Главная › Новости

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты

Опубликовано: 01.09.2018

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты? Всё просто!

Суперэкономичные светодиоды относятся к источникам света нового поколения.

Расчет и подключение блока питания для светодиодной ленты.

Они подключаются через преобразователь тока, который еще нужно правильно подобрать.

Ниже мы расскажем, как рассчитать блок питания для светодиодной ленты.

 

Особенности выбора преобразователя

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты? Необходимость применения блока питания (БП) при подключении к обычной электросети обусловлена тем, что светодиоды (в английском — Light Emitting Diode или LED) работают на постоянном токе напряжением 12 или 24 В.

Блок питания для светодиодной ленты. Расчет мощности

Очевидно, что в состав БП как минимум должны входить: понижающий трансформатор (изменяет напряжение); выпрямитель тока (превращает переменный ток на выходе трансформатора в постоянный).

Полезно знать. LED-ленты на 12 В более распространены (будет легче найти замену в случае выхода из строя одного из сегментов), и стоят дешевле.

В прежние времена применялись преобразователи, в которых ток из электросети подавался на трансформатор непосредственно. Несмотря на ряд достоинств (высокая надежность, долговечность, устойчивость к скачкам напряжения и возможность параллельного подключения двух БП), в быту эти устройства не прижились, поскольку трансформаторы для такой схемы подключения приходилось делать большими.

Сегодня используются импульсные (в обиходе их еще называют электронными) блоки, в которых ток перед подачей на трансформатор преобразуется в высокочастотный: частота колебаний с 50 Гц повышается до 60 – 80 кГц. Электронный узел, осуществляющий такое превращение, называется инвертором. Трансформатор для высокочастотного тока может иметь гораздо меньшие размеры, поэтому импульсные БП являются более компактными. Кроме того, они меньше шумят и не так сильно греются, то есть имеют более высокий КПД.

Этот же принцип позволил создать компактные сварочные аппараты, которые так и называют — инверторными.

Прежде чем переходить непосредственно к расчету мощности, следует поговорить о том, какими электронные БП бывают вообще. То, что они делятся на 12- и 24-вольтные, читатель, наверное, уже понял.

Помимо этого преобразователи для светодиодов отличаются типом корпуса, способом подключения и наличию определенных опций.

Тип корпуса

По данному признаку блоки делятся на три группы.

Компактный герметичный блок питания в пластиковом корпусе

Герметичное исполнение обеспечивает высокий класс влаго- и пылезащиты — на уровне IP67.

Это значит, что такой БП может использоваться в помещении с высокой влажностью — ванной, бане/сауне, бассейне.

Отвод тепла осуществляется через радиатор естественным путем (так называемое пассивное охлаждение), что в сочетании с низкой термоустойчивостью пластика накладывает ограничение на максимальную мощность — не более 75-ти Вт.

Герметичный блок питания в алюминиевом корпусе

Этот прибор благодаря герметичной конструкции корпуса также имеет высокий класс влаго- и пылезащиты (IP67). В сравнении с пластиковой версией является более крупным и тяжелым, но имеет два преимущества:

теплоотвод является более эффективным (алюминию присуща высокая теплопроводность), поэтому предельная мощность составляет уже 100 Вт; благодаря высокой прочности корпуса, устойчив к воздействию внешней среды.

Последнее преимущество позволяет применять данное устройство вне помещения (питание уличных светильников).

Открытый блок питания (с защитным кожухом)

Применение защитного кожуха с возможностью циркуляции воздуха вместо герметичного корпуса обеспечивает два преимущества:

стоимость устройства несколько снижается. Появляется возможность применить принудительное (активное) охлаждение путем установки кулера (задействуется при мощности более 200 Вт). Соответственно, предельно допустимая мощность становится фактически неограниченной.

БП для ленты светодиодной

А вот как за это приходится расплачиваться:

влаго- и пылезащита фактически отсутствует (на уровне IP20); вентилятор достаточно сильно шумит (по шумности данный БП похож на обычный стационарный компьютер) и нуждается в обслуживании (удаление пыли, замена изношенных подшипников).

Правда, если учитывать назначение преобразователей открытого типа, то их недостатки покажутся менее существенными: обычно их устанавливают в шкафах или аппаратных отсеках вне помещений с высокой влажностью или жилых.

Способ подключения

По способу подключения блоки питания делятся на такие, у которых:

из корпуса просто выведена пара проводов; имеются контактные зажимы; имеется разъем для подключения «вилки» или подобной фурнитуры.

