Розрахунок блока живлення для світлодіодної стрічки

За допомогою світлодіодної стрічки можна забезпечити приміщення не тільки підсвічуванням, але повноцінним освітленням. Моделі потужністю 220 В підключаються через компактний адаптер, оснащений діодним мостом. Низьковольтним світлодіодним стрічкам із живленням 12 або 24 В необхідний блок живлення. Багатобарвним версіям додатково потрібний контролер. Ця стаття навчить вас підбирати блоки живлення для LED-стрічок відповідно до струму та потужності.

Види блоків живлення

Для початку вивчимо правила розрахунку потужності блоку живлення для світлодіодних моделей з напругою на 5, 12 або 24 вольт. Його вибір багато в чому залежить від місця встановлення. Блоки живлення поділяються на дві категорії за способом охолодження:

Система активного охолодження включає радіатори і вентилятор (кулер), подібний комп'ютерному. Переваги цього варіанта – компактність і невелика вага в порівнянні з блоком живлення з пасивним охолодженням при однаковій потужності.
Єдиний мінус моделей з активним охолодженням - механічне зношування вентилятора, внаслідок чого його робота стає занадто шумною і доставляє певний дискомфорт навколишнім. Саме тому блоки з активним охолодженням рідко використовуються в житлових приміщеннях.

Натомість велика потужність таких блоків – від 100 В – дозволяє організовувати підсвічування залів великої площі, громадських просторів та підключати досить довгу світлодіодну інсталяцію від єдиного джерела. Наприклад, вуличне підсвічування фасаду, рекламних щитів тощо.

Серед широкого діапазону параметрів пасивних блоків Найбільшою затребуваністю користуються пристрої потужністю 100 - 150 Вт.Безперечною перевагою подібних моделей є їхня безшумність, що дозволяє установку в будь-якій житловій кімнаті, включаючи спальню. До недоліків пасивних блоків можна віднести більші габарити.

Блок живлення з пасивним охолодженням

Блок живлення з активним охолодженням

Блоки живлення також відрізняються за ступенем захисту від пилу та вологи, що прийнято записувати, як клас IPxx (IP22, IP44, IP67). Існує ще дві категорії блоків для LED-стрічок:

• Герметичні чи вуличні (від IP65). Їхній зовнішній вигляд схожий на блоки живлення ноутбуків. Пристрої підвищеної потужності поміщені в металевий корпус із торцевими заглушками.



• Чи не герметичні. Має пластиковий або металевий кожух, оснащений перфорацією для кращого відтоку повітряного потоку, що утворюється під час охолодження деталей.

Розрахунок схеми живлення стрічки світлодіодного типу проводиться після визначення місця встановлення, класу його захисту та потужності відповідного блоку.

Процедура розрахунку потужності блоку живлення

Наведена таблиця містить відомості про потужність стандартних світлодіодних пристроїв. На вигляд світлодіодів, параметрам потужності для різної кількості пристроїв на один погонний метр, і типовим значенням потоку світла можна дізнатися загальну потужність LED-стрічки в конкретному випадку.

Якщо вам знадобився чотириметровий відрізок світлодіодної стрічки з джерелами світла SMD 5050 60 шт/м, потужність одного метра дорівнюватиме 14.4 Ватта. Процес розрахунку блока живлення відповідно до потужності виглядає так:

1. З'ясування загального споживання навантаження: 14.4Вт/м*4м=57,6 Ватт.



2. Визначення потужності блоку живлення з урахуванням збільшення від 20 до 40% до параметрів потужності навантаження, що підключається.Розмір запасу залежить від експлуатаційних умов.

При достатній вентиляції можна зупинитися на 20%. Встановлення блоку в невеликому, замкнутому, опалювальному приміщенні вимагатиме підвищення мінімальної потужності навіть понад 40%. У першому випадку формула розрахунку потужності блоку живлення виглядатиме так:

57.6 * 1.2 = 69,12 Ватт (70 Вт)

Якщо такого пристрою в магазині не знайшлося, зупиняйтеся на блоці більшої потужності, в жодному разі не меншою. Нижче ви зможете ознайомитись із типовою лінійкою номінальних потужностей блоків живлення з класом захисту IP20, представленою у каталогах оптових постачальників. Літерою В є блок живлення з активним охолодженням (вентиляторним).

Варто зазначити, що етикетка блоку живлення іноді містить відомості не про потужність, а максимальний вихідний струм. Тоді застосовуємо розрахунок струму, навіщо потужність ділимо на напругу:

Після округлення стає зрозуміло, що нам потрібний виріб з вихідним струмом 6 Ампер або вище.

