Как закоренелый электронщик, продолжаю делиться опытом и наработками. Стараюсь излагать без технических терминов, чтобы было понятно от ребенка до бабульки. В этот пасмурный день будем выбирать правильный блок питания для светодиодной ленты на 12В, далее по тексту сокращенно «БП». Конечно led лента бывает и на 24 вольта, принцип подбора и расчета одинаковые, но самая распространённая это на 12В. Напряжения 24В. используется для проектирования освещения большой мощности, оно снижает используемую силу тока и сечение проводов в 2 раза. Светодиодное освещение с большим успехом вытесняет привычные нам люстры и светильники. Освещение по периметру помещения смотрится современно и необычно.
Содержание
- 1. Виды источников питания
- 2. Расчет мощности блока питания на 12V
- 3. Блок питания своими руками
- 4. Обзор цен в магазинах
Виды источников питания
БП с активным охлаждением, круглое отверстие вверху
В магазинах блоки могут по старинке могут называться «электронный трансформатор». Во времена моей молодости не было сотовых телефонов и импульсных источников питания на микросхемах.
Мне и многим другим непонятно современное название «драйвер», что с английского вообще переводится, как «водитель». По смыслу оно никак не связано с электричеством. Фактически термин «блок питания» и «драйвер» обозначают разные устройства.
БП является источником напряжения, а драйвер это источник тока, например как в светодиодной лампе.
Пассивное охлаждение, корпус IP20
По системе охлаждения существует два вида, с активным и пассивным:
- активное охлаждение – в корпусе установлен вентилятор, как в компьютерном ящике. Вентилятор позволяет уменьшить габариты корпуса и повысить мощность. Но недостатком будет шум от вентилятора, который со временем будет только увеличиваться. Через пару лет весь внутренности надо будет чистить, а вентилятор смазывать или менять, большой поток воздуха приносит много пыли. Я как любитель абсолютной тишины не использую такие;
- пассивное – корпус как у питания ноутбука, или сверху закрыт решеткой.
БП ноутбучного типа
По исполнению делятся на несколько видов:
- корпус как у блока ноутбука, из черного пластика с наклейкой с техническими характеристиками. Считаю оптимальным вариантом;
- герметичный корпус из алюминия для влажных помещений, не боится воды и конденсата. Хорошо зарекомендовали себя;
- металлический корпус с отверстиями и контактной площадкой, применяется для сухих помещений, монтируется в недоступном месте, желательно в закрытом объеме для защиты от пыли.
Герметичный в алюминиевом корпусе IP67
По функциональности:
- может быть простым, только обеспечивать питание;
- более функциональные имеют встроенный диммер;
- может быть встроено дистанционное управление пульта по инфракрасному каналу или радиоканалу;
- самые дорогие имеют сразу диммер и дистанционное управление, это помогает избавиться от нагромождения этих блоков в разных местах.
Расчет мощности блока питания на 12V
Схема подключения к светодиодным лентам
Проведем простой расчет, для популярной светодиодной ленты на SMD 5050 длиной 3 метра, мощностью 14,4W и имеющей 60 led/м.
- Вычисляем потребление всей ленты, 3 метра 14,4W * 3м. = 43W
- Добавляем 20% на запас, который пойдет на потери в проводниках 43W * 1,2 = 52W
- Получили, что минимальная мощность блока должна быть 52W. Ближайшая подходящая модель обычно имеет 60W, соответственно её и выбираем.
Кроме потерь в проводах и в самой светодиодной ленте, немалую роль играет и качество конструкции, схем и комплектующих БП. Если он средней стоимости и не супер высокого качества, то указанные характеристики будут предельно допустимыми, на них он будет работать нестабильно. Приведу пример из практики, на БП 60 Вт.
подключил ленты на 55 Вт., но после 10 минут работы лента начинал мигать. При нагреве электрические параметры немного меняются, напряжение падало. Мощности чуть-чуть не хватало. Разобрал и внутренним регулятором понизил напряжение с 12,5 до 11,5 В. Этого было достаточно для стабильного и полноценного освещения комнаты.
Блок питания своими руками
Электронный трансформатор изнутри
Иногда требуется сделать небольшую подсветку светодиодной лентой на кухне или лоджии, из остатков светодиодной ленты, но покупать никак не хочется, из-за расходов превышающих стоимость всей проектируемой конструкции.
Первым приходит мысль сделать электронный траснформатор своими руками. Покупать у китайцев на АлиЭкспресс не вариант, придется очень долго ждать доставки. Но есть более интересные варианты о которых многие забывают, но я постоянно пользуюсь.
Я не буду публиковать здесь схемы на 12V, об этом напишу отдельно и подробно.
