Блок питания для светодиодной ленты. Какой лучше выбрать и как рассчитать мощность?
Если вы воткнете светодиодную ленту напрямую в розетку (а некоторые почему-то делают именно так), то она мгновенно сгорит, почернеет и пустит дым. Светить после этого, она уже никогда не будет. Так делать, категорически вам не советую.
Светодиодные ленты питаются напряжением 12 или 24 вольт. Я использую ленту на 12 вольт. Почему? Потому, что ее проще купить и она дешевле.
Для того, чтобы превратить сетевое напряжение 220 вольт в 12, используется импульсный блок питания. Его основной параметр — это мощность, которую он способен отдать светодиодной ленте. Как рассчитать мощность блока питания, я вам покажу на конкретном примере.
Расчет блока питания для светодиодных лент
Сначала, необходимо выяснить, какую мощность потребляет один метр такой ленты. Подробно о типах лент, я рассказывал в статье Виды светодиодных лент. Чему равна мощность одного метра ленты, вы можете посмотреть в этой таблице:
Мощность одного метра ленты — 7,2 ватта. Всего 10 метров (две бобины по 5 метров). Умножаем 10 метров на 7,2 ватта, получаем 72 ватта. Это мощность, которую потребляет лента.
Важный момент! Блок питания обязательно должен иметь запас по мощности минимум 30%. Иначе, он быстро сгорит от перегрузки. Соответственно, 72 ватта плюс 30%, получается 93,4 ватта.
Вот именно такой мощности нужен блок питания, чтобы запитать 10 метров светодиодной ленты SMD 5050 c 30 светодиодами на метре. Существует, как минимум, три варианта блоков питания, которые можно купить в магазинах, продающих светодиодные ленты.
Компактный герметичный блок питания в пластиковом корпусе (1)
Небольшой размер, легкий, влагозащищенный. Однако, его мощность не бывает больше 75 ватт. Поэтому, чтобы запитать две ленты, потребуется два блока питания по 50 ватт. Используется в подсветке интерьеров, т.к. его проще всего спрятать.
Герметичный блок питания в алюминиевом корпусе (2)
Мощность 100 ватт и его одного хватит, чтобы запитать сразу две ленты. Однако, весит он больше килограмма и имеет большие габариты. Используется, в основном, для подсветки уличных вывесок, т.к. очень надежен и хорошо защищен от внешних воздействий (солнце, мороз, дождь).
Открытый блок питания (3)
Этот тоже выдает 100 ватт, но имеет самые большие размеры. Лично я не встречал ни разу, чтобы его использовали для подсветки потолков или стен. Его невозможно спрятать в нишу. Применяется для питания аппаратуры, обычно устанавливается в аппаратные отсеки или специальные шкафы. Его достоинство — это более низкая стоимость.
Итак, чтобы подобрать блок питания, сначала смотрим тип ленты, которую хотим запитать. Далее, смотрим в таблице, какую мощность потребляет один метр такой ленты. Умножаем это значение на длину ленты, получаем мощность блока питания. Выбираем из имеющихся в продаже вариантов блоков питания тот, который вам больше подходит.
Как выбрать блок питания для светодиодной ленты 12В или 24В
Импульсные блоки питания предназначены для преобразования переменного напряжения, которое используется в бытовой электросети (в квартирах, офисах и т.д.) в постоянное, которое необходимо для работы светодиодных лент. Также импульсный блок питания понижает напряжение с 220В до 12В.
Но прежде чем выбирать блок питания для светодиодной ленты, нужно определиться с ее типом, длиной и мощностью. О том, как правильно выбрать ленту, мы писали здесь.
Если вы остановили выбор на ленте с напряжением 12 или 24В, то можно подбирать блок питания. И первое, с чего нужно начать, — определить его мощность, которая требуется в вашем случае.
Формула расчета мощности блока питания
Для правильного выбора блока питания используют следующую формулу:
Потребляемая мощность с одного метра (Вт/м) * Необходимая длина светодиодной ленты (м) + 20 % (запас по мощности) = Мощность блока питания (Вт).
Дополнительные 20% — это запас мощности, который необходим для обеспечения стабильной работы блока питания. Без запаса блок при полной нагрузке будет работать на максимальной мощности, что приведет к его перегреванию и быстрому выходу из строя. Если блок питания перегружен – срабатывает защита от перегрева. Это приводит к морганию светодиодной ленты, так как защита отключает подачу питания (чтобы блок охладился до безопасной температуры).
