Особенности, производители и советы по выбору блока питания для светодиодного светильника

Особенности блоков питания

Для нормального функционирования светодиодов через них должен проходить постоянные ток и напряжение (вольамперная характеристика этих источников света нелинейная). При подключении к сети требуются источники питания, снижающие и выпрямляющее 220 В до требуемого значения. В противном случае при любом скачке резко увеличится электроток, p-n переход пекрегреется, светодиодный чип перегорит.

Основное требование к БП (блоку питания) – способность сгладить скачки, повышающие вольтаж в сети при авариях, коммутациях с мощным оборудованием, ударах молнии.

Внимание! Необходимо знать, что срок службы блока зависит не только от времени, которое он проработал, но и от срока хранения. В эту аппаратуру встраиваются электролитические конденсаторы, работоспособность которых снижается из-за испарения электролита. Исключение составляют самые дорогие модели БП, в которых электролитические конденсаторы заменены более современными керамическими.

При покупке необходимо обратить внимание на коэффициент мощности, который обозначается как λ или cos φ. Чем этот показатель выше (от 0,85), тем качественнее блок и сложнее его конструкция.

Сейчас можно купить Led лампы и светильники со встроенным в корпус (чаще всего цоколь) устройством для стабилизации электротока. Но они маломощные, поэтому способны обеспечить работу с сетью без значительных скачков. При малейших отклонениях в сторону повышения они выходят из строя. Чтобы избежать такой неприятности, желательно установить в систему светодиодного освещения отдельностоящий блок питания.

Характеристики блока управления

Блок питания – это электротехническая конструкция, основная задача которой преобразовать силу тока 220В в 12В или 24В в зависимости от требуемой величины рабочего напряжения. В большинстве случаев для питания светодиодных ламп используются импульсные блоки питания. Здесь ограничителями выступают резисторы. Есть распространенный аналог блока питания – драйвер, его недостаток заключается в отсутствии ограничителей тока.

При выборе блока питания для светодиодных лампочек требуется ознакомиться с характеристическими особенностями, которыми должно обладать устройство.

• Рабочее напряжение осветительного прибора.
• Суммарная мощность светодиодной ленты.
• Необходимость защиты корпуса БП от пагубных воздействий окружающей среды.
• Габаритные размеры конструкции.

Рабочее напряжение

Существуют блоки питания, которые позволяют вручную регулировать силу выходного напряжения, их используют для реализации нестандартных проектов, а также, когда нужно компенсировать падение напряжения на длинных проводах.

Также существуют нестандартные модификации БП, оснащенные несколькими каналами. Каждое имеет разное выходное напряжение. Это может быть очень кстати, если запитать разные ленты на один источник.

Мощность осветительного прибора

Для вычисления суммарной мощности светодиодной ленты требуется каждый метр ее длины умножить на мощность.

Габариты

Имеют большое значение размеры корпуса. Мощные БП могут быть габаритными, скрыть их будет практически невозможно, к тому же большинство из них оснащено встроенным вентилятором. Если потребуется подсоединить длинный участок ленты, можно пересмотреть схему подключения и использовать вариант эксплуатации нескольких меньших по размерам и мощности блоков.

При выборе места для установки нужно учитывать: чем выше мощность прибора, тем сильнее он нагревается, поэтому важно обеспечить достаточное количество места для теплоотвода, в противном случае он будет перегреваться и быстро выйдет из строя.

PFC в характеристике трансформатора

Блок питания для светодиодной ленты 36W, 700mA, PFC
Порой на корпусе БП можно увидеть маркировку PFC, которая в переводе с английского означает коррекция реактивной мощности. Этот параметр указывает, на каком именно схемотехническом решении спроектирована данная модель, что позволяет уменьшить потребляемую мощность.

Таким модификациям свойственно высокое значение коэффициента мощности, они относятся к моделям высокого качества с низким пусковым током. Еще одно преимущество таких моделей заключается в том, что при большом количестве одновременно используемых БП нет необходимости устанавливать и эксплуатировать специальные пусковые автоматы.

Блок питания – это электротехническая конструкция, без которой не обойтись при установке светодиодных ламп дома, на работе, в гараже и т.д.

Классификация

Проблема рядового потребителя связана с запутанностью терминологии. Блоком питания называется источник, предназначенный для подключения любого радриоэлектроного оборудования, выдающий определенный уровень напряжения и тока.

Для большинства светодиодов требуется 4 В, при последовательном соединение максимальное количество 15 элементов, что соответствует напряжению 60 В. В российской сети 220 В, поэтому блок питания включается в систему обязательно.

