Все о блоках питания для светодиодной ленты

Интерьерная светодиодная подсветка — красивое и оригинальное решение для дизайна. Особенно популярны светодиодные ленты в оформлении натяжных и подвесных потолков, ниш в стенах, полок мебели или картин. Так же часто применяют LED-ленты для освещения рабочих поверхностей, например, на кухне или в ванной. Устройства могут быть одноцветными или многоцветными. Для работы светодиодов необходимо подвести к ним питание с помощью блока.

Блоки питания представляют собой трансформаторы тока. Сами световые ленты продаются отдельно и к сети напрямую не подключаются. Из розетки поступает переменный ток 220 вольт, а блок питания преобразует его в постоянный. Мощность зависит от потребностей и вида самой ленты. Показатели варьируются в диапазоне от 12 до 220 V.

В зависимости от назначения и места монтажа подсветки вам могут понадобиться разные блоки питания для светодиодной ленты. Принцип работы устройства может быть импульсным, линейным и бестрансформаторным. Линейные блоки появились раньше всех и потому являются самыми надежными, но и громоздкими. Трансформатор понижает мощность до необходимой, выпрямитель преобразует напряжение в постоянное, стабилизатор обеспечивает отсутствие перепадов.

Импульсные системы пришли на смену линейным, их КПД намного выше, а размеры компактнее. Генератор импульсов создает напряжение с частотой гораздо выше привычных 50 герц, поэтому шума или гула от импульсных адаптеров практически не слышно. Импульсный трансформатор новее и совершеннее обычных, чем и объясняется небольшой размер. Такие блоки самые популярные и бюджетные. Они могут быть тонкими и миниатюрными, особенно, если необходимо запитать не слишком длинный отрезок ленты.

Бестрансформаторный тип устройства очень редко применяют для питания светодиодов. Их схема действия заключается в последовательном понижении напряжения до необходимого со стабилизацией на выходе. Поэтому такой вид является самым ненадежным. Не следует путать блок питания с драйвером. Светодиоды питаются током и являются полупроводниками с определенным сопротивлением. Вкратце, каждый отдельный светодиод в цепи «кушает» какое-то количество вольт. Поэтому следующий получает питание ниже.

Чтобы стабилизировать ситуацию, и устанавливают драйверы. Они работают в паре с блоками питания, контролируя мощность и не допуская выгорания светодиодных элементов. Не следует подключать ленту напрямую через драйвер, задачи их отличаются от предназначения источников питания, и конструкция не будет долговечной.

Есть два варианта охлаждения системы: активное и пассивное. В первом случае в трансформатор устанавливается вентилятор, во втором – конструкция в целом выглядит как обычный компьютерный блок и сбрасывает тепло через корпус. Активное охлаждение предпочтительнее для подсветки, которая будет работать длительное время или вовсе постоянно. В пример можно привести декорацию витрин, окон, интерьерное освещение в помещениях.

Но моторчик будет жужжать – если в помещении нет других источников звука, шум будет раздражать. Блоки с пассивным охлаждением подходят для бытового применения с периодическим включением, например, для освещения рабочих поверхностей.

Различают блоки разной степени открытости. Негерметичные трансформаторы имеют перфорированный корпус, что позволяет элементам охлаждаться естественным путем. Конструкция печатной платы имеет довольно внушительные габариты, потому стоит заранее подумать о месте для установки. К тому же монтировать внутрь стен или закрывать декоративными панелями такие блоки не рекомендуется из-за вероятности перегревания. Пыль оседает на таких механизмах быстрее. Зато используемые детали просты и неприхотливы – на рынке множество моделей с выходной мощностью в диапазоне от 6 до 400 ватт. Негерметичные конструкции стоят дешевле аналогов и редко ломаются.

Полугерметичные источники питания защищены пластиковым корпусом снаружи от попадания посторонних предметов и грязи. Они меньше предыдущих и имеют выходную мощность от 60 ватт, ведь изготавливать блоки меньшей производительности нецелесообразно. Сетевые адаптеры также являются разновидностью полугерметичных ИП, оснащенной вилкой для прямого включения в розетку. Они выглядят так же, как обыкновенные зарядные устройства, очень миниатюрные и из-за размеров способны поддерживать напряжение не выше 24 Вт. Герметичные блоки гораздо лучше защищены от любых воздействий среды. По размерам они не отличаются от полугерметичных, в зависимости от напряжения могут иметь два варианта исполнения корпуса. Маломощные модели пакуют в пластик, а высокомощные — в алюминиевый кожух.

