Как выбрать блок питания для светодиодной ленты 12В или 24В

Размеры драйвера играют важную роль, особенно когда требуется скрытая установка. Производители учитывают этот аспект и предлагают различные модификации блоков питания (БП) с различными размерами, но идентичными характеристиками. Однако следует отметить, что существует прямая связь между размерам и мощностью устройства: чем выше мощность, тем больше размеры модели.

Как правильно подобрать блок питания для светодиодной ленты

Для того чтобы правильно подключить светодиодную ленту, необходим специальный блок питания, который следует подбирать по трем основным критериям: виду, мощности и напряжению. В данной статье мы подробно рассмотрим, как выбрать блок питания, опираясь на его технические характеристики. Вы научитесь правильно рассчитывать мощность блока питания как для 12, так и 24 вольта в соответствии с потреблением вашей светодиодной ленты. Предоставленной информации будет достаточно, чтобы самостоятельно произвести расчет и выбрать блок питания для любой задачи, связанной со светодиодными лентами.

Открытые блоки питания

Открытые блоки питания являются самыми распространенными устройствами и предназначены в основном для использования в закрытых помещениях. Они практически не защищены от попадания влаги и пыли, поэтому не стоит выбирать такие блоки для использования в запыленных или сырых местах. Характерная черта этих устройств — это металлический корпус с перфорацией, которая обеспечивает эффективный теплоотвод. Размеры таких блоков могут варьироваться от достаточно крупных до весьма компактных, что дает возможность выбрать оптимальный вариант для любого интерьера. Среди преимуществ стоит отметить широкий выбор моделей в сочетании с доступной ценой. Важно помнить, что открытые БП мощностью от 250 Ватт часто оснащаются кулерами, которые могут издавать шум. Поэтому часто вместо одного мощного блока питания предпочитают устанавливать несколько менее мощных источников, которые не имеют вентиляторов.
Для подключения используются открытые клеммы, которые расположены на противоположных концах устройства. С одной стороны находится входной клеммник для подключения к сети 220 В (фаза L, ноль N), а с другой — низковольтные выходы (от 1 до 4) с напряжениями 12, 24 или 48 Вольт, с соответствущими обозначениями полярности + и –.
Так же доступна возможность покупки трансформатора.

Закрытые (герметичные) блоки питания

Эта модификация блоков питания отличается улучшенной герметичностью, что позволяет устанавливать их во влажных помещениях или на улице. Все электронные компоненты платы заливаются специальным компаундом, который защищает их от внешних воздействий. Одной из важных особенностей таких блоков является отсутствие характерного писка при диммировании (регулировке яркости ленты), в отличие от ВЧ трансформаторов и дросселей, которые могут громко звучать в открытых БП. Герметичные блоки питания могут выпускаться в двух основных вариантах корпусов: Пластиковый — они имеют более компактные размеры, небольшой вес и получают класс защиты IP67, что делает их оптимальными для скрытой установки при создании светодиодной подсветки благодаря своей миниатюрности и удобной вытянутой форме.
Металлический — модели этого типа имеют мощность от 10 до 800 Ватт. Защита по классам IP67-68 идеальна для использования на улице. Стоит отметить, что устройства с мощностью 100 Ватт и выше обычно имеют большие размеры, вес и значительно более высокую цену. При этом изделия мощностью до 50 Ватт зачастую обладают меньшими размерами и вытянутой формой, что делает их удобными для установки в помещениях, поскольку их можно легко скрыть, например, внутри ниши.

Диммируемые источники питания

Для диммирования светодиодной ленты существует несколько методов. Наиболее простым и популярным является установка специального ШИМ контроллера между блоком питания и лентой. Кроме того, можно применять специализированные блоки питания, работающие по различным протоколам управления в паре с регулирующим устройством. Основные протоколы диммирования приводятся ниже: Протокол управления 0-10 В — это стандарт с аналоговым управлением яркостью. Регулировка осуществляется при помощи поворотного потенциометра, установленного на настенной панели. Диммирование происходит за счет изменения напряжения в диапазоне от 0 до 10 Вольт, а интенсивность светового потока изменяется от минимального до максимального значений.
Протокол управления DALI — это цифровой протокол нового поколения, который обеспечивает высокую точность и плавность регулировки яркости. Лента управляется с пульта или с помощью настенной сенсорной панели, что делает управление значительно удобнее.
Протокол управления TRIAC — это самый простой стандарт, который не требует прокладывания дополнительных проводов. Достаточно заменить обычный выключатель на симисторный диммер, и вы сможете регулировать яркость светодиодной ленты через электросеть с напряжением 220 В.
Протокол управления TUYA — это беспроводной протокол связи, предназначенный для управления лентой через Wi-Fi и радиоканал, что делает его удобным для использования в современных умных домах. Интенсивность свечения светодиодов может изменяться посредством ШИМ-модуляции. Управление может осуществляться как с настенной панели, так и со смартфона через специализированное приложение.