Разберем все на конкретном примере.
Светодиодная лента артикул 00-120. Лента светодиодная 12В, 8 Вт/м, SMD 2835, 60 д/м, IP20, 800 Лм/м, ширина подложки 8мм, цвет теплый белый, требуемая длина — 2,5 метра.
Подставляем данные в формулу:
Потребляемая мощность — 8 Вт/м * Необходимая длина — 2,5 м + 20 % (запас мощности) = 24 Вт. Из ближайших по мощности блоков питания выбираем блок 25 Вт, арт. 03-02.
Степень защиты от пыли и влаги
При выборе блока питания, как и при выборе самой ленты, учитывают класс пылевлагозащиты. Подробнее о классе IP защиты можно прочитать здесь.
Необходимо, чтобы блок питания соответствовал не только заявленной мощности светодиодной ленты, но и ее классу защиты от пыли и влаги.
Для помещений с нормальным сухим микроклиматом (например, спальня) существует большое количество стандартных блоков питания со степенью пылевлагозащиты IP20.
Корпус таких блоков сделан из алюминия, железа или другого металла и имеет на верхней части отверстия для дополнительного охлаждения. Такие блоки питания лишь минимально защищены от пыли или других мелких частиц и совсем не защищены от влаги.
Для размещения в местах повышенной влажности, в производственных помещениях, а также для наружного размещения используются герметичные блоки питания (класса IP65 и IP67). При этом речь идет не только о ванной комнате, но и о кухне, где тоже часто бывает высокая влажность.
Электрическая схема в таких блоках питания полностью залита водонепроницаемым компаундом, но их степень влагозащиты различается в зависимости от класса:
- IP65 – защищен от проникновения воды, но без погружения.
- IP67 – защищен от проникновения воды, с возможностью кратковременного погружения на глубину до 1 метра.
Обратите внимание: защита блока не защищает контакты, поэтому иногда их надо дополнительно герметизировать.
И еще одна важная вещь — герметичные блоки залиты компаундом и имеют малую степень теплоотвода. Для лучшего охлаждения, при подключении лент большой мощности и/или использования блоков в закрытых пространствах, необходимо применять дополнительную принудительную вентиляцию внешними вентиляторами.
Один блок питания большой мощности или несколько малой мощности
Есть практическая разница в использовании одного мощного или нескольких маломощных блоков питания.
Несколько маломощных блоков питания
При подключении светодиодной ленты большой длины и большой мощности в обычных помещениях, где необходима дополнительная шумоизоляция (спальные комнаты, комнаты отдыха и т.д.), рекомендуется использовать несколько маломощных блоков питания.
Такие блоки имеют компактные размеры с возможностью размещения в небольшом пространстве. Их корпус позволяет производить охлаждение без использования принудительной вентиляции. Но для лучшего теплоотвода необходимо предусмотреть дополнительное свободное пространство вокруг таких блоков (обычно достаточно 20 см со всех сторон).
Один мощный блок питания
Для подключения светодиодной ленты большой длины и большой мощности может применяться и один мощный блок питания.
Эти блоки питания используют в местах, где есть пространство для установки блоков таких размеров, и существует общий шумовой фон (офисы, магазины и т.д.).
Для отвода выделяемого тепла в таких блоках требуется активная вентиляция: внешний или встроенный вентилятор (кулер), что может создать ряд неудобств при эксплуатации в тихих помещениях (спальнях и местах отдыха).
Особенности установки блоков питания
При выборе блока необходимо учитывать его конструктивные и габаритные параметры, такие как исполнение корпуса (стандартный плоский и широкий или длинный и тонкий).
Также необходимо обеспечить вентиляцию и соблюсти требования пожарной безопасности, предусмотреть возможность доступа при последующей эксплуатации и ограничить возможность случайного контакта детей с блоком.
Не рекомендуется устанавливать блоки питания рядом с отопительными приборами и оборудованием, вырабатывающим тепло (например, комнатные батареи). Нельзя устанавливать блоки друг на друга. Минимальное расстояние между подключаемыми блоками питания должно составлять 20 см и более.
При выполнении этих простых правил блоки питания для светодиодной ленты будут работать долго и надежно.