Обозначать БП словом «драйвер» неверно, так как этот вид оборудования обеспечивает только стабильность тока (существуют модели, обеспечивающие диммирование). Драйвером можно назвать устройство, которое обеспечивает питание при подключении к сети 12 В или 24 В. Если осветительный прибор необходимо подключить к 220 В, требуется блок питания.

Исторически устройство, обеспечивающее параметры питания электроприбора, называется балластом (ПРА). При переходе на светодиодное освещение термин не стали менять. То же относится к термину «электронный трансформатор». Это устройство снижает напряжение и повышает частоты, запитать от него можно гирлянду или похожий на нее источник света.

БП может размещаться в корпусе или отдельно от осветительного прибора, включаться в комплект поставки или приобретаться отдельно.

По конструкции эти приборы делятся на 2 большие группы:

• изолированные;
• неизолированные.

У изолированного БП отсутствует гальваническая связь между входом и выходом, что повышает уровень безопасности во время эксплуатации благодаря невысокому уровню напряжения на выходе. Этот вид блоков питания производится на основе трансформатора, первичная обмотка которого подключается к сети. Светодиодный светильник или лента присоединяется к вторичной обмотке. Изолированные модели сравнительно дорогие, но хорошо сглаживают скачки и импульсы напряжения, что особенно важно для российской электросети.

Источник питания для светодиодов

Чтобы выполнить ремонт блока питания светодиодной лампы, нужно понимать принцип работы такого элемента системы.

Источник питания подобного осветительного прибора должен соответствовать ряду требований. Основные из них следующие:

• энергоэффективность;
• надежность;
• электромагнитная совместимость;
• безопасность.

Только обеспечив светодиоды источником питания с перечисленными качествами, можно добиться правильной работы прибора, продлить срок его эксплуатации.

Стоит отметить, что продолжительность эксплуатации представленных осветительных приборов составляет не менее 50 тыс. часов. Соответственно и блок питания должен проработать не меньшее количество времени. При этом нужно помнить, что основной причиной, по которой светодиодные лампы вытесняют все другие разновидности осветительных приборов, являются энергосберегательные технологии. Поэтому блок питания также должен обладать высоким КПД. В противном случае из-за блока питания экономия энергии будет незначительной.

Стоит также отметить, что представленная деталь является единственным источником помех электромагнитного типа. Поэтому от блока питания зависит совместимость светодиодного светильника с электросетью.

Единственным элементом в представленном осветительном приборе, к которому подводится напряжение от бытовой сети, является блок питания светодиодных ламп. 220В в этом элементе системы трансформируется, снижаясь до 12 В на выходе. По этой причине электробезопасность устройства полностью зависит от этого прибора.

Кроме того, блок питания влияет на светотехнические характеристики лампы, на то, какой ток будет протекать через светодиод. Если он будет пульсировать, то и световой поток будет отличаться низким качеством, плохо влиять на зрение.

Основные производители БП

Теоретически БП должен поставляться вместе с осветительным прибором. На практике такое встречается не всегда, Если БП в комплектацию не включен, нужно покупать изделия компаний, специализирующихся на этой продукции (Трион, Аргос-Электрон, Meanwell и др.).

на рынке с 2012 года, занимает третье место по стране по объемам производства, продано 1, 5 млн модулей, отказов всего 0,2%. Производство БП для светодиодных осветительных приборов в этой компании является один из основных видов деятельности. Готовая продукция тестируется и испытывается по методикам, разработанным штатными инженерами. Качество контролируется на всех этапах производства.

Аргос-Электрон из Санкт-Петербурга на рынке с 2008 года. Это один из ведущих производителей комплектующих для систем освещения со светодиодными источниками света. Аргос-Электрон выпускает драйверы для промышленных, уличных и офисных светильников, приборы освещения для ЖХК. Готовая продукция тестируется с имитаторами светодиодов, в термошкафах и термокамерах.

Компания Meanwell Основа в 1982 году, поставляет импульсные блоки питания. Предлагает примерно 5 тыс. стандартных моделей для автоматизации светодиодного освещения. Продукция подвергается жесткому контролю на всех этапах производства, начиная от разработки проекта и отбора компонентов.

Под брендом Helvar предлагаются изолированные и незаизолированные импульсные блоки питания, управляемые и неуправляемые драйверы. Широкий ассортимент позволяется создавать простые локальные и масштабные светодиодные системы освещения.

Компания Vossloh-Schwabe (подразделения Panasonic Group) производит блоки питания, драйверы, системы управления для светильников и лент, устанавливаемых в помещениях и на улице. Оборудование поставляется укомплектованным. На производстве используется современное оборудование и передовые технологии.

