Блок питания для светодиодов своими руками

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:

1. Питание 12 В.
2. Питание 24 В.
3. Питание 36 В.

   

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 схемы блоков 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:

1. Трансформатор понижающего типа – его мощность должна быть примерно на 25 % больше, чем у светодиодной ленты. Делается это для того, чтобы был небольшой запас.
2. 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.
3. 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:

1. SMD-3528 вмещающая на 1 метре 60 светодиодов, суммарная мощность 4,8 Вт.
2. SMD-3528 со 120 светодиодами на одном метре имеет мощность, соответственно, 7,2 Вт.
3. SMD-3528 с 240 светодиодами на одном метре имеет мощность 16 Вт.
4. SMD-5050 с 30 элементами – 7,2 Вт.
5. SMD-5050 с 60 элементами – 14 Вт.
6. 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:

1. Мощность.
2. 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:

1. На каждый метр приходится по 40 светодиодов.
2. Суммарная длина – 5 метров.
3. 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:

1. Диодная сборка. Можно использовать 4 полупроводниковых диода, соединенных в мостовую схему.
2. Электролитический конденсатор с рабочим напряжением не менее 25 В. Можно использовать элементы с рабочим напряжением 50 В. Емкость должна быть не менее 470 мкФ.
3. 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:

1. Соединяются диоды между собой по мостовой схеме. Обязательно соблюдайте полярность, на всех диодах со стороны полоски на корпусе находится анод (положительный вывод).
2. Подключаете к диодному мосту вторичную обмотку трансформатора.
3. К выходу моста нужно подключить электролитический конденсатор. При соединении нужно соблюдать полярность! Иначе конденсатор может взорваться!
4. В разрыв плюсового вывода включается дроссель.
5. 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.

Современная электроника часто комплектуется внешними источниками питания на 5В, 12В, 19В. После того как прибор выходит из строя, они часто валяются в кладовке или тумбочке.

• 5V — это напряжение зарядных устройств для телефонов и USB;
• 12V — используется в компьютерах, некоторых планшетах, ТВ, сетевых маршрутизаторах.
• 19V — в ноутбуках, мониторах, моноблоках.

Мы будем рассматривать, каким образом можно адаптировать любой блок питания для светодиодной ленты на 12В. Будут только простые и бюджетные варианты доступные каждому. Зарядники на 5В не подходят. Но из таких зарядников я делаю ночники, на корпус приклеивается от 3 или 6 диодов. Ночью светит не ярко, в самый раз.

Источники питания на 12V

БП от маршрутизатора 12V, 1А

Источники питания на 12В от электроники обычно бывают от 6 до 36 Ватт. 10 Ватт хватает для подсветки рабочей поверхности светодиодной лентой на кухне. Такие блоки делятся на 2 основных вида:

1. старые на трансформаторах, отличаются большим весом;
2. современные импульсные, еще называют электронный трансформатор, отличаются малым весом и большой мощностью при малых габаритах.

Использовать на трансформаторах не рекомендую. При установке светодиодной ленты я сперва подключил трансформаторный БП от роутера, мощность которого была в 2 раза больше мощности ленты. Сам выпрямитель стал сильно греться. Поставил диодный мост выпрямителя на самодельный радиатор для охлаждения, все равно греется сильно, долго он так не протянет. Времени не было разбираться в тонкостях, поэтому спросил у специалиста. Он кое-как нашел причину, светодиоды имеют особенную вольт-амперную характеристику (сокращенно ВАХ), что приводит к сильному нагреву. Он подарил мне от телевизора на 12В и 2 Ампера, то есть мощность равна 24W. Теперь все работает без проблем и не греется.

БП на 19V

БП ноутбучного типа на 19В, 90W

Напряжение в 19В широко используется в настольной компьютерной технике, чаще всего в ноутбуках, моноблоках, мониторах, сканерах. В эту категорию можно отнести БП от принтеров, они мощные, бывает 16В, 20В, 24В, 32В.

У меня давно валяется отличный блок питания для светодиодов на 90W и 19V от ноутбука Asus. Такой мощности хватит, чтобы запитать светодиодную ленту на 6000 Люмен, а этого хватит, чтобы сделать диодное освещение комнаты 20 квадратов. Но БП не 12 вольт, и потребуется доработка. Внутрь корпуса мы не полезем, перепаивать схему под 12 вольт сложно, долго и надо быть электронщиком. Сделаем проще, подключим  небольшой  понижатель со стабилизатором. Существует два типа.

Тип №1

Стабилизатор  на 7812

Стабилизатор на микросхеме типа КРЕН 7812 (lm317), выглядит почти как транзистор, при установке на радиатор охлаждения выдерживает ток 1 Ампер. Этот вариант устаревший и громоздкий. Для использования всей мощности ноутбучного БП потребуется 5-6 таких (или 1 большая) и большой алюминиевый радиатор для охлаждения.

Тип №2

Импульсный на специализированных микросхемах

Современный импульсный стабилизатор, миниатюрен, не греется, простой как 3 рубля. В русских магазинах за него просят 600-900 р, цена сильно завышенная. У китайцев на 3 ампера стоит 50 р., 5-7А продается за 100-150 р., поэтому рекомендую заказать пару штук на Aliexpress.