Все о блоках питания для светодиодной ленты
Интерьерная светодиодная подсветка — красивое и оригинальное решение для дизайна. Особенно популярны светодиодные ленты в оформлении натяжных и подвесных потолков, ниш в стенах, полок мебели или картин. Так же часто применяют LED-ленты для освещения рабочих поверхностей, например, на кухне или в ванной. Устройства могут быть одноцветными или многоцветными. Для работы светодиодов необходимо подвести к ним питание с помощью блока.
Что это такое?
Блоки питания представляют собой трансформаторы тока. Сами световые ленты продаются отдельно и к сети напрямую не подключаются. Из розетки поступает переменный ток 220 вольт, а блок питания преобразует его в постоянный. Мощность зависит от потребностей и вида самой ленты. Показатели варьируются в диапазоне от 12 до 220 V.
Адаптер предохраняет конструкцию от перепадов напряжения, питает, а также позволяет управлять яркостью и цветом с помощью дополнительных аксессуаров.
Обзор видов
В зависимости от назначения и места монтажа подсветки вам могут понадобиться разные блоки питания для светодиодной ленты. Принцип работы устройства может быть импульсным, линейным и бестрансформаторным. Линейные блоки появились раньше всех и потому являются самыми надежными, но и громоздкими. Трансформатор понижает мощность до необходимой, выпрямитель преобразует напряжение в постоянное, стабилизатор обеспечивает отсутствие перепадов.
Импульсные системы пришли на смену линейным, их КПД намного выше, а размеры компактнее. Генератор импульсов создает напряжение с частотой гораздо выше привычных 50 герц, поэтому шума или гула от импульсных адаптеров практически не слышно. Импульсный трансформатор новее и совершеннее обычных, чем и объясняется небольшой размер. Такие блоки самые популярные и бюджетные. Они могут быть тонкими и миниатюрными, особенно, если необходимо запитать не слишком длинный отрезок ленты.
Бестрансформаторный тип устройства очень редко применяют для питания светодиодов. Их схема действия заключается в последовательном понижении напряжения до необходимого со стабилизацией на выходе. Поэтому такой вид является самым ненадежным. Не следует путать блок питания с драйвером. Светодиоды питаются током и являются полупроводниками с определенным сопротивлением. Вкратце, каждый отдельный светодиод в цепи «кушает» какое-то количество вольт. Поэтому следующий получает питание ниже.
Чтобы стабилизировать ситуацию, и устанавливают драйверы. Они работают в паре с блоками питания, контролируя мощность и не допуская выгорания светодиодных элементов. Не следует подключать ленту напрямую через драйвер, задачи их отличаются от предназначения источников питания, и конструкция не будет долговечной.
Ультратонкий драйвер не займет слишком много места, но повысит производительность и надежность работы подсветки.
По системе охлаждения
Есть два варианта охлаждения системы: активное и пассивное. В первом случае в трансформатор устанавливается вентилятор, во втором – конструкция в целом выглядит как обычный компьютерный блок и сбрасывает тепло через корпус. Активное охлаждение предпочтительнее для подсветки, которая будет работать длительное время или вовсе постоянно. В пример можно привести декорацию витрин, окон, интерьерное освещение в помещениях.
Но моторчик будет жужжать – если в помещении нет других источников звука, шум будет раздражать. Блоки с пассивным охлаждением подходят для бытового применения с периодическим включением, например, для освещения рабочих поверхностей.
По исполнению
Различают блоки разной степени открытости. Негерметичные трансформаторы имеют перфорированный корпус, что позволяет элементам охлаждаться естественным путем. Конструкция печатной платы имеет довольно внушительные габариты, потому стоит заранее подумать о месте для установки. К тому же монтировать внутрь стен или закрывать декоративными панелями такие блоки не рекомендуется из-за вероятности перегревания. Пыль оседает на таких механизмах быстрее. Зато используемые детали просты и неприхотливы – на рынке множество моделей с выходной мощностью в диапазоне от 6 до 400 ватт. Негерметичные конструкции стоят дешевле аналогов и редко ломаются.
Полугерметичные источники питания защищены пластиковым корпусом снаружи от попадания посторонних предметов и грязи. Они меньше предыдущих и имеют выходную мощность от 60 ватт, ведь изготавливать блоки меньшей производительности нецелесообразно. Сетевые адаптеры также являются разновидностью полугерметичных ИП, оснащенной вилкой для прямого включения в розетку. Они выглядят так же, как обыкновенные зарядные устройства, очень миниатюрные и из-за размеров способны поддерживать напряжение не выше 24 Вт. Герметичные блоки гораздо лучше защищены от любых воздействий среды. По размерам они не отличаются от полугерметичных, в зависимости от напряжения могут иметь два варианта исполнения корпуса. Маломощные модели пакуют в пластик, а высокомощные — в алюминиевый кожух.
