Блок питания для светодиодной ленты 12в своими руками. Светодиодная лампочка из светодиодной ленты. Существует несколько модификаций микросхемы

Светодиодное освещение широко используется в быту. Оно актуально для отдельных поверхностей либо как дополнительный или . Чтобы освещение было стабильным, а установленные изделия прослужили как можно дольше, следует правильно подобрать блок питания 12 В для светодиодной ленты. Грамотный выбор позволит избежать преждевременного снижения качества свечения и позволит защитить изделие от перепадов .

Прежде чем выбрать светодиодные ленты с целью оформления интерьера, следует ознакомиться с особенностями эксплуатации подобных изделий. Например невозможно прямое подключение к на 220 В, так как изначально они рассчитаны на 12 В. Нарушение данного правила приведет к выходу ленты из строя.

Чтобы не допустить перегорания ламп, требуется напряжение в источнике питания понизить с 220 В до нужного значения. Реализовать это можно с помощью блока питания 12 В. Для светодиодной ленты 12 В он является необходимым элементом, без которого невозможно подключение изделия к .

Внимание! Наибольшее распространение получили светодиодные ленты на 12 В, однако в продаже можно найти модели на 24 В.

Достоинства и недостатки блоков питания 12 В

Блок питания обладает рядом неоспоримых преимуществ:

Повышает электробезопасность при эксплуатации светодиодной ленты;
Увеличивает срок службы изделия;
Снижают потребляемое напряжение до требуемого уровня;
Позволяет стабилизировать нагрузку на .

К недостаткам подобных устройств следует отнести затраты на их приобретение, а также необходимость декорирования в процессе выполнения монтажных работ. Приходится рассматривать различные варианты расположения блока питания относительно ленты, позволяющие прибор от окружающих.

Виды блоков питания 12 В

Производители предлагают готовые приборы с различными вариантами исполнения. В зависимости от уровня защиты от атмосферных осадков устройства могут быть:

Герметичными , допускающими эксплуатацию в условиях повышенной , включая открытый воздух. Способен хорошо отводить тепло и не боится неблагоприятных природных факторов;
Полугерметичными. Универсальный вариант, которые может эксплуатироваться внутри и снаружи здания. Имеет степень защиты IP54;
Негерметичными , которые могут эксплуатироваться в сухих помещениях.

Широкий модельный ряд позволяет подобрать блок питания с потребляемой мощностью 12-800 Вт, рассчитанный на ток 1-66 А. Есть изделия с активным и пассивным охлаждением. В первом случае прибор комплектуется встроенным вентиляторов, который, обеспечивая необходимый уровень теплоотвода, способен создавать некоторый шум в процессе эксплуатации.

Блоки питания для светодиодных лент 12 вольт могут быть в герметичном корпусе из:

Пластика. Такие модели отличаются компактностью, герметичностью, небольшим весом и компактными размерами. В то же время для них характерен плохой теплообмен и ограниченный выбор мощности. Максимальная мощность не превышает 100 Вт;

Алюминия. Самый дорогостоящий тип, отличающийся высоким уровнем надежности, герметичности и прочности. Благодаря своим особенностям имеет хороший теплообмен, не боится воздействия большинства негативных факторов: температурных колебаний, прямого солнечного света, влажности. не только в быту, но и монтаже ;

Других металлов. Приборы изготавливаются с перфорацией и контактными площадками. Их можно устанавливать в сухих помещения, выделяя закрытые места для снижения количества попадающей внутрь пыли.

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты своими руками

Чтобы блок питания работал стабильно, необходимо заранее правильно рассчитать его мощность. Для расчета потребует знание номинального напряжения и мощности, которую будет потреблять один метр светодиодной ленты Pм. Эти показатели индивидуальны и зависят от того, какими , входящие в состав светодиодной ленты, и их количество на погонный метр, а также протяженности самого изделия (L).

Находим общую нагрузку, умножив мощность погонного метра светодиодной ленты на ее длину: Pобщ = L × Pм . Например, если мощность погонного метра составляет 15 Ватт, то пять метров ленты будет потреблять 5×15 = 75 Ватт;
Полученное значение умножаем на коэффициент запаса kз, который численно равен 1,2…1,3: Pбп = kз×Pобщ = 1,2×75 = 90 Вт. Коэффициент запаса позволит избежать перегрева блока питания в процессе эксплуатации. Прибор выбираем с мощностью, которая больше расчетного значения.