Рекомендую использовать импульсный, КПД у него выше 80-90%, проще и дешевле. Только не покупайте источник тока на LM2596, вам нужен источник напряжения. Чтобы найти в китайском интерне-магазине используйте запросы:

• LM2596 power supply;
• 12v switching regulator;
• voltage regulator 12v 7a;

Характеристики импульсных стабилизаторов

Специалист на видео инструкции расскажет основные технические характеристики современных импульсных стабилизаторов, схемотехнику и рекомендации по их правильному использованию. Чтобы вы своими руками не спалили его во время экспериментов.

Простые схемы своими руками

Примеры готовых импульсных модулей на 36W

..

Если вышеописанные БП вам не подходят, то блок питания для светодиодной ленты 12в можно спаять по схеме своими руками. Для самодельного потребуется много времени и немало деталей, не буду рассматривать полные схемы для подключения к сети 220B. при современном развитии электроники их проще купить у китайцев. Есть схемы для сборки своими руками еще на TL594 и других новых элементах. Но мне больше нравится описанный ниже, легко повторяется за 10 минут.

Рассмотрим оптимальный и современный на LM2596. Потребуется установить всего 4 радиоэлемента. Аналоги, схожие по функционалу, это ST1S10, L5973D, ST1S14.

Существует несколько модификаций микросхемы:

• фиксированное 12 V, LM2596-12, указано в конце маркировки;
• регулируемый вариант LM2596ADJ;
• цена в России одной 170 р.. В Китае весь собранный блок на LM2596 стоит 35р. включая доставку.

Характеристики

Видео, как доработать своими руками

Коллега подобно расскажет, как подключить и настроить стабилизатор к блоку питания от ноутбука на 19V.

Готовые модули из Китая

Вариант с регулятором  на выходе от 3 до 37В

В первой схеме будем использовать LM2596ADJ с регулируемым вольтажом на выходе. Выпускаться она может в разных корпусах, но самый оптимальный как на картинке. Плюсом такой конструкции будет возможность регулировать яркость led ленты без диммера.

Схема с фиксированным 12B

Стабилизатор на микросхеме LM2596-12, отсутствует переменный резистор для регулировки, на выходе ровно 12B. Схема проще на одну детальку.

Питание и драйвер в одном модуле

Универсальный блок с 3 регуляторами

Универсальный вариант, регулируется сила тока и напряжение. Можно запитать не только диодную ленту, но и светодиоды. то есть может выступать в качестве драйвера и электронного трансформатора.

На видео ролике вам покажут как пользоваться и настраивать самостоятельно универсальный вариант модуля с драйвером, регулируемой силой тока.

Где купить дешево?

Бывает, что у вас дома не оказалось БП подходящего от бытовых приборов, но точно есть у других, тоже валяется без дела. Сперва спросите у знакомых или соседей, наверняка что то есть. За пару сотен или жидкую валюту вы можете сними договорится.

Большой ассортимент  вы найдете на Авито и на местных форумах. Многие избавляются от ненужного хлама и продают БП за символическую цену, потому что выбрасывать жалко, а реальную стоимость не знают. Таким образом, я часто покупаю хорошие приборы, тем более торг никто не отменял. Недавно мне удалось купить фирменный ACER от моноблока на 190W за 400 р. Он герметичен и высокого качества, так как компьютерная электроника требует очень стабильного и качественного питания в отличие от диодной ленты.

Блоки питания могут использоваться не только для подключения жидкокристаллических мониторов, ноутбуков и ламп. К этим устройствам можно также подключать светодиодные ленты. Обычно, светодиодное освещение используется для декоративной подсветки.

Что представляет собой светодиодная лента? Это гибкая плата с размещенными светодиодами и резисторами. Она не предъявляет особых требований и ее длину можно изменить с помощью простых ножниц.

Блоки питания 12в обеспечивают ленточные светодиоды электроэнергией необходимых параметров. Они стабилизируют напряжение и защищают от помех и перегорания. При использовании на улице, элементы свечения монтируют в герметичные корпусы.

Некоторые достоинства:

1. Минимальные энергозатраты;
2. Сетевые фильтры, что делает возможным эксплуатацию в самых разных условиях;

Блоки, номиналом в 24в, применяют для подключения светодиодов SMD5050 с расчетом 120 штук на 1 метр.

Описание

БП питания импульсного типа представляют собой небольшое устройство с корпусом 180x96x38 мм.

Технические характеристики:

1. Входной ток составляет 1,5 – 2,5 ампер.
2. Входная мощность – 115 – 230 V.
3. Частота – 50 – 60 герц.
4. Рабочее напряжение – 220 вольт (наши стандартные сети).
5. Выходное напряжение – 12 в.
6. Выходной ток – 15 A.
7. Мощность – 180 ватт.
8. Параметры безопасности: защита от перегрузки и короткого замыкания. Некоторые виды являются влагоустойчивыми.

Это один из самых распространенных видов. Размер некоторых моделей отличается друг от друга.

Вот некоторые примеры:

• 165x65x40;
• 115x80x37;
• 165x100x44;
• 255x75x45;

Другие различия в некоторых видах:

1. Сила тока имеет приличный диапазон: от 1,25 до 41 А.
2. Мощность колеблется в пределах 1 – 1000 Вт.

Безопасность и соответствие стандартам гарантирует производитель. Поэтому, перед покупкой, ознакомьтесь с характеристиками оборудования.

Для того, чтобы установка блока проходила легче, его оснащают специальной присоединительной колодкой с отверстиями. Помимо этого, блоки не позволяют проводу непроизвольно вытягиваться и отключаться от колодки с винтовыми зажимами, благодаря которым и происходит подключение провода.

