Сколько потребляет блок питания 12 вольт 1 ампер

Как рассчитать и выбрать блок питания для светодиодной ленты 12В

Светодиодная лента позволяет организовать подсветку и освещение. При использовании моделей с питанием 220В для подключения нужен небольшой адаптер с диодным мостом внутри. А вот для подключения низковольтных светодиодных лент на 12В или 24В вам понадобится блок питания. А для многоцветных моделей еще и контроллер. О том, как выбрать и рассчитать блок питания для светодиодной ленты по току и мощности мы и поговорим в этой статье.

Виды

Всё сказанное далее справедливо как для распространенной светодиодной ленты на 12В, так и для моделей с напряжением питания 5В или на 24 вольта.

Прежде чем перейти к расчету мощности блока питания для светодиодной ленты, нужно определиться с тем, где он будет установлен, от этого зависит на какой вариант обратить внимание.

По способу охлаждения различают два вида блоков питания:

С активным охлаждением;

С пассивным охлаждением.

Активное охлаждение состоит из радиаторов и вентилятора (кулер, аналогичный тем что устанавливаются в компьютерах). Преимущества этой системы состоит в том, что радиаторы на силовых элементах используются меньших размеров, а значит блок питания будет меньше и легче, чем блок питания с пассивным охлаждением той же мощности.

Однако хорошие массогабаритные показатели блоков питания с активным охлаждением перекрываются существенным недостатком – кулер со временем начинает работать всё громче и громче, из-за механического износа. Поэтому использовать их в жилых помещениях не рекомендуется, поскольку гул во время работы может доставлять дискомфорт пользователю.

Блоки питания с активным охлаждением обычно имеют большую мощность – от 100 ватт и более, в связи с чем отлично подходят для подключения подсветки в больших помещениях, общественных местах или для подключения светодиодной инсталляции большой длины, например, для уличной подсветки (фасада, рекламных щитов и пр.) от одного источника.

Пассивные блоки питания производятся в широком диапазоне мощностей, но наибольшее распространение получили модели мощностью до 100-150 ватт. Их преимущество состоит в том, что они бесшумны в работе. Поэтому их можно не задумываясь устанавливать в спальне или другом жилом помещении. Размеры таких устройств обычно больше чем у активных блоков питания.

На рынке можно встретить изделия отличающиеся классом пылевлагозащищенности (класс IPxx), например, IP22, IP44, IP67. Я же предпочитаю разделить их на два вида:

Герметичные (IP65 и выше) или так называемые «уличные» блоки питания для LED-лент. Их корпус часто напоминает блок питания от ноутбука (черные пластиковый брусок), а герметичные блоки питания высокой мощности выполняются в металлическом кожухе с заглушками по торцам.

Не герметичные. Это те которые выполняются в пластиковом не герметичном корпусе или в металлическом корпусе с перфорацией через которую осуществляется конвекция воздуха при охлаждении элементов.

Когда вы определились где будете устанавливать блок, какой класс защиты нужен и в каком диапазоне мощностей продаются эти блоки можно перейти к расчету схемы питания светодиодной ленты.

Как рассчитать блок питания

Для начала ознакомьтесь с таблицей мощности типовой светодиодной продукции.

Здесь указан тип светодиодов и значение мощности для разного количества штук на погонный метр, а также типовые значения светового потока.

По ней вы можете посчитать общую мощность светодиодной ленты в вашей установке. Допустим вы купили отрезок длинной 4 метра со светодиодами SMD 5050 60 шт/м. Мощность 1 метра ленты 14.4 Ватта. Расчет блока питания по мощности производится так:

1. Определяем сколько всего потребляет нагрузка:

14.4Вт/м*4 м=57,6 Ватт

2. Блок питания должен быть на 20-40% мощнее чем подключаемая к нему нагрузка. Запас выбирают исходя из условий его эксплуатации – если он будет хорошо вентилироваться, то достаточно и 20%, если будет стоять в маленьком замкнутом пространстве, то и 40% может не хватить, особенно если рядом будет проходить, например, отопление. Допустим у нас первый случай (берём запас в 20%), то нужно покупать блок питания мощностью не менее:

Округляем до 70 Вт. Можно больше, но не меньше — выбираем ближайшую величину доступную в магазине. Ниже вы видите типовой ряд номинальных мощностей блоков питания с классом защиты IP20 из каталога оптовых поставщиков, кстати под буквой В – обозначен блок питания с активным охлаждением (кулером).

Но иногда случается так, что на этикетке блока питания указана не мощность, а максимальный выходной ток, тогда для расчета по току нужно мощность разделить на напряжение:

69,12 Вт /12 В= 5,76 А

То есть выходной ток должен быть (округлим) не меньше 6 ампер.

Схема подключения

Расчёт достаточно прост. Но есть некоторые особенности в подключении светодиодной ленты большой длинны, что особенно актуально при подсветке потолка по периметру комнаты. Рассмотрим несколько типовых схем подключения и правил, которые нужно учесть.