Выбор напряжения питания

• 12 и 24 Вольта — стандартные значения для большинства типов светодиодных лент.
• 48 Вольт — подходит для стабилизированных лент, применяемых при организации длинных шлейфов, длиной до 50 метров.

Шлейф светодиодной подсветки или освещения может состоять из ленты разной суммарной длины — от нескольких сантиметров до десятков метров. Понятно, что потребляемая мощность будет отличаться. Поэтому выбор источника питания должен осуществляться с учетом нагрузки, подключенной к нему.

Как определить мощность светодиодной ленты?

Для этого вам нужно обратиться к описанию товара, где всегда указывается, сколько Ватт она потребляет на погонный метр. Чтобы вычислить общую мощность, необходимо умножить указанное значение на длину устанавливаемой ленты.

Как правильно рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты?

Для выполнения расчета можно использовать простую формулу:

• P – расчетная мощность нагрузки;
• L – суммарная длина ленты;
• W – мощность одного метра.

К полученному результату важно добавлять технологический запас в 15-20%. Это обязательное условие, так как оно поможет обеспечить длительную службу блока питания.

1. Предположим, у нас есть 10 метров ленты с потреблением 9,6 Вт/м.
2. Определим общее потребление: 10 м х 9,6 Вт = 96 Вт.
3. Теперь добавим 20% запаса: 96 Вт х 0,2 = 19,2 Вт, следовательно, 96 Вт + 19,2 Вт = 115,2 Вт.
4. Таким образом, необходим блок питания с мощностью не менее 115 Ватт.
5. Заходим в каталог интернет-магазина LedRus и подбираем блок питания с ближайшим значением мощности в большую сторону.
6. По этому критерию подходит блок на 120 Ватт. Мы также можем рассмотреть возможность выбора более мощного варианта, однако в этом случае устройство будет иметь большие размеры и будет стоить дороже. Поэтому лучше ориентироваться на расчетное значение.

Формула расчета мощности блока питания

Для правильного выбора блока питания можно использовать такую формулу:

Потребляемая мощность с одного метра (Вт/м) * Необходимая длина светодиодной ленты (м) + 20% (запас по мощности) = Мощность блока питания (Вт).

Дополнительные 20% — это запас мощности, необходимый для стабильной работы блока питания. Без запаса, устройство при полной нагрузке будет работать на пределе своих возможностей, что приведет к перегреву и быстрому выходу из строя. При перегрузке блока срабатывает защита от перегрева, что в свою очередь может вызывать моргание светодиодной ленты, так как защита отключает подачу питания для снижения температуры устройства до безопасного уровня.

Рассмотрим данный процесс на примере.

Светодиодная лента с артикулом 00-120: 12В, 8 Вт/м, SMD 2835, 60 светодиодов на метр, IP20, 800 Лм/м, ширина подложки 8мм, теплый белый цвет. Требуемая длина — 2,5 метра.

Подставляем данные в формулу:

Потребляемая мощность: 8 Вт/м * Длина — 2,5 м + 20% (запас мощности) = 24 Вт. Выбираем ближайший по мощности блок — 25 Вт, арт. 03-02.

Классы защиты от пыли и влаги

При выборе блока питания, как и при выборе самой светодиодной ленты, необходимо учитывать класс пылевлагозащиты. Более подробно о классе IP защиты можно узнать здесь.

Важно, чтобы блок питания соответствовал не только заявленной мощности светодиодной ленты, но и ее классу защиты от пыли и влаги.

В помещениях с нормальным и сухим микроклиматом (например, в спальне) доступно много стандартных блоков питания с классом защиты IP20.

Корпусы таких блоков обычно выполнены из алюминия, железа или других металлов и имеют в верхней части отверстия для дополнительного охлаждения. Такие устройства обеспечивают лишь минимальную защиту от пыли и не защищены от влаги.

Для установки в помещениях с повышенной влажностью, производственных помещениях или для наружного размещения рекомендуется выбирать герметичные блоки питания (классов IP65 и IP67). Следует учитывать, что это необходимость не только для ванной комнаты, но и для кухни, где также часто наблюдается высокая влажность.

