Как рассчитать мощность трансформатора для светодиодной ленты

Расчет блока питания для светодиодной ленты

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.

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.

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 вычислить мощность светодиодной ленты, если нет паспорта, упаковки и инструкции

Ольга Optlamps 11 марта 2020

Светодиодные ленты продаются в катушках по 5 м (12 В) и 10 м (24 В). Они отличаются числом светодиодов на 1 погонный метр. От этого параметра зависит мощность светодиодной ленты. Производитель указывает ее на упаковке. Важно обращать внимание на значение, поскольку оно может приводиться для 1 м или для всего изделия целиком. Но иногда эту информацию не удается найти. В таком случае приходится рассчитывать мощность самостоятельно, причем сделать это достаточно просто.

Расчет мощности светодиодной ленты

LED-лента – это специальная печатная плата определенной ширины, на которой закреплены световые элементы, называемые светодиодами, и резисторы. Они располагаются в строго определенном порядке и в разном количестве на 1 м изделия. Их располагают в одну или несколько линий, что влияет на итоговую яркость ленты. В диоде может быть один или несколько кристаллов.

Чтобы определить мощность светодиодной ленты на метр, когда производитель не указал ее на упаковке или нет паспорта изделия, потребуется тип светодиодов. Его легко узнать, исходя из размеров, которые можно измерить обычной рулеткой. Уже по габаритам легко узнать, какие светодиоды использовались при производстве. Если светодиод имеет размеры 3,5х2,8 мм, то это SMD 3528. Отсюда понятно, что длина и ширина указываются в миллиметрах прямо в маркировке, только без запятых.

Также существуют светодиоды:

• SMD 2835,
• SMD 3020,
• SMD 5050,
• SMD 5060,
• SMD 5630,
• SMD 5730.

Далее необходимо воспользоваться таблицей с соответствием размеров светодиода номинальному току, на который он рассчитан.

Используя значение тока, можно рассчитать мощность по следующей формуле:

где U – напряжение LED-ленты, I – ток, N – число светодиодов на 1 м, K – количество соединенных друг за другом SMD. В лентах на 12 В это обычно 3 светодиода, а на 24 В – по 6. Количество элементов на метр в большинстве случаев составляет 30 или 60, но также существуют более яркие ленты с числом диодов 120, 180, и 240 шт. на 1 м. От их числа будет зависеть итоговое значение мощности. Еще она пропорциональна длине всей LED-ленты.

Рассмотрим на примере, как узнать мощность светодиодной ленты 12 В со светодиодами размерами 2,8х3,5 мм, которые расположены в количестве 30 шт. на 1 м:

1. Размеры 2,8х3,5 мм указывают на то, что лента SMD 2835.
2. Для диодов SMD 2835 характерен номинальный ток 0,06 А.
3. Остается рассчитать P = 12 · 0,06 · 30/3 = 7,2 Вт.

В случае с диодами SMD 5050 важно учитывать, что они состоят из трех кристаллов, поэтому общая мощность определяется как сумма мощностей каждого из них. То есть для одного кристалла свойственно P = U · I = 12 · 0,02 = 0,24 Вт, а для светодиода из трех кристаллов P = 0,24 · 3 = 0,72 Вт.

Вместо 12 В в формуле может быть другое напряжение LED-ленты, а 0,02 в формуле означает номинальный ток в А, на который рассчитаны кристаллы. Из таких светодиодов получается полноценное освещение с достаточной яркостью, поскольку они в 3 раза мощнее, чем те же SMD 3528. На светодиодных лентах сегодня в основном встречаются диоды SMD 3528 и 5050.

Как определить, сколько потребляет вся светодиодная лента

Чтобы получить мощность всей LED-ленты, остается умножить 7,2 на 5 м (обычно лента 12 В поставляется в такой длине). Тогда получится 36 Вт. Для 60 диодов это будет уже 4,8 Вт, для 120 – 9,6 Вт, для 180 – 14,4 Вт, для 240 – 19,2 Вт. Потребляемая мощность светодиодной ленты определяется из учета длины всего изделия, использованного в предполагаемом освещении.

К примеру, для подсветки требуется 15 м ленты. В таком случае 7,2 · 15 = 108 Вт. При подборе блока питания обязателен запас 20-30%, чтобы он не работал на пределе своих возможностей. Тогда получится, что лента будет потреблять 108 · 1,2 = 129,6 Вт в час. Отсюда можно определить величину потребления всей подсветкой за определенный промежуток времени. Например, это 3 часа. Тогда потребление составит 108 · 3 = 324 Вт или 0,324 кВт в сутки.

