Как подключить блок питания к светильнику
Чтобы светодиоды проявляли установленные производителем светотехнические характеристики и срок службы, необходимо подсоединить для них специальный блок питания. Далеко не каждый трансформатор годится в качестве источника питания для лед-светильника.
Нужно понять, какая разновидность устройства подойдет для конкретной схемы, как правильно рассчитать его по мощности и выполнить монтаж своими руками. Рассмотрим более подробно эти и некоторые другие нюансы выбора питающего модуля для led-освещения.
Материалы для монтажа
Перед установкой накладных или встраиваемых точечных светильников убедитесь в наличии следующих материалов:
При выборе кабеля для организации будущей электропроводки рекомендуется обращать внимание на два важных параметра — устойчивость к высоким температурам и негорючесть.
Одна из подходящих марок проводов — медный и жаростойкий РКГМ с двумя слоями изоляции. Он не будет гореть, выдерживает эксплуатацию в жару, что позволяет монтировать его в саунах и банях. Наружная изоляция выполнена в виде обмотки из стекловолокна, а внутренняя — из кремнийорганической резины.
Параллельный
В отличие от вышеописанного случая, параллельная схема требует подключать к каждому светодиодному светильнику два проводника – фазу и ноль (или три, если есть заземление) от сети 220В. Недостатком этого способа является повышенный расход кабеля или провода. С другой стороны – каждый прибор освещения будет проявлять заявленную изготовителем световую силу.
Чтобы подключить светодиодный светильник по параллельной цепочке от 220В, нужно выполнять следующий ряд действий:
- Выполнить установку всех осветительных приборов по ранее разработанной планировке.
- Подвести к первому фонарю провод от выключателя с фазой, затем от этого проводника подвести к следующему и т. д. – до последнего.
- Аналогичным образом от распределительной коробки нужно подключить нулевую жилу и, если есть, заземляющий проводник.
- Фаза к выключателю и ноль и земля к светильникам подводятся либо от распредмодуля, либо от электрощитка.
- Завершить монтажные процедуры, проверить правильность и надежность собранной электросхемы.
- Включить сеть 220В и проверить работоспособность установленных приборов.
Если в одном помещении существует несколько функциональных областей, устанавливать светодиодные светильники лучше группами. Для этого необходимо подключить их через двух- или трехклавишный выключатель.
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:
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.
В неизолированных БП между входом и выходом есть гальваническая связь. На выходе напряжение не превышает 60 В, но показатель между землей и одной из линий выхода может достигать значения сетевого напряжения. Это оборудование компактное и сравнительно дешевое, но с низким КПД. В комплект поставки их включают производители дешевой светодиодной продукции. Если в процессе монтажа присоединить выключатель к нулевому проводу, светодиодный осветительный прибор будет светиться в выключенном состоянии.
Внимание! Единственное изделие, в которое нельзя встроить заизолированный БП – лампа ретрофит.
Исходя из вышеизложенного, источники питания для светодиодов можно разделить на 3 группы;
- трансформаторные;
- импульсные;
- драйверы.
Первые два типа предназначены для выработки постоянного напряжения, которое остается стабильным независимо от колебаний сети и изменения тока.
Трансформаторный БП состоит из:
- трансформатора;
- выпрямителя;
- фильтра;
- стабилизатора.
Такой прибор просто установить, он хорошо переносит режим холостого хода, но не терпит перегрузок, имеет большой вес и низкий КПД.
Импульсный БП меньше по размерам и легче благодаря работе с более высокими импульсами, но плохо переносит холостой ход и перегрузки.
Функция драйвера – выровнять уже стабилизированный электроток. Он состоит из дросселя, транзисторного ключа и схемы, управляющей ключом. Драйвер работает с частотами 30-50 Гц, контролирует ток, поступающий на светодиоды, регулирует вольтаж. Качественное оборудование этого типа имеет встроенный каскад для подавления гармотик, искажающих ток сети.
Внимание! Светодиодной ленте драйвер не нужен, так как на ней имеются резисторы.
Рекомендации по использованию трансформатора
Понижающие трансформаторы для галогенных ламп во время работы выделяют очень большое количество тепла. Поэтому необходимо соблюдать несколько требований:
- Запрещается подключение блока питания без нагрузки.
