Подключение светодиодной ленты к блоку питания

Современные научные разработки эффективно меняют освещение жилых и производственных помещений, улучшая условия жизни и повышая имидж владельца в глазах окружающих.

Однако важно знать, что малейшее нарушение технологии монтажа светодиодов или правил эксплуатации может существенно повредить дорогостоящее оборудование, сократив срок его службы.

В этой статье я покажу, как правильно подключить светодиодную ленту к блоку питания и устранить распространенные ошибки, которые допускают не только начинающие мастера.

Светодиодная лента для освещения: устройство и эксплуатационные характеристики

Правильная работа светодиодов зависит от конструкции источника света и его источника питания. Анализу этих вопросов посвящена первая часть данной статьи.

Какие бывают светодиодные ленты: что важно знать каждому мастеру

Основной состав конструкции представляет собой полиамидную подложку толщиной около 0,2 мм с характеристикой диэлектрического пробоя изоляционного слоя около 7 кВ/мм.

Светодиодные ленты выпускаются различной длины и имеют ширину всего 10 или 20 миллиметров. На нем смонтированы электрические цепи:

• СВЕТОДИОД;
• шин и цепей электропитания;
• токоограничивающие резисторы;
• Контактные площадки.

Электрическая схема основана на отдельных секциях светодиодов и резисторов, на которые через шины подается напряжение 12 или 24 В.

По краям каждой секции имеются удлиненные контактные площадки. Они используются для пайки проводов и разрезания длинной конструкции на короткие отрезки, требуемые условиями монтажа. Она не должна быть разрезана в других местах.

Количество диодов и их плотность различны при одинаковой длине. Для создания монохроматического белого свечения используется источник тока через два положительных и отрицательных контура.

Монохроматический белый цвет чаще всего используется для дополнительного освещения помещения.

Четырехканальные шины размещаются на RGB-полосках для создания цвета
цветовые эффекты. Они используются для подачи положительного потенциала на
Красный, зеленый, синий каналы свечения и отрицательный на общий канал, земля.

RGB-ленты с цветовыми эффектами используются в декоративных целях.

Внешнее расположение светодиодных лент для белого освещения и RGB-освещения более или менее одинаково. Я показываю их на рисунке ниже. Сравните их.

Простейшая схема для монохромного освещения может быть представлена путем последовательного соединения резистора и светодиодов при напряжении 12 В.

Маркировка светодиодной ленты: как общаться с продавцом

Современная промышленность выпускает светодиоды для освещения по старой, проверенной технологии и по новой — усовершенствованной технологии.

В обоих случаях для маркировки используется буквенное обозначение SMD (surface mount device), а также размеры длины (первые две цифры) и ширины (следующие две цифры) полупроводниковой матрицы в десятых долях миллиметра.

Например: SMD 5050, SMD 5630 или SMD 3528.

Меньший модуль 3528 выполнен одним полупроводниковым чипом, а 5050 состоит из трех кристаллов-ячеек 3528. Они могут быть соединены вместе для передачи монохромного или цветного спектра.

Модуль 5050 обеспечивает повышенную мощность и световой поток.

Новейшие светодиодные технологии основаны на передовых материалах. Данная лента 2835 изготовлена по этой технологии. Внутри одного модуля находится 3 кристалла. Они имеют еще меньший размер, но повышенную яркость.

Процесс рассеивания тепла у 2835 лучше, что продлевает срок службы ленты. Дополнительным преимуществом является его стоимость. Он дешевле своего аналога 5050 благодаря более доступному и экономичному процессу производства.

Следующая цифра обозначения указывает количество диодов на метр. Их количество может быть: 30, 60, 120, 240.

Важными характеристиками являются потребляемая мощность, выраженная в ваттах на метр длины, и световой поток, выраженный в люменах.

Потребляемая мощность складывается из количества светодиодов и подключенных к ним резисторов. Его увеличение увеличивает световой поток и требует дополнительных мер по отводу тепла от электроники.

Степень защиты светодиодной конструкции обозначается буквами IP и двумя цифрами, напр:

1. IP20 (без защитного покрытия) для сухих и чистых помещений;
2. IP23, IP43 или IP44 с защитным слоем от влаги и пыли для неотапливаемых помещений, но защищенных от осадков
3. или IP65, IP67, IP68 с прозрачной изоляцией для наружного применения.

