП

Из-за особенности конструкции, производители светодиодных лент выпускают устройства с напряжением питания 12 или 24 вольта постоянного тока. Иногда, для очень мощных лент используют напряжение 36 вольт, но это, скорее, исключение. Важное правило при выборе трансформатора заключается в том, что напряжение на выходе из него должно соответствовать напряжению светодиодной ленты.

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты

Самой главной характеристикой, после напряжения, для подбора трансформатора к определенной светоизлучающей ленте является мощность. Этот параметр блока питания должен быть выше мощности светодиодной ленты, как минимум на 20 процентов. Обычно, мощность электроприборов указывается на его корпусе. Светодиодные ленты и трансформаторы не исключение. Но бывает так, что на светодиодной ленте не указана эта характеристика и, в связи с этим, может возникнуть сложность при расчете требуемого блока питания.

Важно понимать, что мощность светодиодной ленты напрямую зависит от типа светодиодов, плотности их монтажа на ленте и её длины.

Разные типы матриц имеют различные значения мощности, которые могут существенно различаться. Например, популярные светодиоды имеют следующие мощности:

Светодиод 3528 5630 5050 2835 5730
Мощность светодиода, Вт 0,11 0,5 0,3 0,2 0,5

Обратите внимание! Цифры в марке светодиода указывают на его размер в миллиметрах, например, 3528 — 35 мм на 28 мм.

Зная (или посчитав) количество диодов на 1 метре ленты, можно рассчитать мощность для всей её длины. Для удобства уже давно посчитаны и находятся в свободном доступе таблицы с мощностью лент каждого типа, ориентируясь на эти таблицы можно правильно и легко подобрать блок питания для светодиодной ленты.

Тип ленты Плотность светодиодов на 1 метр Мощность 1 метра ленты Мощность 5 метров ленты
SMD3014 60 шт 6,0 Вт 30 Вт
120 шт 12,0 Вт 60 Вт
240 шт 24,0 Вт 120 Вт
SMD3528 30 шт. 2,4 Вт 12 Вт
60 шт 4,8 Вт 24 Вт
120 шт 9,6 Вт 48 Вт
SMD5050 30 шт. 7,2 Вт 36 Вт
60 шт 14,4 Вт 72 Вт
SMD5630 30 шт. 6,0 Вт 30 Вт
60 шт 12,0 Вт 60 Вт

Закрепляя вышесказанное, определяем следующую последовательность расчета и выбора трансформатора для светодиодной ленты:

  1. Выбрать светоизлучающую ленту и рассчитать необходимую длину;
  2. Выяснить матрицу светодиодов (визуально или исходя из руководства пользователя) и плотность их установки на ленте;
  3. Рассчитать мощность метровой ленты;
  4. Умножить полученную мощность 1 метра на итоговое значение длины ленты;
  5. Получить номинальное значение мощности трансформатора.
  6. Учесть коэффициент запаса мощности (об этом ниже), умножить на номинальную мощность и получить искомое значение необходимой мощности устройства.

Например, имеем светодиодную ленту на 12 В, длиной 3 метра, со светодиодами SMD 5050, количество светодиодов на 1 метре — 60 шт. Потребляемая мощность 1 метра такой ленты примерно 15 Вт, то есть 1 м = 15 Вт. Тогда 3 м = 15 Вт * 3 = 45 Вт. Умножаем на коэффициент запаса 20 % и получаем, что нам нужен блок питания на 45 Вт * 1,2 = 54 Вт. При этом потребляемый ток такой светодиодной ленты будет равен 54 Вт / 12 В = 4,5 А.

Коэффициент запаса мощности

Для правильного расчета блока питания нужно учесть еще один фактор. Если выбрать БП с мощностью, равной светодиодной ленте, то он будет нагреваться и это может не только сократить срок службы, но и, в случае некачественной сборки, привести к пожару. Поэтому, покупая трансформатор для светодиодной ленты необходимо учесть запас мощности для прибора. Обычно выбирают устройство с мощностью на 20 % выше, чем потребляемая мощность светодиодной ленты. Запас мощности гарантированно защитит вас от перегрева устройства и позволит долго и без проблем эксплуатировать блок питания.

