Особенности светодиодной ленты на 220 В и ее подключение

Светодиодная лента на 220 вольт – полностью последовательная, без параллельно соединённых светодиодов сборка. LED лента применяется в труднодоступных и защищённых от постороннего вмешательства местах, где исключён любой случайный контакт с ней при работе.

Сборка на 220 В не нуждается в блоке питания. Простейшее устройство лишь выпрямляет переменный ток, не преобразуя его из 220 вольт в 12 или 24. В простейшем случае для подсветки дома снаружи лента подключается к бытовой осветительной сети через специальное фотореле, отслеживающее освещённость – в сумерках включая, а на рассвете выключая подачу тока. Для отключения ленты перед отъездом владелец может полностью обесточить всю сборку, используя последовательно включённые в неё выключатели.

Сборки по 1 м подключаются параллельно. Протяжённость ленты может быть равной хоть сотне метров. Чем выше напряжение, тем эффективнее оно передаётся на значительные расстояния – сила тока уменьшается примерно во столько же раз, во сколько увеличивается сам потенциал (в вольтах). Поэтому сечение проводов здесь не так важно. Для освещения более протяжённых участков применяют коннекторы, при помощи которых следующая лента (с бобины) подключается к предыдущей. Недостаток – резкое ограничение по мощности: не все светодиоды, будучи высоковольтными, способны выдержать сотни ватт мощности, иначе бы они нагревались не хуже паяльника.

Сборку на 220 В рекомендуется паять. Пайка – наилучший контакт: в отличие от коннекторов, она не окислится, т. к. припой устойчив к коррозии, а объёмность, толщина его капли в месте присоединения придают спайке дополнительную прочность. Светолента на 220 В обладает силиконовым покрытием, защищающим токоведущие и светоизлучающие элементы от тумана и осадков.

Без блока питания светолента на 220 вольт обладает чувствительностью к перепадам напряжения. Если вдруг в сеть подадут межфазное (380 В) напряжение, либо на вашей фазе оно повысится до любого значения в интервале 220-380 вольт из-за подключения приборов и устройств, устойчивых к таким перепадам, то лента перегреется. В худшем случае она сразу же сгорает. При снижении напряжения до 127 вольт светить она вообще не будет.

Лента на 220 вольт не нарезается по несколько светодиодов. Точки отреза отстоят друг от друга на 60 светодиодов. Длина такого кластера – не менее метра.

Без выпрямителя лента мерцает с частотой в 50 герц. Для прохожих, не подвергающихся влиянию мерцания, это относительно безопасно – долго они на неё не смотрят. Дома или на работе, где такой свет для человека мерцает много часов, приводит к повышенной усталости и головным болям. Для подавления мерцания светолента в помещениях снабжается диодным мостом, параллельно которому включён сглаживающий пульсацию конденсатор.

Дешёвые светоленты обладают сильным запахом – нарушена безопасная технология изготовления силикона. Мощные светоленты требуют алюминиевой подложки, охлаждающей светодиоды при работе. Большая мощность требует принудительного понижения питающего напряжения до 180 вольт (60 светодиодов по 3 В), иначе из-за перегрева (силикон плохо проводит тепло) вследствие накопления тепла вся сборка быстро деградирует.

Работа с повышенным напряжением потребует применения на практике техники безопасности. Нельзя работать с включённой лентой без изолирующих перчаток и с неизолированными инструментами. При работе под напряжением проявляют аккуратность, предельную внимательность. Сборка производится только при отключённом питании – когда мастер работает без дополнительных средств защиты. Самоклеящаяся подложка отсутствует – здесь нужна двусторонняя клейкая лента или обычный универсальный клей.

Чтобы лента проработала дольше, в угоду долговечности понижают питающее напряжение как минимум до 180 В. Яркость при этом может снизиться в два-три раза. Закрепление на кабеле, усиленном стальным тросом или проволокой (например, компьютерная витая пара для ЛВС), потребует пластиковых стяжек или проволоки с нержавеющим покрытием.