Охлаждаются блоки питания за счет естественной воздушной конвекции. Некоторые из них изготавливают со встроенными вентиляторами, похожими на компьютерные кулеры, и не позволяющими устройству подвергнуться перегреву во время длительной эксплуатации.

Такие вентиляторы позволяют повысить мощность. Единственный минус – это шум, который со временем только увеличивается. Если вы используете такой вид устройства, не забывайте регулярно чистить его, смазывать вращающийся механизм и удалять с него пыль.

Назначение и принцип работы

Блок или адаптер питания предназначен для подключения техники к источникам питания для ее нормальной работы. Блок питания для ленты светодиодов служит преобразователем входного напряжения до необходимого напряжения на выходе. В данном случае, речь идет о двенадцати вольтах.

Использование подобного устройства питания требует определенной компетентности. Если использовать устройство по назначению, оно не будет представлять угрозу ни здоровью владельца, ни технике.

Импульсные адаптеры выравнивают скачки напряжения с помощью специального фильтра. Поэтому электросеть с нестабильным напряжением критически нуждается в подобном устройстве. Скачки напряжения могут не просто негативно сказаться на работе электрооборудования, но и вывести его из строя.

Виды

Обозначения на фото:

1. Компактный герметичный.
2. Герметичный в алюминиевом корпусе.
3. Открытый.
4. Компактный сетевой.

12-вольтовые блоки бывают двух основных видов:

1. Стабилизированные по напряжению – 12/24 вольт. Двенадцати вольтовые применяются, в основном, для подключения светодиодных ламп G4 и MR16.
2. Стабилизированные по току – постоянный/переменный.

Кроме этих отличий, выпускаются следующие типы:

1. Герметичные. Степень защиты – IP66 и 67. Небольшой корпус защищает устройство от пыли и воды. Имеет встроенный потенциометр, который функционирует как подстройка тока. Блоки с маленькой мощностью выпускаются в пластмассовых корпусах, большая мощность загерметизирована в алюминиевый.
2. Полугерметичные. Степень защиты – IP54. Пригодны для использования вне помещения, поскольку корпус адаптера металлический и влагостойкий. Мощность варьируется в пределах 10 – 360 ватт.
3. Негерметичные. Используются только во внутренних помещениях. Выполняются в металлическом или пластиковом гофрированном корпусе.

Поскольку каждая модель отличается друг от друга по свойствам, характеристикам и предназначению, следует внимательно подходить к выбору устройства.

БП светодиодных лент подбирается по следующим принципам:

1. Мощность, которую потребляет лента.
2. Напряжение, необходимое для питания ленты.
3. Защита от попадания влаги.

Расчет мощности

Подсчитывая данные, добавляйте 25 процентов к имеющейся мощности ленты. Таким образом, источник питания не будет работать при больших нагрузках. Это важно делать для продления долговечности и безотказности работы.

Расчет БП для светодиодной ленты:

Средняя цена на адаптер питания 12в составляет 500-1000 рублей. Многие пожилые мужчины, которые когда-то были тесно связаны с техникой, выносят свои приборы на «блошиный» рынок. У них можно купить недорогой, проверенный временем адаптер.

Как сделать самому?

Для самостоятельного изготовления блока питания потребуется:

1. Много времени.
2. Немного деталей.

Что нам может понадобиться для сборки блока питания светодиодной ленты:

• корпус;
• лента необходимой длины;
• плата;
• шнур;
• отвертка;

Представляем вашему вниманию схему сборки БП 12в:

Обозначения:

1. C1 – балластный конденсатор.
2. C2 – сглаживающий фильтр.
3. VD1 – VD4 – диоды.
4. VD5 – стабилитрон.
5. R1 – R3 – резисторы.

Пошаговое руководство:

1. Самым оптимальным вариантом будет служить бестрансформаторный БП с балластным конденсатором.
2. Конденсатор гасит сетевое напряжение, которое затем подается на выпрямитель, собранный на диодах. С выпрямителя оно поступает на сглаживающий фильтр.
3. Резисторы обеспечивают быструю разрядку конденсаторов. R1 ограничивает ток при подключении, стабилитрон ограничивает напряжение на выходе, предоставляя 12 вольт.
4. От номинала конденсатора C1 зависит ток для блока питания.
5. Не стоит запитывать светодиоды максимально допустимым током.

Подключение

Чтобы подключить БП к светодиодной ленте, нам потребуется шнур с вилкой. На шнуре важно установить выключатель.

Берем адаптер и находим 4 контакта:

1. Фаза.
2. Ноль.
3. V+ (выходное напряжение).
4. COM (туда подключается лента).
5. Оголяем два провода шнура и подключаем к фазе и нулю.
6. Вставляем вилку в розетку. Загоревшийся зеленый светодиод означает, что блок питания готов к работе.

Советы

1. Любой блок, предназначенный для запитывания светодиодных ламп, должен соответствовать стандартам в области освещения.
2. Не советуется разбирать корпус и пытаться вносить какие-то изменения. Перепаивать схему адаптера сложно и долго. Даже для электронщика.
3. В зависимости от мощности БП, к нему может быть подключено несколько лент. Для этого существует RGB усилитель. Он принимает сигнал от одной ленты, и раздает его другим. При этом, синхронность изменения цветов и яркость не теряется.

Внимание! Если попытаться подключить ленту напрямую в розетку, она начнет дымиться и, естественно, работать после этого не будет.