Защитные покрытия Elite и Premium не желтеют и не шелушатся при хранении и использовании, в то время как стандартные покрытия могут терять свои свойства.

Мои рекомендации по оптимальному использованию светодиодных лент сведены в таблицу ниже.

Предпочтительные условия эксплуатации источника света	тип светодиода	Количество светодиодов на погонный метр
Внутренние перегородки шкафов, полок и стеллажей	SMD 3528	60
Дополнительное освещение для спален, детских комнат	SMD 3528 или SMD 5050	60
Дополнительное освещение для больших помещений	SMD 5050 или SMD 2835	60÷240
Освещение больших промышленных помещений, например, магазинов, офисов	SMD 5630 или SMD 5730	60÷240
Освещение интерьера автосалона	SMD 5050	60÷120
Терраса, беседка, вход в дом	SMD 5050 с IP65 или лучше	60÷120

Почему перегорает светодиодная лента: на что обращать внимание при ее покупке и эксплуатации

Можно, конечно, винить недобросовестных продавцов или производителей осветительного оборудования. Но я рассматриваю чисто технические вопросы, связанные с сокращением срока службы качественного оборудования.

Почему светодиодные ленты перегорают или мерцают светом во время работы, я объясню ниже.

Излучение света происходит только при прямой поляризации через полупроводниковый переход. Если через него пропустить переменный ток, то будет заметно сильное мерцание из-за образования провалов в свечении при прохождении отрицательных полугармоник.

Величина потока полупроводникового перехода сильно зависит от величины протекающего через него тока. А его увеличение сопровождается резким ростом теплопотерь.

Производители тщательно подбирают оптимальное значение тока: чрезмерный нагрев значительно сокращает срок службы конструкции.

Чтобы уменьшить нагрев полупроводникового слоя, инженеры используют два технологических приема:

1. Отвод выделяемого тепла в окружающую среду.
2. Точная стабилизация силы тока.

Первый метод заключается в установке печатной платы корпуса светодиодной лампы на дополнительный радиатор.

С другой стороны, для полос используются специальные алюминиевые профили с различными сечениями и размерами.

Однако этого недостаточно. Дело в том, что даже небольшие колебания входного напряжения, которые невозможно предотвратить с помощью стабилизированного источника питания, вызывают заметное изменение тока через светодиод.

Именно поэтому светодиодные ленты соединяются вместе с помощью специальных
электронные устройства — драйверы. Они дополняют работу источников питания и часто являются
Светодиодные ленты часто встраиваются в источники питания.

Длительная и надежная работа светодиодов обеспечивается всего двумя вещами: недопущением перегрева полупроводникового перехода и стабильным током оптимальной величины, протекающим через него.

Другие особенности светодиодного освещения я опубликовал в специальной статье. Всем, кто интересуется ими, следует прочитать здесь. Материал полезен для общего развития.

Блоки питания для светодиодных лент 12 вольт: 4 типа конструкции для разных условий эксплуатации

Поскольку светодиодное осветительное оборудование выпускается на 12 и 24 В, для каждого из них создаются специальные блоки питания. Они не имеют особых различий при принятии решения об их покупке и использовании.

Поэтому я опишу их на примере 12-вольтовых устройств.

Источник питания работает по принципу инверторного преобразования электроэнергии через:

• сетевой фильтр, который блокирует электрический шум от проникновения в цепь;
• Диодный выпрямитель со сглаживающим фильтром, работающие вместе для получения стабилизированного напряжения с четко определенным постоянным значением;
• Высокочастотный генератор и инвертор, генерирующий импульсы прямоугольной формы с рабочим напряжением 220 В;
• Силовой трансформатор, понижающий напряжение до оптимального значения 12 или 24 В;
• Выходной выпрямитель с фильтром, который окончательно подготавливает выходной сигнал.

Выпускаемые промышленностью источники питания для светодиодных лент можно разделить на 4 класса в зависимости от условий эксплуатации:

1. в сухих и чистых помещениях с нормальными размерами;
2. или в закрытых помещениях;
3. во влажной среде или на открытом воздухе;
4. с мощными светильниками.

Типичный источник питания не особенно ограничен своими размерами. Он имеет широкую клеммную колодку с защитной полосой из диэлектрического пластика и перфорированной металлической крышкой. Отверстия в крышке обеспечивают воздухообмен и отвод тепла от нагретой электроники.