Внимание! При расчете мощности блока питания следует учесть мощность RGB контроллера, входящего в схему подключения. Данное значение, как правило, не превышает 5 Вт.

Если мощность погонного метра светодиодной ленты неизвестна, ее можно рассчитать самостоятельно. Для этого надо точно знать, сколько и каких светодиодов содержится в одном погонном метре. Пусть это будет 30 штук SMD 5050, каждый из которых рассчитан на силу тока 0,02 А. В таком случае суммарное значение потребляемого тока будет равно 30×0,02 А = 0,6 А. Отсюда мощность погонного метра светодиодной ленты равна 0,6 А×12 В = 7,2 Вт.

Подключение блока питания к светодиодной ленте своими руками

Прежде чем разобраться с порядком подсоединения блока питания, предлагаем познакомиться с условным обозначением на устройстве и светодиодной ленте:

Фото	Описание работ
	, предназначенные для подключения блока питания к сети, промаркированы L и N. Порядок подключения («+» / «–») значения не имеет. Подсоединяться прибор к источнику питания можно в произвольном порядке.
	При наличии можно выполнить подключение к клемме, имеющей соответствующее обозначение.
	Клеммы, предназначенные для подключения светодиодной ленты. Обозначаются как +/– V, в зависимости от полярности. При подключении данное требование следует обязательно учитывать.
	На светодиодной ленте обычно провод с положительной полярностью выполняют красным, с отрицательной – черным. На самой ленте контактные места подписаны следующим образом: положительное – 12 В, отрицательное GRND либо надпись может вообще отсутствовать. Некоторые производители используют маркировку V+ / V-.

Параллельное подключение

Данная схема актуальна, если требуемая для освещения превышает 5 метров. Последовательное соединение невозможно, так как нагрузка на токоведущие дорожки превысит допустимое значение, и выйдет из строя. Также в процессе эксплуатации будет иметь место неравномерное свечение. В этом случае изделия подключают параллельно:

Фото	Описание работ
	Каждый отрезок ленты подключается к шине, с подходящим размером поперечного сечения (1,5 см²). Для подсоединения светодиодной ленты к шине можно использовать провода меньшего сечения (0,75 см²).
	К источнику питания будут подключаться не светодиодные ленты, а шины.
	После проверки правильности соединения, провода следует подключить к соответствующим клеммам на источнике питания.

Последовательное подключение

Если длина подключаемого изделие менее 5 метров, к параллельной схеме подключения прибегать необязательно. Подсоединить блок питания к светодиодной ленте в этом случае можно следующим образом:

Подключаем сетевой шнур к соответствующим клеммам на приборе. Как правило, «фазе» и «нолю» соответствуют провода синего и коричневого цвета, а заземлению – желто-зеленый. При отсутствии «земли» данная клемма остается незанятой;
Подключаем ленту к соответствующим схемам;
Проверяем работоспособность системы .

Внимание! Отсутствие провода заземления нарушает требование к уровню безопасности монтируемой системы освещения.

Как сделать блок питания для светодиодной ленты 12 В своими руками

Не всегда удается приобрести подходящую модель блока питания на 12 В. В таком случае прибор можно изготовить своими руками:

Фото	Описание работ
	Готовим необходимые материалы и инструменты: Зарядное от телефона, рассчитанное на 5 В и 1 А; Повышающий DC-DC преобразователь.
	С помощью мультиметра проверяем полярность зарядного устройства.
	Припаиваем DC-DC преобразователь к зарядному, соблюдая полярность.
	Подсоединяем ленту к выходным контактам DC-DC преобразователя, соблюдая полярность.
	Проверяем работоспособность созданного блока питания 12 В.

Внимание! Самодельный блок питания для светодиодов имеет ограничения по силе тока. В приведенном примере 1 А. Превышать данное значение запрещено.

Вместо блока питания от телефона можно использовать преобразователь от компьютера или другой техники. Трансформатор для светодиодной ленты 12 вольт может оказаться не лучшим выбором, так как их параметры часто превосходят требуемые в два и более раза. Это приведет к тому, что в процессе эксплуатации такой прибор будет постоянно перегреваться. Дополнительное охлаждение не позволит справиться с возникшей проблемой. Именно поэтому при наличии выбора лучше отдать предпочтение импульсному блоку питания.