Сейчас многие приборы питаются от внешних блоков питания на 12В и имеют мощность от 10 до 50 Вт. Это могут быть планшеты, телевизоры, электробритвы, ноутбуки, компьютеры, роутеры и маршрутизаторы.
Грубо говоря, 10W обеспечивает яркость на 700-800 люмен, что соответствует яркости лампы накаливания на 60W. Наверняка подобный БП валяется у вас в кладовке или гараже.
Если дома у вас не нашлось, спросите у соседа, у него точно есть.
Пример маломощных, от 6W до 40W
Можно купить источник питания очень недорого на Авито. У многих дома валяется какой то БП на 12 вольт, они не знают куда его деть, выбрасывать жалко, поэтому они его продают через объявление. Продавец не знает его реальной стоимости и ставит низкую или среднюю цену.
Так как мы покупаем не в магазине, а по объявлению, то мы можем торговаться. В результате таких торгов я покупаю по символической цене в 50-100 руб. Выгодно обеим, продавец избавился от ненужной безделухи, а я купил полезный прибор дешево, заплатил в 5 раз меньше чем в магазине.
Считаю эффективней потратить время на поиск по объявлениям, чем искать детали и паять самостоятельно.
Обзор цен в магазинах
Цены в магазине
..
Даже не смотря на мировой кризис и различный санкции в отношении России, китайцы продолжают исправно работать и наводнять своей продукцией российский рынки. Стоимость напрямую зависит от качества, тут китайцы предлагают свободу выбора.
Если вас не интересует электронный трансформатор очень высокого качества, за исключением, если вы проектируете освещение в бункере на случай ядерного конфликта.
Если эксплуатировать будете в домашних условиях отапливаемого помещения, а не в предельных температурных режимах, то вам будет достаточно недорого китайского блока.
Модельный ряд одного производителя, размеры корпусов
Покупать у китайцев не советую, в половине случаев они обманывают и завышают электрические характеристики. Поэтому надежней, быстрей, дешевле купить в ближайшем интернет магазине, ваши потраченные нервы и время тоже стоят немало.
Чтобы вы имели общее представление о среднем уровне цен в России, составил таблицу соответствия цены и мощности. Обычно она бывает кратной 12, при токе 1 Ампер получается 12W. Уровень цен будет меняться в зависимости от фирмы производителя и города, в котором находится интернет-магазин.
| Мощность, Ватт | Обычный корпус IP20, цена | Герметичный IP67, IP68, цена | Дорогой герметичный |
| 6W | 190 | 250 | 300 |
| 12W | 220 | 350 | 750 |
| 24W | 300 | 500 | 950 |
| 36W | 450 | 650 | 1200 |
| 48W | 500 | 750 | 1400 |
| 60W | 550 | 800 | 1600 |
| 72W | 600 | 850 | 1700 |
| 80W | 650 | 900 | 2000 |
| 100W | 750 | 950 | 2200 |
| 120W | 850 | 1050 | 2400 |
| 150W | 950 | 1200 | 4000 |
| 180W | 1050 | 1450 | 4400 |
| 200W | 1250 | 1550 | 4600 |
| 250W | 1350 | 1700 | 5000 |
| 360W | 1500 | 1850 | |
| 400W | 1600 | 2000 |
Модельный ряд и размеры герметичных источников
Как выбрать блок питания для светодиодной ленты
При выборе источника питания для подключения светодиодной ленты необходимо знать параметры самой ленты: напряжение питания и потребляемую мощность. Напряжение питания в подавляющих случаях составляет 12 вольт (встречаются также ленты с напряжением питания 24 и 36 вольт) при постоянном токе (!), однако зачастую эта величина изменяется на несколько десятых долей. Таким образом, нормальным можно считать напряжение питания ленты 12±0,5 вольта. При уменьшении напряжения светодиоды на ленте будут светить несколько тусклее, однако при этом значительно увеличивается ресурс их работы. При увеличении напряжения, наоборот, яркость свечения светодиодов повышается, а ресурс их работы резко снижается.
Потребляемая светодиодной лентой мощность определяется напряжением питания и потребляемым током на один метр. К примеру, лента SMD 3528 60led/m с напряжением питания 12В и рабочим током 0,4А/м будет потреблять мощность:
Pл = Iл∙Uл = 0,4∙12 = 4,8 Вт/м
Величина мощности, потребляемой одним метром светодиодной ленты Foton, сведена в таблицу 1. Однако следует помнить, что приведенные ниже данные соответствуют ленте с рабочим напряжением 12В.