Розрахунок схеми підключення блока живлення

Незважаючи на простоту обчислень, при підключенні довгої світлодіодної стрічки слід обов'язково звертати увагу на певні аспекти. Вивчимо кілька корисних порад з прикладу підключення стандартних схем.Основне правило – заборона на підключення до однієї лінії понад п'ять метрів LED-стрічки. Така продукція реалізується переважно п'ятиметровими бухтами, оскільки струм споживання струмопровідних доріжок обмежується саме п'ятьма метрами. Якщо надростити подібний відрізок додатковими шматками стрічки, термін експлуатації різко знизиться. Це обумовлено просадками напруги на кінці лінії та сильним її нагріванням.

Навіть якщо ви вирішите з'єднати кілька відрізків світлодіодної стрічки в одну лінію, загальна довжина має становити не більше п'яти метрів. Коли заплановано підключення стрічки довжиною понад п'ять метрів, можна скористатися одним із двох способів:

1. Здійснити прокладку кабелю від блока живлення до кожного наступного відрізка. При цьому слід знати, що переріз кабелю для лінії 12 В не повинен бути меншим за 0,75 мм². Точне значення розраховується струмом. Допустимо, ви зупинилися на п'ятиметровій бухті LED-стрічки SMD5050 60 шт/м. Її споживання струму дорівнює 6 амперам або 72 ватам.



2. Прокласти провід на 220 В та підключити його до додаткового блоку живлення.

Нижче ви бачите типові схеми підключення світлодіодних стрічок. Відрізка довжиною не більше п'яти метрів до одного блоку живлення:

Декілька відрізків загальною довжиною понад п'ять метрів до одного блоку:

Підсвічування великої довжини до двох блоків живлення:

На закінчення хочеться сказати, що вибір блоку живлення для світлодіодної стрічки не складе труднощів, якщо звертати увагу на три аспекти:

1. Місце розміщення.



2. Довжину стрічки та кінцеву схему підключення та встановлення.



3. Величину струму, споживаного стрічкою.

Так ви завжди зможете обчислити потужність і кількість блоків живлення, які будуть потрібні для організації освітлення або підсвічування, як у приміщенні, так і на вулиці.

Як ми розрахували потужність блоку живлення світлодіодної стрічки?

Щоб світлодіодна стрічка працювала коректно, потрібно підібрати для неї блок живлення правильної потужності. У цій статті наші фахівці компанії Giant4 розкажуть, як розрахувати потужність, підібрати блок та куди його краще встановити. Погнали!

Блоки живлення (БП) перетворюють напругу мережі 220В в 5В, 12В, 24В або будь-яку іншу робочу напругу, необхідну для живлення світлодіодної стрічки.

Найчастіше для живлення світлодіодних стрічок використовуються імпульсні блоки з резисторами як обмежувачі струму. Для підбору блоку живлення ми враховували наступні фактори: робоча напруга світлодіодної стрічки, її сумарну потужність, пил і вологозахист корпусу блоку живлення, габарити та розміри. Про кожного поговоримо трохи докладніше.

Робоча напруга БП (U)

У різних типів світлодіодних стрічок своя робоча напруга. Так воно може бути 12В, 24В, 36В, адресні світлодіодні стрічки SPI зазвичай запитуються від 5В. Таким чином, робоча напруга повинна відповідати напрузі блоку живлення на виході. У складніших моделях БП для спеціальних проектів є можливість плавного регулювання вихідної напруги. Ми використовуємо їх там, де необхідне нестандартне значення вихідної напруги або потрібна компенсація напруги на довгих проводах. Також з нестандартних рішень можна виділити блоки живлення з кількома каналами, на яких вхідна напруга має різні значення. Такі рішення підійдуть для проектів, в яких потрібно запитати стрічки з різною робочою напругою на джерело напруги.

Потужність світлодіодної стрічки (N)

Кожен блок живлення ми рекомендуємо розраховувати з коефіцієнтом запасу, який зазвичай становить 15-20% (позначимо його у формулі розрахунку як К2). Якщо знехтувати коефіцієнт запасу, то блок живлення працюватиме на межі, що в кінцевому тозі призведе до перегріву елементів і виходу з ладу всього БП. Сумарну потужність світлодіодної стрічки можна обчислити, помноживши питому потужність стрічки на 1 метр на загальну довжину стрічки в метрах (L).

Робоча потужність блоку живлення (РМШП) = L*N*К2.

Наприклад, візьмемо світлодіодну стрічку RGB 5050 14.4 вт/метр довжиною 8м, і максимальним К3 в 20%. РМБП = 8*14,4*1,2=138,24В. Округлюємо значення до більшої цифри, і для даного відрізка світлодіодної стрічки нам цілком вистачить блоку живлення в 150В.