Ремонт блока питания 12 В

После некоторого периода эксплуатации освещение может перестать работать. Не всегда причиной отказа может стать перегорание светодиодной ленты: из строя может выйти блок питания. Существует множество причин, способных вызвать поломку преобразователя:

Длительное нахождение в условиях повышенной влажности, если изначально прибор на такие условия работы не рассчитан;
Скопление пыли и грязи внутри устройства;
Некачественная сборка прибора либо использование некачественных деталей при сборке изделия;
Нарушение условий эксплуатации из-за несоблюдения требований производителя;
Изначально неправильный расчет показателей. Нередко после предварительных расчетов значения мощности некоторые пользователи не добавляют 20-30% к требуемому значению, а потому блок работает на пределе возможностей.

Внимание! Прежде чем приступить к ремонтным работам, следует точно определить причину отказа блока питания.

О перегорании устройства свидетельствуют следующие признаки:

Характерный горелый запах, усиливающий после вскрытия корпуса;
Присутствие почерневших, вздувшихся или обгоревших деталей. Чаще всего вздуваются конденсаторы;
Наблюдается обрыв дорожек и контактов между элементами электросхемы.

Внимание! Обнаружив дыру в перегоревшей плате или значительное повреждение отдельных деталей, откажитесь от ремонта: он будет нерентабелен.

При наличии нескольких поврежденных деталей для устройства будет достаточно произвести их замену. Для этого потребуется схема работы преобразователя, хотя чаще всего у таких приборов типовая схема, а причиной отказа может быть перегорание транзисторов, конденсаторов либо сдвоенного диода. Остальные детали сгорают редко.

Диагностику неполадок можно выполнить в следующей последовательности:

Открыв корпус, проверяем работоспособность предохранителя. Если он работает, контролируем напряжение на конденсаторах (С22, С23). Они в это время должны находиться под напряжением. О его работоспособности свидетельствует значение около 310 В;
Проводим диагностику ШИМ;
Контролируем напряжение на выходе и проверяем работоспособность микросхемы с помощью осциллографа.

Статья

Для подключения потребителей электрической энергии в России действующими стандартами предусмотрена сеть переменного тока 220/380V 50Гц. Поскольку питание светодиодных лент осуществляется от импульсного стабилизированного источника с напряжением 24 или 12V, необходим прибор, преобразующий высокое переменное напряжение в более низкое.

С этой задачей успешно справляется блок питания для светодиодной ленты (БП) . Стабильность и продолжительность работы подсветки обеспечивается грамотным выбором блока питания.

Любая из имеющихся в продаже моделей допускает эксплуатацию подсветки в широких температурных пределах, хорошо сглаживает импульсные помехи и имеет корпус, защищающий внутренние элементы от механических повреждений.

Схема питания светодиодных лент — схема блока питания

Подключить питание светодиодной ленты своими руками не так уж и сложно. Главное - в точности следовать советам, изложенным ниже.

Перед покупкой той или иной модели выпрямителя (БП) необходимо разобраться с вопросом как подключить светодиодную ленту к блоку питания.

Светодиодные ленты можно подключить к источнику электроэнергии различными способами. При точном соблюдении схемы питания светодиодных лент даже один мощный прибор способен обеспечить работу как одной, так и нескольких подсветок.

Для бесперебойного функционирования схемы с использованием одного БП важно соблюдать условие - мощность блока должна минимум на 30% превышать суммарную нагрузку.

Для параллельного подключения второй светодиодной полоски к одному блоку потребуется дополнительный удлинитель - провод, сечение которого составляет не менее 1,5 мм. Соблюдая полярность, один его конец подключается к выходу БП, второй - к полосе №2. В этом случае ток будет подаваться не по дорожкам первой подсветки, а по подсоединенному проводу.

Когда применение крупногабаритного мощного БП неприемлемо, используются маломощные блоки питания для светодиодных лент 12 вольт. Схема подключения предусматривает наличие отдельного БП для каждой полосы диодов . Здесь также понадобится удлинитель - провод, подключаемый к сети 220 V и к конкретной ленте, но его сечение может быть меньше - достаточно 0,75 мм. Хотя в данном случае монтаж более сложный, подобная схема подключения часто применяется на практике, поскольку предусматривает использование БП небольших габаритов.

Куда спрятать блок питания светодиодной ленты?

Место для размещения БП подбирается с учетом:

используемой схемы подключения;
количества приборов-выпрямителей;
габаритов блоков.

Крупногабаритный мощный блок питания для светодиодной ленты в квартире сложно сделать незаметным - необходимо оборудовать специальную нишу.