Процедура подключения

Помимо приобретения нужно знать, как подключить блок питания правильно. В первую очередь, нужно осуществить расчет требуемой мощности и сделать выводы, подходит ли ваш блок для желаемого количества светодиодной ленты 12V. Чтобы подключить светодиоды, нужно следовать некоторым правилам:

• Для подключения к блоку питания двух и более лент нужно соблюдать параллельность.
• Не допустимо менять полярность проводов на светодиодной ленте и на питании.
• Если параллельно подключается две ленты, нужно к второй провести проводок с сечением 1,5 мм². Большое сечение приведет к потере напряжения.
• При параллельной установке двух источников света с двумя источниками питания для удлинения второго элемента допустимо использование провода с сечением 0,75 мм².

Внешние блоки питания не входящие в комплект поставки

При покупке внешнего БП нужно знать, что он будет достигать максимального КПД при мощности 80% от номинальной. Чтобы получить оптимальное значение, необходимо умножить мощность светодиодного источника света на 1,2-1,15 (коэффициент запаса).

Если блок покупается с расчетом на то, что в будущем к нему будут подключаться дополнительные источники света, то мощность светильников, которые будут подключены сразу, должна быть в 1,2 раза меньше минимальной нагрузки БП. В противном случае при включении сработает защита от холостого хода.

Внешний блок желательно подключить даже к тем осветительным приборам, в которые встроены драйверы. Важна так же степень защиты БП. Если лампа будет установлена на улице или в помещении с повышенным уровнем влажности, потребуется уровень защиты IP65. Не стоит переплачивать, если система освещения устраивается в отапливаемом жилом помещении.

Выбор варианта питания

Если лампы освещают помещение, не требующее особенного качества света, то вполне возможно использование блоков питания трансформаторного или импульсного типа. В этом случае не будут особенно заметны пульсации света из-за скачков напряжения.

В случае, когда необходим поток света высокого качества, а также если этот светильник потребляет большую мощность, то рекомендуется использовать драйвер.

На выбор блоки питания влияет также место расположения светильника. В частности, это влияет на степень защиты. В жилом помещении она должны быть ниже, а в агрессивной среде с пылью, влагой требования будут более высокими.

Собрать своими руками

Своими руками можно сделать не только Лед светильник, но и простой блок питания для него (не импульсный). Схема может быть трансформаторная и бестрансформаторная (вторая проще). Требуется диодный мост, резисторы и конденсаторы.

Первым устанавливается конденсатор, ограничивающий переменный электроток. Правильно подобранная емкость – гарантия того, что на светодиоды будет подаваться требуемая сила тока. Напряжение этого элемента от 300 В.

Важно! Электролитический конденсатор для БП не подходит.

Параллельно подключается резистор-шунт с сопротивлением, достаточным для разряжения конденсатора в момент отключения светильника. Мощность большого значения не имеет.

Следующий элемент – диодный мост, превращающий переменный ток в постоянный. Можно купить сборку или спаять несколько диодов с подходящими для схемы характеристиками. Сила тока должна быть больше той, которая протекает по светильнику, обратное напряжение от 300 В.

После моста электроток постоянный, но скачкообразный. Ситуацию может улучшить сглаживающий конденсатор на 300-400 В с емкостью от 10 микрофарад. Для шунтирования к нему подключается резистор.

Такой БП подходит для последовательного подключения до 75-и ярких светодиодов с напряжением 3,5 В и током 20 мА. Яркость свечения меняется с изменением емкости первого конденсатора.

Эта схема недостаточно безопасна, так как при попадании влаги светильник может бить током.

Если использовать трансформатор, то его мощность должна быть в полтора раза больше мощности светильника. На выходе должно быть 12-20 В. После трансформатора включается фильтрующая емкость и стабилизатор на основе микросхемы 7812, обеспечивающей на выходе ток до 1,5 А.

Трансформаторный блок

Сегодня уже довольно редко можно встретить применение трансформаторного БП. Схема их сборки и работы довольно проста и понятна.

Самый главный элемент здесь, безусловно трансформатор. В домашних условиях он преобразует напряжение 220В в напряжение 12 или 24В. То есть, идет прямое преобразование одного напряжения в другое.

Частота сети при этом, привычные нам всем 50 Герц.

Далее за ним стоит выпрямитель. Он выпрямляет синусоиду переменного напряжения и на выходе выдает «постоянку». То есть 12В, подаваемые к потребителю, это уже постоянное напряжение 12V, а не переменное.

У такой схемы 3 главных достоинства:

• ее простота

• незамысловатость конструкции

• относительная надежность

• во-первых это большой вес и приличные габариты

• как следствие первого недостатка — большой расход металла на сборку всей конструкции

• ну и ухудшает все дело низкий косинус фи и низкий КПД

Именно поэтому и были изобретены импульсные источники питания. Здесь уже несколько иной принцип работы.