Как рассчитать мощность блока питания для светодиодов?

Как выбрать блок питания для светодиодной ленты. Формула расчета мощности.

Что такое блок питания для светодиодных лент? Это прежде всего преобразователь сетевого напряжения 220В, в рабочее напряжение ленты 12 или 24В.

Блоки питания (сокращенно БП) бывают:

Поэтому выбирают их в зависимости от места установки.

Приобретается БП отдельно от ленты и в комплекте с ней не идет. Главный параметр выбора — его номинальная мощность. Как же подобрать и рассчитать необходимый под ваши нужды соответствующий блок?

Для этого в первую очередь необходимо знать мощность всей ленты. Плюс прибавить к ней определенный запас по ваттам. Минимум этого запаса — 30% от общей мощности.

Как подсчитать мощность светодиодной ленты? Для начала узнайте сколько потребляет 1 метр. Эти данные обычно указываются на упаковке.

Если упаковки нет, то можно воспользоваться таблицей и примерно рассчитать мощность, в зависимости от типа светодиодов и их количества на 1 метр.

После этого замерьте длину всех отрезков, которые будут подключаться к блоку.

Далее расчет мощности блока питания нужно сделать по формуле:

Для примера: у вас есть лента 4,8Вт/м. Ее протяженность — 18 метров. Формула расчета мощности показывает, что вам необходим БП мощностью в 112Вт.

При этом всегда выбирайте блок, ближайший в большую сторону. Для данного случая это 120Вт.

Коэффициент запаса мощности меньше 30% не используйте. Зачем он вообще нужен, спросите вы?

Он необходим, чтобы блок питания не работал на пределе своих возможностей. Если вы подберете блок строго по значению мощности ленты, то проработает он совсем не долго. И то, если это качественное изделие.

Нагрев корпуса в этом случае будет стабильно составлять 60-70 градусов. А что говорить о внутренних элементах схемы!

При этом вполне возможны появления посторонних звуков.

Также при перегреве возможны нарушения некачественной пайки. Зачастую, именно она является частой причиной выхода прибора из строя.

Не облуженные выводы элементов, со временем окисляются и элементарно пропадает контакт. Найти такую неисправность простым обывателям, не связанным с радиотехникой, бывает сложно.

И они просто выкидывают блок в мусорку. Хотя для его починки, всего-то нужно было хорошенько пропаять один из контактов.

После того, как определились с типом и мощностью, необходимо выполнить правильное подключение. На всех блоках обязательно идет маркировка клемм. Перепутать бывает сложно. Главное разобраться, что означают эти надписи.

Первые клеммы обозначают как L и N. Это контакты подключения напряжения питания 220 Вольт. L — это фаза, N — ноль.

Но по-большому счету, фазировка или полярность здесь не важны. Поэтому не обязательно выяснять, где у вас в проводке ноль, а где фаза. Блок будет работать одинаково.

Конструктивно в БП на входе стоит мостовой выпрямитель, и ему все равно к какой паре диодов будет подана фаза. Хотя предохранитель изначально и стоит в фазной цепи L.

Обратите внимание, что некоторые блоки могут подключаться как в сеть 220В 50Гц, так и 110В 60Гц (напряжение в США). Для этого у них сбоку имеется переключатель.

Затем идет значок заземления. Это место куда подключается заземляющий проводник, если у вас трехпроводная сеть и дома есть нормальный контур заземления.

Когда в розетках дома только фаза и ноль, без заземляющего провода Pe — данная клемма остается пустой. Ничего подключать на нее не нужно.

Иногда вместо «-V» может быть надпись «COM«.

Соответственно «+V» это место, куда подключается плюсовой провод, а «-V» — минусовой.

На тех корпусах, где +V и -V по 4шт и более, все эти выхода запараллелены. Поэтому без разницы, куда вы подключите 4 провода от 2-х лент, под две клеммы «+» и «-» или под четыре.

Однако производители рекомендуют при параллельном подключении нескольких лент, использовать все клеммы блока питания.

Чем мощнее БП, тем больше у него выходных клемм для подключения светодиодных лент.

Когда для вас не принципиальны габариты, то можно даже поставить б/ушный блок питания от компьютера. Главное, чтобы его характеристики подходили.

То есть, выходное стабилизированное напряжение 12 или 24В, и необходимая мощность с 30% запасом. Правда, такие модели обычно идут с вентилятором и будут сильно шуметь, имейте это ввиду.

Когда лента уже идет с припаянными проводами, то как правило, черный цвет обозначает минус, а красный — плюс.

Однако доверяться только цветам не стоит. Всегда проверяйте саму ленту.

Еще на корпусе с самого краю может быть регулировочный винт. Обозначен он как ADJ.

Он убавляет или добавляет выходное напряжение. Например, когда у вас в сети стабильно ниже чем 220В (200-205В), то и светодиоды в ленте будут гореть не так ярко, как должны.

Подрегулировать это можно с помощью данного винта. Однако специалисты не советуют делать выход больше 12В. Считается даже лучше, если выходное напряжение будет немного меньшим. Это здорово продлит срок службы ваших светодиодов.