Часто нужно запитать свои самоделки, а блока питания на нужное напряжение нет. Конечно, для проверки можно воспользоваться батарейками. Подобрать нужное количество, для получения нужного напряжения, но для постоянной работы такой подход нерационален. Давайте рассмотрим варианты изготовления блоков питания для светодиодов от простого и дешевого к более сложному и дорогому.

Бестрансформаторный блок питания для светодиодов

Суть такого блока заключается в использовании балластного (гасящего) конденсатор. На нашем сайте есть подробная статья о таком БП, в которой вы можете найти калькулятор для расчёта конденсатора. В общем виде схема выглядит следующим образом:

Такой вариант имеет массу недостатков:

1. Нет стабилизации выходного напряжения;
2. нет гальванической развязки (трансформатора);
3. нет разряжающего резистора на балластном конденсаторе, поэтому есть риск поражения электрическим током от C1.

Приняв эти недостатки и доработав схему, получаем следующее бестрансформаторное питание светодиодов на 12В.

Вместо D1, микросхемы линейного стабилизатора L7812, может быть установлена любая другая на необходимое напряжение (7805 и т.д. а также отечественные стабилизаторы КРЕН).

Альтернативный вариант схемы БП для светодиодной ленты, при сборе своими руками – вместо линейного стабилизатора использовать стабилитрон или параметрический стабилизатор из стабилитрона и транзистора. Преимуществом такого решения есть гибкость в настройке напряжения стабилизации, ведь если у вас нет подходящего стабилитрона, вы можете два других соединить последовательно и добиться нужной величины напряжения.

Для изготовления самодельного блока питания для светодиодной ленты подойдёт отечественный стабилитрон серии Д818Д, рассчитанный на напряжение порядка 12-13 В.

Другой способ стабилизации – собрать стабилизатор тока на двух транзисторах. Ток стабилизации задается резистором R2.

R2 = 0,7 * Iст; R1 = 3,9кОм.

Стабилизатор тока стремится выдать заданный ток, это оптимальный вариант для бестрансформаторного питания отдельных светодиодов.

Переделка готовых БП для работы со светодиодами

Начнем с самых распространённых блоков питания – зарядных устройств от мобильного телефона. Выходное напряжение от 5 до 9 вольт постоянного тока, стабилизированная схема и гальваническая развязка от сети. Это делает использование подобных схем блока питания для светодиодной ленты безопаснее предыдущего варианта.

Самым простым вариантом будет использование токоограничительного резистора, для удобства есть онлайн калькулятор для расчета резистора.

Схемы дешевых блоков питания от зарядок

Для начала взгляните на схемы от различных зарядных устройств, с виду они отличаются, а принципиально – идентичны (картинки можно листать).

Большинство зарядных устройств для мобильного телефона построены на базе блокинг-генератора, или как его еще называют – автогенератора.

Выпрямленное напряжение поступает на схему, состоящую из силового транзистора, который управляется через базовую обмотку и резистор смещения базы, трансформатора, и цепи обратной связи. Это простейший импульсный блок питания. Подойдет как схема для блока питания светодиодной ленты, если её немного модернизировать.

Принцип работы

Обмотки трансформатора подключены таким образом, чтобы на базе транзистора и коллекторной обмотки, напряжения наводились в противофазе, иначе говоря «наоборот». Когда транзистор открывается до конца через резистор базы, нарастание тока в коллекторной обмотке прекращается и на базовой обмотке возникает противо-ЭДС, закрывающее транзистор. Ток в коллекторной цепи снижается, а после достижения нулевого значения процесс повторяется.

Однако это описание очень упрощено, дано только для понимания общего принципа возникновения колебаний высокой частоты переменного тока на импульсном трансформаторе.

Вы могли заметить, что на каждой из схем выше я обвел красным цветом один из элементов – это стабилитрон (диод Зенера). Он установлен как раз в цепи обратной связи по напряжению. Когда выходное напряжение достигает напряжения стабилизации, в работу вступает отрицательная обратная связь, которая закрывает транзистор.

В более дорогих (см. вторую схему) обратная связь заведена через оптопару, это повышает надежность схемы в целом.

Обобщенная схема блокинг-генератора изображена на рисунке ниже, все остальные компоненты в зарядных устройствах нужны для стабилизации (обратной связи), индикации, защиты от аварийных режимов работы и т.д.

Делаем блок питания

Раз стабилитрон имеет напряжение стабилизации — с его помощью осуществляется обратная связь. Значит, чтобы изменить выходное напряжение, нужно его заменить на другой по величине Uстаб.

Выходное напряжение зарядного устройства приблизительно равно номиналу стабилизатора. Оно отличается от номинального на стабилитроне от 0,3 до 1В и зависит от некоторых особенностей схемы. Обратите внимание, в приведенных примерах стоят стабилитроны от 5 до 7 вольт.

При изменении выходного напряжения изменяется и ток, который может выдать зарядное устройство. Причем изменение тока обратно-пропорционально величине изменения напряжения. Т.е. увеличив напряжение наполовину, допустим до 7,5 вольт, ток упадет в два раза.

Чтобы своими руками сделать блок питания для светодиодов, нужно определиться как вы будете подключать нагрузку, чтобы сделать выводы о необходимом напряжении.

Если вы собираетесь питать один светодиод или несколько соединенных параллельно, вам нужно выходное напряжение порядка 3-х вольт (как определить напряжение светодиода). Далее подобрать необходимый стабилитрон, например подобный – на 3,3В. При параллельном подключении не забудьте проверить напряжение через каждый из светодиодов и скорректировать его дополнительным резистором.

