Расчет мощности трансформатора для светодиодной ленты

Расчет мощности трансформатора 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:

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.

Таблица популярных smd светодиодов, характеристики

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.

Читайте также:  Томат золотое сердце америки

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.

Что такое блок питания для светодиодных лент? Это прежде всего преобразователь сетевого напряжения 220В, в рабочее напряжение ленты 12 или 24В.

Блоки питания (сокращенно БП) бывают:

    открытыми
    полугерметичными
    герметичными

Поэтому выбирают их в зависимости от места установки.

Приобретается БП отдельно от ленты и в комплекте с ней не идет. Главный параметр выбора — его номинальная мощность. Как же подобрать и рассчитать необходимый под ваши нужды соответствующий блок?

Для этого в первую очередь необходимо знать мощность всей ленты. Плюс прибавить к ней определенный запас по ваттам. Минимум этого запаса — 30% от общей мощности.

Как подсчитать мощность светодиодной ленты? Для начала узнайте сколько потребляет 1 метр. Эти данные обычно указываются на упаковке.

Если упаковки нет, то можно воспользоваться таблицей и примерно рассчитать мощность, в зависимости от типа светодиодов и их количества на 1 метр.

После этого замерьте длину всех отрезков, которые будут подключаться к блоку.

Далее расчет мощности блока питания нужно сделать по формуле:

Для примера: у вас есть лента 4,8Вт/м. Ее протяженность — 18 метров. Формула расчета мощности показывает, что вам необходим БП мощностью в 112Вт.

При этом всегда выбирайте блок, ближайший в большую сторону. Для данного случая это 120Вт.

Коэффициент запаса мощности меньше 30% не используйте. Зачем он вообще нужен, спросите вы?

Он необходим, чтобы блок питания не работал на пределе своих возможностей. Если вы подберете блок строго по значению мощности ленты, то проработает он совсем не долго. И то, если это качественное изделие.

Нагрев корпуса в этом случае будет стабильно составлять 60-70 градусов. А что говорить о внутренних элементах схемы!

При этом вполне возможны появления посторонних звуков.

Также при перегреве возможны нарушения некачественной пайки. Зачастую, именно она является частой причиной выхода прибора из строя.

Не облуженные выводы элементов, со временем окисляются и элементарно пропадает контакт. Найти такую неисправность простым обывателям, не связанным с радиотехникой, бывает сложно.

И они просто выкидывают блок в мусорку. Хотя для его починки, всего-то нужно было хорошенько пропаять один из контактов.

После того, как определились с типом и мощностью, необходимо выполнить правильное подключение. На всех блоках обязательно идет маркировка клемм. Перепутать бывает сложно. Главное разобраться, что означают эти надписи.

Первые клеммы обозначают как L и N. Это контакты подключения напряжения питания 220 Вольт. L — это фаза, N — ноль.

Но по-большому счету, фазировка или полярность здесь не важны. Поэтому не обязательно выяснять, где у вас в проводке ноль, а где фаза. Блок будет работать одинаково.

Конструктивно в БП на входе стоит мостовой выпрямитель, и ему все равно к какой паре диодов будет подана фаза. Хотя предохранитель изначально и стоит в фазной цепи L.

Обратите внимание, что некоторые блоки могут подключаться как в сеть 220В 50Гц, так и 110В 60Гц (напряжение в США). Для этого у них сбоку имеется переключатель.

Затем идет значок заземления. Это место куда подключается заземляющий проводник, если у вас трехпроводная сеть и дома есть нормальный контур заземления.

Когда в розетках дома только фаза и ноль, без заземляющего провода Pe — данная клемма остается пустой. Ничего подключать на нее не нужно.

Иногда вместо "-V" может быть надпись "COM".

Соответственно "+V" это место, куда подключается плюсовой провод, а "-V" — минусовой.

На тех корпусах, где +V и -V по 4шт и более, все эти выхода запараллелены. Поэтому без разницы, куда вы подключите 4 провода от 2-х лент, под две клеммы "+" и "-" или под четыре.

