Как рассчитать мощность трансформатора для светодиодной ленты

Осветители на базе светодиодных лент со временем приобретают все большую популярность и успешно используются в различных целях. Сегодня они применяются не только для декорирования закрытых и открытых пространств, но и для обустройства общего освещения. Кроме того, с их помощью удается реализовать идею коммерческих световых эффектов, привлекающих внимание к рекламным щитам и баннерам. В состав источников питания для осветителей, рассчитанных на пониженное напряжение, входят трансформаторы для светодиодных лент на 12 Вольт (ТП).

Особенности и характеристики светодиодных источников

Различные образцы светодиодных изделий различаются по ряду признаков, основными из которых являются:

• направленность светового потока;
• плотность монтажа;
• номинальное напряжение питания;
• степень защиты.

По первому показателю известные образцы LED приборов делятся на фронтальные и торцевые изделия. Наибольшее распространение получили ленты с фронтальной ориентацией и углом рассеивания порядка 120 градусов. Гибкие полосы с боковым источником свечения не так популярны, поскольку излучение у них ограничено угловым радиусом в 90 градусов.

Величина светового потока от светодиодной ленты пропорциональна количеству установленных на ней излучающих элементов, приходящихся на один погонный метр. Согласно существующей классификации это число выбирается из следующего ряда: 30, 60, 90, 120 и 240 точечных единиц. Напряжение питания для низковольтных лент бывает либо 12, либо 24 Вольта. Более высокие значения встречаются крайне редко.

Различные марки ЛЕД лент отличаются показателями защищенности от пыли и влаги. Класс защиты указывается на упаковке изделия в виде сочетания букв IP и следующих за ними двух цифр. Полоска с открытым монтажом диодных элементов относится к классу IP20 — герметизация полностью отсутствует. Максимально защищенная от климатических воздействий лента имеет наивысшую степень, обозначаемую как IP68.

Как правильно выбрать ТП для LED–лент

Основным рабочим узлом блока питания (БП) является преобразователь напряжения, понижающий сетевые 220 Вольт до нужной величины. Технические параметры, в соответствии с которыми выбирается трансформатор для светодиодов:

• величина напряжение на выходе устройства;
• мощность, которую он способен развивать в нагрузке;
• степень защиты трансформатора от воздействия влаги.

Напряжения питания, на которые рассчитывается БП, выбираются на усмотрение пользователя из ряда рабочих значений 12 и 24 Вольта. Выходная мощность встроенного в него трансформатора зависит от количества подключаемых к блоку осветительных элементов. Степень защиты конструкции от воздействия влаги и пыли обозначается также как и для светодиодов (IP20-IP68) и выбирается в зависимости от условий эксплуатации.

Преимущества импульсных трансформаторов

При выборе источника питания, оптимально подходящего для эксплуатации в домашних условиях, необходимо учесть следующие особенности входящих в его состав узлов:

• Типовой трансформатор для светодиодной ленты изготавливается, как правило, по импульсной схеме.
• Такой подход позволяет сократить размеры и массу самого источника питания (ИБП).
• Одновременно с этим повышается экономичность всего устройства в целом.
• Повысить эффективность работы ИБП позволяет электронная схема формирования выходного напряжения с защитой от перегрузок.

Благодаря достоинствам импульсных трансформаторов изготавливаемые на их основе устройства полностью вытеснили устаревшие аналоговые образцы.

Варианты исполнения ИБП

По своему исполнению и рабочим характеристикам источники питания для светодиодов подразделяются на следующие виды:

• компактный сетевой блок, внешне похожий на зарядное устройство для телефонов;
• небольшой по размерам модуль, помещенный в прямоугольный продолговатый корпус;
• электронный балласт в полностью герметичной коробке;
• аналогичная схема, размещенная в негерметичном корпусе стандартного размера.