Многие блоки питания, не только зарядки для мобильных, сделаны по этой схеме. Более мощные и дорогие модели (незначительно), и модели с другими силовыми схемами оборудованы несколько иной и более простой в настройке обратной связью. Зачастую которая выполнена на микросхеме TL431 (или любые другие буквы и «431» в названии).

Эта интегральная микросхема выполняет роль обычного стабилитрона. Отличия в том, что TL431 – это регулируемый стабилитрон и имеет корпус с 3-мя выводами

Выходное напряжение задается изменением соотношения резисторов R1 и R2 (см. следующую схему), далее размещена типовая схема блока питания с TL431. Кругом обведены резисторы, которые нужно подбирать для подстройки, формула подбора такова:

Vout = 1 + (R1 / R2) * Vref, где Vref – приблизительно 2,5В

Мнемоническое правило: В обвязке TL431 есть 2 резистора, задающие напряжение стабилизации. Верхний чем больше – тем выше напряжение, соответственно, чем ниже сопротивление, тем меньшее напряжение выдаст БП. Нижний – наоборот, чем больше сопротивление – тем ниже напряжение (верхний повышает, нижний уменьшает).

3 варианта блока питания из зарядного

Первый вариант. Вы можете сделать регулируемый блок питания таким образом: замените один из резисторов потенциометр, в зависимости от того куда вы его впаяете (вместо верхнего или нижнего) пределы регулировки будут изменяться.

Идеальный вариант поставить последовательно постоянный резистор и потенциометр, выставив за счет постоянного минимальный уровень напряжения на выходе блока питания, воспользовавшись приведенной формулой.

Описанными способами можно своими руками сделать блок питания для светодиодной ленты практически из любого старого блока питания, зарядного устройства и пр. Однако в некоторых случаях придется доматывать вторичную обмотку несколькими витками, этот способ несколько труднее и рассматривать его не будем.

Вторая схема. Регулировка аналогична, на R7 и R5.

Подобный блок питания, сделанный своими руками, превосходит бестрансформаторное питание светодиодов по всем параметрам. А что насчет цены – то не забывайте о том, что порывшись у себя в кладовой – вы наверняка найдете парочку заготовок.

Третий вариант – это модернизировать или доделать старые трансформаторные блоки питания.

Если выходное напряжение с диодного моста превышает 14 вольт, установите L7812 по указанной схеме и получите готовый БП для LED ленты, сделанный своими руками.

Если вы хотите сделать блок питания для отдельных светодиодов, схема изменится только номиналом стабилизатора – нужно будет установить 3-хвольтовую модель (7803). Или собрать параметрический стабилизатор как было описано выше. Такой блок питания лучше чем первый рассмотренный, но хуже чем второй. Он больше и имеет меньший КПД.

Блок питания для LED ленты из зарядного от ноутбука

Блоки питания от ноутбуков, мониторов и другой бытовой и компьютерной техники имеют напряжение от 12 до 19 и более Вольт. Если напряжение 12В – отлично, это идеально для светодиодной ленты. Но как изменить выходное напряжение, если оно не подходит под ваши нужды?

Вот такой регулируемый импульсный понижающий преобразователь напряжения выполнен на довольно старой надёжной и популярной микросхеме – LM2596. Модель, которая изображена на фото, имеет регулировку напряжения и тока, что позволяет его использовать как драйвер для мощных светодиодов, обеспечивающий очень качественное питание.

На фотографии видно в обозначении сокращение ADJ (adjustable) – что говорит о том, что это регулируемая модель. В продаже есть готовые схемы и отдельные ИМС для работы с фиксированным выходным напряжением, а именно: 3В, 5В и 12В. В вариантах на ток 2 и 3 Ампера каждая, имеют немного упрощённую схему.

Назначение элементов описано здесь, разница лишь в том, что на схеме выше отсутствует стабилизация тока и нет регулировки напряжения, как в предыдущем фото.

Понижающие преобразователи напряжения на LM2596 довольно популярны. Найти их можно в магазинах радиодеталей, но на Aliexpress можно купить в разы дешевле.

Схема их подключения проста, входные и выходные контакты подписаны, некоторые платы поставляются с запаянными зажимными клеммами. Подключите его к готовому БП на более высокое напряжение (от ноутбука, например) и блок питания для светодиодных ламп готов.

Такой вариант подходит для начинающих, если вы не хотите влезать в схему с паяльником или нет возможности добраться до элементов блока для модификации схемы (в случае трудно разбираемого корпуса и когда детали залиты компаундом).

Ремонт блока питания светодиодной ленты

Многие блоки питания, рассчитанные на среднюю и большую мощность (30 и более Вт), построены на интегральном драйвере со встроенным силовым ключом, типа KA5l0365, FSDH065RN и т.д. Такие решения применяются и в бытовой технике, например, в блоках питания DVD проигрывателей. Такие микросхемы взаимозаменяемы, стоит только определить цоколевку сгоревшего чипа и установить тот, который вам удалось найти.

Для ремонта блока питания для светодиодной ленты на 12В (и не только), схема почти не изменяется. Нужно совершить подключение подобно тому, что изображено ниже. Разумеется, с учетом распиновки.