Таблица 1 – Потребляемая мощность светодиодных лент
| Серия ленты | Размер светодиода | Кол-во светодиодов | Потребляемый ток, А/м | Потребляемая мощность, Вт/м |
| Premium | 3528 | 60 | 0,4 | 4,8 |
| 120 | 0,8 | 9,6 | ||
| 180 | 1,2 | 14,4 | ||
| 5050 | 30 | 0,6 | 7,2 | |
| 54 (RW 3led) | 1,1 | 13 | ||
| 60 | 1,2 | 14,4 | ||
| 4008 | 60 | 0,4 | 4,8 | |
| 2835 | 120 | 2,4 | 28,8 |
Однако рабочий ток, потребляемый одним метром светодиодной ленты, не является постоянной величиной. Он определяется типом применённых в ленте светодиодов и резисторов, их количеством и не только. Характеристики ленты также могут изменяться.
Поэтому при расчете потребляемой мощности ленты заданной длины рекомендуется использовать данные с официального сайта производителя. При использовании светодиодной ленты фирмы Foton вся необходимая для расчета информация доступна на сайте http://foton.ua.
Что касается источников питания для светодиодной ленты, то таковыми могут быть либо блок питания (БП), либо аккумулятор / аккумуляторная батарея. Выбор того или иного источника питания зависит в основном от условий применения светодиодной ленты. Блок питания подключается к сети ~220В, а аккумуляторная батарея (АКБ) является независимым источником энергии.
Преимуществами блоков питания перед АКБ являются меньший вес, меньшая стоимость, неограниченный ресурс работы. Однако блоки питания требуют подключения к сети.
Преимуществом АКБ является портативность, однако они требуют постоянной подзарядки, имеют значительно больший вес и стоимость, а также ограничения в ресурсе работы.
Поэтому блоки питания в качестве источника энергии для светодиодных лент получили широкое распространение.
Существует несколько типов БП. Применимо к светодиодным лентам, обычно используются импульсные блоки питания с выходным напряжением 12В. В зависимости от исполнения корпуса БП, они могут быть негерметичными и герметичными. Первые применяются в закрытых помещениях с низким уровнем влажности. Герметичные БП используют при повышенной влажности, при наружном монтаже.
БП в металлическом перфорированном корпусе оборудованы колодкой для подключения проводов, закрываемой пластиковой крышкой.
К этой колодке подсоединяются провода питания (~220В) и выходные провода (–12В). Они, в отличие от других, имеют регулятор напряжения, расположенный справа от колодки для подключения.
С его помощью можно выполнить регулировку выходного напряжения в пределах двух вольт (±1вольт).
- БП данного типа монтируются с помощью специальных резьбовых отверстий, расположенных на боковой и нижней поверхностях корпуса. На колодке для подключения проводов имеются зажимы (слева на право):
- Сеть 220В (L и N);
- Заземление;
- Пара выходных зажимов «+» и «-» (одна, две или три в зависимости от мощности БП).
БП в пластиковом корпусе не имеют колодки для подключения проводов. Вместо этого они оборудованы проводом для подключения к сети 220В и с обратной стороны – проводом для соединения с потребителем (12В). На конце выходного провода имеется разъем питания Jack 5,5мм. Такие БП не имеют отверстий/проушин для монтажа.
БП в герметичном металлическом корпусе не имеют разъемов для подключения к сети (220В) и подключения потребителя (12В). Их корпус выполнен из алюминиевого сплава. Внутри такие БП полностью залиты специальным твёрдым компаундом.
Короткие провода в месте выхода их из корпуса загерметизированны силиконом. На боковых поверхностях таких БП выполнены монтажные проушины. Подключение к сети, а также потребителя к выходным проводам осуществляется посредством пайки.
- Выбрав тип корпуса блока питания и зная мощность потребления светодиодной ленты, следует выбрать мощность БП с учетом 25%-го запаса. Так, для питания 10 метров ленты SMD 3528 60led/m с напряжением питания 12В и рабочим током 0,4А/м потребуется БП такой мощности:
- PБП = Iл∙Uл∙Lл∙1,25 = 0,4∙12∙10∙1,25 = 60Вт
Таким образом, определившись с необходимой мощностью блока питания и типом его корпуса, остаётся выбрать ближайший больший по мощности БП из модельного ряда. Все доступные для покупки блоки питания 12В фирмы Foton представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Мощностной ряд блоков питания Foton
| Серия БП | Тип корпуса | Выходная мощность (при выходном напряжении 12В) |
| Premium | Металлический негерметичный | 15; 25; 40; 60; 100; 150; 200; 250; 350; 400; 500 |
| Пластиковый | 12; 18; 36; 60; 100; 150 | |
| Герметичный | 20; 30; 45; 60; 100; 150; 200 | |
| Standart | Металлический негерметичный | 15; 25; 60; 150; 250 |
Блок питания для светодиодной ленты купить можно в Foton.ua, отличный выбор всего спектра светодиодной продукции.
В нашем интернет-магазине представлен большой ассортимент светодиодной продукции: светодиодные ленты, драйвер для светодиодов, контроллеры, блоки питания 12в цена на которые Вам понравиться. Для наших клиентов мы предлагаем оптимальные цены и лучший сервис. Быстро доставим ваш заказ в любую точку Украины.