Подходящими вариантами для размещения крупного БП могут быть специально проделанное отверстие в мебели или отдельная полка на стене, оборудованная с не просматриваемой стороны стола.

В случае с малогабаритными блоками питания (не более 250х150х100 мм) все намного проще:

можно спрятать под обшивку потолка;
вырезать специальное место в гипсокартонной стене;
установить БП в стеновой нише.

Блок питания для светодиодной ленты - виды и особенности

Негерметичные или открытые блоки мощностью в 100 Вт используются для питания потребителей в закрытых жилых и нежилых помещениях. Приборы этого типа легко определить: как правило, они отличаются самыми большими размерами и весом , имеют соответствующую маркировку IP20.

Стенки корпуса предусматривают перфорацию, обеспечивающую отвод тепла, изготавливаются из пластика или листового металла. Область применения: питание аппаратуры. Место для размещения: специальные шкафы или аппаратные ниши.

Следует помнить, что негерметичные приборы не имеют защиты от попадания влаги, поэтому их не рекомендуется применять в помещениях с повышенной влажностью, например, в ванных комнатах.

Для применения в уличных условиях подойдет блок питания для светодиодной ленты 12в, герметичный корпус которого исполнен из листового алюминия. Хотя такой прибор имеет значительный вес (более 1 кг) и габариты, он отлично отводит тепло, имеет хорошую защиту от неблагоприятного воздействия природных факторов (солнце, мороз, дождь, снег) и маркировку IP66. 100 ватт мощности такого БПбудет достаточно для работы подсветки из двух лент. Область применения: подсветка уличных вывесок.

Полугерметичные (всепогодные) БП можно отнести к разряду универсальных приспособлений. Приборы используются как в закрытых помещениях, так и на улице. Блок применяется дляпитания для светодиодной ленты 12в,имеет степень защиты IP54 и корпус из листового металла.

Лучшее решение на сегодняшний день - герметичный блок питания для светодиодной ленты с корпусом из пластика . Мощность прибора не превышает 75 Вт, он полностью защищен от попадания влаги, имеет малые габариты и вес. Даже используя для питания двух светодиодных лент два БП этого типа по 50 Вт, их легко скрыть от человеческих глаз в любом уголке помещения. Место применения: подсветка интерьеров.

Как рассчитать мощность блока питания?

Мощность блока питания для светодиодной ленты зависит от подключаемой к нему нагрузки. Если для небольших потребителей достаточно БП на 40 Вт, то для более солидных конструкций может понадобиться прибор, мощность которого достигает 0,5 кВт.

Для грамотного расчета мощности БП необходимо знать:

число светодиодов, задействованных для подсветки;
нагрузку (потребляемую мощность), создаваемую 1 метром полосы светодиодов - берется из таблицы;
общую длину ленты (стандартный размер - от 1 до 5 м);
коэффициент запаса kз = 1,2.

1. Определяем общую нагрузку . Для этого потребляемую мощность 1 метра умножаем на метраж светодиодной ленты.

2. Для точного расчета мощности БП общую нагрузку умножаем на коэффициент запаса kз.

Pбп = Pобщ × kз

Поскольку в схеме подключения присутствуеттакой элемент, как RGB контроллер , конечный параметр мощности БП определяется с учетом мощности контролера - ее значение обычно не превышает 5 Вт.

Материалы для изготовления светодиодной ленты

светодиоды с рабочим напряжением 3 Вольта и углом освещённости 20-30 градусов
гетинакс листовой
пластиковая бутылка зелённого цвета
прозрачная термоусадочная трубка
эмалированный провод
канифоль
припой

Как изготовить светодиодную ленту своими руками

1. Разрезаем гетинакс листовой на полоски шириной 10мм.

2. Вырезаем из пластиковой бутылки полоски такой же ширины, как и гетинакс. Насверливаем отверстий в гетинаксе под светодиоды диаметром 5мм. В нашей полоске длиной 0,5м было просверлено 16 отверстий.

3. Вставляем светодиоды в отверстия и спаиваем по 4 светодиода в одну цепь, рассчитанную на 12 В.

4. Спаиваем4 цепочки в общую параллельную цепь при помощи эмалированного провода.

5. Перед тем как на сделанную полосу надеть термоусадочную трубку, 12-вольтовым напряжением проверяем работоспособность светодиодов.

6. Надеваем термоусадочную трубку.