Габаритные размеры

Блоки питания выпускают различных форм и размеров. Чаще всего мощность прибора определяет его габаритные размеры. Чем выше мощность, тем больше прибор. Также мощные приборы имеют вентилятор для охлаждения устройства в процессе работы, а это значительно увеличивает размер и требования к установке.

Для того чтобы скрыто подключить несколько участков ленты, лучше всего выбрать несколько небольших блоков питания, чем один большой. Это выйдет немного дороже, но так можно будет спокойно скрыть блоки питания в конструкциях и распределить нагрузку на несколько приборов.

Степень защиты от проникновения влаги и пыли

Блоки питания, как и светодиодные ленты, производятся в исполнениях для различных условий эксплуатации и имеют разную степень защиты от влаги и пыли. При выборе трансформатора необходимо учитывать влияние внешней среды на прибор. Например, при эксплуатации в жилых помещениях с нормальной влажностью достаточно защиты IP20 – IP40. Если планируется монтаж блока питания на улице, для защиты от осадков следует приобретать прибор с IP67. Классификация по качеству защиты от влаги и пыли одинакова для всех электрических приборов и устройств, поэтому найти её не составит труда.

Если мощность блока питания достаточно высокая, то в приборах без защиты от влаги и пыли, для охлаждения будет использоваться вентилятор. При работе он вырабатывает определенный уровень шума. Если шум прибора неприемлем для поставленных задач, то лучше выбрать влагозащищенное устройство, которое будет иметь пассивное охлаждение.

Наличие охлаждения

При правильном расчете блока питания по мощности подключаемых светодиодных лент, он не нагреется, и будет стабильно и безопасно функционировать. Но все же, если мощности слишком высокие, то перегрев возможен. Чтобы исключить отрицательное воздействие повышенной температуры на прибор в его конструкции предусматривается система охлаждения. Она бывает активной или пассивной.

При активном охлаждении в корпусе устройства монтируется вентилятор, при этом такие блоки питания не могут быть выполнены во влагозащитном исполнении из-за необходимости циркуляции воздуха внутри прибора и обмена с окружающей средой. Такие трансформаторы издают шум от работы вентилятора и имеют повышенное энергопотребление, что является отрицательными качествами. Но стоит заметить, что активное охлаждение – наиболее эффективный способ понижения температуры прибора.

Пассивное охлаждение конструктивно выполняется в виде специальных металлических радиаторов, которые устанавливаются в места, где происходит наибольший нагрев платы прибора. Также пассивное охлаждение происходит благодаря металлическому корпусу приборов, как во влагозащищенном, так и в обычном исполнении.

Дополнительные функции

Коррекция коэффициента мощности

В характеристиках блоков питания иногда указывают наличие коррекции реактивной мощности. В документации на прибор она обозначается PFC или Power Factor Correction. Это означает, что блок питания имеет высокие технические характеристики по части энергосбережения и полезного использования потребляемого питания. Более того, такие трансформаторы позволяют группировать их без специальных пусковых автоматов и экологичны, ввиду высокого КПД.

Материал корпуса

Корпус прибора может быть выполнен из пластика, алюминия или другого металла. Алюминиевый корпус применяют не только для уменьшения веса прибора и защиты от повреждений, но и для пассивного охлаждения блока питания. Металлический корпус также защищает от механических воздействий и охлаждает прибор, но весит значительно больше алюминиевого. Пластиковый материал для корпуса применяют у приборов, которые будут эксплуатироваться с маломощными светодиодными лентами и без вероятности повреждения.

Наличие RGB-контроллера

Для подключения и использования RGB и RGBW лент недостаточно приобрести только понижающий блок питания. В этом случае необходим еще контроллер RGB ленты, который позволит менять оттенок освещения ленты при помощи различных устройств управления (пульт, дисплей и прочее). Некоторые блоки питания комплектуются такими контроллерами и предназначаются исключительно для многоцветных лент. Они стоят дороже обычных трансформаторов. Для одноцветных вариантов светодиодных лент использование контроллера не требуется.