Виды блоков питания для светодиодной ленты — какой выбрать и где установить
Источником напряжения для большинства светодиодных лент (кроме Led лент 220В), являются блоки питания. Сами ленты непосредственно в сеть не подключаются.
Для них нужно устройство, которое преобразует переменное напряжение 220В в постоянное 12V или 24V. Это своего рода понижающий электронный трансформатор. Безусловно, есть ленты работающие и от других напряжений, но самыми ходовыми являются 12-ти вольтовые модели.
Драйверы и блоки от компьютера — можно или нет
Давайте рассмотрим подробнее вопрос какие блоки питания бывают и где лучше использовать те или иные БП. Ведь для подключения светодиодной подсветки в спальне, на улице или в бассейне, применяются совершенно разные экземпляры.
При этом не путайте блоки питания и драйверы. Это совершенно разные устройства и выполняют они разные задачи.
Подключив светодиодную ленту от драйвера, можно запросто ее спалить и вывести из строя. Почему так происходит, объясняется в отдельной статье.
Еще часто задаются вопросом, а можно ли вместо стандартного магазинного блока, использовать блоки питания от компьютера?
Если у него характеристики совпадают с характеристиками led ленты — есть постоянное стабилизированное напряжение 12В + достаточная мощность, то подключайте.
Все будет светиться и работать исправно. Однако для качественно подсветки, лучше подбирать специализированные виды. Давайте к ним и перейдем.
Негерметичный блок питания
Начнем с самого распространенного — негерметичного блока питания. Он представляет из себя металлическую коробочку с перфорированным корпусом.
Такие виды чаще всего используются для подсветки внутри сухих помещений — спальни, залы, коридоры, офисы. Они не имеют никакой влагозащиты и снабжены значком IP20.
Популярность данных блоков объясняется тремя факторами:
- более долгий срок службы из-за лучших условий охлаждения
- легко можно найти экземпляры большой мощности (свыше 100Вт)
Если вы купите подобный блок у качественного производителя — это будет оптимальный вариант для вашей подсветки. Правда все равно не надейтесь что он прослужит дольше самой ленты.
Рано или поздно они выходят из строя. Из-за каких причин это происходит и как подобного можно избежать, читайте в статье по ссылке ниже.
Такие блоки еще выпускаются в формате Slim. Причем весьма габаритная модель шириной 10-15см, может быть одинаковой по мощности с моделями Slim, которые не шире спичечного коробка.
Правда качество сборки и долговечность от этого проигрывает. Если большие экземпляры нужно выбирать с запасом по мощности в 30%, то для Slim девайсов этот запас уже составит минимум 50%.
Подробнее о том, как грамотно подобрать мощность, используя всего одну универсальную формулу, читайте ниже.
Ну а еще не забывайте, что чем больше коробочка, тем больше функциональности она может в себе нести. Помимо простого трансформатора в ней можно установить как диммер, так и дистанционное управление.
Покупаете одно устройство, а получаете 3 в 1. Все габариты конечно же зависят от мощности. Например для маломощной подсветки (60-80Вт), подойдут даже миниатюрные модели устанавливаемые на din-рейку.
- Но самое главное запомните, что все подобные блоки используются только в сухих помещениях. Их нельзя монтировать:
- Еще часто можно встретить небольшие БП ноутбучного исполнения.
- Для коротких отрезков маломощной светодиодной ленты — их также можно считать вполне приемлемым вариантом.
- Миниатюрные же адаптеры, напоминающие зарядку от телефонов, рассматривать не будем.
- Они рассчитаны на очень специфичное и маломощное освещение, и зачастую продаются вместе с лентой в комплекте.
- Ничего здесь выбирать и ломать голову с подбором мощности не нужно.
Герметичные блоки питания
Герметичные модели полностью запечатаны в водонепроницаемом корпусе.
Внутри них помещается схема со всей электроникой и заливается силиконовым компаундом. Доступ влаги или влажного воздуха внутрь таких изделий перекрыт на 100%.
С одной стороны это и хорошо, но с другой стороны, вы тем самым ухудшаете условия охлаждения. Нагревающиеся электронные компоненты, просто не будут успевать толком охлаждаться.
- И стоит хоть чуть-чуть нагрузить такую модель даже до номинальных параметров, как вам тут же будет обеспечен поход в магазин за новым экземпляром.
- Чтобы подобного избежать, выбирайте БП не в пластиковых корпусах, а в алюминиевых.
Теплоотвод у них на порядок лучше. И на улице им не страшен не только дождь, но и солнце и мороз.