Основная разница – невозможность соединять параллельно короткие кластеры. Из-за отсутствия блока питания отрегулировать питающее напряжение можно лишь с помощью регулируемого сетевого стабилизатора. Приобретать такое устройство из-за единственной ленты не всегда целесообразно: даже когда удаётся продлить срок её службы на несколько лет, вряд ли такое устройство окупится в скором будущем. Стабилизатор имеет смысл лишь в случаях, когда освещаемая площадь огромна (квадратный километр и более), а для её освещения используют сотни таких лент (или обычных «патронных» сборок).

Если ленты на 12 и 24 вольта ремонтируются относительно легко (из строя выходят лишь короткие кластеры длиной в 3-10 светодиодов), то в ленте, рассчитанной на сетевое напряжение, менять приходится весь метр в длинной сборке. Укороченные светоленты (полметра, 30 светодиодов) используют последовательно-парные диоды, каждый из которых рассчитан не на 3, а на 6 В. Двойной кристалл такого диода позволяет сэкономить на меди для токоведущих дорожек, алюминиевой полосе для отвода тепла и диэлектрической (полимерной) основе, составляющей основной материал полосковой «наноплаты».

Один кластер для 12-24 вольт обладает протяжённостью всего в несколько сантиметров. Более близко расположенные друг к другу точки отреза дают возможность заменить любой короткий участок светоленты. Ленту же на 220 вольт резать незачем – электрическая изоляция сборки ухудшится, если не принять дополнительных мер. В отличие от 5-метровых катушек с напряжением питания 12 и 24 вольт, 220-волтовая бобина выпускается на 10-100 м.

По видам светоленты бывают с отличающимися друг от друга значений их параметров. А к основным параметрам, кроме напряжения, относятся такие.

1. Удельная мощность. Указывается число ватт на погонный метр.
2. Светимость. Указана в люксах или люменах – на тот же метр длины.
3. Влагозащита. Указывается значение IP – от 20 до 68.
4. Исполнение. Открытые и закрытые – с защитной оболочкой.

Конкретная модель содержит присущий только её набор характеристик, принявших определённые значения.

Мощная светодиодная лента превышает потребление в 10 ватт на погонный метр. Она потребует радиатора – алюминиевой подложки, на которой с помощью термопасты или теплопроводящего клея наклеиваются светодиоды с гибкой печатной платой, на которой они и расположены. При значительном превышении напряжения в питающей сети (до 242 В), светолента заметно нагревается.

Если не позаботиться об отводе этого тепла, то светодиоды понемногу его накапливают – быстрее, чем успевают его отдать. Когда светодиод нагревается до 60 градусов, он вскоре выходит из строя. Чтобы этого избежать, придуманы теплоотводящие полосы. Беспредельно наращивать мощность светоленты не требуется – после 20 Вт потребовался бы полноценный теплоотводящий радиатор. В этом случае вместо лент применяют прожекторы – на основе более мощных светодиодов, чем использующаяся в ленте марка SMD-3***/5***.

Не являющиеся по-настоящему влагостойкими, герметичными, светоленты помечаются в основном как IP-20/33. Они применяются только для помещений, где нет повышенной влажности, равной не более 40-70%. При повышенном уровне влажности – а таковой бывает на улице всегда, когда погода сырая и пасмурная – применяют светоленты с влагозащитой IP-65/66/67/68.

Гидроизолированные на 100% ленты используют в качестве покрытия слой силикона – до нескольких миллиметров. Силикон может быть как ребристый или матовый, так и гладкий и полностью прозрачный, через который видно светодиоды и токоведущие дорожки.