7. Строительным феном аккуратно прогреваем трубку до её усадки.

8. Светодиодная лента готова к работе.

Светодиодные ленты просто так в розетку включить нельзя - они нуждаются в питании более низким и постоянным напряжением. Именно это является трудностью для большинства людей, которые мечтают о светодиодной подсветке, но не могут позволить ее приобрести. Стоят готовые блоки питания для светодиодных лент 12 Вольт порядка 500 рублей и больше. Причем чем выше потребляемая мощность, тем дороже стоят эти приборы. Намного проще, оказывается, сделать блок питания самому - для этого не нужно иметь богатые познания в электронике, схемотехника простейшая.

Напряжение питания лент

Основной параметр светодиодных лент - это напряжение питания. Конечно, оно отличается от того, что у нас в розетках. По напряжению ленты разделяются на три группы:

Причем ток обязательно постоянный! Если без блока питания включить ленту в сеть, то она выйдет из строя. Напряжение блока должно быть соответствующим - 12, 24, 36 Вольт. С его помощью снижается сетевое напряжение до рабочего значения. Самые популярные модели светодиодных лент - работающие под напряжением 12 В. Следовательно, нужно выбирать только те питания светодиодных лент, которые смогут вырабатывать такое напряжение.

Особенности устройства

Конструкция таких приборов довольно простая, в них нет дефицитных элементов. Стандартный блок питания для светодиодных лент 12 Вольт состоит из таких элементов:

Трансформатор понижающего типа - его мощность должна быть примерно на 25 % больше, чем у светодиодной ленты. Делается это для того, чтобы был небольшой запас.
Мост из полупроводниковых диодов. Это несложная конструкция, которая включает в себя две пары полупроводниковых диодов, позволяющих из переменного напряжения получить постоянное. Но чаще используются готовые диодные сборки, у которых имеется 4 вывода - к двум подключается источник переменного тока, а с остальных снимается выпрямленный.
Конденсатор, устанавливаемый между плюсовым и минусовым выводами, обеспечивает надежную фильтрацию тока. Если точнее, то с его помощью отсекается вся переменная составляющая. Диоды производят преобразование тока, но после этого остается небольшая доля переменной составляющей. Электролитический конденсатор позволяет избавиться от нее.

Все эти компоненты заключаются в надежный корпус. Причем, если есть необходимость, устанавливается кулер (вентилятор). Можно даже сделать так, чтобы он был включен постоянно - это обеспечит нормальную работу самодельного блока питания светодиодной ленты. При самостоятельном изготовлении рекомендуется обращать внимание на безопасность устройства - оно не должно перегреваться.

Трансформаторные БП

Самые простые по конструкции - это трансформаторные блоки питания. Основной элемент в нем - это катушечный трансформатор. С его помощью происходит снижение напряжения с 220 В до 12..15 В (или 24, 36 В). Напряжение, которое вырабатывается на вторичной обмотке, подается на вход мостового выпрямителя на полупроводниковых диодах. Затем происходит фильтрация при помощи цепочки, состоящей обычно из электролитического конденсатора, резистора, дросселя. Иногда устанавливают стабилитроны или микросборки для того, чтобы зафиксировать выходное напряжение на одном уровне.

Преимущество трансформаторных БП заключается в том, что они работают даже без подключения нагрузки (так называемый режим холостого хода). Кроме того, имеется гальваническая развязка с сетью 220 В. Но, несмотря на простоту конструкции, есть и ряд недостатков: очень низкий КПД, большие габариты, высокая чувствительность к перепадам напряжения. А самое главное неудобство - это большая масса. Именно из-за этих недостатков многие используют для светодиодной ленты бестрансформаторные блоки питания.

Импульсные БП

Не нужно думать, что в конструкциях импульсного типа нет трансформатора. Он есть, но его габариты и масса намного меньше, нежели у рассмотренных выше конструкций. Работает устройство на высоких частотах (несколько десятков тысяч Герц против 50 в бытовой сети). Но недостатки остались прежними - высокая чувствительность к перепадам напряжения. Да еще и при работе в режиме холостого хода прибор может выйти из строя. Такие блоки питания для светодиодных лент 12 Вольт могут использоваться, но не рекомендуется их включать без нагрузки.