Эти блоки питания имеют степень защиты IP67. Их можно устанавливать:
Однако при этом их запрещено погружать в воду. Для подводной подсветки бассейнов, прудов или фонтанов, лучше воспользуйтесь иными устройствами.
Из-за своих компактных размеров их часто применяют для подсветки потолка. Они хорошо встают в узкую нишу и без проблем прячутся за не высокими бортиками.
Главный их недостаток — это стоимость. Они дороже не герметичных моделей минимум в 2-3 раза.
Второй существенный минус — малая мощность. В пластиковом корпусе можно найти разновидности до 75Вт включительно. В алюминиевом — до 100Вт. Если же у вас подсветка чуть мощнее, да еще с учетом необходимого запаса, придется покупать уже 2 или 3 блока питания. После чего, мудрить с параллельным подключением схем.
Если же вас не устраивает ни один из вышеприведенных вариантов и переплачивать вы не намерены, то обратите внимание на третий вид блоков. Это полугерметичные модели.
По английски они называются Rainproof, хотя полноценной защиты от дождя и не обеспечивают.
Поэтому ставить их непосредственно на улице под открытым небом нельзя. Здесь индекс влагозащиты равен IP54.
Где же их можно монтировать? Они идеально подойдут для следующих помещений:
- садовые беседки
- подсобные и неотапливаемые помещения
У этих полугерметичных блоков есть защитный корпус и крышка, которая легко открывается, предоставляя доступ ко всем внутренностям. По бокам расположены вентиляционные отверстия.
- Но в отличие от простых насверленных «дырок» в негерметичных экземплярах, эти отверстия имеют защиту от капель в виде выпуклого ската.
- Главная конструктивная особенность таких БП — наличие встроенного внутреннего вентилятора.
- К примеру в негерметичных блоках, вентилятор ставится в мощные экземпляры, начиная от 300Вт.
- В этих же моделях, встроенное охлаждение идет уже в девайсах мощностью всего 60Вт.
Недостаток отверстий для охлаждения приходится компенсировать принудительным обдувом. Также сама микросхема здесь заливается прозрачным эпоксидным материалом.
Существенный их недостаток — шумность. Поэтому применять их в жилых помещениях не рекомендуется.
Также при одинаковой мощности, они имеют самые большие габариты среди всех остальных блоков питания. Поэтому чтобы спрятать такую коробку, придется хорошенько поискать подходящее место, либо мастерить отдельную площадку.
Подобрать себе подходящие блоки питания можно у проверенных китайских товарищей:
Трансформатор для светодиодных ламп 12 вольт: отличия от блока питания, назначение
При установке светодиодных ламп на место галогенных часто возникает необходимость замены старого источника питания. Галогенные лампы подключаются к электротрансформаторам на 12В, светодиодные требуют установки специальных блоков питания, имеющих аналогичное выходное напряжение. В связи с этим важно разобраться, можно ли использовать старый трансформатор или следует его поменять.
Что представляет собой электронный трансформатор
Электронный трансформатор для галогенных лам не используется для светодиодов
Электронный трансформатор – это схема импульсного источника питания, в основу которой входит высокочастотный генератор, работающий на полупроводниковых ключах, и непосредственно сам трансформатор. Питание такой схемы обеспечивается стандартной сетью переменного тока с напряжением 220В, но на выходе действующее значение находится в области 12В. Сначала питание из электросетей подается на выпрямитель, а затем уже выпрямленное напряжение отправляется в узел генератора и силовых ключей.
Стандартный вариант реализации такой схемы – использование автогенераторного двухтактного типа, ключевой особенностью которого является отсутствие необходимости в использовании каких-либо специальных импульсных источников питания наподобие ШИМ-контроллеров. Автоматический генератор в данном случае переключает транзистор под воздействием напряжений, которые наводятся на обмотки трансформатора, а также обеспечивает положительную обратную связь.
Чтобы обеспечить нормальную работу светодиодных ламп, потребуется любой источник, обеспечивающий стабильное напряжение 12В на постоянной основе и минимизирующий пульсации. Для этого чаще всего используются именно упомянутые выше ИМС.
Обе схемы предусматривают использование интегрального ШИМ-контроллера, которым обеспечивается регулировка работы биполярных или полевых транзисторов. Помимо этого, выходной каскад схемы включает в себя выпрямитель, а также конденсаторы, которыми обеспечивается сглаживание пульсаций – они выступают в роли своеобразного фильтра.
В конечном итоге получается стабилизированный источник питания, пульсации которого соответствуют текущей нагрузке, а также емкости фильтрующих конденсаторов. При необходимости можно обеспечить его реализацию на автогенераторной схеме по аналогии с электронным трансформатором, используя дополнительно цепи обратной связи, чтобы обеспечить необходимую стабилизацию выходного напряжения.
