Что необходимо знать при выборе блока питания для светодиодной ленты 12В
Низковольтные led-ленты получили широкое распространение в навигации, подсветки и изготовлении рекламных конструкций. Напряжение 12В безопасно для человека и позволяет часто конструировать изделия без особых знаний в электротехнике. Однако, как подобрать блок питания для светодиодной ленты для долговременной конструкции, полезно знать дизайнеру или домашнему мастеру.
Блок питания 12В для светодиодной ленты
Идеальным источником питания led-ленты является аккумулятор на 12 В. Мощная автомобильная батарея может долгое время стабильно обеспечивать изделие постоянным, а не пульсирующим током. Свечение исправной светодиодной ленты не допускает морганий и миганий. Главное, в этом случае вовремя ставить такой источник на подзарядку или предусмотреть схемы с автоматическим контролем напряжения и заряда.
Большая часть блоков питания представляет собой различного рода адаптеры, преобразующие сетевое напряжение 220В (110В) в необходимое питание 12В изделий из светодиодных лент.
Назначение блока питания для светодиодной ленты
У аккумуляторных источников питания и сетевых адаптеров задача одна и та же: обеспечить led-ленту стабильным номинальным током. В отличие от батареек, сетевой блок питания предназначен выполнить следующие операции:
- получить высокое сетевое напряжение 220В (110В);
- снизить величину до приемлемого (номинального) уровня;
- преобразовать переменный ток в пульсирующий;
- обеспечить на светодиоде постоянное или регулируемое падение напряжения от 3В до 4В в зависимости от марки полупроводника.
Все эти операции необходимо провести без перегрева элементов адаптера и светодиодной ленты, нормальным свечением и на долгий срок.
Виды блоков питания 12 В
Производство различных вариантов лент для подсветки, навигации, рекламных сооружений внутри и снаружи зданий, привело к созданию различных конструкций блоков питания. Требования Гост и международных стандартов по электробезопасности подразделяют источники питания 12В для led-лент на следующие, наиболее употребительные, виды:
- IP 20. Кожух корпуса имеет отверстия от 13 мм. Он прикрывает плату с элементами от попадания предметов внутрь изделия и прикосновения руками. Размещается внутри зданий и водонепроницаемых помещений с ограниченным доступом;
- IP 54. Корпус блока защищен не только от попадания предметов, но и, частично, от пыли и прямого попадания влаги. Может размещаться вне зданий, но под крышей.
- IP67(IP68). Вариант IP67 полностью защищен от пыли, может работать под дождем, допуская погружение в воду на короткое время. Предназначен для применения на улице. IP68 еще более защищен от влаги, надежно эксплуатируется под водой. Подсветку и навигацию в бассейне обеспечивают источники питания с этим уровнем защиты.
Уровень требуемой защиты сильно влияет на стоимость изделия.
Перед выбором блока питания нужно ясно представлять его условия эксплуатации и размещения.
Корпуса ИП открытого типа для сухих мест изготавливают из тонкого, перфорированного металла или пластмассы. Монтаж элементов на плате просторный, из недорогих комплектующих. Охлаждение естественное, что минимизирует цену и дает широкий диапазон мощностей от 5 Вт до 600 Вт.
Полугерметичные корпуса источников на 12В чаще всего изготавливаются из пластмасс. Они могут устанавливаться снаружи помещений, с учетом рекомендаций производителя. Плохое охлаждение, плотный монтаж ограничивает мощность таких изделий до 100 Вт. Габаритные размеры блоков значительно меньше, чем у открытых корпусов при одинаковой мощности.
Герметичные блоки питания с корпусом из силикона или другого пластика еще сильнее ограничены в мощности – до 40 Вт. Наиболее мощные БП с герметическим корпусом выпускаются из алюминия. Они отличаются прочностью, устойчивостью к атмосферным и механическим воздействиям, надежностью не только из-за металла, но и тем, что корпус используется как радиатор охлаждения наиболее мощных элементов схемы.
Мощные блоки питания, устанавливаемые внутри помещений, требуют принудительного охлаждения. Силовые компоненты схемы размещают на больших радиаторах и вентилятором дополнительно обдувают. Это позволяет обеспечивать надежным электропитанием крупные рекламные сооружения.
Достоинства и недостатки блоков питания 12 В
Разнообразие выпускаемой низковольтной продукции на основе полупроводниковых излучателей привело к созданию ИП под любые задачи. Достоинствами адаптеров для питания 12В led-лент являются:
- Изобилие схемотехнических решений с различными уровнями стабилизации тока, защиты от замыканий, колебаний напряжения и частоты в сети;
- Многовариантность по исполнению корпусов, позволяющих подобрать БП для любой среды, вплоть до погружения в воду или мороз;
- Совместимость с лентами из разных полупроводниковых диодов.