Как рассчитать мощность

При самостоятельном изготовлении блока питания необходимо учитывать мощность потребления светодиодной ленты. Точные данные можно узнать в спецификации к конкретной модели. А вот данные самых распространенных типов:

SMD-3528 вмещающая на 1 метре 60 светодиодов, суммарная мощность 4,8 Вт.
SMD-3528 со 120 светодиодами на одном метре имеет мощность, соответственно, 7,2 Вт.
SMD-3528 с 240 светодиодами на одном метре имеет мощность 16 Вт.
SMD-5050 с 30 элементами - 7,2 Вт.
SMD-5050 с 60 элементами - 14 Вт.
SMD-5050 со 120 элементами - 25 Вт.

Если вы осуществляете для светодиодной ленты подбор блока питания (готового) или же собираете элементы для самостоятельного изготовления, нужно учитывать все параметры. Основными являются:

Мощность.
Рабочее напряжение.

Для того чтобы рассчитать суммарную мощность ленты, необходимо знать, сколько потребляет один погонный метр. Затем это значение умножается на длину (в метрах). Далее нужно прибавить еще 25% от полученного значения и выбрать блок питания (или трансформатор), мощность которого наиболее близка к расчетной.

Пример расчета мощности

Например, у вас есть в наличии лента:

На каждый метр приходится по 40 светодиодов.
Суммарная длина - 5 метров.
Напряжение питания стандартное - 12 Вольт.

При номинальном значении мощности одного метра в 4,8 Вт, можно посчитать суммарное значение. Оно будет равно 24 Вт. Рекомендуется прибавить к этому значению еще 6 Вт (это 25%). Значит, блок питания должен иметь мощность 30 Вт.

Изготовление своими руками

Итак, вы решили самостоятельно собрать источник питания для светодиодной ленты. Размер блока питания зависит от мощности трансформатора (если выбрана схема с его использованием). Для простого прибора потребуется трансформатор с первичной обмоткой, рассчитанной на 220 В. Ток на выходе должен быть порядка 1 Ампер, напряжение - 12 Вольт.

Также потребуется несколько элементов:

Диодная сборка. Можно использовать 4 полупроводниковых диода, соединенных в мостовую схему.
Электролитический конденсатор с рабочим напряжением не менее 25 В. Можно использовать элементы с рабочим напряжением 50 В. Емкость должна быть не менее 470 мкФ.
Стабилитрон или микросборка КР142ЕН. Это стабилизатор напряжения, но его нужно устанавливать на радиаторе.

Процесс сборки блока питания

У вас есть в наличии светодиодная лента, расчет блока питания произведен и подобраны элементы, теперь можно приступить к сборке. Допускается использование как печатного, так и навесного монтажа.

Конечно, на печатной плате вся конструкция будет смотреться намного привлекательнее. Процесс изготовления выглядит таким образом:

Соединяются диоды между собой по мостовой схеме. Обязательно соблюдайте полярность, на всех диодах со стороны полоски на корпусе находится анод (положительный вывод).
Подключаете к диодному мосту вторичную обмотку трансформатора.
К выходу моста нужно подключить электролитический конденсатор. При соединении нужно соблюдать полярность! Иначе конденсатор может взорваться!
В разрыв плюсового вывода включается дроссель.
Далее, между плюсом и минусом включается стабилитрон. После него также желательно установить еще один конденсатор.

В завершение все устройство собирается в один корпус, элементы надежно закрепляются и делается два отвода. Красным проводом нужно обозначить плюсовой вывод, черным или синим минусовой. На этом изготовление блока питания для светодиодных лент 12 Вольт завершено, можно пользоваться устройством.

Светодиоды заменяют таким типы источников света, такие как люминесцентные лампы и лампы накаливания. Практически в каждом доме уже есть светодиодные лампы, они потребляют гораздо меньше двух своих предшественников (до 10 раз меньше чем лампы накаливания и от 2 до 5 раз меньше, чем КЛЛ или энергосберегающие люминесцентные лампы). В ситуациях, когда необходим длинный источник света, или нужно организовать подсветку сложной формы в ход идёт .

Led лента идеальна для целого ряда ситуаций, главное её преимущество перед отдельными светодиодами и светодиодными матрицами являются источники питания. Их легче найти в продаже почти в любом магазине электротоваров, в отличие от драйверов для мощных светодиодов, к тому же подбор блока питания осуществляется только по потребляемой мощности, т.к. подавляющее большинство светодиодных лент имеют напряжение питания в 12 Вольт.

