Полупроводниковые наборные осветительные элементы используют для работы низкое напряжение 12В. Чтобы запитать их от одно- или трехфазной сети (220/380 вольт) потребуется трансформатор для светодиодной ленты или блок питания. Далее речь пойдет об основных видах преобразователей напряжения, принципах их работы и особенностях выбора.
ОГЛАВЛЕНИЕ
- Что такое светодиодная лента?
- Предназначение и классификация трансформаторов
- Принципы подбора и расчета трансформаторов на 12 и 24 В
- Как подключить ленту: обзор схем
Что такое светодиодная лента?
Любой современный человек, при выборе схемы и типа освещения, пытается сочетать следующие основные факторы:
- Низкое потребление электроэнергии. Это логично, ибо цены на энергоносители постоянно растут, равно как и их потребление,
- Высокий уровень освещения. Этот критерий является производным от предыдущего либо тесно связанным с ним. Если перефразировать это утверждение, то при замене, например, лампы накалывания 100 Вт на перспективное устройство, уровень освещенности должен оставаться на том же уровне или быть выше него,
- Надежность, долговечность. Традиционные лампочки вряд ли могут похвастаться и тем, и другим, поэтому нужен новый подход,
- Возможность реализовать любые схемы освещения. Зонирование, многоярусность, дополнительная расстановка приоритетов являются ключевым этапом в дизайне любого современного помещения,
- Возможность выбора цвета освещения. Помимо однотонных или монохромных существуют также универсальные, RGB ленты, который оснащаются специальным электронным контроллером и пультом управления, позволяющим выбирать цвет свечения.
Читайте также:
Сама лента представляет собой достаточно гибкую печатную плату стандартной шириной от 8 до 20 мм при длине 5 м. На ней располагаются медные дорожки, по которым на светодиоды подается электрический ток. Размещение происходит при помощи специального припоя на равноудаленном расстоянии друг от друга. Суммарная толщина ленты с напаянными полупроводниковыми элементами составляет порядка 2-3 мм. Геометрические размеры светодиодов заложены в их маркировке. У модели SMD3528 они составляют 3,5 мм×2,8 мм.
Кроме светодиодов в схему включаются ограничивающие ток резисторы. Соединение происходит последовательно: группа светодиодов (как правило, 3 шт), а затем группа резисторов. Количество последних определяется исходя из уровня рассеиваемого тепла.
Читайте также:
Предназначение и классификация трансформаторов
Главное предназначение блока питания или трансформатора заложено в его названии – преобразование сетевого напряжения с 220 вольт до 12В. На практике используются четыре основных вида блоков:
-
В пластиковых корпусах. Главным их достоинством закономерно является компактность, презентабельный внешний вид и малый вес. Можно также упомянуть и герметичность, но она одновременно приводит к возникновению главного недостатка таких систем – сложности теплообмена. Это прямо ограничивает мощность осветительного прибора, какой можно подключить. На рисунке справа можно видеть блок на 12 вольт, -
В алюминиевых корпусах. В сравнении с предыдущим видом, более дорогой и увесистый. Но герметичный металлический корпус напротив не утрудняет, а способствует теплообмену. Такие приборы более прочные, надежные и долговечные. Они устойчивы к негативному влиянию внешней среды, поэтому используются во внешней рекламной продукции, -
Открытого типа. Наиболее массовый и дешевый, ввиду своей простоты, вариант трансформатора. Более габаритный, нежели предыдущие модели, к тому же имеет менее презентабельный внешний вид. Также имеют довольно низкий уровень пыле- и влагозащищенности (если они вообще предусмотрены конструкцией), -
Компактного типа. Маленький, простой конструктивно и в эксплуатации прибор, где реализован принцип нестационарного монтажа. Мощность их не превышает 60 Вт. Используются для питания лент стандартной длины (не более 5 м). Такой блок очень просто подключить, что является главным его достоинством.
Принципы подбора и расчета трансформаторов на 12 и 24 В
Поскольку светодиодная лента является расходным материалом, а не комплектным изделием, то блок питания к ней необходимо выбирать, исходя из следующих критериев:
- Рабочее напряжение. В массовом производстве используются ленты на 12 и 24 вольт. Определить его можно по каталожным картам, где указаны все их технические характеристики,
- Потребляемая мощность. Этот критерий необходим из соображения нормальной работы освещения, без перегрева трансформатора. Здесь опять-таки придется обратиться к техническим данным, а точнее, к такому параметру, как удельная мощность на каждый погонный метр светодиодной ленты,
- Степень пыле-, влагозащищенности. Этот критерий важен, исходя из условий эксплуатации, точнее, места установки. В гостиной этим параметром можно свободно пренебречь, тогда как подсветка в ванной или на улице прямо обязывает к поиску защищенных решений.
А теперь попробуем рассчитать необходимые параметры и выбрать блок питания для упомянутой ранее светодиодной ленты типа SMD 3528. Как помнится, из обозначения мы можем определить размеры отдельного светодиода (3,5 мм×2,8 мм), но они никак не влияют на расчет блока. Поэтому, обратившись к техническим характеристикам определяем ключевые критерии:
- Напряжение – 12В,
- Удельная мощность – 4,8 Вт/м.
Исходя из этого можно определить, что рабочим, выходным напряжением трансформатора должно быть 12 вольт. Расчет мощности ведется с учетом длины ленты, которую требуется запитать. К примеру, необходимо подключить к сети 4-метровую светодиодную ленту. Рассчитать необходимую мощность с учетом 25-процентного запаса можно по формуле:
Учитывая это, по каталогам трансформаторов нужно подобрать блок с ближайшей большей мощностью, например, PV-30 (12В, 30Вт). Поскольку он собран в герметичном алюминиевом корпусе, это позволяет использовать его в условиях повышенной влажности, а улице.
Как подключить ленту: обзор схем
Несмотря на все выше сказанное и очевидные технические ограничения по напряжению (12 или 24 вольт), светодиодную ленту можно подключить через блок питания или без него (бестрансформаторное подключение).
Типичная трансформаторная схема подключения на 12 В выглядит следующим образом:
Схема эта реализована для простой одноцветной ленты, на торцах которой контакты обозначены символами «+» и «−». Она реализуется тогда, когда общая длина не превышает стандартных 5 м. В противном случае необходимо прибегать к наращиванию осветителей, соединяя их контакты. Следует отметить, что схема последовательного соединения практически не реализуется по причине падения напряжения, а также повышения токов, снижающих срок службы светодиодов. Выходом из сложившейся ситуации может стать параллельная запитка двух участков от одного трансформатора на 12 или 24 В с большей мощностью, или параллельная работа на двух компактных блоках для каждой из лент.
Читайте также:
Если же используется трехцветная RGB лента, то после блока питания на 12 или 24 В придется включить электронный контроллер. Он имеет четыре контактных выхода: три – на каждый из цветов и один – на общее питание светодиодной ленты.
При необходимости подключить несколько лент, длиной более 5 м, прибегают к тем же приемам.
Подключить осветитель бестрансформаторным способом можно, основываясь на принципе обратного соединения светодиодов (плюс с минусом). В этом случае переменный ток 220 вольт не принесет ущерба для 12В лент, но может возникнуть риск пробоя в момент подачи напряжения. Чтобы этого избежать, в схему вводят диодный выпрямитель, который дополнительно будет выравнивать мерцание отдельных участков.
При такой схеме существует риск прикосновения к оголенным контактам в местах соединения, поэтому в массовом производстве она не реализуется.