Главное правило – не подключать больше 5 метров ленты в одну линию. Светодиодные ленты продают в бухтах по 5 метров не просто так. Их токопроводящие дорожки рассчитаны на ток потребления именно этих 5 метров. Если к концу такого отрезка подключить следующие куски ленты, то будут просадки напряжения к концу линию, она будет греться и быстро выйдет из строя.

ОБЩАЯ ДЛИННА ВСЕХ ОТРЕЗКОВ СВЕТОДИОДНОЙ ЛЕНТЫ ПОДКЛЮЧЕННОЙ ДРУГ К ДРУГУ НЕ ДОЛЖНА ПРЕВЫШАТЬ 5 МЕТРОВ.

Если вам нужно подключить больше 5 метров, то есть два варианта:

1. Прокладывайте кабель от блока питания до каждого следующего отрезка.

2. Прокладывать кабель 220В и подключать их к новому блоку питания.

В первом случае нужно учесть, что сечение провода для линии 12В должно быть не меньше 0,75 мм², точно рассчитывается по току. К сведению, 5 метров светодиодной ленты SMD5050 60 шт/м потребляет 72Вт или 6А тока. Приведем несколько типовых схем подключения светодиодной ленты.

К одному блоку питания отрезка общей длины до 5 метров:

Нескольких лент к одному блоку питания общей длинной больше 5 метров:

Подключение подсветки большой протяженности к двум блокам питания:

Как вы можете убедиться, в выборе блока питания для светодиодной ленты нет ничего сложно. Нужно учесть 3 фактора:

2. Метраж ленты и конечная схема подключения и монтажа.

3. Ток потребляемый лентой.

Таким образом вы можете определить мощность и количество блоков питания, необходимых для организации подсветки или освещения.

Блок питания 12 Вольт: описание и отзывы

Сегодня блоки питания для светодиодов широко используются в различных областях. Они применяются для оформления интерьеров, уличных рекламных щитов, подсветки дорожек на загородных участках и т. д. LED-ленты потребляют минимальное количество энергии и довольно дешево стоят, поэтому их часто используют в качестве осветительных элементов.

Что собой представляет блок питания для светодиодов

В LED-лентах есть гасящие резисторы, которые позволяют подключать к ним энергоемкие БП.

Блок питания на 12 Вольт – это электротехнический прибор, вырабатывающий напряжение, необходимое для полноценного функционирования различных систем. Для светодиодных лент используются БП двух типов:

• Трансформаторные. Такие устройства состоят из понижающего трансформатора (преобразует напряжение 220 В в 12 В), выпрямителя, схемы стабилизации напряжения и сглаживающего фильтра (RC или LC). Главное преимущество трансформаторного блока питания заключается в простоте его конструкции и неприхотливости к эксплуатационным условиям. Тем не менее конструкция такого устройства слишком громоздкая.
• Импульсные. Блок питания на 12 Вольт данного типа отличается компактностью и возможностью работы на высоких частотах. Конструкция импульсного БП также базируется на трансформаторе. Устройство работает от сети 220 В.

Типы БП исходя из их корпуса

Сегодня в продаже встречаются блоки питания следующей конфигурации:

• В герметичном пластиковом корпусе. Из преимуществ таких моделей стоит выделить компактные размеры, небольшой вес и приятный внешний вид. К минусам относится высокая стоимость устройства и нарушенный теплообмен.
• В герметичном алюминиевом корпусе. Такие модели считаются самыми дорогостоящими, однако они обладают массой преимуществ. Благодаря алюминиевому корпусу в процессе эксплуатации изделия не возникает проблем с теплообменом. Кроме этого, прочные и надежные приборы устойчивы к влаге, прямым солнечным лучам и резким перепадам температурных режимов. Чаще всего такие блоки питания на 12 Вольт используются для наружной рекламы.
• БП открытого типа. Эти приборы отличаются низкой стоимостью, поэтому они чаще всего используются для организации подсветки в квартире или на загородном участке. Единственным недостатком устройств является их размер. Блок открытого типа почти в два раза больше приборов в герметичных корпусах. Для его установки на открытом воздухе потребуется продумать защиту от влаги.

Чтобы приобрести хороший светодиодный блок питания на 12 Вольт, необходимо обратить внимание на характеристики устройства.

Напряжение

Обычно в магазинах продаются БП с нерегулируемыми контроллерами. В этом случае выдается стабильное напряжение, которое невозможно изменить. Однако это никак не влияет на уровень или изменение яркости светодиодных элементов. Наоборот, использовать такие приборы намного удобнее.

Также стоит учитывать, что блок питания на 12 Вольт должен быть рассчитан на конкретные показатели, которыми обладает определенная светодиодная лента.

Мощность

Этот параметр является одним из самых важный. Потребляемую мощность необходимо самостоятельно рассчитать, основываясь на длине светодиодной ленты. Как правило, на упаковке с LED-устройствами указываются все нужные характеристики, включая и то, какой БП необходимо использовать.