Запомните, что источник питания напрямую влияет на срок работы ленты, если у него выход больше 12 Вольт. Все остальные проблемы, как правило связаны с перегревом, деградацией кристаллов и некачественными производителями.

Причины выхода из строя светодиодной ленты

Светодиодные ленты выходят из строя по разному. Если от перенапряжения — то сгорают все элементы сразу, или перестают светить некоторые сегменты.

Если от перегрева, то неравномерно теряется яркость по всей ленте. Одни светодиоды светят ярче, другие тусклее.

Когда вышел срок службы, то светодиоды равномерно теряют яркость до определенного момента. После достижения минимума, яркость деградации прекращается.

Иногда бывает, что лента начинает самопроизвольно мигать. Если мигает вся одновременно — причина в блоке питания. Если сегментами — то проблема в самой ленте.

Если у вас лента многоцветная — RGB, то в этом случае еще нужно подключить контроллер.

То есть, теперь вы подключаете RGB ленту не к источнику питания, а к контроллеру. У многоцветной ленты всего 4 провода.

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты по техническим характеристикам, расчёт мощности

Декоративное или основное освещение при помощи светодиодных лент в последнее время получило широкое распространение. Так как для питания таких лент используется постоянное напряжение 12В (реже 24В), то для долговечной и правильной работы такого освещения важно правильно подобрать понижающий трансформатор или, как его ещё называют, блок питания. В этой статье мы рассмотрим основные критерии выбора такого устройства.

Основные технические параметры блока питания светодиодной ленты

Блок питания светодиодной ленты – понижающий трансформатор, который преобразует переменное напряжение 220 вольт в постоянное со значениями 12 или 24 вольта. Блоки питания для таких осветительных приборов выпускают импульсного исполнения, в основе работы которых лежит трансформация входного напряжения в импульсы высокой частоты, для того чтобы напряжение постоянного тока на выходе имело качественное выпрямление. Такие приборы имеют достаточно высокий КПД, компактные размеры и хорошие технические характеристики.

Выходное напряжение БП

Из-за особенности конструкции, производители светодиодных лент выпускают устройства с напряжением питания 12 или 24 вольта постоянного тока. Иногда, для очень мощных лент используют напряжение 36 вольт, но это, скорее, исключение. Важное правило при выборе трансформатора заключается в том, что напряжение на выходе из него должно соответствовать напряжению светодиодной ленты.

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты

Самой главной характеристикой, после напряжения, для подбора трансформатора к определенной светоизлучающей ленте является мощность. Этот параметр блока питания должен быть выше мощности светодиодной ленты, как минимум на 20 процентов. Обычно, мощность электроприборов указывается на его корпусе. Светодиодные ленты и трансформаторы не исключение. Но бывает так, что на светодиодной ленте не указана эта характеристика и, в связи с этим, может возникнуть сложность при расчете требуемого блока питания.

Важно понимать, что мощность светодиодной ленты напрямую зависит от типа светодиодов, плотности их монтажа на ленте и её длины.

Разные типы матриц имеют различные значения мощности, которые могут существенно различаться. Например, популярные светодиоды имеют следующие мощности:

Светодиод	3528	5630	5050	2835	5730
Мощность светодиода, Вт	0,11	0,5	0,3	0,2	0,5

Обратите внимание! Цифры в марке светодиода указывают на его размер в миллиметрах, например, 3528 — 35 мм на 28 мм.

Зная (или посчитав) количество диодов на 1 метре ленты, можно рассчитать мощность для всей её длины. Для удобства уже давно посчитаны и находятся в свободном доступе таблицы с мощностью лент каждого типа, ориентируясь на эти таблицы можно правильно и легко подобрать блок питания для светодиодной ленты.

Тип ленты	Плотность светодиодов на 1 метр	Мощность 1 метра ленты	Мощность 5 метров ленты
SMD3014	60 шт	6,0 Вт	30 Вт
	120 шт	12,0 Вт	60 Вт
	240 шт	24,0 Вт	120 Вт
SMD3528	30 шт.	2,4 Вт	12 Вт
	60 шт	4,8 Вт	24 Вт
	120 шт	9,6 Вт	48 Вт
SMD5050	30 шт.	7,2 Вт	36 Вт
SMD5050	60 шт	14,4 Вт	72 Вт
SMD5630	30 шт.	6,0 Вт	30 Вт
SMD5630	60 шт	12,0 Вт	60 Вт

Закрепляя вышесказанное, определяем следующую последовательность расчета и выбора трансформатора для светодиодной ленты:

Выбрать светоизлучающую ленту и рассчитать необходимую длину;
Выяснить матрицу светодиодов (визуально или исходя из руководства пользователя) и плотность их установки на ленте;
Рассчитать мощность метровой ленты;
Умножить полученную мощность 1 метра на итоговое значение длины ленты;
Получить номинальное значение мощности трансформатора.
Учесть коэффициент запаса мощности (об этом ниже), умножить на номинальную мощность и получить искомое значение необходимой мощности устройства.