Небольшой размер источника питания ограничен его габаритами. Это также
Малогабаритный блок питания ограничен своими размерами и имеет те же вентиляционные вырезы, но меньшее количество клемм. Внешний вид и
размеры подобных модулей можно увидеть на этой фотографии.

Герметичный импульсный источник питания предназначен для использования во влажной среде.
среда. Электронный блок надежно защищен специальным корпусом с классом защиты IP67.
IP67.

Он может надежно работать на открытом воздухе, в ванных комнатах, банях, бассейнах и других подобных условиях. Однако не вздумайте погружать его в воду, например, в аквариум. Это не принесет никакой пользы.

Самые мощные блоки питания оснащены принудительной вентиляцией. Они имеют встроенный кулер внутри корпуса, как и компьютерные блоки. Его использование обусловлено необходимостью эффективного отвода тепла от нагревательной электроники.

Вентилятор создает небольшую проблему для владельцев: шум, который может раздражать некоторых людей. Об этом следует подумать заранее: планируя электропроводку в квартире, продумайте, где разместить мощный агрегат и как уменьшить раздражающие шумы.

Однако откажитесь от принудительной продувки: сразу же начнутся проблемы со вздутыми конденсаторами, пробитыми диодами и поврежденными силовыми транзисторами.

По этой же причине следует обеспечить хорошую циркуляцию воздуха через внутренние контуры шасси. Он должен свободно поступать в электрические цепи и выходить наружу для отвода избыточного тепла от электронных компонентов.

Блок питания для светодиодной ленты своими руками: полезные рекомендации

Принцип работы и схема импульсного источника питания не так сложны, как может показаться на первый взгляд. Он основан на инверторном преобразовании электрической энергии.

Основная трудность, с которой столкнутся домовладельцы, — это монтаж и настройка высокочастотного генератора. Существует множество схем работы на этом этапе.

Наиболее перспективным направлением является схема «толкай-тяни».

Я уже делал обзор этого, а также других подобных устройств, в отдельной статье о ремонте ИБП. Тем, кто интересуется утомительной работой по сборке таких модулей, я рекомендую прочитать информацию там.

Процесс самостоятельной сборки импульсного блока довольно сложен. В настоящее время гораздо проще использовать для подключения светодиодной ленты готовые конструкции, оставшиеся от списанного электронного оборудования.

Одним из таких вариантов является блок питания компьютера. Он построен по тем же принципам, поэтому отлично справится со светодиодными нагрузками.

Все, что вам нужно сделать, это подключить его к линии 200 В и снять выходные потенциалы +12 В постоянного тока и -12 В постоянного тока с соответствующих 20- или 24-контактных выходных гнезд.

Не забывайте, что ИБП не любят работать без нагрузки. Для их тестирования рекомендуется собрать цепь резистивной нагрузки.

Без него дорогостоящие электронные компоненты могут преждевременно выйти из строя.

Блок питания ноутбука также хорошо подходит для подключения к светодиодной схеме. Обратите внимание на его мощность. Это указано на этикетке футляра.

В некоторых случаях подсветка может питаться от батарей или перезаряжаемых аккумуляторов. Эти технические решения уже коммерчески доступны для использования внутри шкафов, полок и стоек.

Любой бытовой или коммерческий импульсный источник питания должен быть проанализирован и подобран по техническим параметрам перед подключением к цепи и нагрузке. Для надежной работы необходим запас мощности.

Расчет блока питания для светодиодной ленты 12В: как обеспечить длительную безаварийную работу всей осветительной системы

Начните расчеты с определения количества энергии, которое ИБП должен надежно обеспечивать.

Рассчитайте питание для светодиодных лент 12 или 24 В в соответствии с техническими характеристиками, опубликованными производителем на упаковке или в другой сопроводительной документации. Возьмем в качестве примера гибкую светодиодную ленту на 24 В.

Ее мощность соответствует 19,2 Вт на метр длины, а всего их 5. Далее я просто покажу на рисунке, как рассчитать мощность светодиодной ленты с помощью простой формулы.

Длина и мощность в основном понятны, но коэффициент безопасности обычно выбирается в размере 30% или 50%.

Запас в 30% создается для ИБП, которые работают в нормальных условиях эксплуатации и имеют нормальные размеры. Для экстремальных условий эксплуатации или использования небольших устройств рекомендуется увеличить его до 50%.

В нашем примере расчет источника питания будет выглядеть следующим образом:

Pbp = 19,2 x 5 x 1,3 = 124,8 Вт для стандартного ИБП.

