Схема підключення світлодіодної стрічки до мережі 220В

Освітлювальні прилади здебільшого живлять від побутової електричної мережі 220 В. З альтернативних варіантів можна згадати, мабуть, лише світлотехнічні пристрої, що підключаються до бортмережі автомобілів чи мотоциклів. В інших випадках на початку схеми електропостачання світлодіодної стрічки завжди знаходиться джерело змінної напруги на 220 вольт, чи це побутова розетка або розподільний щит. На практиці є різні варіанти підключення LED-світильників, які залежать від параметрів освітлювального приладу.

Особливості стрічки на 220 В

Найтривіальніший варіант - застосування стрічки, розрахованої на повну напругу мережі. Однак безпосередньо під'єднувати світильник до побутової мережі вкрай небажано. Хоча світловипромінюючі елементи мають односторонню провідність і світяться під час позитивної напівхвилі синусоїди, під час негативної до них прикладається напруга зворотної полярності. Світлодіоди не розраховані на роботу як високовольтні випрямлячі, тому зворотна напруга для них буде занадто велика, а час життя елементів - мало. Включати LED-стрічку в роботу слід через випрямляч – краще через зібраний за бруківкою (двохнапівперіодною схемою).

Підключення LED стрічки через діодний міст. Фазування при такому включенні не є важливим, фаза і нуль можуть бути підключені до будь-якої вхідної клеми випрямляча.

Зворотною стороною використання високої напруги при рівній потужності є знижений струм, тому відрізки полотна можна послідовно з'єднувати сумарною довжиною до 100 м (низковольтні світильники – до 5 м).Також плюсом служить можливість для з'єднання застосувати провідники зниженого перерізу, але не на шкоду механічній міцності.

Важливо! Основним недоліком такого варіанта є крайня небажаність застосування високовольтної стрічки у приміщеннях.

Для регулювання яскравості можна застосувати димер – він вмикається до випрямляча. Світлорегулятор може бути як ручним із поворотною клавішею, так і з дистанційним керуванням.

Низьковольтна стрічка

Якщо за місцевими умовами використовувати світильник на 220 вольт неможливо, доведеться використовувати стрічки на напругу 5/12/24/36 вольт. І тут є різні варіанти підключення до побутової мережі.

Правильне підключення двох та більше споживачів.

Блок живлення

Найочевидніший варіант – експлуатація освітлювального приладу разом із блоком живлення відповідну напругу. Громіздкі та неекономічні джерела, побудовані за класичною схемою з понижувальним трансформатором, давно витіснені зі сфери LED-освітлення легкими та потужними імпульсними блоками. Тому вибір БП проводиться в основному за двома параметрами:

Перша характеристика підбирається просто: напруга має відповідати напрузі стрічки. Друга залежить від навантаження та обчислюється за формулою Рбп = Руд * L * K, де:

• Руд - Потужність, що споживається одним метром полотна;



• L - загальна довжина відрізків стрічки;



• До - Коефіцієнт запасу, рівний 1,2..1,4.

Отриманий результат округляється у велику сторону до найближчого стандартного значення. Якщо на блоці живлення вказано не потужність, а найбільший допустимий струм, його можна перерахувати на потужність за формулою Рбп = Imax * Uвих.

З баластовим елементом

Підключення світлодіодної стрічки до мережі 220 В без блоку живлення можливе, але небажане з міркувань безпеки. Кожна точка ланцюга перебуватиме під повною мережевою напругою, тому всі маніпуляції треба проводити при повному відключенні стрічки. Але якщо безпечніші варіанти недоступні, можна підключити до мережі через резистор, який погасить надлишок напруги. Його номінал вибирають так, щоб при робочому струмі (визначеним потужністю світильника) на ньому падала різниця між напругою мережі та номінальною напругою стрічки:

Rб = (U-мережі-Uном) / (Iном), де:

• Rб - Значення баластного опору;



• Uсети - Мережева напруга;



• Uном – номінальна напруга стрічки;



• Іншому – номінальний струм стрічки, який обчислюється за формулою Руд*L /Uном.

Важливо! У даному розрахунку треба користуватися амплітудним значенням напруги мережі 310 В.

Якщо задати значення номінальної напруги стрічки 5 вольт, потужністю 1 метра полотна 10 Вт і загальною довжиною 5 м, можна обчислити значення Rб:

Rб = (310-5) / ((10 * 5) / 5) = 305/10 = 30,5 Ом. Можна взяти найближчий стандартний номінал 33 Ом. На перший погляд, таке підключення набагато дешевше та простіше, ніж із блоком живлення.

Підключення стрічки через резистор, що гасить.

Насправді все не так райдужно. Для початку треба порахувати потужність, що розсіюється на баласті, як струм, помножений на напругу (тут береться чинне значення напруги 220 В):

Рб = Іном * 220В = 10А * 220В = 2200 Вт. Знайти резистор такої потужності складно та й габарити у нього будуть відповідні. І зі зростанням потужності полотна розрахунковий опір падатиме, а потужність, що розсіюється (марно!) – рости, тому такий спосіб застосовується тільки для малопотужних світильників.Цю проблему можна обійти застосуванням як баласт конденсатора замість резистора. Його ємність розраховується за наведеною формулою:

С=4,45 (Uсети-Uном)/( Iном), де З – ємність у мкФ.

Застосування конденсатора як баласт.