- Размещайте блок на негорючей поверхности.
- Расстояние от блока до лампочки не менее 20 сантиметров.
- Для лучшей вентиляции установите трансформатор в нише объемом не менее 15 литров.
Блок питания необходим для галогеновых ламп, работающих от напряжения 12 вольт. Он является своеобразным трансформатором, понижающим входные 220 В до нужных значений.
Установка точечных светильников уместна при организации основной или дополнительной системы освещения. Такая универсальность, компактные габариты и экономичность обусловили широкое распространение осветительных устройств в мире.
Приборы выпускаются с различными патронами, что позволяет использовать лампы с цоколями любых типов. Точечные светильники характеризуются простотой конструкции, что сказывается на монтаже и подключении к электрической сети — обе процедуры можно выполнить самостоятельно без помощи мастеров.
Подключение точечных светильников
Выполнив проводку по методу, описанному выше, останется подключить споты к сети. Электрическая сеть должна быть обесточена. Если светильники по умолчанию идут с проводами, задача максимально упростится. Если провода отсутствуют, ослабьте клеммы на приборе, закрутите концы пальцами и зажмите сильнее плоскогубцами. Это существенно увеличит контактную площадку.
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.
Какой блок выбрать
По данным статистики на российском рынке основная масса блоков питания для светодиодных светильников импульсные (линейных всего 1-2%).
При выборе учитывается мощность осветительного прибора и требования к качеству света. Если второй критерий не важен, подойдет и линейная модель. При желании получить поток света без пульсаций следует выбрать импульсную модель.
Немаловажная деталь – место установки. Если создается система освещения для отапливаемого непыльного помещения, степень защиты может быть минимальная. В любой ситуации БП должен быть заводской сборки, иметь сертификат о совместимости и безопасности. Максимальный коэффициент пульсации 1%, для уличного светильника обязательна защита от грома, оптимальный КПД 88%.
Важно! Не желательно покупать прибор без гальванической развязки.
Важно так же учесть вид осветительного прибора (светильник или лента), рабочее напряжение, ток и мощность. Все эти параметры обозначаются в маркировке, поэтому лучше всего покупать все элементы комплекта одновременно.
Самостоятельная сборка
Трансформатор Т1 изготавливается самостоятельно. Число витков на вторичной обмотке влияет на выходное напряжение. Сам трансформатор выполнен на кольцевом магнитопроводе К30х18х7 из феррита марки М2000НМ. Первичная обмотка состоит из провода ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм, сложенного вдвое. Вторичная обмотка состоит из 22 витков провода ПЭВ-2, сложенного вдвое. При соединении конца первой полуобмотки с началом второй получаем среднюю точку вторичной обмотки. Дроссель также изготавливаем самостоятельно. Его наматывают на таком же ферритовом кольце, обе обмотки содержат по 20 витков.
Выпрямительные диоды располагаются на радиаторе площадью не менее 50 кв.см. Обратите внимание, что диоды, у которых аноды соединены с минусовым выходом, изолируются от теплоотвода слюдяными прокладками.
Сглаживающие конденсаторы С4 и С5 состоят из трех параллельно включенных К50-46 емкостью по 2200 мкФ каждый. Такой способ применяется, чтобы снизить общую индуктивность электролитических конденсаторов.
На входе блока питания лучше будет установить сетевой фильтр, но возможна работа и без него. Для дросселя сетевого фильтра можно использовать ДФ 50 Гц.
Все детали блока питания располагаются навесным монтажом на плате из изоляционного материала. Полученная конструкция помещается в экранирующий кожух из тонкой листовой латуни или луженой жести. В нем не забудьте просверлить отверстия для вентиляции воздуха.
Правильно собранный блок питания не нуждается в налаживании и начинает сразу же работать. Но на всякий случай можно проверить его работоспособность с помощью подключения на выход резистора сопротивлением 240 Ом, мощностью рассеяния 3 Вт.
Закрепление
Большая часть доступных на рынке спотов крепится при помощи двух скоб, расположенных по бокам. Они должны быть отогнуты вверх до упора, после чего помещены в отверстие на потолке. Убедитесь, что питающие провода не попадают на данные зацепы.