Pbp = 19,2 x 5 x 1,5 = 144 Вт для небольшого ИБП.

Для обеспечения надежной работы номинальная мощность не должна превышать реальную мощность выбранного ИБП. Не рекомендуется завышать это значение по экономическим соображениям.

Поэтому для эксплуатации светодиодного освещения выбираем ближайший оптимальный вариант. Например, во втором случае подойдет ИБП на 150 Вт, а для первого расчета «с натяжкой» допустимо использовать 120 Вт.

Эти рекомендации связаны с рядом факторов:

• Неточности в конструкции;
• Ограничение нагрузки и сетевых помех, вызывающих перегрев электроники;
• возможное вмешательство в теплообмен;
• другие случайные процессы.

В общем, считайте, что резерв мощности необходим для компенсации отклонений фактических условий эксплуатации от идеальных условий, для которых был разработан ИБП.

Рассмотрим маржу: она не приносит большого вреда, но ее чрезмерная величина «напрягает карман» не только при покупке оборудования, но и увеличивает эксплуатационные расходы.

Я объяснил, как рассчитать мощность светодиодной ленты 12v в пересчете на ватт. Аналогичная методология существует и для тока.

Он прост в использовании: напряжение ИБП и питания светодиодной сборки одинаково. Затем преобразуйте значения мощности (ватты) в токи нагрузки (амперы) и сравните их, как показано выше.

Как подсоединить светодиодную ленту к блоку питания строго по науке

Длительная и эффективная работа даже высококачественного светодиодного оборудования во многом зависит от правильного подключения.

Это важный вопрос, и ему следует уделить особое внимание. Я обращаю ваше внимание на четыре момента, которые необходимо отметить:

1. Подключение соединительных проводов должно выполняться строго в соответствии с инструкцией.
2. Дополнительные секции освещения могут быть установлены только в параллельных цепях.
3. Сопротивление соединительных проводов должно ограничивать рабочий ток до минимума.
4. Обеспечьте хороший отвод тепла от нагретых светодиодов.

Как правильно подключить провода.

Каждый промышленный источник питания имеет клеммы для подключения проводов. Они обозначены специальными знаками, подписаны, закреплены за группами. Например, вот так.

Во входных цепях важно правильно соединить потенциалы фазы и нейтрали, хотя допускается их чередование. Защитный проводник PE используется в системах плоского заземления TN-S, TN-C-S.

В старых зданиях с заземлением TN-C к этой клемме ничего не подключается.

В выходных цепях плюсовая сторона источника питания должна быть правильно подключена к + стороне светодиодной ленты. С минусом поступают аналогичным образом.

Если перепутать + и — выходы ИБП, светодиоды будут закрыты, через полупроводниковый разъем не будет протекать ток и не будет свечения.

Как подключить дополнительную цепь освещения к источнику питания

Производители выпускают светодиодные ленты фиксированной длины 5 метров. Это связано с токовыми нагрузками, создаваемыми на рельсах, и постепенным снижением уровня напряжения по мере увеличения расстояния.

Поэтому самый простой блок питания обеспечивает возможность подключения одной стандартной длины 5 метров.

Однако светодиоды будут светить более равномерно, если напряжение подается с обеих сторон подключаемого участка: потери тока в путях уменьшатся.

С точки зрения электрика, вполне допустимо подавать разное напряжение в середине каждой секции, но в большинстве случаев этот прием не требуется.

В реальной жизни заводской длины 5 м может быть недостаточно, если вам нужно осветить 10, 15 или более метров. Для подключения резисторов подходит только метод параллельного подключения, а не последовательного.

Я показываю пример двух секций. Верхний вариант прост, но неверен: я зачеркнул его красными линиями.

При последовательном соединении даже двух полосок свечение конечных светодиодов уменьшается.

Каждый случай подключения дополнительного сопротивления требует пересчета мощности.

Как выбрать провода для светодиодного освещения

Ленточные источники освещения размещаются в самых разных местах, часто образуя светящиеся фигуры сложной формы. Гибкие медные провода, состоящие из большого количества проволок, лучше подходят для этих целей, чем одножильные провода.

Учитывая токовые нагрузки, создаваемые светодиодными конструкциями, их общее сечение должно быть не менее 1,5 мм кв. Можно и больше, но это усложнит монтажные работы.

Более тонкая проволока увеличит сопротивление цепи, что крайне нежелательно.

