Светодиодные ленты имеют множество сфер применения, в том числе и чисто бытовых, или, как их ещё называют, прикладных. Но для домашнего использования необходимо уметь подключать ленты к источнику питания. В большинстве случаев СЛ рассчитаны на напряжения номиналом 12 В, но если в них используются особо мощные светодиоды, то напряжение питания может быть вдвое выше – 24 В. В любом случае знания номинала напряжения при выборе источника питания недостаточно, и именно этому вопросу и посвящена эта статья.
Классификация блоков питания для СЛ
БП для светодиодных лент функционирует на базе инверторного принципа преобразования мощности, чему способствуют:
- сетевой фильтр, выступающий в качестве блокировщика внешних электрических помех;
- диодный выпрямитель, который в паре со сглаживающим фильтром обеспечивает стабилизацию напряжения;
- высокочастотный инвертор, преобразующий входное напряжение 220 В в прямоугольные импульсы;
- силовой трансформатор, задача которого – снижение напряжения до 12/24 В;
- выходной выпрямитель, который вместе с фильтром окончательно стабилизирует выходной сигнал.
Существуем несколько вариантов технического исполнения БП.
Один из основных классификаторов – по уровню защиты от внешних факторов:
- негерметичные, или открытые блоки питания – самый распространённый вариант. Используются в помещениях с низким уровнем влажности;
- полугерметичные, которые допускается устанавливать снаружи помещений, но при условии обеспечения защиты от прямого попадания воды (под навесами, на верандах и т. д.);
- герметичные, которые полностью защищены от воздействия влаги – их допускается монтировать в любых условиях, включая ванные комнаты.
Отметим, что начинка у таких БП питания одинакова – они отличаются только конструкцией корпуса.
По типу охлаждения источники питания для СЛ бывают с пассивным/активным охлаждением (последние стоят дороже), мощность БП может варьировать в пределах 12-700 Вт, сила тока может лежать в диапазоне 1-65 А.
По материалу изготовления корпуса блоки питания подразделяются на:
- алюминиевые. Основной плюс металлических корпусов – хороший теплообмен, они наиболее устойчивы к воздействию внешних факторов – солнечных лучей, перепадов температур, повышенной влажности. Мощность таких БП может достигать 100 Вт;
- пластиковые. Самый распространённый вариант. Они отличаются низкой себестоимостью, имеют более компактные размеры, весят меньше, выглядят эстетичнее и при этом герметичны. Среди минусов слабый показатель теплообмена и относительно небольшая выходная мощность (не более 75 Вт).
Расчет параметров блока питания светодиодной ленты
Монтаж светодиодных источников – дело не простое, особенно если это не готовые к употреблению изделия. Тем более необходимо знать параметры блока питания, если речь идёт об использовании светодиодной ленты, не содержащей маркировки по мощности. Что встречается не так уж редко.
Подобрать блок питания для такой немаркированной светодиодной ленты поможет следующая таблица, в которой представлены номинальные характеристики популярных матриц:
Проще всего определять параметры немаркированных светодиодов, применяемых в светодиодной ленте, как видно из таблицы, по их размерам. Но и плотность размещения светодиодов на ленте – тоже важный показатель. Существуют СЛ с 30, 60 или 120 матрицами в расчёте на погонный метр.
Предлагаем вашему вниманию таблицу мощности БП для конкретных типов SMD-матриц в зависимости от их плотности:
| Тип светодиода | Плотность (число smd на погонный метр) | Потребляемая мощность, Вт (для метровой и пятиметровой ленты) | Требуемая сила тока, А (для метровой и пятиметровой ленты) |
| 3528 | 30 | 3,30/16,50 | 0,28/1,36 |
| 60 | 6,60/33,0 | 0,56/2,75 | |
| 120 | 13,20/66,0 | 1,105,50 | |
| 5050 | 30 | 9,0/45,0 | 0,76/3,76 |
| 60 | 18,0/90,0 | 1,50/7,50 | |
| 120 | 36,0/180,0 | 3,0/15,0 | |
| 5630 | 30 | 15,0/75,0 | 1,26/12,50 |
| 60 | 30,0/150,0 | 2,6/12,6 | |
| 120 | 60,0/300,0 | 5,0/25,0 |
Эта таблица поможет рассчитать параметры блока питания для светодиодной ленты перед походом в супермаркет или посещением интернет-магазина.
Но большой ассортимент изделий, существенно разнящийся по стоимости, может поставить в тупик и специалиста. А поскольку вполне естественное желание сэкономить на покупке, не потеряв при этом в качестве, можно считать определяющим при совершении покупки. Поэтому при решении вопроса, какой БП выбрать, желательно обращать внимание не только на конечный ценник, но и разбираться в стоимости 1 ватта мощности. Нам поможет следующая таблица, где представлено оба ценовых параметра (на примере изделий OEM DC12 различной мощности и ампеража):
Но и здесь всё не так однозначно. Исходя из представленных данных, можно сделать однозначный вывод, что покупка мощного БП выгоде приобретения нескольких менее мощных. Но, во-первых, далеко не всегда требуется блок питания на 120 и тем более 360 Вт, то есть математика здесь будет уже немного другая. Во-вторых, завязывать всю систему освещения на единственный источник питания тоже не совсем правильно – если он выйдет из строя, вы останетесь без освещения. Поэтому оптимальной схемой можно назвать использование нескольких самостоятельных источников, благо монтируются они довольно просто.