Однако производители рекомендуют при параллельном подключении нескольких лент, использовать все клеммы блока питания.

Чем мощнее БП, тем больше у него выходных клемм для подключения светодиодных лент.

Когда для вас не принципиальны габариты, то можно даже поставить б/ушный блок питания от компьютера. Главное, чтобы его характеристики подходили.

То есть, выходное стабилизированное напряжение 12 или 24В, и необходимая мощность с 30% запасом. Правда, такие модели обычно идут с вентилятором и будут сильно шуметь, имейте это ввиду.

Когда лента уже идет с припаянными проводами, то как правило, черный цвет обозначает минус, а красный — плюс.

Однако доверяться только цветам не стоит. Всегда проверяйте саму ленту.

Читайте также:  Кто должен оплачивать замену счетчика электроэнергии

Еще на корпусе с самого краю может быть регулировочный винт. Обозначен он как ADJ.

Он убавляет или добавляет выходное напряжение. Например, когда у вас в сети стабильно ниже чем 220В (200-205В), то и светодиоды в ленте будут гореть не так ярко, как должны.

Подрегулировать это можно с помощью данного винта. Однако специалисты не советуют делать выход больше 12В. Считается даже лучше, если выходное напряжение будет немного меньшим. Это здорово продлит срок службы ваших светодиодов.

Запомните, что источник питания напрямую влияет на срок работы ленты, если у него выход больше 12 Вольт. Все остальные проблемы, как правило связаны с перегревом, деградацией кристаллов и некачественными производителями.

Причины выхода из строя светодиодной ленты

Светодиодные ленты выходят из строя по разному. Если от перенапряжения — то сгорают все элементы сразу, или перестают светить некоторые сегменты.

Если от перегрева, то неравномерно теряется яркость по всей ленте. Одни светодиоды светят ярче, другие тусклее.

Когда вышел срок службы, то светодиоды равномерно теряют яркость до определенного момента. После достижения минимума, яркость деградации прекращается.

Иногда бывает, что лента начинает самопроизвольно мигать. Если мигает вся одновременно — причина в блоке питания. Если сегментами — то проблема в самой ленте.

Если у вас лента многоцветная — RGB, то в этом случае еще нужно подключить контроллер.

То есть, теперь вы подключаете RGB ленту не к источнику питания, а к контроллеру. У многоцветной ленты всего 4 провода.

Светодиодная технология является одной из самых перспективных направлений на рынке осветительных приборов. Доступен большой выбор диодных лент, светильников, лампочек с различным дизайном и техническими характеристиками.

Большинство лент из светодиодов рассчитано на напряжение 12 В, но для приборов с повышенной яркостью может потребоваться 24 В.

Для подключения к сети 220 Вольт требуется блок питания. Он исполняет роль преобразователя напряжения и выбирается с учетом условий эксплуатации.

Как выбрать преобразователь

Диодное освещение используется в самых разных сферах – подсветка рекламных билбордов, оформление салонов автомобилей, дизайн интерьера. Главным компонентом, от которого зависит работа светодиодной ленты, это блок питания. Он представляет собой трансформатор напряжения из сетевого 220 В в рабочее 12 В или 24 В.

Блоки питания бывают:

  • открытые – используются в помещениях без повышенного уровня влажности;
  • полугерметичные – разрешено использовать на улице, но под навесом, чтобы на них не попадала вода;
  • герметичные – помещаются в бассейны, ванные и другие типы помещений с повышенной влажностью.

По виду источников напряжения выделяют:

  1. Трансформаторные блоки, в которых основой является силовой трансформатор. Схемы просты и надежны, но приборы обладают большим весом и высокой стоимостью. Практически не используются.
  2. Импульсные. Подходят для применения в светодиодных лентах. К преимуществам относятся цена, размеры и вес, мощность и устойчивость к токовым нагрузкам. Недостатки – сложность схемы, чувствительность к влаге, импульсные помехи. Современные технические средства помогают устранить эти недоработки, но стоимость их будет выше.

По мощности различают от 12 до 800 Вт. По силе тока от 1 А до 66 А.