Концы проводов лучше соединить с контактными вставками ленты при помощи пайки. Подключение их под клеммный винт должно осуществляться через клеммные гильзы на конце.

Как эффективно отводить тепло от светодиодной ленты

Обычно источник света располагается в верхней части помещения на потолке, и там всегда более высокая температура из-за естественного движения теплого воздуха от нагревательных элементов, что усиливает действие светодиодов.

Для упрощения условий эксплуатации тепло может отводиться через алюминиевые профили.

Но в данном случае я рекомендую:

1. Для крепления обойдитесь без заводской двойной липкой ленты — со временем она может оторваться, отклейте ее. Закрепите ленту с помощью саморезов. Не поленитесь и зенкуйте отверстия для них. Это обеспечит более плотное прилегание всех светодиодов к профилю, защищая их от перегорания.
2. Если вы решили сделать заводской ремонт с помощью скотча, не забудьте обезжирить обе стыкуемые поверхности: профиль и скотч. Сцепление будет более качественным и прочным.
3.  Избегайте слабых электрических контактов, не используйте тонкие и длинные провода. Все они увеличивают общую теплоту профиля.
4. Профили из анодированного алюминия почти не ржавеют и поэтому лучше подходят для отвода тепла при длительной эксплуатации. На необработанном алюминии могут появиться следы оксидного слоя.

На долгосрочное качество могут повлиять ошибки, допущенные неопытными мастерами. Старайтесь пользоваться услугами квалифицированного специалиста.

Вот пример. Обычный электрик может не знать о специализированном оборудовании для светодиодного освещения. Не все знают о профессиональных разъемах и технике пайки тонких дорожек на электронных платах.

Светодиодная лента 220В: подключение без блока питания к обычной сети — недостатки конструкции

Производители постарались учесть потребности обычных потребителей и начали выпускать ремень на 220 вольт.

Его очень легко подключить к домашней проводке через небольшой блок выпрямительных диодов и сглаживающий конденсатор. Его стоимость намного ниже, чем у ИБП.

Провода, выходящие из ленты, нужно просто вставить в пластиковые клеммы.

Осветительная цепь может быть собрана в последовательные нити длиной до 100 метров, при этом светоотдача в конце практически не снижается.

Вся конструкция заключена в прочный защитный кожух, который надежно предотвращает поражение электрическим током от напряжения 220 В. Подключение к выходным гнездам выпрямительного блока осуществляется с торца через встроенные контактные гнезда.

Процедура установки выглядит следующим образом. Сначала устанавливается защитный диэлектрический колпачок.

Вставьте гнездо адаптера через защитный диэлектрический колпачок.

Вставьте подготовленный наконечник в гнездо выпрямителя, соблюдая полярность, иначе светодиоды не загорятся.

На обратной стороне установлен защитный колпачок.

Остается вставить блок питания в розетку, и собранная конструкция начнет работать.

Однако я хотел бы предупредить начинающих мастеров о скрытой опасности: никто не застрахован от ошибок. Даже опытные электрики допускают ошибки. Поэтому каждое подключение к новому оборудованию должно осуществляться через автоматический выключатель.

Это спасет вас и подключенные диоды от критической ситуации: случайного короткого замыкания или перегрузки электрической цепи.

Однако это не так просто, как может показаться на первый взгляд. Обратите внимание на недостатки, которыми обладает светодиодная лента 220 В:

1. В электросети наблюдаются перепады напряжения, а также различные электрические помехи и наводки. Вопросы фильтрации посторонних сигналов и стабилизации питания не обеспечиваются простым выпрямительным устройством.
2. Равномерность освещения отсутствует, на глаз заметно легкое мерцание из-за низкого качества напряжения.
3. Охлаждение ленты 220 В не предусмотрено, она перегревается во время работы, что значительно сокращает срок ее службы.
4. Силиконовое покрытие при нагревании выделяет неприятный запах.

Поэтому вывод напрашивается сам собой: светодиодная лента 220 В, предназначенная для подключения без источника питания, не должна устанавливаться в жилых помещениях. Его следует использовать на открытом воздухе или в хорошо проветриваемых помещениях.

В заключение рекомендую посмотреть короткое видео из интернет-магазина Luxiled «Подключение светодиодной ленты к блоку питания».

Если у вас возникли вопросы или вы хотите прокомментировать материал, вы можете воспользоваться специальным разделом.