Когда вставите светильник, зацепы разогнутся и прижмут устройство к потолку или стене. Фиксация очень надежная. В конце останется подключить главный провод к выключателю и распределительной коробке, после чего включить питание и убедиться в работоспособности спотов.
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.
Основные выводы
Чтобы не ошибиться при выборе блока питания для светодиодного источника света, необходимо знать, какие виды этого оборудования доступны и для каких целей предназначены. Опытные мастера считают, что в схеме подключения светильника обязательно должен быть драйвер.
Если прибор освещения питается только от БП, часть энергии расходуется на нагрев резистора. Драйвер защищает от скачков вольтажа, таким образом продлевается срок службы светодиодного светильника. Преимущество сборки своими руками – возможность подобрать параметры под ранее купленные светодиоды.
Осветительные лед-элементы прочно вошли в быт современного человека – их применяют и как подсветку, и как основные источники света в жилых помещениях.
В отличие от обычной лампочки накаливания они потребляют в разы меньше электроэнергии и при этом способны работать несколько десятков тысяч часов подряд.
Однако существуют некоторые нюансы в их установке.
Поэтому рассмотрим, как своими руками подключить стандартный светодиодный светильник к бытовой сети с напряжением в 220В, какие виды схем можно использовать, какие виды ламп применяются и каковы их особенности.
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.
Лучевой
Лучевое подключение – это частная разновидность параллельной системы. Чтобы подключить светодиодные светильники этим способом, необходимо в центр расположения приборов (например, когда они размещены по периметру зала) подвести кабель. Далее от распредмодуля к каждой люстре или их группе подводится провод с фазой, нулем и, если требуется, землей.
В начале главного кабеля устанавливается выключатель для управления группой светильников. Если планируется управлять каждой из них отдельно, схема существенно усложняется – добавляются проводники, выключатели. В случае, когда необходимо менять яркость, время и цвет, в систему также можно монтировать диммеры.
Разновидности блоков питания для светодиодов
Большая часть светодиодных лент и отдельных лед-ламп требуют для питания пониженного постоянного тока – далеко не все могут работать напрямую от сети 220 В. Предназначенные для них блоки питания разделяются по нескольким основным параметрам:
- Номинальному напряжению на выходе.
- Мощности.
- Степени герметичности и материалу.
- Типу электропреобразования (трансформаторные и импульсные).
Наибольшее распространение по первому признаку получили блоки питания на 12 В, хотя существуют модификации на 24, 48, 36 и 5 вольт. При выборе подобного устройства для светодиодов, установленных в конкретных условиях, большое значение имеет его внешнее исполнение, уровень защиты, материала и исполнение корпуса.
По этим параметрам модули разделяются на следующие виды:
- Не защищенный (открытый). Его корпус выполнен в форме отдельных ячеек-пустот и полностью пропускает воздух к компонентам. Поэтому его можно ставить только в помещения с низкой влажностью – спальни, гостиные, детские, прихожие, лестницы. Уровень защиты – IP20. Плюсы – низкая цена, лучшее естественное охлаждение, долговечность, высокая мощность. Минусы – большие габариты, сложность скрытого монтажа и невозможность установки на улицу и во влажном помещении.
- Герметичный. Все компоненты устройства (микросхема) закрыты в полностью водонепроницаемом корпусе. Существуют модели как в пластиковом, так и в алюминиевом исполнении. Преимущество первых в легком весе и компактности, недостаток – в ограниченной мощности (не больше 75 ватт) и плохом охлаждении. Поэтому для схемы светодиодов на 100 и более Вт лучше использовать экземпляры из алюминиевого сплава – лучше отдающих тепло в окружающее пространство. Кроме того, дюралевые изделия более прочны, хотя и более тяжелы, и громоздки. Герметичные блоки питания можно устанавливать на улицу и в любое влажное помещение – ванную, кухню, баню, бассейн. Степень их влагозащиты – IP67.