По типу охлаждения:

По материалу корпуса:

Основные технические характеристики блоков питания:

  • входное напряжение – показывает, в какую сеть можно подключать устройство;
  • выходное напряжение – показывает, в какое напряжение преобразуется;
  • номинальная мощность – нагрузка, на которую рассчитан блок питания;
  • тип напряжения на выходе – постоянное или переменное.

Перед тем как выбрать блок, нужно заранее продумать размещение. К месту установки также предъявляются требования:

  • около корпуса необходимо по 20 см воздушного пространства со всех сторон для вентиляции;
  • нельзя устанавливать прибор рядом с нагревательными элементами;
  • при использовании двух и более преобразователей нельзя располагать их вплотную друг к другу;
  • открытые и полугерметичные приборы нельзя размещать под прямыми солнечными лучами;
  • к трансформатору должен обеспечиваться доступ.

Выбор прибора основывается на том, какой нужен способ подключения, корпус, принцип охлаждения, мощность и дополнительные функции. Для расчета мощности блока нужно знать нагрузку 1 метра ленты и длину изделия.

Корпус

Все виды блоков питания различаются по корпусу. Внутренние составляющие и принцип работы схожи. Выбор зависит от условий эксплуатации.

В герметичном пластиковом корпусе

Устройства в герметичном пластиковом корпусе отличаются компактными размерами, малым весом и красивым внешним видом.

Стоят такие блоки питания довольно дорого, в 2 раза больше обычного. В них затруднен процесс теплообмена из-за конструктивных особенностей, есть ограничение по мощности до 100 Вт.

В герметичном алюминиевом корпусе

Блоки питания, помещенные в герметичный алюминиевый корпус, стоят дороже остальных видов преобразователей. Главное преимущество – надежность, качество, герметичность, прочность. Алюминий способствует хорошему уровню теплообмена.

Такие блоки питания устойчивы к перепадам температуры, воздействию воды и прямого солнечного излучения.

Читайте также:  Туя кониферен микс посадка и уход

Отличный выбор для оформления внешней рекламы и в производстве.

Открытый блок питания с защитным кожухом

Открытые блоки являются самыми распространенными и дешевыми. Используются для создания домашней подсветки. Не защищены от воздействия воды и механических повреждений, имеют большие размеры. Таким приборам запрещено работать под открытыми солнечными лучами.

Важно! В отдельную группу выделяются сетевые компактные преобразователи. Они миниатюрны и просты в использовании, не требуют специального монтажа. Используются для подключения лент длиной до 5 метров, мощность – до 60 Вт.

Способ подключения

Подключается блок питания к светодиодной ленте легко. Все клеммные винты имеют свою маркировку для подключения соответствующих проводов с ленты: L –фаза, N – ноль, G – земля, +V и –V(com) – выходы с преобразованным напряжением. Соблюдение полярности фазового и нулевого провода при подключении к блоку не обязательно, он работать будет одинаково. Заземляющая клемма может быть пустой, если в розетках нет провода заземления. Полярность следует обязательно соблюдать при подключении проводов к клеммам с выходным напряжением. Мощные блоки могут быть оснащены несколькими выходными клеммами. Подключать провод можно к любой.

Некоторые блоки могут быть рассчитаны как на российскую сеть (220В, 50 Гц), так и на американскую (110 В, 60 Гц). Сбоку должен быть переключатель, который необходимо перевести в положение 220 В.

После подсоединения проводов к блоку питания нужно заизолировать контакты. Это можно сделать с помощью куска кабеля подходящего диаметра, термоусадочной трубки или обычной изоленты.

Важно! Изолирующая лента не всегда способна обеспечить достаточный уровень электробезопасности. Особенно это актуально в открытых блоках питания.

Подключение должно проводиться с соблюдением техники безопасности. Блок питания лучше устанавливать поближе к самой ленте, так как по длине изделия могут происходить перепады напряжения.

На корпусе может быть расположен регулировочный винт ADJ. Он увеличивает или уменьшает выходное напряжение. При необходимости напряжение можно подкрутить, но не выходить за пределы 12 В, лучше поставить значение чуть меньше.