Любое промышленное изделие имеет маркировку степени защиты. Вы можете найти ее по аббревиатуре IP с двумя цифрами после. Набор чисел варьируется от IP 00 (нет защиты) до IP 68 (полностью защищено от попадания пыли и влаги). Первая цифра обозначает устойчивость к загрязнению — от нуля до шести, вторая — влагопроницаемость, от нуля до восьми. То есть читать маркировку следует слева направо: например, IP 12 означает слабую протекцию от грязи (1), и уровень защиты от влаги 2. Для блоков питания светодиодных лент чаще всего вы встретите три вариации:
- IP 20 – система имеет открытый корпус с крупной перфорацией, защищена от попадания крупных предметов, не имеет защиты от влаги;
- IP 54 – трансформатор частично герметичный, ему не страшны брызги воды и попадание любых частиц, степень запыления крайне мала;
- IP 67 или 68 – герметичный корпус полностью защищает элементы от любых воздействий вплоть до полного погружения в воду, он может быть использован в бассейнах, на улице, во влажных помещениях, душевых.
Если вам нужно запитать совсем небольшой длины ленту, вы можете выбрать блок питания на батарейках. Конечно, он будет маломощным и недолговечным, но если речь идет о декоративной праздничной подсветке, то такой вариант может спасти положение. Особенно если подразумевается осветить мобильную конструкцию.
Питание от батареек применяют для переносных гирлянд, сувениров, статуэток, настенных панно или картин.
Как правильно измерять мощность светодиодной ленты
Часто в интернете поднимается вопрос о несоответствии мощности светодиодной ленты указанным на упаковке характеристикам.
В этом материале мы подробно объясним, как проводятся замеры мощности ленты, с чем связано падение мощности на 5 метрах, и почему мы указываем мощность для 1 метра.
Формула расчета потребляемой мощности ленты (Вт)
Потребляемая мощность (Вт) — это произведение силы тока (А) на напряжение питания (В). Обе эти характеристики мы можем измерить в домашних условиях с помощью обычного мультиметра.
Для вычисления потребляемой мощности (Вт) мы будем использовать формулу P(Вт) = U(В) * I(А), где U — напряжение в Вольтах, I — сила тока в Амперах.
Необходимое оборудование
— Блок питания 12 В
— Светодиодная лента 5 м (12 В)
— Ножницы
— Отвертка крестовая
— Мультиметр
— Переходники (коннекторы)
Какие замеры нужно произвести?
- Замер напряжения питания (В) на начальном и конечном участках ленты. Для нахождения частичной потери напряжения питания на конечном участке ленты.
- Замер потребляемого тока (А). Для дальнейшего вычисления потребляемой мощности.
Проведение измерений
5 метров ленты
Для начала необходимо подключить светодиодную ленту 5 м к блоку питания.
Подключение производится при выключенном напряжении электросети 220В с соблюдением полярности контактов подключения и сторон подключения (см. Подключение ленты к блоку питания).
Провести замер напряжения питания (В) в начале ленты. Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к начальному отрезку светодиодной ленты 5 м.
Провести замер напряжения питания (В) в конце ленты. Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к конечному отрезку светодиодной ленты 5 м.
Сравнить полученные результаты.
Объяснение полученных результатов:
Падение напряжения питания в конце ленты вызвано сопротивлением медной подложки, а также ограничением понижающих резисторов, участвующих в электрической схеме.
Произвести замер показания тока (А) на ленте 5 м.
Для этого:
Подключить последовательно амперметр (А) (одна из функций мультиметра), соединив в электроцепь блок питания, амперметр и светодиодную ленту 5 м. Произвести замер показания тока (А) на ленте 5 м.
Оформить полученные данные для дальнейшего сравнения.
Отрезать от катушки 5 м отрезок 1 м.
Необходимо подключить светодиодную ленту 1 м к блоку питания. Подключение производится при выключенном напряжении электросети 220В с соблюдением полярности контактов подключения и сторон подключения (см. Подключение ленты к блоку питания).
Провести замер напряжения питания (В) в начале ленты. Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к начальному отрезку светодиодной ленты 1 м.
Сравнить полученные результаты.