При решении вопроса, как выбрать и рассчитать мощность блока питания СЛ следует использовать простое правило – запас прочности по этому показателю должен составлять порядка 30%.
Рассмотрим конкретный пример расчётов. Пускай нам необходимо организовать освещение гостевой комнаты с габаритами 6х3 м., то есть площадью 18 м2.
Исходя из действующих нормативов по уровню освещённости, нам потребуется LED-источник совокупной яркостью порядка 350 люмен на погонный метр. Для этих целей можно использовать матрицу 3528 60led, номинал освещённости которой составляет 360 люмен/погонный метр. Учитывая, что периметр комнаты составляет 18 м., получаем показатель суммарной мощности ленты, равный 116 Вт (6,6 Вт/м*18).
Проблема в том, что у разных производителей яркость светодиодов может варьироваться в довольно значимых пределах, поэтому на выбор ленты влияет и этот показатель. Самый надёжный способ расчёта мощности импульсного БП для светодиодной ленты – учитывая паспортные данные. Не забываем, что расчётный показатель нужно увеличить на 30%. В нашем случае получим 150 Вт.
Если схема монтажа системы освещения предусматривает использование нескольких источников питания (например, двух), разбиваем ленту на 3 участка. Получаем два пятиметровых сегмента и один 8-метровый (длина стандартной катушки составляет 15 м.). Для пятиметровых участков потребуются БП номиналом 40 Вт, для длинного сегмента – на 70 Вт.
Расчет параметров светодиодной ленты для одного БП
А теперь рассмотрим, как определить максимальную длину СЛ. Делается это по формуле:
Эту же формулу можно использовать для вычисления мощности БП, в несколько изменённом виде:
P = L * Km * Pm * 1.3
Подключение светодиодной ленты к импульсному БП
Чтобы подсоединить к БП светодиодную ленту, необходимо учесть следующие моменты:
- полярность подключения. С блоком питания никаких проблем возникнуть не должно: ищем на клеммах маркировку в виде символов «плюс»/«минус». Часто клеммы дополнительно имеют цветовую маркировку, принятую в электротехнике: красным цветом помечают положительную клемму, чёрным – отрицательную. На самой светодиодной ленте также должна присутствовать аналогичная маркировка;
- сечение провода. Это расчётный показатель, зависит от тока, который определяется делением мощности ленты на вольтаж. Если лент несколько, их мощность суммируется. Значение сечения провода определяется в соответствии со специальными таблицами;
- схема включения. Для односегментного участка с одной лентой схема будет достаточно простой: клеммы ленты подключаются проводами к выводам БП, учитывая полярность. Если имеется необходимость использования нескольких лент, их нужно подключать параллельно.
Ошибка в полярности подключения не фатальна, в этом случае диод просто не будет светиться. Кстати, эта особенность характерна только для светодиодов (и вообще любых полупроводниковых диодов, пропускающих ток только в одном направлении). Поменяйте порядок подключения на правильный – и лента начнёт светиться.
Схема подключения блока питания к СЛ при использовании провода неподходящего сечения может разочаровать вас свечением недостаточной силы. Вы можете воспользоваться одним из двух распространённых алгоритмов подбора правильного сечения питающих проводов.
По нагрузке
Таблицу соответствия сечения проводки и силы тока легко можно найти в интернете, но такая возможность по тем или иным причинам часто бывает недоступной. В подобных случаях подобрать провод нужного диаметра можно по эмпирической универсальной зависимости. Она гласит, что нагрузка эквивалентом 10 А требует использования медного провода сечением 1 мм2. При удвоении силы тока удваивается и площадь сечения, то есть зависимость прямо пропорциональная.
Сила тока определяется по известной из школьного курса физики формуле: суммарную мощность используемых источников освещения делим на сопротивление. Полученную величину нужно разделить на 10, и получим площадь сечения проводки для соединения светодиодной ленты с БП.
По мощности блока
Принцип расчёта тот же, только в качестве исходных данных берётся мощность блока питания, а не СЛ. При этом необходимо умножить полученный результат на поправочный коэффициент 1,35. Это тот порог, при котором срабатываем схема защиты от короткого замыкания.
Что касается марки проводов, то рекомендуется использовать провода ПуГВ, ШВВП, КСПВ. Провода, используемые для подключения акустики, тоже пригодны.
А вот для подключения бока питания потребуется кабель марки ВВГнг, предназначенный для сетей напряжением 220 В. Акустические провода и кабеля для подключения пожарно-охранной сигнализации здесь уже не годятся.
Как видим, самостоятельное подключение к СЛ источника питания – вполне осуществимое мероприятие. Главное – правильный расчёт основных параметров. Если у вас возникли нюансы, не описанные в статье, можете оставлять комментарии с описанием проблемы – общими усилиями мы постараемся её решить.