Любое промышленное изделие имеет маркировку степени защиты. Вы можете найти ее по аббревиатуре IP с двумя цифрами после. Набор чисел варьируется от IP 00 (нет защиты) до IP 68 (полностью защищено от попадания пыли и влаги). Первая цифра обозначает устойчивость к загрязнению — от нуля до шести, вторая — влагопроницаемость, от нуля до восьми. То есть читать маркировку следует слева направо: например, IP 12 означает слабую протекцию от грязи (1), и уровень защиты от влаги 2. Для блоков питания светодиодных лент чаще всего вы встретите три вариации:

• IP 20 – система имеет открытый корпус с крупной перфорацией, защищена от попадания крупных предметов, не имеет защиты от влаги;
• IP 54 – трансформатор частично герметичный, ему не страшны брызги воды и попадание любых частиц, степень запыления крайне мала;
• IP 67 или 68 – герметичный корпус полностью защищает элементы от любых воздействий вплоть до полного погружения в воду, он может быть использован в бассейнах, на улице, во влажных помещениях, душевых.

Если вам нужно запитать совсем небольшой длины ленту, вы можете выбрать блок питания на батарейках. Конечно, он будет маломощным и недолговечным, но если речь идет о декоративной праздничной подсветке, то такой вариант может спасти положение. Особенно если подразумевается осветить мобильную конструкцию.

Самые простые модели устройств питания занимаются лишь преобразованием переменного тока в постоянный. Продвинутые модели имеют встроенный диммер. То есть вы можете изменять яркость освещения на большую или меньшую. Для цветных лент необходимо выбрать модель с контроллером, или установить его дополнительно. Именно контроллер отвечает за смену цвета, режима, мигание или эффект бегущей дорожки. А также дополнительной опцией более дорогих ИП будет наличие дистанционного управления от пульта.

Очень удобно, если вы хотите изменить цвет, яркость, динамический режим подсветки. Особенно если учесть, что блок питания, как правило, в эстетических целях спрятан от посторонних глаз. Пульт просто необходим, чтобы иметь доступ ко всем настройкам. Управление режимами осуществляется по радиоканалу или с помощью инфракрасного излучения, как, например, в пультах ДУ телевизоров и других предметов бытовой техники. Если не планируется круглосуточная работа конструкции, присмотритесь к ИП с выключателем. Обычно его устанавливают на входе в систему, чтобы трансформатор адаптера не работал постоянно даже при выключенном свете.

Чтобы выбрать блок питания, нужно определиться с назначением подсветки. Когда цель ясна, выбираем удобное место монтажа. Самым главным моментом будет протяженность ленты, поэтому внимательно считаем метраж. Для подбора принимаем во внимание максимальную протяженность одного отрезка. Чтобы узнать, какой блок питания вам понадобится для диодной ленты, нужно посчитать мощность. Внимательно изучаем упаковку, и ищем напряжение питания, необходимое для ленты. Это может быть 12 В или 24 В. Крайне редко можно встретить новейшие разработки с показателем 36 В. Именно такое напряжение должен обеспечивать источник питания на выходе, преобразуя 220 вольт из розетки.

12 вольт безопаснее 24, к тому же такие ленты наиболее широко доступны. Кратность нарезки у первых составляет примерно 3 светодиода, или от 2-х до 5 сантиметров. Иногда можно найти варианты с кратностью меньше.

Для каждых 5 метров LED-ленты используют параллельное подключение к блоку питания. Именно такое расстояние выдерживают токопроводящие дорожки светодиодов. Если просто соединять отрезки один с другим, вы рискуете получить свечение на конце ленты намного слабее, чем в начале. К тому же такая конструкция быстро перегорит из-за нарушения технологии. Поэтому отрезы подключают параллельно к одному или нескольким устройствам питания. Можно осуществлять подключение как с одной, так и с двух сторон ленты. Второй вариант позволит равномерно распределить нагрузку на токоведущие элементы и увеличить срок службы изделия.

Чтобы рассчитать необходимый метраж проводов, отталкиваемся от максимально возможной протяженности одного куска. На финальный выбор влияют потери напряжения в зависимости от длины. 24-вольтовые ленты теряют напряжение значительно меньше, а значит, отрезок может быть длиннее 5 метров. Кроме того, раз потребляемый ток ниже вследствие малых потерь, то и провода для подключения будут тоньше, как и вес всей конструкции.