Более сложные и надежные блоки построены на ШИМ-контроллерах:

• TL494;
• KIA494AP;
• MB3759;
• KA7500;

Они аналогичны, ниже схема блока питания для светодиодной ленты с их использованием:

ШИМ-контроллер расположен в нижней части схемы, с помощью P1 (справа на схеме) осуществляется регулировка. Подбирая его величину, можно добиться нужного напряжения на выходе, чем-то похоже на регулировку 431 стабилизатора.

Даже если на вашем блоке нет потенциометра или подстроечника, вы можете его установить самостоятельно, заменив постоянный, аналогично приведенной мной схеме.

При ремонте смотрите на сигнал на выходе ШИМ, силовые ключи Т12 и Т13 подключенные к выводам 8 и 11 TL494.

На картинке ниже более наглядно изображена регулировка, потенциометр подключается к 1 вывод ИМС.

Таким образом вы можете своими руками экспериментальным путем сделать питание для светодиодной ленты из любого БП на 494 ШИМ-контроллере.

Практически все блоки питания можно своими руками перенастроить в узких пределах на необходимое напряжение питания светодиодной ленты. При этом вы обойдетесь минимальными затратами.

Электронный трансформатор — самый дешевый импульсный блок питания, но как известно, все дешевое — мусор. Тут тоже действует этот закон, но на основе электронных трансформаторов можно собрать неплохой блок питания для запитки мощных светодиодов и светодиодных модулей. Я представлю цикл переделки электронного трансформатора, а в качестве подопытного буду использовать китайский электронный трансформатор для галогенных ламп 12 Вольт с мощностью 50 ватт. На самом деле 50 ватт — потребление от сети, а чистая выходная мощность не более 25-30 ватт, так и должно быть, поскольку КПД аналогичных схем не превышает 60%.

Схема из себя представляет обычный полумостовой инвертор, усилить схему, конечно можно, но об этом поговорим в другой раз.

Мы постараемся переделать блок питания и использовать для запитки светодиодов с мощностью 10 ватт.

Для начала нам нужно будет перемотать, точнее домотать импульсный трансформатор, поскольку оптимальное напряжение для указанных светодиодов составляет 11.5 Вольт, а под нагрузкой напряжение БП падает до 7 Вольт. В указанном блоке питания вторичная обмотка состоит из 9 витков провода 0,8мм, нам нужно отделить от платы (выпаять) один из выводов вторичной обмотки. Далее смотрим на вторичную обмотку и именно в том же направлении мотаем 4 витка того же провода. Разобрать трансформатор не нужно, также не нужно мотать максимально ровную обмотку, все ровно КПД от этого не увеличится.

После намотки, нужно очистить лак с кончиков провода, затем последовательно соединить новую и заводскую обмотку. Делается это так — кончик, который был выпаян с платы присоединяется с одним из концов новой обмотки, но нужно соблюдать концовку обмоток (фазировку), к примеру — начало оной обмотки к концу второй или наоборот. Таким образом, мы получаем одну целую обмотку, один из концов намотанной нами обмотки (свободный конец, оставшиеся после фазировки обмоток) запаивается на плату на место старого.

Получаем на выходе примерно 14 — 15 Вольт без нагрузки, с нагрузкой порядка 10,5-11 Вольт — то, что нам нужно.

Далее это напряжение нужно выпрямить. Чтобы не мучить себя, используем всего один диод (можно применять диоды шоттки от компьютерных блоков питания или любые импульсные диоды с током более 3 Ампер). После диода нужно хоть как-то сгладить пульсации, для этого можно использовать пленочный конденсатор с емкостью 0,22 — 1 мкФ. На выходе мы получаем выпрямленный ток, который нужно стабилизировать, поскольку при резких скачках сетевого напряжения, блок может спалить светодиод из-за резкого увеличения выходного напряжения.

Стабилизацию можно реализовать двумя способами — использованием интегрального стабилитрона, либо использовав самодельный линейный стабилизатор на транзисторе. В случае первого варианта можно использовать готовую микросхему из серии 7812 — интегральный линейный стабилизатор напряжения на 12 Вольт. Стабилизатор обязательно укрепляется на теплоотвод.

Второй вариант более надежный, тут использован стабилитрон и мощный силовой ключ, транзистор тоже устанавливают на теплоотвод. В качестве стабилитрона можно взять буквально любой стабилитрон на 11 — 12 Вольт, желательно с мощностью 1 ватт. Резистор подбирается на 1-2 ватт, может наблюдаться тепловыделение.

КПД такого БП не на высоком уровне, но как вариант, такой способ питания мощных светодиодов вполне рабочий и надежный.

С уважением — АКА КАСЬЯН

Современный рынок осветительных приборов позволяет сделать любой тип освещения для своего дома. При этом многие умельцы некоторые элементы осветительных приборов собирают своими руками.
Самым распространенным типом освещения на сегодняшний день является светодиодная лента. Самостоятельный сбор в данной ситуации возможен как отдельных диодов, так и целого блока питания к ленте.

Эта статья расскажет вам, как своими руками можно сделать блок питания к светодиодной ленте.

Особенности изделия

Для светодиодной ленты присущи некоторые особенности, благодаря которым она пользуется наибольшей популярностью среди потребителей. К ним можно отнести:

• возможность создания скрытой подсветки;
• качественный световой поток;
• наличие разнообразия в цветовой гамме свечения;
• доступная стоимость изделия;
• простой монтаж, который легко можно сделать своими руками.