Коефіцієнт запасу потужності

Давайте розглянемо докладніше, навіщо взагалі потрібен К3? Працюючи на межі потужності, нагрівання корпусу становитиме приблизно 60-70 градусів, і це лише зовні з урахуванням тепловіддачі, що тоді говорити про внутрішні елементи БП? Першими ознаками перегріву, окрім тактильних відчуттів, вважаються сторонні звуки. Оскільки блоки живлення не мають вентилятора, вони не повинні видавати ні трісків, ні свистів. Вийти з ладу в такій ситуації може навіть якісний виріб, а якщо товар був замовлений виключно з параметрів низького цінника, то при перегріві причиною виходу приладу з ладу, швидше за все, стане неякісна пайка, яка опинилася в позамежних умовах роботи. Необлужені висновки елементів згодом окислюються і зникає контакт. Простого користувача самостійно усунути таку несправність буде дуже складно. Тому при замовленні блоків живлення не прагнете особливо заощадити, можете згодом заплатити двічі.

Рекомендації щодо місця встановлення БП

Ми використовуємо у своїй роботі тільки якісні блоки живлення, але будь-який механізм прослужить довго лише в тому випадку, якщо Ви по відношенню до нього все зробили правильно. Наприклад, у питанні підключення дуже важливий повітряний простір для природної вентиляції, тому ми рекомендуємо створити подушку в 20 см навколо БП по висоті і з усіх боків (крім низу, звичайно). Близькість до нагрівальних приладів та гарячих поверхонь веде до перегріву та знижує максимально допустиме навантаження для підключення. Якщо для підключення потрібні два і більше блоки живлення, їх не варто розташовувати впритул один до одного. Прямі сонячні промені також ведуть до природного, хоч і не постійного, перегріву корпусу. Потрібно вибирати таке місце, в якому за потреби БП буде доступним для перевірки роботи та можливого обслуговування.

Світлодіодне освітлення чудово працює на споживача в тому випадку, якщо всі технічні моменти прораховані правильно, закуплено якісний товар та дотримано технології підключення. Робіть свої світлові проекти продумано та користуйтеся лише перевіреною інформацією!

Олександре, дякую Вам за уважність і те, що звернули увагу на недоліки! Обов'язково виправимося))

Забули врахувати. Якщо стрічка більше 5 метрів, то у блоку горітиме яскраво. А далі тьмяніше і тьмяніше при RGB. Для цього використовують підсилювачі. Якщо ви експерт ось вам завдання: RGB стрічка 17,7 м.п. Відповідно з пультом керування одним. Стрічка 14,4 вт на м.п. споживає. Що потрібно купити і як підключити так, щоб коли даєш маленьку потужність всі шматки стрічки горіли однаково. А не лише біля блоку. І яка має бути послідовність :)

Просто 17,7 м.п. розділити на два, стрічку розрізати та запитати з двох кінців від блоку трансформатора.

А чого Ви не берете блоки живлення від персональних комп'ютерів? Коштують значно дешевше, продаються у будь-якому компмагазині, потужність 300-400 вт.

Наприклад, нас у магазині БП на 400 ват коштує майже 1400 рублів, з охолодженням і всіма плюшками. У ДНС, ну скажімо так, не самий клювання Aerocool на 450 ват коштує приблизно 1650 рублів, це по-перше дорожче, а по-друге в комп'ютерному БП є кілька ліній, на 3.3 вольта, на 5 вольт і на 12 вольт. Так ось у БП на 450 ватів на 12 вольтову лінію максимальне навантаження 360 ватів. Віднімаємо покладені 20% і виходить близько 300 Вт. Разом, за галасливий аерокул (а це один із найбюджетніших БП) платимо більше, а потрібного ефекту отримуємо менше.
По-друге, розміри. Спеціалізований БП відчутно менший за розмірами. А ще, наприклад, у комп'ютерних БП є непотрібні дроти, які не виріжеш просто так - під материнську плату, під процесор та іншу периферію. Це все зайва "локшина".
Якщо підключати до комп'ютерного БП, треба або різати 12 вольтові дроти, щоб до них припаяти стрічку, або майструвати molex роз'єм (роз'єм живлення комп'ютерний). Зі світлодіодним БП просто дроти затиснув у клеми і все.
Також щоб запустити комп'ютерний БП, треба на роз'ємі, до якого підключається материнська плата, перемичкою замкнути чорний та зелений роз'єм. Ну теж така собі ідея, щось замикати в "локшині", яка висить і заважає. Загалом це якось довго та трохи незрозуміло.
А ще є така особливість у бюджетних комп'ютерних БП, що їх не можна підключати без навантаження, але точно я Вам тут не скажу.
Ну і мене трохи хвилювало питання, що може бути, якщо навантажити під стелю 12 вольтову лінію на БП, залишивши 3.3 і 5 вольтову порожню. Раптом якісь перекоси імпульсні.
Ну і трохи незручно, напевно, буде запхати дуже шумний БП від комп'ютера за карниз або комфортно закріпити над натяжною стелею.