Если подключается RGB лента, потребуется еще монтировать контроллер. Он устанавливается после блока питания. Лента подключается к источнику через драйвер. Провода со светодиодной полосы включаются в соответствии с цветовой и буквенной маркировкой: синий – к B на контроллере, зеленый – к G, красный – к R, черный или любой другой провод к клемме V+. К разъему Power на контроллере подключается питание. От контроллера провода идут к блоку с соблюдением полярности: плюс к +V, минус к –V.

Дополнительные функции

Помимо основной работы по преобразованию напряжения блок питания может иметь дополнительные опции. Бывают устройства, оснащенные встроенными регуляторами яркости (диммерами), пультами дистанционного управления, таймером. Можно приобрести прибор с защитой от перегрузок по току, различными радиочастотными фильтрами. Любая дополнительная функция увеличивает стоимость изделия.

Порядок и правила расчета мощности преобразователя

Главный параметр, по которому выбирается блок питания – номинальная мощность. Перед тем как рассчитать блок питания для светодиодной ленты, нужно узнать мощность всей полосы и прибавить запас. Минимальное значение запаса составляет 30% от всей нагрузки.

В первую очередь следует узнать, сколько потребляет 1 метр изделия. Эти данные указываются на упаковке или в паспорте ленты. Если упаковка утрачена, рассчитать мощность можно в зависимости от типа используемых светодиодов. Данные находятся по таблицам.

Затем измеряется длина всех отрезков ленты, которые будут подключены к блоку питания. Мощность рассчитывается по следующей формуле: Pб= Pл*Lл*K, где

  • Pб – рассчитываемая мощность блока питания;
  • Pл – мощность, которую потребляет 1 метр светодиодной ленты;
  • Lл – общая длина подключаемых кусков ленты;
  • K – Коэффициент запаса (минимальное значение 1,3).

Запас мощности необходим для того, чтобы блок не работал на пределе возможностей. Если не учитывать этот показатель, устройство прослужит недолго – будет происходить нагрев корпуса и внутренних компонентов схемы, разрушения мест припоя.

Пример расчета блока питания для светодиодной ленты

Расчет блока можно рассмотреть на примере с лентой из светодиодов типа SMD 3528 со 120 компонентами на 1 метр. Мощность на 1 м равняется 7,2 Вт. Рабочее напряжение 12 В. Продается в 5-метровых бобинах.

В таком случае мощность всей ленты будет равняться 7,2*5*1,3=46,8 Вт. Значение нужно округлить до ближайшей стандартной мощности – в данном случае до 48 Вт.

Основные выводы

Светодиодная лента активно используется в самых разных областях – от уличной подсветки рекламных плакатов до создания дизайнерских решений в квартире. Светильник подключается к сети через блок питания, который преобразует сетевое напряжение на нужные 12 или 24 В. Преобразователи различаются по мощности, типу корпуса, наличию дополнительных функций. Перед покупкой важно правильно рассчитать нужную мощность. Нагрузка блока вычисляется с учетом нагрузки на 1 метр, длины всей ленты и коэффициента запаса, который позволяет обезопасить преобразователь от перегрева и поломки.

Ссылка на основную публикацию
Расчет корпусов для акустики
Программы для расчетов фильтров и корпусов акустических систем, регуляторов громкости, блоков питания, катушек индуктивности, кроссоверов для автоакустики. UniBox (Unified Box...
Рассчитать двутавровую балку на прогиб
При проектировании и изготовлении конструкций из металла и других материалов очень важно соблюдать и выполнять физико-механические расчеты на прочность, одним...
Рассчитать последовательное соединение конденсаторов
«- Я тебе как электрику объясняю: Надя спит с мужиками последовательно, а Света параллельно. Кто из них шмара вавилонская? -...
Расчет люксов на помещение калькулятор
Расчет освещенности помещения Укажите необходимые размеры в метрах Y - Длина помещения X - Ширина помещения Z - Высота потолков...
Adblock detector