Выпуклое покрытие обладает эффектом удлинённой (продолговатой) линзы, собирающей светопоток в пределах определённого участка освещаемой площади, имеющего также вытянутую форму. Это нужно, чтобы лишний свет не уходил на дорогу, а светил, например, сугубо на тротуар возле магазина. Светолненты с рассеивателем дают возможность распределить свет, создав на освещаемой площадке узор или рисунок определённой формы. Их используют некоторые магазины и компании, заказывающие на ленте повторяющийся логотип, хорошо различимый, например, на мраморной облицовке тротуара.

Чем выше степень гидроизоляции у светодиодной ленты, тем более она пригодна к использованию в ситуациях, близких к экстремальным. Если ленты IP-20 годятся лишь в качестве изделия «за стеклом», где попадание влаги практически исключено, то лента IP-68 способна погружаться в бассейн или аквариум на продолжительное время.

Мешающим фактором здесь является лишь плохая теплопроводность стеклотекстолита и силикона. Тепло, достигающее поверхности покрытия ленты, тут же забирается водой, окружающей его. Гидроизолированная светолента отчасти заменяет подогрев аквариума или бассейна до комфортной для водопроцедур температуры. Это не значит, что перегревом ленты злоупотребляют – какой бы проводящей ни оказалась внешняя среда, светодиоды при избыточной температуре деградируют и быстрее выходят из строя.

Цветовая температура светодиодов измеряется в кельвинах. Оттенки 1500… 6000 К относятся к широкому разбросу – от красновато-оранжевого до полноценного белого (дневного) света. Диапазон 7000… 100000 К приобретает синюшные оттенки, вплоть до существенного сдвига в синий край спектра (до ярко-голубого). Тёплые цвета, вплоть до бело-жёлтого (цвет солнечного света) благоприятны для зрения.

От голубовато-синих оттенков глаза быстрее устают. Поскольку белый светодиод светится тепловым излучением чёрного тела, зелёные и прочие цвета в таких цветах отсутствуют. Светодиоды зелёного цвета – уже видоизменённая технология, с помощью которой данный цвет удаётся получить. Красные, жёлтые, зелёные и синие светодиоды не имеют такого параметра, как цветотемпература – они являются преимущественно монохромными светоизлучающими кристаллами.

Схема подключения к сети светодиодов на 220 вольт следующая.

1. В реальности используется последовательный набор из светодиодов на 3 В. В простейшем случае 60 штук, соединённые последовательно и имеющие максимальное рабочее напряжение на 3,3 вольта, в сумме уравновешивают напряжение, приближенно равное 220 В. Поскольку нижний предел белых светодиодов равен 2,7 В, правильнее включить их с расчётом на 3 В. Это равно 74 светодиодам, а не 60. Производители умышленно включают их для работы едва ли не в пиковом режиме – чтобы ленты чаще перегорали и заменялись на новые. В результате лента или лампочка работает не 50-100 тыс. часов, как указано в рекламе, а в 20-30 раз меньше. Для цветных светодиодов используется другой расчёт – они рассчитаны на 2, а не на 3 В.
2. Далее параллельно сборке подключается высоковольтный конденсатор на 400 В.
3. Сюда же подключается выход от сетевого диодного моста, преобразующего переменный ток в постоянный.

Воткнуть светодиодную цепочку в сеть напрямую, не используя выпрямитель и фильтр, можно в следующих случаях.

1. Когда сборка собрана с запасом. Лучше соединить последовательно не 60, а 81 светодиод, т. к. напряжение в сети отклоняется в большую сторону до лишних 10% (242 В) из-за близости к трансформаторной будке и укороченной проводки. Светить они будут ниже среднего, но при внезапных скачках напряжения (в рамках этих же 198… 242 В) не перегорят. «Перекал» полностью исключён.
2. Освещение смонтировано для улицы, двора, площадки, тамбура, лестничной клетки и т. д., а не для рабочих/жилых помещений, где люди проводят значительную часть времени. Мерцание переутомляет глаза уже после часа работы.
3. В цепи имеется дополнительный маломощный автомат-предохранитель.