Например, имеем светодиодную ленту на 12 В, длиной 3 метра, со светодиодами SMD 5050, количество светодиодов на 1 метре — 60 шт. Потребляемая мощность 1 метра такой ленты примерно 15 Вт, то есть 1 м = 15 Вт. Тогда 3 м = 15 Вт * 3 = 45 Вт. Умножаем на коэффициент запаса 20 % и получаем, что нам нужен блок питания на 45 Вт * 1,2 = 54 Вт. При этом потребляемый ток такой светодиодной ленты будет равен 54 Вт / 12 В = 4,5 А.

Коэффициент запаса мощности

Для правильного расчета блока питания нужно учесть еще один фактор. Если выбрать БП с мощностью, равной светодиодной ленте, то он будет нагреваться и это может не только сократить срок службы, но и, в случае некачественной сборки, привести к пожару. Поэтому, покупая трансформатор для светодиодной ленты необходимо учесть запас мощности для прибора. Обычно выбирают устройство с мощностью на 20 % выше, чем потребляемая мощность светодиодной ленты. Запас мощности гарантированно защитит вас от перегрева устройства и позволит долго и без проблем эксплуатировать блок питания.

Габаритные размеры

Блоки питания выпускают различных форм и размеров. Чаще всего мощность прибора определяет его габаритные размеры. Чем выше мощность, тем больше прибор. Также мощные приборы имеют вентилятор для охлаждения устройства в процессе работы, а это значительно увеличивает размер и требования к установке.

Для того чтобы скрыто подключить несколько участков ленты, лучше всего выбрать несколько небольших блоков питания, чем один большой. Это выйдет немного дороже, но так можно будет спокойно скрыть блоки питания в конструкциях и распределить нагрузку на несколько приборов.

Степень защиты от проникновения влаги и пыли

Блоки питания, как и светодиодные ленты, производятся в исполнениях для различных условий эксплуатации и имеют разную степень защиты от влаги и пыли. При выборе трансформатора необходимо учитывать влияние внешней среды на прибор. Например, при эксплуатации в жилых помещениях с нормальной влажностью достаточно защиты IP20 – IP40. Если планируется монтаж блока питания на улице, для защиты от осадков следует приобретать прибор с IP67. Классификация по качеству защиты от влаги и пыли одинакова для всех электрических приборов и устройств, поэтому найти её не составит труда.

Если мощность блока питания достаточно высокая, то в приборах без защиты от влаги и пыли, для охлаждения будет использоваться вентилятор. При работе он вырабатывает определенный уровень шума. Если шум прибора неприемлем для поставленных задач, то лучше выбрать влагозащищенное устройство, которое будет иметь пассивное охлаждение.

Наличие охлаждения

При правильном расчете блока питания по мощности подключаемых светодиодных лент, он не нагреется, и будет стабильно и безопасно функционировать. Но все же, если мощности слишком высокие, то перегрев возможен. Чтобы исключить отрицательное воздействие повышенной температуры на прибор в его конструкции предусматривается система охлаждения. Она бывает активной или пассивной.

При активном охлаждении в корпусе устройства монтируется вентилятор, при этом такие блоки питания не могут быть выполнены во влагозащитном исполнении из-за необходимости циркуляции воздуха внутри прибора и обмена с окружающей средой. Такие трансформаторы издают шум от работы вентилятора и имеют повышенное энергопотребление, что является отрицательными качествами. Но стоит заметить, что активное охлаждение – наиболее эффективный способ понижения температуры прибора.

Пассивное охлаждение конструктивно выполняется в виде специальных металлических радиаторов, которые устанавливаются в места, где происходит наибольший нагрев платы прибора. Также пассивное охлаждение происходит благодаря металлическому корпусу приборов, как во влагозащищенном, так и в обычном исполнении.

Дополнительные функции

Коррекция коэффициента мощности

В характеристиках блоков питания иногда указывают наличие коррекции реактивной мощности. В документации на прибор она обозначается PFC или Power Factor Correction. Это означает, что блок питания имеет высокие технические характеристики по части энергосбережения и полезного использования потребляемого питания. Более того, такие трансформаторы позволяют группировать их без специальных пусковых автоматов и экологичны, ввиду высокого КПД.

Материал корпуса

Корпус прибора может быть выполнен из пластика, алюминия или другого металла. Алюминиевый корпус применяют не только для уменьшения веса прибора и защиты от повреждений, но и для пассивного охлаждения блока питания. Металлический корпус также защищает от механических воздействий и охлаждает прибор, но весит значительно больше алюминиевого. Пластиковый материал для корпуса применяют у приборов, которые будут эксплуатироваться с маломощными светодиодными лентами и без вероятности повреждения.

Наличие RGB-контроллера

Для подключения и использования RGB и RGBW лент недостаточно приобрести только понижающий блок питания. В этом случае необходим еще контроллер RGB ленты, который позволит менять оттенок освещения ленты при помощи различных устройств управления (пульт, дисплей и прочее). Некоторые блоки питания комплектуются такими контроллерами и предназначаются исключительно для многоцветных лент. Они стоят дороже обычных трансформаторов. Для одноцветных вариантов светодиодных лент использование контроллера не требуется.