Электронная схема внутри таких блоков заливается специальным водонепроницаемым составом, однако степень влагозащиты зависит от класса:

• IP65 – устройство защищено от попадания воды, но не предназначено для погружения.
• IP67 – гарантирует защиту от проникновения воды и допускает кратковременное погружение на глубину до 1 метра.

Важно помнить, что защита корпуса не распространяется на контакты, поэтому их иногда требуется дополнительно герметизировать.

Еще один ключевой момент — герметичные блоки имеют ограниченные возможности теплоотведения, поскольку они залиты компаундом. Таким образом, для лучшего охлаждения при подключении мощных лент и/или использовании таких блоков в закрытых помещениях рекомендуется применять внешние вентиляторы.

Определение необходимой мощности блока питания

Рассчитать нужную мощность блока для светодиодной ленты довольно просто. Она определяется общей мощностью всей ленты в данной конструкции, увеличенной на небольшой запас. Благодаря этому блок не будет работать на пределе своих возможностей, что поможет значительно продлить его срок службы, поскольку компоненты не будут перегреваться.

Для расчета можно воспользоваться формулой:

где P — общая мощность ленты (Вт), L — ее длина (м), p — удельная мощность на 1 м (Вт/м), k — коэффициент запаса. Ключевую роль здесь играет коэффициент запаса, который, как правило, составляет 25-30%, то есть принимается равным 1,25-1,30. Удельную мощность можно найти в инструкции по эксплуатации ленты, указанной производителем среди других технических характеристик.

По герметичности корпуса

Выбирая блок питания для светодиодной ленты с учетом защиты от пыли и влаги, следует учитывать условия его эксплуатации. В обычном помещении с сухим и нормальным уровнем влажности будет вполне достаточно класса защиты IP20, который предотвращает попадание твердых частиц размерами более 12,5 мм.

При выборе устройств с классами защиты IP20-IP40, следует помнить, что менее нагреваемые модели оснащаются кулерами, установленными перпендикулярно к элементам платы, что обеспечивает лучшую циркуляцию воздуха и снижает риск перегрева.

Если речь идет о блоке питания, который будет устанавливаться в ванной комнате, то нужна полная защита от влаги, соответствующая классу IP65, которая исключает попадание струй воды и любой пыли.

Наивысшую степень защиты IP67 необходимо обеспечить тем блокам, которые будут эксплуатироваться на улице. Данный класс также предполагает возможность временного погружения устройства под воду на глубину до 1 метра. Классы IP68 и IP69 предоставляют возможность использования блока при полном погружении в воду.

Особенности выбора напряжения

Какое напряжение требуется для светодиодной ленты? Если выводы и примеры вас не интересуют, можете пропустить ниже, а я объясню с самого начала.

Стоит сразу прояснить, что яркость ленты на 14,4 Вт 12В будет аналогичной яркости ленты на 14,4 Вт 24V и 220V. Однако разница в выборе напряжения заключается в падении напряжения ΔU, которое в свою очередь приводит к потере яркости в зависимости от длины используемой ленты.

Падение напряжения ниже можно рассчитать при помощи следующей формулы. На практике мы не будем производить этот расчет, однако стоит отметить, от чего оно зависит:

Где:
R — сопротивление линии (в омах Ом)
I — сила тока (в амперах A)
ΔU — падение напряжения (в вольтах В)

Из формулы видно, что чем ниже сила тока I, тем меньше будет падение напряжения ΔU. Ранее мы рассматривали формулу для вычисления мощности:

Где:
P — мощность (в ваттах W)
I — сила тока (в амперах A)
U — напряжение (в вольтах V).
Согласно этой формуле, удвоив напряжение U, мы можем уменьшить силу тока I в два раза, сохраняя изначальную мощность.

Что происходит на практике?

На практике, если подключить 5 метров 12-вольтовой ленты и сравнить яркость первого и последнего светодиода, разницы не будет. Но если соединить 10 метров 12-вольтовой ленты в одну цепь, то в конце она будет заметно светить тусклее, чем в начале. Это результат падения напряжения.

Если вы подключите, тем же образом, 10 метров 24-вольтовой ленты, эффекта «потери яркости» не будет. Она будет светить равномерно от начала до конца. Если же соединить две линии по 20 метров — одну с 24 Вольт, другую с 12 Вольт, и затем сравнить последние светодиоды каждой ленты, то они будут примерно одинаковы по яркости.