В то время как для мощных светодиодов и модулей при выборе источника питания нужно искать именно источник тока с требуемой мощностью и номинальным током, т.е. учитывать 2 параметра, что усложняет подбор.

В этой статье рассмотрены типовые схемы блоков питания и их узлы, а также советы по их ремонту для начинающих радиолюбителей и электриков.

Типы и требования к источникам питания для светодиодных лент и 12 В led ламп

Основное требование к источнику питания как для светодиодов, так и для светодиодных лент - качественная стабилизация напряжения/тока, вне зависимости от скачков сетевого напряжения, а также низкие выходные пульсации.

По типу исполнения блоки питания для LED продукции различают:

Герметичные. Они сложнее в ремонте, корпус не всегда поддаётся аккуратной разборке, а внутри и вовсе может быть залит герметиком или компаундом.

Негерметичные, для применения в помещении. Лучше поддаются ремонту, т.к. плата изымается после откручивания нескольких винтов.

По типу охлаждения:

Пассивное воздушное. Блок питания охлаждается за счёт естественной конвекции воздуха через перфорацию его корпуса. Недостаток - невозможность достигнуть высоких мощностей сохранив массогабаритные показатели;

Активное воздушное. Блок питания охлаждается с помощью кулера (небольшого вентилятора, как устанавливают на системных блоках ПК). Такой тип охлаждения позволяет достичь большей мощности при аналогичных размерах с пассивным блоком питания.

Схемы блоков питания для светодиодных лент

Стоит понимать, что нет в электронике такого понятия как «блок питания для светодиодной ленты», в принципе к любому устройству подойдёт любой блок питания с подходящим напряжением и током большим чем потребляемый прибором. Это значит, что информация описанная ниже применима к практически любым блокам питания.

Однако в обиходе проще говорить о блоке питания по его предназначению для конкретного устройства.

Общая структура импульсного блока питания

Для питания светодиодных лент и другой техники последние десятилетия применяются импульсные блоки питания (ИБП). Они отличаются от трансформаторных тем, что работают не на частоте питающего напряжения (50 Гц), а на высоких частотах (десятки и сотни килогерц).

Поэтому для его работы нужен генератор высокой частоты, в дешевых и рассчитанных на малые токи (единицы ампер) блоках питания часто встречается автогенераторная схема, она применяется в:

электронных трансформаторах;

электронных балластах для люминесцентных ламп;

зарядных устройствах для мобильного телефона;

дешевых ИБП для светодиодных лент (10-20 вт) и других устройствах.

Схему подобного блока питания можно увидеть на рисунке (для увеличения нажмите на картинку):

Его структура следующая:

В состав ОС включена оптопара U1, с её помощью в силовую часть автогенератора поступает сигнал с выхода и поддерживается стабильное выходное напряжение. В выходной части может отсутствовать напряжение из-за обрыва диода VD8, часто это сборка Шоттки, подлежит замене. Также часто вызывает проблемы вздутый электролитический конденсатор C10.

Как вы видите всё работает с гораздо меньшим количеством элементов, надёжность соответствующая…

Более дорогие и блоки питания

Схемы, которые вы увидите ниже часто встречаются в блоках питания для светодиодных лент, DVD-проигрывателей, магнитол и других маломощных устройств (десятки Ватт).

Прежде чем перейти к рассмотрению популярных схем, ознакомьтесь со структурой импульсного блока питания с ШИМ-контроллером.

Верхняя часть схемы отвечает за фильтрацию, выпрямление и сглаживание пульсаций сетевого напряжения 220, по сути аналогична как в предыдущем типе, так и в последующих.

Самое интересное - это блок ШИМ, сердце любого достойного блока питания. ШИМ-контроллер - это устройство управляющие коэффициентом заполнения импульсов выходного сигнала на основании уставки, определенной пользователем или обратной связи по току или напряжению. ШИМ может управлять как мощностью нагрузки с помощью полевого (биполярного, IGBT) ключа, так и полупроводниковым управляемым ключом в составе преобразователя с трансформатором или дросселем.

Изменяя ширину импульсов при заданной частоте - вы изменяете и действующее значение напряжение, сохраняя при этом амплитудное, вы можете проинтегрировать его с помощью C- и LC-цепей для устранения пульсаций. Такой метод называется Широтно-Импульсное Моделирование, то есть моделирование сигнала за счёт ширины импульсов (скважности/коэффициента заполнения) при постоянной их частоте.

На английском языке это звучит, как PWM-controller, или Pulse-Width Modulation controller.