Единственным минусом светодиодной ленты является необходимость подключения ее к источнику питания только через «посредника» – блок питания. Напрямую подключение не осуществляется.
Кроме этого сами светодиоды обладают особенной вольт-амперной характеристикой, из-за которых они могут нагреваться в процессе работы. Поэтому очень важно правильно подобрать блок питания для светодиодной ленты.

Немного о посреднике

Любой вид светодиодной ленты всегда идет в комплекте с блоком питания, через который проводится подключение источника света к электросети. Блок питания для светодиодной ленты может быть на 5В, 12В, 19В. Разные типы блока подходят для различных целей:

• 5В – для зарядки мобильных устройств;
• 12В – для питания компьютера, а также некоторых видов планшета;
• 19В – применяются для питания мониторов, ноутбуков и т.п.

У каждого из нас в доме имеется хотя бы парочка таких блоков, которые остались после того, как соответствующая им техника вышла из строя.

Обратите внимание! Любой из перечисленных видов блока питания можно адаптировать своими руками для светодиодной ленты. Хотя многие утверждают, что зарядники на 5В в данной ситуации использовать нельзя. Из них, с использованием 3-6 светодиодов, можно сделать простой ночник для детской комнаты.

Рассмотрим более подробно особенности блока питания на 12В. Такой блок питания бывает от 6 до 36 Ватт. Обычно, для нормальной подсветки рабочей поверхности хватает 10 Ватт. Такой блок делится на два подвида:

• старые, основанные на трансформаторах. Для них характерен больший вес;
• современные импульсные. По-другому он еще называется электронным трансформатором. Для них характерен небольшой вес и размеры, но большая мощность.

Обратите внимание! Специалисты рекомендуют использовать современные импульсные изделия. В противном случае блок питания (БП) в ходе работы может нагреваться, если его мощность будет выше такого же показателя у ленты более чем в два раза.

Прибор на 19В

Такой БП также можно переделать под светодиодную ленту. Данный тип блоков широко применим для компьютерной и оргтехники. Зачастую они имеют мощность от 16 д 32 В.

БП на 19В позволит вам запитать светодиодную ленту на 6000 Люмен и даст возможность создать освещение помещения с габаритами 20 квадратов. Внутрь самого корпуса лезть в данной ситуации не придется. Можно использовать более простые способы, с использованием небольшого понижателя со стабилизатором.
Рассмотрим два основных способа.
Способ № 1. В данной ситуации нам понадобится стабилизатор на 7812. Он должен быть на микросхеме типа КРЕН 7812. В ходе его монтажа на радиатор охлаждения данный стабилизатор выдержит ток 1 Ампер. Схема сборки показана ниже.

Данный способ на сегодняшний день считается громоздким и устаревшим. Это связано с тем, что для блока питания, например, от ноутбука таких стабилизаторов понадобится 5-6 штук, а также большой радиатор из алюминия для охлаждения.
Способ № 2. Импульсный стабилизатор современного типа. Он более практичен и малогабаритный, при этом не греется и довольно прост в организации. Также стоит отметить, что КПД импульсного стабилизатора составляет выше 80-90%.

Применяя тот или иной способ, вы сможете использовать модифицированный БП для подключения светодиодной ленты и создания необходимого уровня освещения помещения.

Самостоятельная сборка

БП в своей основе имеют трансформаторы. При этом, чем большая мощность характерна для изделия, тем больше его габариты и вес. В результате часть КПД расходуется на нагрев и «гудение». Кроме этого не всегда можно найти то изделие, которое подойдет для светодиодной ленты. Сделать его можно своими руками. Для этого необходима схема паяния. Примерная схема спайки приведена ниже.

В этой ситуации вам понадобится довольно большое количество деталей и времени. Все необходимые детали можно найти на радиорынке или в специализированных магазинах. Рассмотрим процесс сборки на примере LM2596. В данной ситуации вам понадобится всего четыре радиоэлемента. Аналогами, которые схожи по функционалу, являются L5973D, ST1S10, ST1S14.
На сегодняшний день существуют

• регулируемый вариант LM2596ADJ;
• фиксированный 12 V, LM2596-12;
• собранный китайский прибор.

При этом характеристики изделия будут следующими:

• входное напряжение – не превышает 40В;
• на выходе — 3-37В;
• выходной ток составляет 3А;
• защиты срабатывает при токе 3А;
• частота преобразования составляет 150 кГц.

Лучше использовать для блока ленты выходы от 3 до 37 В. Плюсом применения такой конструкции является возможность при подключении к светодиодной ленте менять ее яркость без применения диметра. Для этого сборка происходит по следующей схеме:

Также можно использовать схему сборки с фиксированным 12B. В данной ситуации необходимо использовать стабилизатор, собранный на микросхеме LM2596-12.

Такая схема будет несколько проще.

Кроме этого универсальным вариантом будет применение с тремя регуляторами. В данной ситуации вы сможете запитать не только диодную ленту, но также и светодиоды. В результате полученное устройство здесь может выступать в роли электронного трансформатора и драйвера.
Любой самодельный вариант, который приведен выше, позволит вам подключать светодиодную ленту к источнику питания без опасения, что она испортится или будет некорректно работать.
Многие специалисты рекомендуют использовать китайские изделия. Они являются самым простым и доступным представителем посредников, которые допускаются для подключения такого осветительного прибора, как светодиодная лента.