Схемы подключения светодиодных лент к сети 220 В и способы соединения лент между собой

Как выбрать светодиодную ленту для подсветки, типы светодиодных лент, расшифровка маркировки

Способы вычисления потребления электроэнергии бытовыми приборами

Что такое импульсный блок питания и где применяется

Как правильно рассчитать резистор для светодиода?

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Детали расчета мощности блока питания для светодиодов

Светодиодная лента крепко закрепила за собой звание одного из наиболее лучших источников света для дома. Это изделие обладает массой достоинств, что делает ее оптимальным решением как уличной, так и домашней подсветки. Но использование светодиодной ленты имеет один важный нюанс. Здесь нужно правильно рассчитать, какой мощности должен быть блок питания.

Блок питания для светодиодной ленты

Что нужно знать о блоках питания и как происходит расчет их мощность для конкретной светодиодной ленты, вам расскажет данная статья.

Зачем необходим преобразователь

Блок питания (БП) или преобразователь всегда является неотъемлемой частью схемы подключения любой светодиодной ленты. Это связано с тем, что led-продукция такого плана всегда имеет напряжение в 12 или 24 вольт. А вот напряжение в сети питания любого дома имеет напряжение в 220 вольт. Поэтому и необходим преобразователь, чтобы напряжение в сети не вывело из строя светодиодный компонент ленты.
Но выбирая преобразователь напряжения, необходимо совершать расчет требуемой мощности блока питания. Дело в том, что мощность блока питания напрямую зависит от следующих параметров:

тип светодиодной ленты, а именно плотность диодов на ее метре длины;

общая длина ленты, с помощью которой будет создаваться та или иная подсветка;
запас мощности, который всегда должен учитывать расчет данного параметра.

Обратите внимание! В разной литературе запас мощности для блока питания, который должен учитывать расчет, может составлять 20-30 %.

Но нельзя брать меньше 20 %, так как в такой ситуации велика вероятность того, что преобразователь не сможет справиться со своей работой при изменении условий функционирования (например, подключения дополнительного куска ленты).
На прежде, чем рассчитать то, какой мощности вам понадобиться блок питания для светодиодной ленты, нужно разобраться в их видах.

Виды подходящих преобразователей

Сегодня рынок электронике имеет огромный ассортимент блоков питания, которые можно подключить к светодиодной ленте. Кроме преобразователя напряжения, данное устройство может еще называться и электронным трансформатором. Но это уже порядком устаревшее название. Иногда его даже могут назвать «драйвером», что, по сути, является некорректным названием, ведь БП является источником напряжения, а не источников тока.
Чтобы расчет требуемой мощности блок питания не был проведен в пустую, при покупке светодиодной ленты нужно, необходимо знать, какие вообще БП могут к ней подключаться. Их классификация бывает самой разнообразной. Поэтому рассмотрим наиболее часто встречаемые деления на различные виды устройств.
Поскольку блок питания преобразует напряжение, он достаточно сильно нагревает при своей работе. В связи с этим важным параметром выбора данного типа устройства будет способ его охлаждения. По способу охлаждения, преобразователи бывают следующих типов:

активные. Из названия видно, что для охлаждения используется активный механизм – вентиляторов. Он установлен в корпусе прибора и обеспечивает его достаточно эффективное охлаждение. Такие БП характеризуются небольшими размерами и высокими мощностями. Поэтому к ним можно подключать много метров светодиодной ленты;

Обратите внимание! Минусом активных устройств является выраженный шум во время работы. Также периодически нужно проводить чистку прибора и смазывание вентилятора.

Активный блок питания для светодиодной ленты

пассивные. Внешне они напоминают блок питания для ноутбука. При этом он имеет решетчатую часть корпуса, через которую происходит пассивное охлаждение. Такие модели менее эффективны, так как не всегда могут охлаждать устройство. К ним не рекомендуется подключать длинную подсветку из светодиодов.

Пассивный блок питания для светодиодной ленты

Также преобразователи, которые можно подключать в сему питания светодиодной ленты, могут различаться по своему внешнему виду на следующие группы:

черный пластиковый корпус, очень похожий на БП от ноутбука. На корпусе имеется наклейка с указанием на ней всей необходимой информации о технических характеристиках изделия. Для светодиодной ленты они считаются достаточно оптимальным выбором;
алюминиевый герметичный корпус. Такие изделия следует приобретать для помещений, где имеется повышенная влажность. Подключать их необходимо к светодиодной продукции влагостойкого типа, которая будет выступать в качестве подсветки на кухне, в ванной комнате или балконе;
металлический корпус, в котором имеется контактная площадка, а также отверстия. Данный тип БП нужно использовать только в помещениях, где преобладает сухой микроклимат. Причем размещать их нужно в закрытом месте, которое надежно защищено от пыли и грязи. Это, наверное, самые малоэффективные преобразователи.

Внешний вид блоков питания

Это далеко не полная классификация БП.