При увеличении напряжения, мы уменьшаем необходимую силу тока и, таким образом, можем увеличить максимальную длину линии. Максимально допустимая длина линии светодиодной ленты примерно равна:

• 12 Вольт — 5 метров.
• 24 Вольта — 10 метров.
• 220 Вольт — 50 метров для мощной ленты и 100 метров для менее мощной.

Важно учитывать.

При расчете сечения проводов следует помнить, что нужно использовать 1 мм² медного кабеля на каждые 13А (ампер) тока для скрытой проводки и 17А — для открытой. Превышение этих лимитов приведет к перегреву проводов при длительной работе.

Преимущества и недостатки различных напряжений.

12 Вольт:
+ не может электрошокировать человека.
+ способны «пережить» короткое замыкание. В случае замыкания между + и — лента и блок не сгорят и не взорвутся; они будут постепенно нагреваться, но если вы вовремя заметите проблему, ничего страшного не произойдет.
+ доступность ленты и блоков по цене и наличию.
— соединение только параллельно, что важно при необходимости подключения более 20-30 метров ленты в одной цепи.

24 Вольта:
+ также не может ударить током человека.
+ тоже “переживет” короткое замыкание, хотя при этом будет нагреваться в два раза быстрее, чем 12 В.
+ удобно подключать, так как можно подавать по 10 метров за раз.
+ все RGB контроллеры и диммеры предлагают в два раза большую мощность на 24V за ту же цену, что позволяет неплохо сэкономить.
+ требующее менее толстое сечение проводов для той же мощности по сравнению с 12 Вольт.
— цена ленты и блоков питания выше на 25-30% относительно 12 Вольт аналогов.

220 Вольт:
+ идеально подходит для длинных лент: позволяет соединять по 50-100 метров без потери яркости.
+ низкая цена источников питания (выпрямителей), 200 рублей на 50-100 метров ленты.
+ недорогие варианты с классом защиты IP68 (полная защита от влаги и пыли).
+ не требует большого сечения проводов. Например, можно подключить 50 метров ленты 5050 14.4 Ватта используя кабель сечением всего 0,75 мм².
— может вызвать удары током при нарушении изоляции. Поэтому лучше не устанавливать 220-вольтные ленты в домашних условиях.
— неправильно осуществив соединение, можно мгновенно сжечь всю катушку.

Команда Giant4

Что лучше: один мощный блок питания или несколько маломощных?

Существует практическая разница между использованием одного мощного блока и несколькими маломощными блоками питания.

Несколько маломощных блоков питания

При подключении длинной и мощной светодиодной ленты в классических помещениях, где важна дополнительная шумоизоляция (например, в спальне или комнате отдыха), рекомендуется использовать несколько маломощных блоков питания.

Эти блоки имеют компактные размеры и могут быть легко представлены даже в ограниченном пространстве. Их конструкции позволяют обеспечить охлаждение без применения принудительной вентиляции, однако для лучшего теплоотведения стоит предусмотреть пространство вокруг этих блоков (обычно достаточно 20 см со всех сторон).

Один мощный блок питания

Если требуется подключить долгую и мощную светодиодную ленту, можно использовать и один мощный блок питания, например на 100 Вт.

Тогда такие источники питания используются в тех местах, где есть возможность установки блоков больших размеров, и присутствует общий шум (например, в офисах, магазинах и так далее).

Для обеспечения отвода выделяемого тепла в таких устройствах требуется активная вентиляция: с использованием внешнего вентилятора или встроенного кулера, что может создать некоторые неудобства при эксплуатации в тихих помещениях (например, в спальнях и зонах отдыха).

Особенности установки блоков питания

При выборе блока питания следует учитывать его конструктивные и габаритные параметры, включая такие аспекты, как исполнение корпуса (стандартные плоские и широкие или длинные и тонкие варианты).

Важно также предусмотреть вентиляцию и соблюдать требования пожарной безопасности, сделать доступными блоки для последующего обслуживания и ограничить возможность случайного контакта детей с этими устройствами.

Не следует устанавливать блоки питания рядом с отопительными приборами или рядом с некоторыми видами оборудования, которые выделяют тепло (например, радиаторы). Также недопустимо размещать блоки питания друг на друге. Минимальное расстояние между подключаемыми блоками должно составлять не менее 20 см.

Соблюдение этих простых рекомендаций позволит блокам питания, используемым для светодиодной ленты, функционировать долго и надежно.

Не пропустите новые публикации Apeyron Electrics!