Конденсатор повинен бути розрахований на напругу не менше 400 В, а до схеми треба додати два резистори:

• R1 – опором у кілька сотень кілоом для розрядки конденсатора після вимкнення;



• R2 – для обмеження струму заряду в момент включення його номінал може становити кілька десятків Ом.

Але ця проблема не єдина:

1. Згадувалося про питання з електробезпекою під час експлуатації стрічок з таким підключенням. Тому запитати таким чином можна лише стрічку в силіконовій оболонці, а місця з'єднань мають бути ретельно ізольовані. І дуже поганою ідеєю буде застосувати таке підключення у вологих приміщеннях (басейнах, лазнях, акваріумах). Варіанти у силіконовій оболонці не бояться води, але нагріваються набагато сильніше.



2. Розрахунок вірний лише певної стрічки заданої довжини. За будь-якої заміни або зміни довжини полотна баласт треба перерахувати заново.



3. Напруга в мережі в нормальному режимі може відхилятися в межах 5%, максимально допустимим вважається 10%. Також точність найпоширеніших резисторів становить 10%. З урахуванням розкиду параметрів стрічок щодо заявлених, напруга на стрічці (і струм через світлодіоди) може значно відрізнятись від розрахункових, навіть якщо уточнити розрахунки фактичними вимірами – просто через коливання напруги мережі. Підсумком може стати з одного боку зниження яскравості свічення, з іншого – вихід світильника з ладу через надструм.Ця проблема проявляється тим виразніше, чим нижче напруга живлення стрічки. При застосуванні конденсатора проблема лише посилюється, тому що ряд номіналів ємностей рідше, ніж ряд опорів, а фактична точність нижча.



4. При застосуванні димера для регулювання яскравості або контролера для керування кольором світіння RGB-стрічок струм через світлодіоди змінюватиметься, одночасно змінюватиметься падіння напруги на баласті, що також посилить нестабільність падіння напруги на стрічці синхронно зі зміною струму. Тому застосування пристроїв для регулювання інтенсивності випромінювання виключено.

За сукупністю проблем таке підключення треба застосовувати лише за повної неможливості використання блоку живлення на відповідну напругу.

Паралельне включення полотен із індивідуальним баластом.

Якщо застосовується кілька відрізків полотна загальною довжиною понад 1 метр, їх треба з'єднувати паралельно. В іншому випадку, провідники стрічки не зможуть витримати загального струму системи освітлення. Ще краще розрахувати баласт для кожного відрізка окремо. При необхідності заміни перерахунку підлягатиме тільки полотно, що замінюється. Діодний міст повинен із запасом витримувати сумарний струм усіх відрізків стрічки.

Характерні помилки при підключенні

При підключенні стрічки до мережі через блок живлення найпоширенішою помилкою є неправильний розрахунок потужності. Тому при першому включенні ідеальним варіантом замірятиме фактичний споживаний струм за допомогою амперметра, перерахувати його в потужність і порівняти з максимальною потужністю джерела живлення. Цю процедуру треба зробити обов'язково, якщо при включенні блок живлення починає видавати нехарактерні звуки, з'являються ознаки надмірного нагрівання і т.д.

Схема виміру струму.

При застосуванні джерела живлення дуже бажано передбачити комутаційний апарат з боку входу та виходу. З високого боку вимкнення може бути простим вимкненням вилки з розетки. У разі нероз'ємного з'єднання має бути можливість зняти напругу зі входу вимкненням автоматичного вимикача (він має бути завжди!).

Дотримуватися фазування (підключення нуля та фази до відповідних клем БП) не обов'язковоНа працездатність це ніяк не впливає – на вході імпульсного блоку живлення стоїть випрямляч. Але розривати при комутації треба фазний провідник або фазний та нульовий одночасно (при підключенні через розетку це виконується саме по собі). Заземлювальний дріт (PE) за його наявності треба підключати завжди – тільки так забезпечується безпека експлуатації. Розривати захисне заземлення не можна.

Схема підключення комутаційних апаратів

При безтрансформаторному підключенні важливість виміру фактичного струму ще важливіша. Але замість цього при першому включенні можна виміряти фактичну напругу на контактних майданчиках стрічки. Якщо він сильно відхиляється від номіналу, треба підкоригувати номінал баласту у відповідний бік. Якщо напруга на споживачі нижче необхідного, потрібно зменшити номінал резистора або збільшити ємність конденсатора. Якщо напруга вища – вчинити навпаки. Вимірювання треба робити з дотриманням усіх обережностей, не торкаючись до неізольованих частин щупів мультиметра.

Схема виміру напруги.

Також для низьковольтних стрічок помилкою може стати застосування з'єднувальних провідників перерізом менше за потребу при існуючому струмі.При експлуатації треба звертати увагу на температуру проводів (ідеально, якщо для цього є пірометр, тепловізор або інша діагностична техніка). Якщо спостерігається підвищений нагрів, треба замінити провідники на товстіші. Щоб не допустити помилки спочатку, можна скористатися таблицею перерізів.

Дивитися обов'язково: Світлодіодна стрічка 220 Вольт топ або мотлох, ніж краще і гірше стрічки 12 Вольт.

Підключити світлодіодну стрічку до 220 можна різними способами. Але оптимальним шляхом все ж таки є застосування імпульсного джерела живлення. Решта інших методів є альтернативою у безвихідних випадках.