Дополнительный вариант классификации

Собираясь провести расчет необходимой мощности преобразователя, нужно учитывать то, что такие устройства могут различаться между собой по функциональности. К примеру, БП для светодиодной ленты может быть простым, т.е. только заниматься преобразованием напряжения. А может иметь встроенный диммер, а также приемник для работы по радиоканалу или инфракрасному каналу от дистанционного управления пульта. Некоторые модели могут быть одновременно оснащенными и диммером и пультом дистанционного управления. Но такие модели будут стоить значительно дороже.

Блок питания, работающий от пульта

Каждое дополнительное приспособление позволит вам более эффективно и комфортно использовать всех элементы подсветки и создать уникальные световые эффекты. Но это будет возможно только тогда, когда был проведен правильный расчет мощности требуемой от преобразователя в каждой конкретной ситуации.

Приступаем к вычислениям

Поскольку нельзя воткнуть светодиодную ленту в стандартную розетку, то для ее подключения, как мы уже выяснили, следует использовать блок питания с конкретной мощностью. Размер этого параметра можно вычислить математически. Но для этого нужно знать, как это делается.
На сегодняшний день светодиодные ленты выпускаются с напряжением в 12 и 24 вольт.

Обратите внимание! Большей популярностью пользуется осветительная продукция на 12 вольт, так как она обойдется в разы дешевле.

Чтобы рассчитать мощность необходимо знать тип используемой ленты (например, RGB-ленты SMD 5050) и какое количество светодиодов размещено на одном метре ее длины. Для данного типа ленты на одном метре помещается 30 светодиодов. Чтобы узнать это значение для других моделей, нужно воспользоваться следующей таблицей.

Таблица. Количество светодиодной на один метр ленты

Сам расчет мощности состоит из последующих шагов:

вначале выясняем, какую мощность будет потреблять один метр осветительного прибора. Этот параметр уже приведен в таблице;
далее нужно рассчитать, какую мощность будет потреблять целая ленты. Для этого нужно просто общую длину подсветки умножить на мощность одного метра. К примеру, в нашем случае необходимо 10 метров (такую длину возьмем для простоты расчетов) умножить на 7,2 ватта. В результате получим 72 ватта.

По сути, это и весь расчет. Нужно только совершить последнее действие, которое, при неправильном выполнении, может свести на нет все ваши математические вычисления. В необходимую мощность для блока питания, для подключения к нему светодиодной ленты, следует заложить запас, который будет защищать устройство от возможных перегрузок. Обычно запас составляет не менее 20 % от общей мощности осветительный установки, т.е. в нашем случае от 72 ватт. Некоторые рекомендуют, чтоб наверняка, брать целых 30 %.
Обратите внимание! Эти 23 или 30 % запаса, для простоты расчетов, можно представить в виде коэффициента запаса. Для 20 % он будет равняться 1,20, для 25 % — 1,25, а для 30 % — 1,30.
Если брать запас в 30 %, то конечная цифра у нас будет уже не 72 ватта, а 93,4 ватта. Именно такой мощности (допускается округление значения) и следует покупать блок питания того вида, который вам больше понравился по своим техническим характеристикам или особенностям функционирования.
Помните, что правильно рассчитанная мощность преобразователя является залогом длительной и качественной работы подсветки, подключенной к нему. Поэтому к математическим вычисления в данной ситуации нужно подходить очень ответственно, если вы хотите как можно реже ходить в магазин или на рынок за новым БП.

Что лучше — один большой или несколько маленьких?

Совершив все необходимые вычисления, описанные выше. Существует несколько вариантов развития события:

покупка одного большого блока питания с необходимой мощностью;
установка нескольких преобразователей, имеющий в сумме требуемый уровень мощности.

Вариант схемы подключения БП к светодиодной ленте

Известно, что светодиодная лента продается в катушках по пять метром. Одну такую катушку можно подключать к одному блоку питания. При этом количество БП может варьироваться от общей длины светодиодной ленты. Поэтом каждый протяженный участок подсветки должен подключаться к своему преобразователю. Это означает, что для питания светодиодной подсветки длиной в 15 метров в схему подключения нужно включить целых три блока питания мощности, необходимой для запитки 5 метров ленты (с запасом не менее 20 %).
Многие не понимают, почему в такой ситуации нельзя установить один мощный БП. Так делать не советуют, так как такая схема установки будет иметь следующие недостатки:

сам преобразователь будет обладать большими габаритами. В связи с этим его будет очень проблематично спрятать;
большие размеры БП и мощность будут приводить его сильному нагреванию. Не всегда получиться в такой ситуации создать качественную вентиляцию воздуха для эффективного охлаждения преобразователя;
для охлаждения большого блока питания понадобиться хороший вентилятор, а он, при своей работе, будет создавать значительный шум. Его особенно хорошо будет слышно ночью;
чистить вентилятор придется каждые полгода. Если же этого не делать, то он просто сгорит от перегрева;
импульсный трансформатор, находящий внутри любого БП, будет издавать дополнительный шум, а именно неприятный писк. Он появиться не сразу, а через некоторое время. Чем чаще будет случаться перегрев, тем сильнее будет писк трансформатора;
установка такого преобразователя будет гораздо проблематичнее и длительнее.

Как видим, гораздо проще установить для питания длинной подсветки несколько БП, чем они большой и потом страдать от всего недостатков такой установки.