Чем больше энергии потребляет блок питания, тем ярче будет световой поток светодиодов.

Тепловой поток

Чтобы самостоятельно рассчитать этот параметр, необходимо умножить мощность и длину светодиодной ленты и прибавить к полученной цифре 10-15% (погрешность). Если при покупке блока питания на 12 Вольт для ленты светодиодов не учесть тепловой поток, то это может привести к перегоранию или короткому замыканию в схеме.

Влагозащищенность

Если светодиодная лента используется в помещении с повышенной влажностью или на улице, то необходимо выбирать БП соответствующего типа. Выше говорилось о блоках в герметичных корпусах. Либо можно самостоятельно изготовить для схемы влагонепроницаемый «короб».

Как подключить БП

Прежде чем разместить LED-ленту на выбранной поверхности, необходимо произвести правильный монтаж осветительного элемента и его подключение к источнику питания. Этот процесс можно рассмотреть на примере БП открытого типа. Корпус такого прибора представляет собой металлическую перфорированную коробку. Через ее отверстия воздух может свободно циркулировать, остужая тем самым клеммный модуль, радиокомпоненты и прочие детали устройства. В некоторых моделях этого типа предусмотрен встроенный кулер (вентилятор).

На корпусе прибора находится маркировка, на которой указывается для чего именно он подходит и его основные технические характеристики (например, блок питания 12/5 Вольт). Рядом с каждым винтом клеммы указаны специальные обозначения, которые обеспечат корректное подключение проводов:

• L – обозначает фазу. N – ноль, то есть вход БП. С помощью этих клемм осуществляется подключение устройства к сети 220 В.
• G – заземление провода. Если дом не заземлен, то эту клемму необходимо оставить свободной.
• +V/-V – соединительные элементы, отвечающие за выход и преобразование напряжения в 12 В.

После того как будут произведены все подключения, необходимо аккуратно заизолировать все имеющиеся контакты.

Как смастерить самостоятельно

Чтобы изготовить блок питания на 12 Вольт своими руками, не требуется профильного образования или особых навыков работы с электричеством. Все что нужно — это желание самостоятельно создать проводник, преобразующий энергию для светодиодной ленты.

Итак, для этого нехитрого устройства, которое заставит светиться LED-элементы в количестве 20 звеньев, потребуется:

• БП на 12 Вольт, который будет передавать электрический ток на 1 Ампер;
• радиаторная микросхема (серийный номер 7812); с конденсатором.

Конечно, можно взять блок питания на 12 Вольт и 12 Ампер, но в этом нет никакой необходимости.

Все приготовленные составляющие компоненты достаточно соединить по стандартной схеме. На заключительном этапе производится подключение самодельного проводника. При необходимости все детали можно установить в корпус от типового миниатюрного трансформатора.

Отзывы

Если говорить о мнении потребителей, то ситуация складывается неоднозначным образом. Некоторые пользователи отзываются о БП этого типа исключительно положительно. Чаще всего указываются следующие преимущества:

• Универсальность использования. Большинство моделей БП отлично работают с LED-элементами разных типов.
• Компактность. Прибор легко можно спрятать, не нарушая при этом общего дизайна помещения.
• Прочность. Некоторые модели блоков питания защищены не только от повышенной влаги, но и от механических повреждений и попадания в них пыли.
• Многоуровневую защиту. Угрозы короткого замыкания или перегрузок сведены к нулю.
• Широкий выбор моделей. Благодаря этому можно подобрать устройство для конкретных целей.
• Низкое потребление электроэнергии.

Тем не менее некоторые пользователи выделяют несколько явных недостатков таких приборов:

• Высокую стоимость. Если сравнивать светодиодную ленту, подключенную к БП с альтернативными светильниками, то становится очевидно, что намного дешевле приобрести второй вариант.
• Для того чтобы блок питания работал бесперебойно на протяжении максимально долгого срока, потребуются дополнительные вложения.

Однако, если учесть экономию электроэнергии, то даже самый дорогой блок питания довольно быстро окупится.

Расчёт мощности блока питания для светодиодной ленты 12В

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

Импульсный или трансформаторный

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

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

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

Выбор блока питания по электрическим характеристикам

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

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

Pист=Руд*Lленты*Кзап, где:

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

Некоторые величины должны быть рассмотрены подробнее.

Как определить потребляемую мощность одного метра ленты

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

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

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

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

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

Зачем нужен коэффициент запаса и что он учитывает

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

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

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

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

Другие свойства блока питания

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

Исполнение (степень защиты)

Источники питания бывают по исполнению:

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

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

Тип охлаждения

В этой категории источники напряжения подразделяются на аппараты:

• с естественным охлаждением;
• с принудительным охлаждением.

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

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

Пример расчета мощности импульсного блока питания

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

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

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

Рассчитываем потребную мощность по вышеприведенной формуле:

• Lленты=12 м;
• Руд=14,4 Вт/м.

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

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

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

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

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

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

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

В завершении видео пример.

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