Схемы подключения светодиодных лент к сети 220 В и способы соединения лент между собой

Как выбрать светодиодную ленту для подсветки, типы светодиодных лент, расшифровка маркировки

Способы вычисления потребления электроэнергии бытовыми приборами

Что такое импульсный блок питания и где применяется

Как правильно рассчитать резистор для светодиода?

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Трансформатор для светодиодной ленты

Что такое трансформатор и для чего он нужен? Как выбрать подходящий? Что важно учесть перед покупкой? Этими вопросами задаются многие покупатели, которые решили выполнить монтаж трансформатора для диодной ленты самостоятельно. Если вы хотите украсить свою квартиру, используя светодиодное освещение, то давайте разберемся, какой трансформатор подойдет вам по техническим характеристикам.

Трансформатор в переводе с латинского означает «преобразовывать». Преобразовывает он переменный ток в постоянный, что необходимо для исправной работы LED-ленты. Самым распространенным считается трансформатор для светодиодной ленты 12 вольт. Разберемся подробнее во всех тонкостях этого устройства.

Основные виды трансформаторов для диодной ленты 12 вольт

Трансформатор (или БП) требует тщательного выбора, ведь именно этот элемент отвечает за качество и длительность работы LED-ленты.

Его основная функция — превращать переменные 220 вольт в постоянные 12 вольт, оберегая от скачков напряжения. Но мы будем сравнивать их по другому критерию, так как мы уже говорили, что нас волнует трансформатор для светодиодной ленты с напряжением 12 вольт.

Существует 3 вида трансформаторов для диодных лент:

  1. Негерметичный вид.

Он наиболее распространенный. Он не влагостойкий и его возможно использовать в любой комнате, где отсутствует повышенная влажность.

  • самый недорогой вариант из всех перечисленных;
  • срок службы выше остальных из-за отсутствия перегрева.

Недостатки: возможно использовать только в сухом помещении.

  1. Герметичный вид.

Лучше всего выполнять свои функции он будет в алюминиевом корпусе, а пластиковый будет сильнее нагреваться. Из преимуществ герметичного БП — он полностью защищен от воздействия влажного воздуха.

  • из-за полной герметичности подвержен излишнему нагреванию;
  • цена выше, чем за негерметичный;
  • мощность в пластиковом корпусе существенно уменьшается. Это еще одна причина почему стоит присмотреться к БП в алюминиевом корпусе.
  1. Полугерметичный вид.
  • имеет вентиляционные отверстия и встроенный вентилятор внутри;
  • защищен от влажного воздуха лучше, чем негерметичный.
  • работает шумно;
  • крупные габариты устройства.

Что нужно учитывать перед покупкой трансформатора для диодной ленты 12 вольт

Когда вы определились, какой вид трансформатора для светодиодных лент с напряжением 12 вольт больше подходит вашим требованиям, самое время обговорить важные детали перед походом в магазин.

Итак, что важно учесть:

  • Продумайте и подготовьте заранее место для установки БП. Лучше не располагать его на виду, но и не стоит помещать его в такие условия, где воздух не сможет свободно циркулировать. Это важно для того, чтобы избежать излишнего нагревания.
  • Не стоит располагать блок питания рядом со шторами или другими легковоспламеняющимися предметами. Известны случаи возгорания от нагревающегося блока.
  • Рассчитайте мощность блока питания перед походом в магазин. Его мощность должна быть на 20-30 % больше суммарной мощности всех светодиодных устройств. Как выполнить эти расчеты читайте ниже. Если сделать неправильные подсчеты, то вы рискуете тем, что светодиоды быстро выйдут из строя.
  • Оцените влажность комнаты, где планируете установить светодиодное освещение. После чего решите, какой вид БП подходит больше всего.
  • Определитесь с размером блока питания.
  • При покупке вы наверняка заметите буквы IP и две цифры после них. Эта маркировка может также помочь вам в выборе. Первая цифра показывает степень защиты от различных частиц, а также степень защиты человека от поражения током. Чем выше цифра этого показателя, тем лучше защита. Вторая цифра отвечает за защиту оборудования от сырости и влажного воздуха. Чем выше цифра, тем лучше этот показатель.