Объяснение полученных результатов:
Падение напряжения питания на конце ленты присутствует, но гораздо меньше, чем на 5 метрах. Так как отрезок ленты короче – меньше и падение напряжения.
Произвести замер показания тока (А) на ленте 1 м.
Для этого:
Подключить последовательно амперметр (А) (одна из функций мультиметра), соединив в электроцепь блок питания, амперметр и светодиодную ленту 1 м. Произвести замер показания тока (А) на ленте 1 м.
Оформить полученные данные для дальнейшего сравнения.
0,5 метра ленты
Отрезать от катушки 5 м отрезок 0,5 м или разрезать пополам 1 м.
Необходимо подключить светодиодную ленту 0,5 м к блоку питания. Подключение производится при выключенном напряжении электросети 220В с соблюдением полярности контактов подключения и сторон подключения (см. Подключение ленты к блоку питания).
Провести замер напряжения питания (В) в начале ленты.
Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к начальному отрезку светодиодной ленты 0,5 м.
Провести замер напряжения питания (В) в конце ленты.
Используя вольтметр (В) (одна из функций мультиметра), произвести параллельное подключение к конечному отрезку светодиодной ленты 0,5 м.
Сравнить полученные результаты.
Объяснение полученных результатов:
Падение напряжения питания на конце ленты присутствует, но гораздо меньше, чем на 5 метрах, и не существенно меньше, чем на 1 метре. Так как отрезок ленты короче – меньше и падение напряжения.
Произвести замер показания тока (А) на ленте 0,5 м.
Для этого:
Подключить последовательно амперметр (А) (одна из функций мультиметра), соединив в электроцепь блок питания, амперметр и светодиодную ленту 0,5 м. Произвести замер показания тока (А) на ленте 0,5 м.
Оформить полученные данные для дальнейшего сравнения.
Результаты замера
При замерах выходное напряжение питания с блока питания (в начале ленты) было стабильным 12 В.
При замере напряжения питания на конечном участке 5 метров мы получили падение напряжения на 2-2,5В. Как говорилось ранее, это связано с сопротивлением медной подложки, а также ограничением понижающих резисторов, участвующих в электрической схеме.
При замере 1 метра в начале и конце отрезка получили, что падение напряжения практически отсутствует. Показания замера стабильны.
При замере 0,5 метра в начале и конце отрезка получили, что падение напряжения практически отсутствует. Показания замера стабильны.
Теперь рассмотрим полученные измерения силы тока.
Мы видим, что для светодиодной ленты с указанной потребляемой мощностью (Вт/м) -14,4 Вт/м она имеет следующие значения:
— для 5 метров — 5,4А
— для 1 метра — 1,2А
— для 0,5 метра — 1А
В последнем случае (для отрезка 0,5 м) полученное значение силы тока превышает все ранее измеренные. Здесь стоит учитывать тот факт, что использование светодиодной ленты менее 0,5 м не рекомендуется из-за того, что в самом начале светодиодной ленты получается максимальное значение силы тока, что вызывает повышенный нагрев начального участка и приводит к быстрой деградации светодиодов.
Произведем подсчет потребляемой мощности на замеренных участках.
Для 5 метров — P(Вт) = 12В * 5,4А = 64,8 Вт
Для 1 метра — P(Вт) = 12В * 1,2А = 14,4 Вт
Для 0,5 метра — P(Вт) = 12В * 1А = 12 Вт
На самом стабильном участке ленты в 1 метр мы получаем потребляемую мощность, указываемую в характеристиках.
Рассмотрим, как получают потребляемую мощность (Вт) на ленте в 5 м.
Для этого берут значение потребляемой мощности с 1 метра и умножают его на 5 м. Полученное значение считается максимальным значением потребляемой мощности.
Т.е. мы не указываем значение — P(Вт) = 12В * 5,4А = 64,8 Вт,
а в характеристиках указывается — 14,4Вт/м * 5 м. = 72 Вт.
Максимально потребляемая мощность с 5 метров — 72 Вт.
Еще раз хотим акцентировать ваше внимание, что это прежде всего необходимо для правильного расчета потребляемой мощности (Вт) источника питания — блока питания.
В процессе создания световых решений возникает необходимость использования отрезков различной длины, и расчет необходимой потребляемой мощности блока питания может вызвать ряд затруднений.
Но, зная показания со стабильного общепринятого участка в 1 м, мы можем с уверенностью проектировать и воплощать в жизнь самые требовательные световые проекты.