Заключение

Такой прибор, как блок питания для подключения к электросети светодиодной ленты, вполне реально собрать своими руками. При этом можно обойтись «малой кровью», просто переделав оставшееся после компьютера устройство для питания на 19В. Для этого нужно только определиться с типом модификации и неукоснительно следовать схеме спайки деталей между собой.
Если же у вас нет подходящей «кандидатуры» на переделку, всегда можно купить необходимую модель на радиорынке или в специализированном магазине.

Светодиоды получают все большее распространение в качестве осветительных приборов. В первую очередь это основано на их высокой светоотдаче, эффективности, высоком КПД и, как следствие, минимальному энергопотреблению среди всех осветительных приборов.

К устройствам на светодиодах относят также и светодиодные ленты, которые могут выполняться любой длины, в зависимости от текущих требований. Схема подключения светодиодной ленты легка в использовании.

Особенностью применения светодиодных устройств является потребность в пониженном напряжении питания, в основном 12 В. В продаже существуют две разновидности преобразователей напряжения осветительной сети 220 В в напряжение питания светодиодов. Это стабилизаторы напряжения (в просторечии – блок питания) и стабилизаторы тока (драйверы). Это принципиально разные устройства, они имеют совершенно разные схемы и принцип работы.

Немного теории

Большинство светодиодов требует для работы напряжение порядка 2-3 В. Конструкция осветительных ламп и светодиодных лент такова, что для их питания используются более распространенные источники напряжения на 12 В. В частности, светодиодные ленты выполнены на группах из трех последовательно соединенных одиночных светодиодов с ограничительным резистором. Откуда тогда два различных типа источников питания?

Все правильно. Те 2-3 В, которые требуются для работы, это не питание, а падение напряжения на отдельном светодиоде, а оно уже образуется в результате протекания тока через элемент. Ток должен быть стабилизирован, так как светодиоды очень критичны к его величине. Во-первых, из-за большой зависимости яркости излучения, а, во-вторых, превышение тока катастрофически сокращает срок службы.

При нормальных условиях работы достаточно стабилизировать напряжение питания, ток также будет стабильным. Не зря сказано – при нормальных условиях. Дело в том, что, как и все полупроводниковые элементы, светодиоды имеют ярко выраженную температурную зависимость (которая, кстати, является основой всех электронных измерителей температуры). При изменении температуры окружающей среды, будет меняться и ток, протекающий через прибор при неизменном входном напряжении. Со всеми вытекающими последствиями.

Так что же лучше?

В большинстве случаев применяются именно стабилизаторы напряжения. Ведь в основном светодиодное освещение применяется там, где диапазон изменения температур не очень высок. Это жилые и рабочие помещения, квартиры, частные дома и так далее. Еще одним доводом в пользу стабилизаторов является то, что осветительные приборы  всегда соединяются параллельно. Даже светодиодные ленты, хоть и имеющие в составе группы из последовательно соединенных светодиодов. Эти группы при наращивании длины ленты соединяются также параллельно. А, как известно, падение напряжения при параллельном соединении остается неизменным. Растет потребляемый ток.

Драйвер (стабилизатор тока) целесообразно применять, в случае одиночных светодиодных ламп, последовательно соединенных приборов, и при значительных колебаниях температуры (уличное освещение).

Мощность источника питания

Мощность источника питания зависит от мощности суммарной нагрузки всех подключенных устройств.  Все блоки питания имеют некоторый предел допустимой мощности, при превышении которой нарушается стабильность работы или возникает перегрев. Поэтому мощность нагрузки должна быть ниже максимально допустимой у блока питания. Запас по мощности источника может быть сколько угодно велик, растет только его масса и стоимость. Но это касается только блоков питания старого типа, в схемах которых используются понижающие трансформаторы. Современные импульсные блоки питания имеют ограничение по минимальному току нагрузки. Это также следует учитывать при проектировании осветительной сети.

То же самое относится и к драйверам. Принцип стабилизации тока подразумевает его стабильность при различных значениях выходного напряжения. Например, лампа на 12 В мощностью 1 Вт, потребляет ток 0.83 А (Закон Ома). Такой же ток должен выдавать драйвер. При подключении к нему этой лампы на выходе источника будет 12 В. Используя две таких лампы, соединенных последовательно, при том же потребляемом токе можно увидеть на выходе блока уже 24 В. И так далее, пока не наступит ограничение выходного напряжения. Тогда, соответственно, уже упадет и ток. Подключать параллельно несколько ламп к драйверу нельзя, по той причине, что выходной стабилизированный ток, поделится пропорционально между всеми потребителями.

Сложность проектирования освещения с драйверами и невозможность изменения количества подключенных приборов ограничивает их использование. А вот при выполнении наружного освещения, в диапазоне температур от минусовых до плюсовых, без стабилизаторов тока не обойтись.

Блок питания своими руками

Собрать своими руками импульсный блок питания под силу только квалифицированному специалисту. Гораздо проще для изготовления будет схема на трансформаторе. Главное, от чего необходимо отталкиваться – это мощность понижающего трансформатора, больше ожидаемой нагрузки (лампы или ленты) раза в полтора. На выходе трансформатора должно присутствовать переменное напряжение порядка от 12 В до 20 В.

Далее следует двухполупериодный выпрямитель с фильтрующей емкостью и простейший стабилизатор на микросхеме 7812. Такая схема может обеспечить выходной ток не более 1.5 А. Для его увеличения, схема блока питания дополняется мощным внешним транзистором.

Нет смысла повторяться, поскольку подобная схема стабилизатора на 12 В для изготовления своими руками во всех подробностях рассмотрена в интернете.