Блоки имеют небольшую мощность (30-36 Ватт), но зато стоят достаточно дешево. Модули отличаются большим показателем мощности (до 75 Ватт). Подобно первым образцам они рассчитаны на работу с декоративной подсветкой, но в отличие от них имеют более высокую стоимость.

Электронные балласты в полностью герметичном корпусе предназначаются для эксплуатации в суровых климатических условиях. Они используются для освещения рекламных щитов и подобной продукции, размещаемой на улице. Их негерметичные аналоги, помещенные в корпус типового размера, широко применяются в быту и в рабочих офисах. Среди современных производителей трансформаторных источников питания особой популярностью пользуются российские компании ММП «Ирбис» и ИПС, а также зарубеные «Helvar» и «Mean Well» (Тайвань).

Расчет мощности трансформатора ИБП

Исходными данными для расчета трансформатора для ИБП являются параметры освещенности, которые предполагается достичь посредством данного устройства. Для успешного решения этой задачи потребуется определиться с длиной ленточки, обеспечивающей нужный световой эффект. Если исходить из того, что на одном ее метре размещается 60 стандартных диодов с суммарным потреблением 4,8 Ватта, посчитать общую мощность удается простым перемножением двух известных цифр. Для этих целей даже не потребуется калькулятор, поскольку все операции легко совершаются в уме.

Если для получения заданного уровня освещенности потребовалось 10 метров по 60 светодиодов – суммарная потребляемая ими мощность будет составлять 4,8х10=48 Ватт. С учетом небольшого запаса по этому параметру следует подобрать блок питания, мощность которого составляет порядка 50-60 Ватт.

Особенности трансформаторов и их подключения

При подключении трансформаторов питания важно учесть некоторые тонкости этой процедуры:

• включать ИБП без присоединенной к нему нагрузки нежелательно;
• сначала следует подсоединить светодиоды, а затем подавать на них напряжение;
• подключать ленточки светодиодов нужно с учетом полярности, указанной на подложке.

Еще одна особенность процедуры состоит в способе соединения нагрузок (отдельных ленточек). Характерным для них является параллельное подсоединение к выходной колодке ИБП посредством специального переходника — его концы подпаиваются к контактным пятачкам ленты. Однако если общая длина одной полоски превышает 5 метров, допускается использовать последовательное включение. Во всех остальных случаях такое соединение нельзя назвать правильным, поскольку оно приведет к снижению яркости свечения задействованных светодиодных элементов.

Чтобы подключить к блоку питания RGB ленту, потребуется дополнительный модуль, управляющий параметрами цветных элементов: их яркостью и интенсивностью свечения. Кроме того, устройство позволяет повысить нагрузочную способность ИБП — используется как своеобразный усилитель.

Самодельный трансформаторный БП на 12 Вольт

Самостоятельное изготовление трансформаторного блока питания для лент освещения проще всего рассмотреть на примере аналоговой модели, в которой задействован типовой стабилизатор. Для его сборки потребуются следующие комплектующие и детали:

• индуктивный трансформатор, понижающий напряжение с 220 до 15 Вольт переменного тока;
• выпрямительный узел на основе диодного мостика;
• несколько фильтрующих элементов — конденсаторов емкостью не менее 1000 мкФ;
• обычный стабилитрон и управляющий транзистор n-p-n структуры;
• микросхема стабилизатора КРЕН8Б, рассчитанная на выходное напряжение 12 Вольт.

Согласно схеме самодельного блока питания, пониженное до необходимого уровня переменное напряжение выпрямляется диодным мостом, после чего ненужные гармоники отфильтровываются посредством конденсаторов. Постоянное напряжение величиной 15-17 Вольт подается затем на выходную микросхему, где формируется стабилизированное напряжение 12 Вольт.

Самодельный БП ограничен в применении и больше подходит для демонстрационных целей. Для эффективного энергоснабжения разветвленной сети светодиодных лент потребуется промышленный блок питания с набором дополнительных функций.