Зная, как определить мощность светодиодной ленты, можно легко ее рассчитать, даже не имея паспорта или упаковки изделия. Приведенный способ расчета подойдет для LED-ленты с любым напряжением и плотностью диодов на 1 м, включая модели RGB. Вычисление мощности важно, поскольку только после этого можно приступать к выбору блока питания и элементов управления освещением.

Как подобрать трансформатор для светодиодной ленты по напряжению, степени защиты и мощности

Ольга Optlamps 8 апреля 2020

Драйвер, трансформатор или блок питания для светодиодной ленты – примеры устройств, используемых для подключения подсветки в разных случаях. Перечисленные источники питания меняют разные параметры тока, поступающего на LED-ленту. В связи с этим при выборе нужно учесть особенности каждого из них, поскольку это повлияет на дальнейшую работу освещения.

Какой источник питания выбрать для LED-ленты

Драйвер – это устройство, отвечающее за стабилизацию тока, поступающего к LED-ленте. Подобное приспособление применяется для мощных лент, особенно чувствительных к перепадам в сети. Для правильного выбора драйвера для светодиодов потребуется вычислить его входные и выходные параметры.

Блок питания еще называется адаптером. Его функция – понижать значение напряжения 220 В до 12, 24 или 36 В, а также преобразовывать его в постоянное. Большинство лент подключаются именно через блоки.

Трансформатор считают самым простым из всех источников питания, используемых для LED-лент. У них несложная, но габаритная конструкция. Поэтому перед выбором трансформатора стоит продумать место его установки.

• доступность;
• низкая цена;
• высокая степень безопасности.

• отсутствие ограничений по току (светодиоды сами потребляют необходимый ток);
• в большинстве случаев габаритный корпус;
• частый гул в процессе эксплуатации.

В функции трансформатора входит только понижение напряжения 220 В до 36, 24 или 12 В (зависит от того, на какое значение рассчитана лента). Он не меняет переменное напряжение на постоянное. Светодиоды же питаются только от постоянного, поэтому только от трансформатора лента гореть не будет. Из ситуации можно выйти двумя способами:

• Вместо трансформатора выбрать правильный блок питания.
• В схему подключения светодиодной ленты добавить выпрямитель. По сути, трансформатор в сочетании с выпрямителем – это уже блок питания.

На рисунке представлена схема самодельного выпрямителя с диодным мостом VD1-VD4.

Это обычная мостовая схема, в которой пульсирующее напряжение сглаживается с помощью RC или LC фильтра. Соединение трансформатора и выпрямителя – классический способ, которым пользуются, чтобы самостоятельно сделать блок питания. Остается только подобрать трансформатор достаточной мощности.

Некоторые производители сразу встраивают в ленту выпрямитель, поэтому для них можно обойтись только покупкой понижающего трансформатора. Большинство таких лент рассчитаны на 220 В, которым не требуется источник питания. В редких случаях на рынке находятся ленты с выпрямителем, рассчитанные на 12-24 В. Для них уже потребуется трансформатор.

Как подобрать трансформатор для LED-ленты

Подбор трансформатора для светодиодной ленты происходит по трем критериям:

• напряжению;
• мощности;
• степени влаго- и пылезащищенности.

Расчет трансформатора

Напряжение, которое выдает трансформатор, должно равняться напряжению, на которое рассчитана лента. Если LED-лента 12 В, то и трансформатор должен выдавать 12 В.

Степень защищенности трансформатора зависит от предполагаемого места установки. Для монтажа в сухом месте подойдет обычная интерьерная модель, в ванной, сауне или бассейне – с влагозащитным корпусом, что выступает основным требованием для сырых и влажных помещений.

Мощность трансформатора для светодиодной ленты, на которую он рассчитан, должна быть на 30% больше, чем подключаемая нагрузка. Расчет этого параметра очень важен, поскольку 100% нагрузка может негативно сказаться на сроке службы изделия.

Для примера расчета возьмем ленту 7,2 Вт/м длиной 10 м. Как рассчитать трансформатор для светодиодной ленты:

1. Взять мощность всей ленты или удельную мощность на 1 м длины. Подойдет любой показатель, обычно они указываются на упаковке. В противном случае можно самостоятельно рассчитать мощность ленты.
2. Умножить удельную мощность на длину всей ленты, подсоединяемой к одному трансформатору – 7,2 * 10 = 72 Вт.
3. Добавить 30% запас – 72 + 72 · 30% (0,3) = 72 + 21,6 = 93,6 Вт.
4. Выбрать трансформатор с мощностью, ближайшей к значению 93,6 Вт, например, 120 Вт (часто встречаемая мощность).

Таким образом, для ленты 7,2 Вт/м и длиной 10 м потребуется трансформатор с мощностью 120 Вт. Вам для вычисления этого параметра достаточно подставить вместо 7,2 Вт и 10 м свои значения и пройти все этапы расчета.