Заключение

Основной качественной, долго функционирующей светодиодной подсветки, реализованной с помощью ленты, является не только оптимальным образом подобранный и установленный блок питания, но и правильно проведённый расчет его мощности. Теперь зная, как происходит расчет этого показателя, у вас не возникнет проблем с любой led-продукцией.

Расчёт мощности блока питания для светодиодной ленты 12В

Светодиодное осветительное оборудование потребляет намного меньшую мощность, чем традиционные лампы накаливания или галогенные светильники. Но многие LED-приборы, включая ленты, питаются от напряжения 12..36 вольт. При пониженном напряжении даже умеренная мощность вызывает протекание достаточно больших токов. Поэтому к выбору источника питания для светодиодного полотна надо подойти осознанно.

Импульсный или трансформаторный

Долгие десятилетия сетевые источники питания строились по схеме: понижающий трансформатор – выпрямитель – фильтр. Этот принцип не изжил себя и сейчас, во многих случаях это оптимальный вариант. Но с развитием электроники все чаще стали употребляться импульсные блоки питания. Несмотря на сложность схемотехники, они имеют неоспоримые преимущества:

легкость;
небольшие габариты;
высокий КПД, который в теории может быть равным 100%.

К недостаткам можно отнести генерацию высокочастотных помех в сеть (что может привести к сбоям в работе чувствительных устройств, питающихся от той же сети) и в нагрузку. Для борьбы с первой проблемой БП оборудуются фильтрами на входе (у недорогих источников выполняются по простой схеме или отсутствуют). Вторая проблема для светодиодов не важна. Поэтому выбор сделан — для питания LED-приборов применяются легкие и мощные импульсные источники питания.

Выбор блока питания по электрическим характеристикам

Расчет блока питания для любой светодиодной ленты надо начинать с напряжения. Оно должно соответствовать напряжению питания ленты. Если напряжение источника будет выше, светильник быстро выйдет из строя. Если ниже – будет светиться в полнакала.

Второй важный параметр – наибольшая мощность. Она рассчитывается по следующей формуле:

Pист=Руд*Lленты*Кзап, где:

Рист – минимальная мощность блока питания;
Руд – удельная потребляемая мощность (мощность, которую потребляет 1 метр полотна);
Lленты – общая длина отрезков полотна;
Кзап – коэффициент запаса, может быть равен от 1,2 до 1,4.

Некоторые величины должны быть рассмотрены подробнее.

Как определить потребляемую мощность одного метра ленты

Проще всего определить потребляемую мощность метра полотна по технической спецификации. Там этот параметр указан в явном виде. Если ее нет, но известен тип ленты, в различных источниках можно найти эту характеристику.

Если и это невозможно, то во многих случаях удельное потребление можно определить с помощью линейки. Для этого надо измерить размеры светодиода и определить его форм-фактор. По этой характеристике можно найти потребляемую мощность одного светодиода, посчитать их количество на метре и перемножить.

Светодиод	3528	5050	5630	5730-1	5730-2
Размеры, мм	3,5х2,8	5х5	5,6х3	4,8х3	4,8х3
Потребляемая мощность, Вт	0,06	0,2	0,5	0,5	1
Потребляемый ток, А	0,02	0,06	0,15	0,15	0,3

Проблема только в том, что некоторые LED выпускаются в разных вариантах – с одним кристаллом или с 2-3. В этом случае и мощность будет отличаться в 2-3 раза. И единственный способ найти искомый параметр – взять наименьший отрезок ленты и запитать его от источника заведомо большей мощности. Замерив ток в амперах и умножив его на напряжение питания (12 В или другое), можно получить удельную мощность отрезка (Вт). Посчитав количество отрезков в метре, можно выйти на искомую величину.

Если амперметра нет, можно перед подключением к источнику питания замерить сопротивление резистора, установленного на отрезке (или считать, если маркировка доступна). После подачи питания замерить напряжение на нем и найти ток по известному соотношению: I=U/R, где I – искомый ток в амперах, U – напряжение питания в вольтах, R – сопротивление резистора.

Зачем нужен коэффициент запаса и что он учитывает

При выборе мощности БП без коэффициента запаса он будет работать на пределе своих возможностей. Этот режим имеет свои недостатки:

«Китайский ватт» может быть меньше обычного ватта. Если говорить серьезно, это означает, что фактическая наибольшая мощность недорогих блоков питания из Юго-Восточной Азии зачастую меньше задекларированной.
Часть электронных компонентов на максимальном токе (и максимальном нагреве) имеет сокращенный срок службы. Это особенно касается намоточных деталей (трансформаторов, дросселей), которые в недорогих блоках питания делаются вручную кустарным способом из тонкого провода с некачественной изоляцией.
Если в источнике питания есть некачественно пропаянные контакты (это вполне обычный случай), то на максимальном токе они будут нагреваться и качество соединения будет ухудшаться. Это вызовет еще больший нагрев, и так по кругу до выхода из строя.
При небольшом повышении температуры в помещении электронный блок выходит на предельный режим и его срок службы непредсказуемо сокращается.
Потребляемая осветительной системой мощность зависит от схемы (хоть и не критически). Конфигурация осветителя может содержать: диммер (диммеры), RGB-контроллер, драйвер (или несколько), усилитель (возможно, не один), прочие приборы.