Почему нельзя использовать ЭТ со светодиодными лампами
Есть пять причин, по которым нельзя обеспечивать питание светодиодных ламп, используя стандартные электронные трансформаторы:
- Светодиодные лампы предусматривают необходимость постоянного напряжения, что обусловлено их нелинейной вольтамперной характеристикой и чувствительностью к любым отклонениям от номинального показателя напряжения. При малейшем превышении такие лампы в итоге могут быстро выйти из строя.
- Электронные трансформаторы являются источниками переменного напряжения с высокой частотой, а показатели всплесков и пиков в некоторых ситуациях достигают 40В, что в итоге часто приводит к полной поломке светодиодов или же драйверов, использующихся в конструкции современных LED-ламп. Помимо этого, подобный подход чреват их нестабильной работой.
- Электронные трансформаторы отличаются наличием в них минимальной нагрузки. Таким образом, если нагрузка подключенной лампы не будет достигать уровня, указанного на блоке питания, трансформатор может вообще не начать работать или же будет работать с повышенными пульсациями, отключаться. Это является критичным моментом, так как потребляемая мощность галогенных ламп значительно превышает аналогичные показатели у светодиодных.
- Блоки питания, предназначенные для энергоснабжения светодиодных ламп, обеспечивают стабилизированное и постоянное напряжение.
- Галогенные лампы отличаются непривередливостью к тому, идет через сеть постоянный или переменный ток. Роль играет только его напряжение. В связи с этим их можно подключать к любым источникам питания.
Классические электронные трансформаторы не могут использоваться в качестве источника питания любых светодиодных светильников. При замене ламп нужно будет обязательно подбирать специальный блок, обеспечивающий стабилизированное напряжение. Если проигнорировать это, можно столкнуться с преждевременным выходом из строя всех ламп.
Понижающий трансформатор
Понижающий трансформатор для LED-ламп
Стандартный срок службы светодиодных ламп в соответствии с характеристиками, заявленными производителями, составляет 4000 рабочих часов. Если не использовать в работе таких устройств специализированные понижающие трансформаторы, оставляя в качестве основы работы диод, период эксплуатации сокращается до 1200 часов бесперебойной работы.
Если лампы устанавливаются в помещения с повышенной концентрацией влаги или постоянными перепадами температуры (сауны, бассейны), нужно использовать специальный понижающий трансформатор, оснащенный защитой от воздействия воды. Также важно убедиться в том, что общая нагрузка светодиодных ламп находится в пределах 60%.
Как выбрать
В выборе понижающего трансформатора для светодиодных ламп нет ничего сложного. При возникновении каких-нибудь трудностей всегда можно проконсультироваться с менеджерами компаний, которые продают такое оборудование. Самое главное – правильно рассчитать мощность.
Вычисляется сумма всех светодиодных светильников, установленных в помещении, к полученному результату добавляется 20%, так как в преимущественном большинстве случаев трансформатор используется только один.
К примеру, в комнате будет шесть ламп 12В, их сумма 72В. Устройства, имеющие номинал 60В, уже не могут использоваться. Нужно приобретать оборудование на 100В или сокращать количество источников света. Если поставить мощный трансформатор, можно добавить еще лампу.
Экономия зависит не от мощности используемых источников света, а от напряжения. Она обеспечивается за счет использования трансформатора, который значительно увеличивает срок службы LED-ламп.
Особенности установки
Трансформатор представляет собой выносное устройство, но такой тип установки не всех устраивает, так как не хочется портить интерьер дополнительным оборудованием. Скрыть такое устройство и при этом обеспечить себе нормальное взаимодействие с ним не составит труда, если в доме есть подвесные потолки или накладные стены.
В идеале устройства закрепляются на бетонной плите. Чтобы обеспечить к ним простой доступ, в поверхности стены или потолка делается маленький люк. Нужно учесть, что с течением времени устройство нужно будет менять, поэтому врезное отверстие должно соответствовать его габаритам.
Решение спрятать трансформатор в кладовке не всегда целесообразно, особенно если будет устанавливаться несколько устройств. До источника нагрузки должно идти не более 2 метров провода, поэтому расположить трансформатор далеко от светильника не получится. Чтобы избежать всех этих проблем, рекомендуется покупать светильники со встроенным трансформатором.
Трансформатор нагревается при работе
Если куплен новый трансформатор, который после подключения и включения начал сильно нагреваться, нужно провести несколько операций:
- Проверить нагрузку энергопотребления в помещении и соответствие допустимого номинала трансформатора количеству подключенных к нему ламп.
- Проверит разводку розеток и освещения по группам.
- Проверить идет ли нагрузка на устройство.
- Посмотреть отзывы в интернете по купленному устройству. Вполне возможно, приобретен некачественный трансформатор.