Из недостатков можно отметить узкий выбор, ведь напряжение в 24 В встречается редко, и в производстве такие ленты дороже. Следующий параметр — это потребляемая мощность на метр. Цифра напрямую зависит от плотности расположения диодов и их количества. Например, если плата потребляет 15 В, то при длине в 5 метров мы получаем 75 Вт, необходимых для равномерного свечения; 4 метра потребуют 60 Вт, и так далее. Предположим, что общая протяженность области подсветки у нас 20 метров.

Чтобы рассчитать мощность адаптера, умножаем потребляемую мощность метра ленты на длину – и страхуемся с помощью коэффициента запаса мощности. Примем этот коэффициент за 1.3, то есть заложим 30% запас. Итого имеем 15х20х1,3=390 Вт минимум. Конечно, цифра может получиться нецелой. Тогда мы округляем ее до ближайшей в большую сторону. Например, до 100 Вт, 150 Вт или 250 Вт. В нашем случае, 390 округляем до 400 Вт и так далее. Для цветной ленты принцип расчета будет тот же. Не забывайте про размер адаптера, чтобы выбрать укромное место для его расположения.

Когда длина и мощность подсчитаны, дело остается за установкой. Обращайте внимание на маркировки на самой ленте. Помимо обозначения линии отреза, значки укажут полярность «+» или «–» с каждой стороны от разреза. На многоцветных лентах полярность указывается для каждого цвета, а общий плюс обозначают «V+». Крепление светодиодных лент осуществляется на тонких алюминиевых профилях. Материал помогает отводить лишнее тепло, образующееся при работе подсветки. Это нужно, чтобы предотвратить перегорание и деградацию диодов.

Особенно актуально для влагозащищенных лент с высоким IP. Такие изделия заливают силиконом, чтобы предотвратить воздействие среды. Перед подключением силикон тщательно и аккуратно зачищают с контактов. Профили бывают прямые или угловые, с матовыми или прозрачными пластиковыми рассеивателями. А также рассеиватель предохраняет ленты от повреждений. Если расстояние между светодиодами велико, матовый рассеиватель помогает сделать линию плавной, минимизировать эффект отдельных световых точек.

Чтобы подключить подсветку, кроме самой ленты, профиля и блока управления нам понадобятся провода для соединения отрезков. Для 12-вольтовой ленты используют трехжильные монтажные провода сечением 1,5 миллиметра, а для 24 В достаточно будет 0,75 мм. Для начала нужно подвести питание 220 В к месту монтажа. Если вы не планируете оснащать ленту вилкой, то выключатель освещения монтируют непосредственно на 220 В, а не перед лентой. Так трансформатор не будет работать постоянно даже при выключенной подсветке.

Далее устанавливают блок питания необходимой мощности или несколько источников питания в зависимости от выбранной схемы сборки. Заранее подумайте о месте крепления блока. Некоторые модели имеют немалые вес и размер. Может понадобиться дополнительная полочка или ниша для устройства. Для адаптеров с открытыми корпусами не допускается установка в места, препятствующие попаданию воздуха для охлаждения.

Далее питание подводят к самой ленте. Можно припаять проводки или использовать специальные клипсы-коннекторы. Контакты очень хрупкие, не допускайте перегревания при пайке, длительность воздействия паяльника не должна быть более 10 секунд. Этого будет достаточно для деликатного и тонкого соединения. В зависимости от мощности ленты используют одностороннее или двухстороннее подключение. На больших расстояниях максимально возможные по длине отрезки ленты параллельно подключают к блоку питания монтажными проводами. Если вы используете RGB-ленту, учитывайте, что строение светодиодов делает такие ленты тусклее, чем одноцветные. В одном большом диоде соседствуют кристаллы красного, зеленого и синего цветов.

Поэтому в разных режимах одновременно загораются не все, а лишь необходимые кристаллы. Чтобы управлять цветами и режимами свечения, потребуется отдельный контроллер или БП со встроенным контроллером. А также может пригодиться RGB-усилитель. Это небольшие устройства, которые монтируют с равными промежутками между отрезками ленты и напрямую подключают к блоку питания. Усилители снижают нагрузку контроллера и равномерно распределяют напряжение по всей длине цветной ленты. При монтаже цветной ленты подключают сначала блок питания, далее контроллер и уже к нему — ленту. Принцип установки нескольких отрезков сохраняется, используют параллельное подключение к одному или нескольким ИП.