Все эти устройства потребляют токи на холостой ход и на собственные нужды (питание внутренней схемы и т.д.), их КПД не равен 100%. По сравнению с токами, потребляемыми LED-светильниками, они невелики. Но если БП работает в режиме «на грани», эта небольшая добавка может стать критической.

Исходя из этих соображений, по реальной ситуации к рассчитанной мощности надо добавить когда 20, а когда и 40 процентов.

Другие свойства блока питания

После расчета электрических характеристик источника питания для LED-лент надо обратить внимание и на другие параметры.

Исполнение (степень защиты)

Источники питания бывают по исполнению:

герметичные – рекомендуется устанавливать вне помещений, так как они защищены от осадков;
негерметичные – лучше монтировать в помещении, потому что они дешевле.

К тому же БП герметичного исполнения хуже охлаждаются, а значит, в помещении они будут склонны к перегреву.

Тип охлаждения

В этой категории источники напряжения подразделяются на аппараты:

с естественным охлаждением;
с принудительным охлаждением.

Принудительная вентиляция внутреннего пространства блока осуществляется установкой вентилятора, который включается и отключается от встроенного датчика температуры. Такой конструктив имеют достаточно мощные источники, а относительно слаботочные выполняются без вентиляторов.

Применение вытяжки уменьшает габариты прибора за счет снижения размеров радиаторов, но вентилятор шумит. Чем ближе к концу срока службы, тем громче шум. Поэтому такие источники не стоит устанавливать в жилых комнатах, а также в помещениях с пребыванием людей (офис и т.д.)

Пример расчета мощности импульсного блока питания

В качестве примера, как подобрать подходящий блок питания для светодиодной ленты, можно задаться условиями:

в качестве осветительного прибора выступает RGB-лента Apeyron 00-12 наружной установки;
напряжение питания – 12 В;
энергопотребление – 14,4 Вт/м;
потребная длина отрезков – 12 м.

Еще потребуется RGB-контроллер, а к нему (при такой длине полотна), еще и усилитель.

Рассчитываем потребную мощность по вышеприведенной формуле:

Lленты=12 м;
Руд=14,4 Вт/м.

Установка наружная, значит, охлаждение будет хорошим, но в схеме два дополнительных потребителя. Можно принять коэффициент запаса равным 30% или 1,3.

Pист=Руд*Lленты*Кзап=14,4*12*1,3=224,64 Вт.

Округлять надо только в большую сторону. В широкой продаже имеются источники на 250 Вт. Надо подбирать такой аппарат с IP68, чтобы установить его на улице.

Другой вариант. Надо запитать монохромную ленту Apeyron SMD2835-60LED, рассчитанную на напряжение 12 вольт. Всего надо 1,5 метра ленты с энергопотреблением 9,6 Вт/м. Диммер не нужен, другие дополнительные приборы не нужны. Блок питания можно установить так, чтобы обеспечить хороший поток воздуха. Рядом других источников повышенной температуры не должно будет. Коэффициент запаса можно взять по нижнему уровню, равным 1,2. Мощность рассчитывается:

Pист=Руд*Lленты*Кзап=9,6*1,5*1,2=17,28.

Подойдет 12-вольтовый блок питания мощностью 25 Вт. На такую мощность делают приборы с естественным охлаждением, герметичное исполнение не нужно.

Важно! Иногда производители БП вместо мощности указывают наибольший рабочий ток. Его надо пересчитать в мощность по формуле Рист=Uраб*Iмакс, где Uраб – напряжение источника питания, а Iмакс – наибольший рабочий ток.

К вопросу расчета нагрузочной способности блока питания светодиодной ленты надо подойти ответственно. Ошибка в меньшую сторону может стоить потери дорогостоящего узла, а в большую сторону – к неоправданным финансовым затратам.

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты

Практически все светодиодные ленты рассчитаны на напряжение 12 В. В отдельных случаях решения с повышенной яркостью, собранные на основе особо мощных кристаллов, могут требовать напряжение питания 24 В. Для того чтобы ваша система светодиодного освещения светила ярко и длительное время, подключать её стоит только через импульсный источник стабилизированного постоянного тока.

Типы импульсных блоков питания

Существуем множество вариантов технического исполнения блоков питания.

По защите от атмосферного воздействия:

Негерметичный;
полугерметичный;
герметичный.

Негерметичные блоки предназначены для применения исключительно внутри помещений, где нет высокой влажности.

По мощности:

От 12 Вт до 800 Вт;
сила тока от 1 А до 66 А.

По типу охлаждения:

С пассивным охлаждением;
с активным охлаждением.

По материалу корпуса:

Алюминиевые;
металлические;
пластиковые.

Расчет блока питания для светодиодной ленты

При монтаже светодиодного освещения обычно возникает ряд актуальных вопросов: какой потребляемый ток светодиодной полосы, как рассчитать блок питания для светодиодов, как рассчитать драйвера для неизвестной ленты, если на ней не указана потребляемая мощность? Для правильного расчёта используем следующую таблицу с номинальными параметрами популярных матриц.