Если нагревается трансформатор, который используется уже несколько лет, это показатель износа оборудования. Следует поменять его на новый. Лучше не игнорировать эти сигналы, так как можно столкнуться с оплавлением корпуса, а это создаст риск пожароопасной ситуации.
Можно ли использовать электронные трансформаторы для галогенных ламп в светодиодном оборудовании?
Подбор источников питания считается важным условием полноценной и бесперебойной работы светодиодного оборудования. Использование специальных блоков питания считается самым рациональным решением для обеспечения питанием светодиодного освещения. Но! Всегда найдется одно но.
Оставшийся в запасе электронный трансформатор, который сохранился после использования галогенных ламп. Этот вариант, как источник напряжения может показаться подобием специализированного трансформатора с кажущимися одинаковыми параметрами потребляемой нагрузки, выходного напряжения и даже габаритными размерами.
Кажется, что использование электронного трансформатора намного дешевле, чем покупка питающего светодиоды специального блока.
Что собой представляют источники питания современного освещения, к которым относятся галогенные и светодиодные лампы?
Конструкция большинства моделей блоков питания основана на использовании импульсного преобразователя.
Применяемые для современной светотехники, они работают за счет преобразования напряжения, которое происходит при повышенной частоте (границы используемых частот от 30000 до 50000 Гц).
Этот показатель намного отличается от старых аналоговых моделей линейных трансформаторов, частота работы которых была промышленной, стандартного значения – 50Гц.
Электронные трансформаторы, их отличия от блоков питания для светодиодных ламп
Так в чем же основные различия между этими устройствами?
Рассмотрим электронный трансформатор.
Рис. №1. Структурная схема расположения компонентов. Электронный трансформатор, применяемый в конструкции галогенных светильников
В схеме имеется устройство, называемое силовой каскад, состоит из силовых ключей, на него подается напряжение переменного тока и стандартной частоты.
В конструкции электронного трансформатора присутствует диодный мост, который к тому же выполняет функцию защиты каскада, состоящего из биполярных транзисторов. Частота в сети 50 Гц.
На выходе устройства наблюдается однополярный импульс напряжения с частотой, увеличенной вдвое – 100 Гц.
Рис. №2. Форма импульса входного (а) и выходного (б) напряжения
На биполярные транзисторы, из которых состоит силовой каскад, приходит питающее сетевое напряжение, оно генерирует импульсы с помощью цепей обратной связи. Амплитуда импульсов обладает высокой частотой.
Важно знать. Схема электронного трансформатора не может полностью удовлетворять всем рабочим условиям. Генерация происходит только в том случае, если потребляемая мощность (нагрузка) входит в границы 30 – 300Вт. Вследствие импульсного напряжения питания силовых ключей выходной меандр генератора имеет амплитуду промодулированного импульса с повышенной в два раза частотой 100Гц.
Это сложно сформированное напряжение приходит на вход понижающего трансформатора, на его выходе наблюдается аналогичное напряжение, величина которого подходит для функционирования галогенного освещения.
Необходимо помнить. Для такого компонента галогенной лампы, как нить накаливания имеет значение только величина действующего значения напряжения, которая усредняется за определенный отрезок времени. Но форма и наличие импульсов питающего напряжения не влияет на работу лампы.
Проведем исследование выходного напряжения электронного трансформатора
В качестве прибора для анализа воспользуемся осциллографом. Ввиду того, что при частоте модуляции 100Гц частота заполнения составляет 10КГц, что свойственно двунаправленному меандру, при амплитуде сигнала она равна 19В, так как скачков амплитуды не зафиксировано, то рабочее напряжение будет переменным, равным 12В.
Рис. №3. Осциллограмма на выходе электронного трансформатора для галогенных ламп
Сопоставление эпюр с вольт-амперной характеристикой (ВАХ) показывает, что для импульса характерны крутые формы и величина амплитуды – 17В.
Горизонтальные участки, расположенные между скачками напряжения свидетельствуют о том, что в течение около 20% времени величина напряжения равна нулю. Подбор источников питания считается важным условием полноценной и бесперебойной работы светодиодного оборудования.
Использование специальных блоков питания считается самым рациональным решением обеспечения питанием светодиодного оборудования.
Особенность подключения светодиодной ленты
Светодиодная лента требует питания постоянным напряжением. Хотя есть альтернативный вариант запуска подобной ленты. Разбив ее на два участка можно ленту ввести в работу встречно-параллельно. Этот способ, при соблюдении равенства на обоих плечах нагрузочной мощности, обеспечит работу выходного каскада на двух полупериодах. Электронный трансформатор выйдет в режим генерации.
Недостаток способа: p-n переход полупроводника, которым является светодиод, при подаче напряжения от электронного трансформатора, действует с переменной нагрузкой. В работе светодиода наблюдается переменный характер.
Период прохождения тока сменяется периодом покоя, за время которого светодиод может не успеть остыть и получить необратимый тепловой пробой.