Из недостатков можно назвать начальные капитальные затраты. Однако правильный подбор блока питания окупит их, обеспечив длительную эксплуатацию и сохранность светодиодных лент.
Как подобрать блок питания для светодиодной ленты
Перед тем, как начать считать мощность и окончательный бюджет на покупку БП led-ленты необходимо ответить на следующие вопросы:
- место установки. Оно определяет максимальные габаритные размеры, тип и материал корпуса, уровень необходимой защиты от влаги, наличие пассивной или активной вентиляции;
набор функций. Для простой подсветки он ограничен. Однако, если планируется ленты различных цветов с регулировкой яркости и создания световых эффектов, потребуется коллектор (регулятор) напряжения с возможным ДУ пультом. Это потребует дополнительной мощности ИП и сложных электронных схем.
Определившись предварительно с этими характеристиками можно переходить к расчету мощности БП.
Как рассчитать мощность светодиодной ленты
Потребляемая мощность вычисляется просто: длина выбранной ленты в метрах умножается на мощность потребляемая одним метром определенного типа диодов из таблицы. Тип светодиодов указан в документах на изделие от производителя.
К примеру, для 5 метровой led-ленты на 12 вольт из светодиодов SMD 5060 с плотностью 30 полупроводников на метр, потребляемая мощность будете равна 5 х 7,2 = 36 Вт.
Таблица. Плотность диодов на одном метре led-ленты на 12 В и их мощность
Коэффициент запаса мощности
Для расчета блока питания необходимо предусмотреть запас мощности. Он предотвращает потерю мощности блока в случае перепадов напряжения в сети. Отсутствие запаса приводит к перегреву ИП и сокращает срок его эксплуатации и led-изделия. Обычно, при расчете БП коэффициент принимают в 1,3.
Расчет мощности БП
Минимальная мощность источника будет равна, в нашем примере: 36 Вт х 1,3 = 46,8 Вт.
При использовании цветных лент применяется контроллер, управляющий яркостью и последовательностью включения цветов. Он потребляет от БП в среднем 5 Вт.
Окончательно, потребляемая мощность будет равна 46,8 Вт + 5 Вт = 51,8 Вт. Для надежной работы выбирается ИП с ближайшей большей номинальной мощностью.
Как сделать блок питания для светодиодной ленты 12 В своими руками
Спаять элементарный БП на 12 вольт, состоящий из понижающего трансформатора, набора из 4 диодов для мостового выпрямителя и низкочастотного фильтра из электролитического конденсатора — под силу домашнему мастеру или начинающему электронщику. Главное правильно, с запасом подобрать комплектующие.
Учитывая низкий КПД такой схемы мощность трансформатора желательно выбрать с коэффициентом 1,5 от суммарной мощности схемы, будет меньше греться.
Номинальные ток диодов или диодной сборки должен быть больше потребляемого тока выбранной led-ленты.
Конденсатор должен иметь напряжение выше 12 В и емкость, рассчитанную на калькуляторе в сети в зависимости от потребляемого тока светодиодной ленты.
На пластине из текстолита можно аккуратно спаять, соблюдая полярность, вполне рабочую схему БП и поместить в подходящий пластмассовый контейнер.
Для более продвинутых мастеров можно воспользоваться бестрансформаторной схемой БП с применением зарядника от телефона или любого другого гаджета на 5 В и подходящего DC-DC преобразователя. Главное аккуратно соблюдать полярность, проверить мультиметром собранную конструкцию и правильно подключить светодиодную ленту.
Схем ИП с различными фильтрами, обратными связями в интернете множество.
Советы по установке блока питания
Одна из ошибок, которую можно совершить, выбрав мощный БП по суммарной потребляемой мощности нескольких лент, начать подключать их последовательно. Через токопроводящие шинки ближайших к источнику лент будут нагружены суммарным током всех изделий и быстро выйдут из строя. Для такого вида конструкций надо использовать параллельное подключение к ИП.
Похожая ситуация с нарезкой из различных кусков лент, ограничением выступает величина тока в питающих шинах. Комбинируя параллельное и последовательное подключение для создания сложных рекламных сооружений, этот параметр превышать нельзя.
Если произвести достоверный расчет и учесть условия эксплуатации, можно выбрать надежный источник питания светодиодных лент и уложиться в приемлемый бюджет.