Таблица популярных smd светодиодов, характеристики

Расчет параметров питания светодиодной ленты

Лента различается количеством smd матриц на погонный метр. В продаже существуют варианты на 30, 60, 120 матриц на погонный метр. В зависимости от применяемых светодиодных матриц, номинальная мощность источника электричества для светодиодной ленты будет отличаться.

Тип smd матрицы	Количество светодиодов на погонный метр	Мощность потребляемая 1м/5м ленты, Вт	Необходимая сила тока, А на 1м/5м
3528	30	3,3/16,5	0,27/1,35
	60	6,6/33	0,55/2,7
	120	13,2/66	1,1/5,5
5050	30	9/45	0,75/3,75
	60	18/90	1,5/7,5
	120	36/180	3/15
5630	30	15/75	1,25/6,25
	60	30/150	2,5/12,5
	120	60/300	5/25

Какой БП выбрать?

Наведавшись в первый попавшийся интернет-магазин по розничной продаже сетевых драйверов для светодиодов можно обнаружить десятки всевозможных вариантов трансформаторов для светодиодной ленты с очень порядочным разбросом стоимости, которая непосредственно зависит от номинальной мощности, материалов корпуса, гидроизоляции.

Естественное желание каждого человека – минимизировать свои финансовые затраты. Но экономия должна быть целесообразной и оправданной. Сравним несколько вариантов:

БП	OEM DC12 12W 1А	OEM DC12 36W 2А	OEM DC12 120W 10А	OEM DC12 360W 30А
Внешний вид
Мощность, Вт	12	36	120	360
Сила тока, А	1	2	10	30
Тип охлаждения	Пассивное	Пассивное	Пассивное	Активное
Материал корпуса	Пластик	Пластик	Металл	Металл
Цена, у.е	1,8	5,2	10,5	21
Цена за 1 Вт, у.е	0,15	0,14	0,08	0,058

Как видите, чем сильнее блок питания, тем дешевле у него фактическая себестоимость ватта. На первый взгляд наиболее соблазнительно смотрится приобретение единственного достаточно мощного блока питания. Расчет мощности трансформатора для светодиодной ленты делается с запасом около 30%.

Не стоит забывать, что абсолютно любой прибор обладает довольно неприятным свойством неожиданно выходить из строя в самый неподходящий момент. При наступлении подобного форс-мажора вы формально останетесь без освещения. Наиболее рационально, в случае монтажа подсветки в комнате, запитывать участки от двух — трёх самостоятельных источников.

Рассчитываем мощность блока питания для светодиодной ленты

Ради примера, возьмем гостевую комнату площадью 18 квадратных метров (3 х 6 метров). Периметр помещения составит 18 метров. Нам потребуется источник светодиодного освещения с суммарной яркостью свечения 350 люмен/м.п (расчет яркости проводим исходя из рекомендованных уровней освещения), для примера возьмём smd 3528 60led с номинальной яркостью 360 lm/м.п. Общая мощность этой ленты на весь периметр помещения будет:

У разных производителей яркость носителя может значительно отличаться, соответственно и лента в вашей ситуации может потребоваться немного другая, расчёт мощности светодиодной ленты желательно производить по паспортным данным от производителя. С резервом прочности нам понадобится аппарат рассчитанный на 150 Вт.

При использовании нескольких источников тока разбиваем всю длину ленты на три участка, учитывая, что стандартная катушка пятиметровая. Получаем два сегмента по пять метров, 33 Вт и один участок восемь метров на 53 Вт. Блоки питания потребуются на 40 и 70 Вт соответственно.

Расчет светодиодной ленты на один блок питания

Как мы уже обсуждали, мощность драйвера для светодиодного освещения необходимо брать с запасом. Поэтому максимальная длина ленты, допустимая к подключению рассчитывается по формуле:

Длинна (м) = Мощность блока / (1,3 * Nsmd/m * Psmd)

Ncmd/m – количество smd матриц на погонный метр

Pcmd – номинальная мощность одной матрицы

1,3 – поправочный коэффициент запаса

Расчет трансформатора для светодиодной ленты

Расчет мощности блока питания проводим по тому же принципу:

Мощность блока = Длинна (м) * 1,3 * Nsmd/m * Psmd

Использование компьютерного БП в качестве драйвера

Один из доступных стабилизированных источников напряжения на 12В – компьютерный БП. Расчет драйвера питания для светодиодов на его основе имеет ряд особенностей. Начинка системного блока требует разное напряжение – 3,3 В; 5 В; 12 В. Поэтому у такого блока несколько выходных каскадов, между которыми распределяется выдаваемое напряжение.

На канал 12 В приходится около 50% номинальной нагрузки.

Реальная мощность такого БП = паспортная мощность*0,5/1,3.

Таким образом, для питания светодиодной ленты от БП 150 Вт будет доступно около 60 Вт. На радиорынке такие «раритеты» можно найти по 2-3 доллара, что вдвое дешевле стандартных драйверов.