Правила вовсе не сложные, соблюдая их в совокупности, можно намного продлить срок службы трансформатора для подключения диодной ленты.

Как рассчитать мощность трансформатора для светодиодной ленты 12 вольт

Рассчитать мощность правильно — важный подготовительный этап. Именно этот этап определит работу и длительность эксплуатации осветительного прибора. Разберем этот процесс с помощью простого примера.

Предположим, имеется LED-лента SMD5050, суммарная длина которой 5 м, при этом мощность 1 м = 7,2 Вт, согласно таблице ниже. Первым действием умножаем эти два значения и получаем мощность 36 Вт. Прибавляем рекомендуемый запас мощности 20-30 %, чтобы трансформатор для светодиодной ленты напряжением 12 вольт работал стабильно и качественно. Лучше прибавить 30%. Таким образом, получаем итоговое значение — 46,8 Вт. Как узнать, сколько Вт имеет LED-лента? Смотрите таблицу.

Схемы подключения трансформатора с диодной лентой

Обязательное условие правильного подключения – соблюдение полярности. За плюс отвечает красный провод, за минус – провод синего или черного цвета. Если вы перепутали и подключили неправильно, то бояться не стоит, просто поменяйте местами провода. Существует несколько схем подключения, все зависит от длины LED-ленты, количества блоков питания и т.д. Рассмотрим детально каждый способ.

Прямой способ подключения

Этот способ, как правило, используется в случае подключения отрезка осветительного прибора равному 5 м. Можно пробовать подключать и более длинные отрезки, если это позволяет сделать мощность БП. При подключении руководствуйтесь этой схемой.

Параллельный способ подключения с одним или двумя БП

Чаще всего, если нужно подключить несколько светодиодных устройств, то они соединяются между собой параллельно. Главное, чтобы хватило мощности одного БП на несколько потребителей. Способ параллельного подключения с использованием двух блоков питания существенно лучше по двум причинам. Первая причина – мощность распределяется равномерно. Вторая – габариты БП буду сравнительно меньше, что позволяет незаметно их спрятать. Выполняйте подключение трансформатора для диодной ленты любым из понравившихся способов, согласно схеме ниже.

Способ подключения RGB ленты

В этом случае имеются более существенные изменения – появление контроллера в цепи. Соединение контроллера с БП выполняется с соблюдением полярности. А подключение к контроллеру производится при помощи четырех проводов. Один из них общий провод, а остальные три соответствуют каждому из цветов LED-ленты (зеленый, синий, красный). Подробная схема соединения ниже.

Способ подключения RGB ленты и способ соединения с применением RGB усилителя

Схема внизу подробно представляет эти два способа. Первая будет полезна для тех, кто желает установить несколько светодиодных приборов с одним блоком питания и RGB контроллером. Этот способ значительно дешевле второго, но он прослужит меньший срок.

Второй способ с применением RGB усилителя. В этом случае обязательно использовать два БП, потому что один из них питает контроллер, а второй – RGB усилитель. Этот способ более дорогостоящий, но зато более надежный. Соединяйте диодные ленты между собой параллельно друг другу. Если соединять их последовательно друг за другом.

Внимательно следуйте всем инструкциям, схемам и правилам использования. Это поможет вам выполнить не только качественное подключение трансформатора для светодиодной ленты с напряжением в 12 вольт, но и обезопасить себя от любых неприятных последствий. Если после подключения вы заметили странный треск или другие нехарактерные звуки, то отключите питание и проведите технический осмотр оборудования.

Эти советы помогут разобраться в том, как правильно выбрать трансформатор для диодной ленты 12 вольт, как выполнить расчеты и установить устройство, соединив его со всеми остальными элементами.