На рисунке изображен биполярный ШИМ. Прямоугольные сигналы - это сигналы управления на транзисторах с контроллера, пунктиром изображена форма напряжения в нагрузке этих ключей - действующее напряжение.

Более качественные блоки питания малой средней мощности часто построены на интегральных ШИМ-котроллерах со встроенным силовым ключом. Преимущества перед автогенераторной схемой:

Рабочая частота преобразователя не зависит ни от нагрузки, ни от напряжения питания;

Более качественная стабилизация выходных параметров;

Возможность более простой и надежной настройки рабочей частоты на этапе проектирования и модернизации блока.

Ниже будут расположены несколько типовых схем блоков питания (для увеличения нажмите на картинку):

Здесь RM6203 - и контроллер и ключ в одном корпусе.

То же самое, но на другой микросхеме.

Обратная связь осуществляется с помощью резистора, иногда оптопары подключенной к входу с названием Sense (датчик) или Feedback (обратная связь). Ремонт таких блоков питания в общем аналогичен. Если все элементы исправны, и напряжение питания поступает на микросхему (ножка Vdd или Vcc), значит дело скорее всего в ней, более точно просмотрев сигналы на выходе (ножка drain, gate).

Практически всегда заменить такой контроллер можно любым аналогом с подобной структурой, для этого нужно сверить datasheet на тот, что установлен на плате и тот, что у вас в наличии и впаять, соблюдая распиновку, как это изображено на следующих фотографиях.

Или вот схематически изображена замена подобных микросхем.

Мощные и дорогие блоки питания

Блоки питания для светодиодных лент, а также некоторые блоки питания для ноутбуков выполняются на ШИМ-контроллере UC3842.

Схема более сложная и надежная. Основным силовым компонентом является транзистор Q2 и трансформатор. При ремонте нужно проверить фильтрующие электролитические конденсаторы, силовой ключ, диоды Шоттки в выходных цепях и выходные LC-фильтры, напряжения питания микросхемы, в остальном методы диагностики аналогичны.

Однако более подробная и точная диагностика возможна лишь с использованием осциллографа, в противном случае - проверьте короткие замыкания платы, пайку элементов и обрывы дороже. Может помочь замена подозрительных узлов на заведомо рабочие.

Более совершенные модели источников питания для светодиодных лент выполнены на практически легендарной микросхеме TL494 (любые буквы с цифрами «494») или её аналоге KA7500. Кстати на этих же контроллерах построено большинство компьютерных блоков питания AT и ATX.

Вот типовая схема блока питания на этом ШИМ-контроллере (нажмите на схему):

Такие блоки питания отличаются высокой надёжностью и стабильностью работы.

Краткий алгоритм проверки:

1. Запитываем микросхему согласно распиновки от внешнего источника питания 12-15 вольт (12 ножка - плюс, а на 7 ножку - минус).

2. На 14 ножки должно появиться напряжение 5 Вольт, которое будет оставаться стабильным при изменении питания, если оно «плавает» - микросхему под замену.

3. На 5 выводе должно быть пилообразное напряжение «увидеть» его можно только с помощью осциллографа. Если его нет или форма искажена - проверяем соответствие номинальным значениям времязадающей RC-цепи, которая подключена к 5 и 6 выводам, если нет - на схеме это R39 и C35, их под замену, если после этого ничего не изменилось - микросхема вышла из строя.

4. На выходах 8 и 11 должны быть прямоугольные импульсы, но их может не быть из-за конкретной схемы реализации обратной связи (выводы 1-2 и 15-16). Если выключить и подключить 220 В, на какое-то время они там появятся и блок снова уйдёт в защиту - это признак исправной микросхемы.

5. Проверить ШИМ можно закоротив 4 и 7 ножку, ширина импульсов увеличится, а закоротив 4 на 14 ножки - импульсы исчезнут. Если у вас получились другие результаты - проблема в МС.

Это наиболее краткая проверка данного ШИМ-контроллера, о ремонте блоков питания на их основе есть целая книга «Импульсные блоки питания для IBM PC».

Хоть и посвящена она компьютерным блоками питания, но там много полезной информации для любого радиолюбителя.

Вывод

Схемотехника блоков питания для светодиодных лент аналогична любым блокам питания с подобными характеристиками, довольно хорошо поддаётся ремонту, модернизации и перестройки на необходимые напряжения, разумеется, в разумных пределах.