Он проявляется в результате избыточного тока прямой направленности и вызывающего недопустимый локальный перегрев p-n перехода, не справляющегося со всей массой заряженных частиц.
Особенности работы схемы стабилизированного блока питания, применяемого для светодиодного оборудования
Рассмотрим работу стабилизирующего специального блока питания для светодиодного освещения.
Рис. №4. Структурная схема. Блок питания светодиодного осветительного оборудования, выдающий стабилизированное напряжение постоянного тока на выходе
Работа схемы заключается в подаче питающего напряжения от выпрямителя к сглаживающему фильтру. Пульсации в форме напряжения приобретают вид, приближенный к прямой линии.
Рис. №5. Почти прямая, характеризуемая отсутствием пульсаций, форма напряжения, наблюдаемая после прохождения сглаживающего фильтра
Наличие в устройстве блока питания специальной микросхемы, управляющей силовыми ключами позволяет стабилизировать выходное напряжение.
Микросхема содержит в конструкции: задающий генератор, управляющие цепи и ШИМ контроллер. Полное определение ШИМ, как широтно-импульсный модулятор.
Он изменяет импульсы, приходящие на биполярные транзисторы (силовые ключи) и этим регулирует форму выходного напряжения с блока питания, стабилизируя его.
Как выполняется стабилизация выходного напряжения из блока питания?
Работа устройства происходит за счет использования в конструкции соответствующих компонентов схемы.
Значение элементов блока питания для стабилизации напряжения.
Контроллер ШИМ
В случае воздействия в результате ошибки или других внешних факторов возникает скачок, увеличивающий величину выходного напряжения, информация поступает на контроллер ШИМ, происходит уменьшение широты импульса, а напряжение стабилизируется.
Понижение напряжения вызывает изменение ширины импульсов коммутации в сторону их увеличения.
Диапазон выходного напряжения получает стабильную неизменяемую величину одного выбранного режима работы, определенного задающим генератором, на который не влияет внешнее воздействие.
- Цепи стабилизации
- Совокупность элементов, входящих в цепи стабилизации позволяет поддерживать неизменяемое значение, постоянное значение выходного напряжения в разной степени нагруженности, значение мощности определяется в границах 0 – 100Вт.
- Выпрямитель
На него поступают высокочастотные импульсы, приходящие после понижающего значение напряжения трансформатора, имеющие разную полярность. Выпрямитель служит для их преобразования в напряжение одной полярности.
Выходной фильтр
Этот элемент служит для сглаживания выпрямленного напряжения, он приводит его в напряжение постоянного тока почти выровненной формы, обладающей низкой пульсацией. Повышение качества сетевого напряжения вследствие понижения электромагнитных помех, возникающих в результате работы самого устройства и помех, получаемых от внешних, присоединенных к выходу проводов.
Обратная связь
Цепи обратной связи не допускают перегруза устройства по мощности, который может произойти от возникающего на выходе значения напряжения выше предельно допустимой нормы. Обратная связь защищает блок питания во время короткого замыкания, отключая устройство от сети в автоматическом режиме.
Вывод:
Несмотря на то, что существует возможность запуска светодиодного освещения, использовать электронные трансформаторы для светодиодного оборудования не рекомендуется. Главные факторы, препятствующие этому:
-
Паспортное значение напряжения 12В является усредненной величиной, выходное напряжение может иметь короткие импульсы с амплитудой до 40В, которые могут привести к электрическому пробою.
-
Электронный трансформатор выдает разнополярное и нестабильное не выпрямленное импульсное напряжение, которое может привести к тепловому, необратимому пробою полупроводника, вызывающему его отказ.
-
На рабочее выходное напряжение с использованием электронного трансформатора воздействуют внешние факторы – это мощность потребляемой нагрузки, температура и напряжение питания, которое изменяется вследствие излучения от электромагнитных помех. Необходима стабилизация.
-
Для полноценной работы электронного трансформатора нужно, чтобы диапазон нагружаемой мощности удовлетворял паспортным данным. Как правило, электронный трансформатор не запускает устройства, обладающие низкой мощностью, и подходит для оборудования с мощностью от 30 до 300Вт.
Эти факторы влекут неисправности оборудования в процессе недолговечной эксплуатации или во время включения. Использование для запуска и работы светодиодного оборудования не может считаться причиной гарантийного ремонта.
Зачастую происходит замена светодиодными лампами галогенных в действующей системе освещения.
Необходимо учитывать то, что рабочая мощность светодиодных ламп отличается от мощности галогенных ламп и меньше почти в 10 раз.
Электронный трансформатор не поддерживает систему освещения с небольшой мощностью и может просто не включиться. При переходе на светодиоды необходимо устанавливать соответствующий блок питания.
Возврат к списку