Дополнительные функции

Также БП для светодиодов могут отличаться наличием дополнительных функций:

Стабилизация выходного напряжения. Самые простые модели, состоящие из трансформатора, выпрямителя (применяется диодный мост) и сглаживающего конденсатора, ничего подобного делать не умеют — в приборе должна быть дополнительно установлена схема стабилизатора. Регулирование яркости диодов (диммирование). Если БП приобретается для подключения многоцветной LED-ленты (RGB-лента), то переплачивать за эту функцию не имеет смысла: яркость свечения регулируется поставляемым в комплекте RGB-контроллером. Дистанционное управление.

Отметим, что наличие дополнительных функций ощутимо сказывается на стоимости БП, поэтому среди покупателей они, кроме, пожалуй, стабилизации питания, пока не слишком востребованы.

Параметры расчета мощностей преобразователя

Решив, какой тип БП вам нужен, следует выбрать модель с подходящей мощностью. Понятно, что она должна соответствовать мощности, потребляемой LED-лентой (обозначим ее через Рл). Определить Рл достаточно просто: нужно длину ленты (L) помножить на мощность, потребляемую одним метром (Рм):

Рл = L*Рм.

Значение Рм обычно указывается на упаковке. Данная характеристика зависит от двух факторов:

Тип светодиода: различные диоды, как и различные лампочки, в зависимости от яркости потребляют разную электрическую мощность. Например, для диода марки SMD-3528 данный параметр составляет 0,08 Вт. Количество диодов на 1 метре: диоды размещаются на лентах с различной плотностью. Понятно, что чем большим будет этот показатель, тем более высокой окажется удельная мощность ленты (мощность 1-го м).

Мощность блока питания

Зная плотность, можно вычислить мощность 1-го диода, если она не указана на упаковке. К примеру, если известно, что 1 м LED-ленты на диодах SMD-5050 при плотности 30 шт/м потребляет 7,2 Вт, то мощность 1-го диода этой марки составит 7,2 / 30 = 0,24 Вт. Эти данные могут понадобиться в том случае, если вы подключаете LED-ленту с дробной длиной, например, 2,3 м.

Тогда нужно будет подсчитать, сколько диодов помещается в кусочке ленты длиной 0,3 м, и умножить это количество на мощность 1-го диода.

Приведем данные для LED-лент на диодах двух типов с различной плотностью:

Тип диода	Плотность (шт/м)	Удельная мощность (Вт/м)
SMD-3528	60	4,8
SMD-3528	120	9,6
SMD-3528	240	19,2
SMD-5050	30	7,2
SMD-5050	60	14,4
SMD-5050	120	28,8

Мощность БП

Итак, вы выяснили значение Рл — либо путем умножения длины ленты на удельную мощность, либо путем умножения количества диодов на мощность каждого из них. Определив данный параметр, можно выбирать БП. Его номинальная мощность должна на 10% — 20%, а лучше на все 30% превосходить мощность, потребляемую LED-лентой.

Если применить преобразователь без такого запаса, он будет постоянно работать с предельной нагрузкой, а это приведет к следующим негативным эффектам:

напряжение на выходе окажется нестабильным, из-за чего диоды будут мигать; будет иметь место перегрев БП с последующим выходом его из строя, при этом диоды с большой вероятностью также могут сгореть.

Для LED-лент, работающих в круглосуточном режиме, БП следует подбирать с 50%-м запасом.

Пример расчета блока питания для светодиодной ленты

Допустим, необходимо установить LED-ленту по периметру комнаты с размерами в плане 4х4 м. Пользователь выбрал модель со средней яркостью, например, RT 2-5000 24V Warm 2x (3528, 600 LED, LUX). Как видно из маркировки, данная LED-лента имеет длину 5 м и состоит из 600-т диодов марки SMD-3528, то есть плотность их размещения составляет 120 шт/м. Также в маркировке указывается требуемое напряжение — 24 В.

Посмотрев в вышеприведенную таблицу или на упаковку изделия (также данная информация приводится на сайте производителя), мы узнаем, что 1 м LED-ленты на таких диодах при указанной плотности потребляет 9,6 Вт электричества.

Соответственно, при периметре комнаты 16 м мощность ленты составит:

Рл = 16 * 9,6 = 153,6 Вт.

Закладывая запас в 20%, получаем минимальную мощность БП:

Р = 153,6 * 1,2 = 184,32 Вт.

Ближайшим подходящим, скорее всего, будет БП с номинальной мощностью 200 Вт. Если он покажется вам слишком большим, можно разделить LED-ленту на два участка по 8 м и подключить каждый из них 100-ваттным БП — эти приборы ввиду меньших размеров спрятать будет проще. Точно так же можно разделить ленту на 4 участка по 4 м — тогда можно будет применить еще более миниатюрные 50-ваттные БП в количестве 4-х шт.

Видео на тему