- Полугерметичные. Это усредненный вариант между моделями первого и второго типа. Блок питания имеет металлический или пластмассовый корпус со снимаемой крышкой. Внутри его установлен вентилятор для охлаждения (независимо от мощности). Отверстия в корпусе сделаны так, чтобы капли дождя или конденсата не проникали внутрь. Тем не менее, его не рекомендуется устанавливать под открытое небо. Степень защит от воды – IP54. Кроме того, устройства отличаются повышенным шумом во время работы, что может снижать комфорт пребывания рядом с ними. Поэтому их лучше устанавливать в нежилых помещениях.
Рекомендация! Для подключения светодиодов (лент или набора лампочек) можно использовать блок питания от компьютера – при условии совпадения его по номиналу и мощности. Однако такое устройство не имеет нужной степени защиты по влажности, и как правило, издает посторонний шум во время работы. Поэтому лучше купить специализированный лед-трансформатор.
Схема для сборки своими руками
Схема подключения светодиодов через блок питания достаточно проста и доступна любому желающему своими руками. Для этого необходимо приобрести исходные компоненты и подготовить элементарный набор инструмента:
- Лед-светильник, ленту, светодиод.
- Блок питания (обозначаемый в схеме – БП), подобранный по номиналу и мощности.
- Двухжильный провод (четырех- для rgb-полоски, трех- для сети с заземлением).
- Электрощуп, набор отверток, монтажный инструмент – для установки светильника.
- Коннекторы для соединения контактов.
Далее отдельные светодиоды или лэд-полоска монтируется параллельно или последовательно в соответствии с планом и соединяется через контакты посредством проводников и коннекторов с блоком питания (через контроллер, если установлена трехцветная модель ленты). Затем схема подключается к сети и проверяется на работоспособность.
Подключение светильников на 220 В
В отличие от стандартной лампы накаливания, светодиодный светильник требует питания только постоянным током. Поэтому чтобы подключить его от бытовой сети в 220В требуется специальный преобразовательный блок. Приборы, выпускаемые современными производителями, рассчитанные на такой номинал, имеют в своем составе преобразователь, поэтому их можно включать напрямую в розетку.
Существуют три способа, как подключить светодиодный светильники к бытовой сети в 220 В:
У каждого из них есть свои особенности монтажа, плюсы и минусы в применении в различных условиях и технические параметры. Рассмотрим их подробно.
Один из вариантов самостоятельного изготовления импульсного блока питания
Описываемый блок питания вполне можно изготовить из электронного трансформатора мощностью 105 Вт. Практически этот трансформатор напоминает компактный импульсный преобразователь напряжения. Для сборки дополнительно понадобится согласующий трансформатор Т1, сетевой фильтр, выпрямительный мост VD1-VD4, выходной дроссель L2.
Такой аппарат стабильно функционирует длительное время с усилителем низкой частоты мощностью 2х20 ватт. При 220 В и силе тока 0,1 А выходное напряжение будет 25 В, при увеличении силы тока до 2 ампер напряжение падает до 20 вольт, что считается нормальной работой.
Ток, минуя выключатель и предохранители FU1 и FU2, следует на фильтр, защищающий цепь от помех импульсного преобразователя. Середину конденсаторов С1 и С2 соединяют с экранирующим кожухом блока питания. Потом ток поступает на вход U1, откуда с выходных клемм пониженное напряжение подается на согласующий трансформатор Т1. Переменное напряжение с другой (вторичной обмотки) выпрямляет диодный мост и сглаживает фильтр L2C4C5.
Последовательный
Последовательная схема подключения стандартных светодиодных ламп, предназначенных для сети в 220В, предполагает соединение всех светильников между собой одним проводником. Суть в том, что в начало этой цепочки подается фаза, а к ее концу – ноль. Таким способом она замыкается и каждый из приборов работает в общей системе.
Преимущество такого последовательного подключения заключается в возможности существенно сэкономить на проводке. Для соединения всех светильников требуется одножильный провод, а если в сети 220В используется заземление, то двухжильный, вместо трехжильного кабеля. Недостаток – если одна из люстр перегорит, выключится вся схема, и потребуется поиск вышедшего из строя элемента для его ремонта или замены.
Алгоритм последовательного подключения светодиодного светильника:
- Выполнить монтаж светильников в соответствии с планом.
- Подключить электроприборы освещения проводкой по последовательному способу.
- Подвести жилу с фазой от выключателя к первой люстре.
- Проложить и от распределительной коробки нулевой проводник к последнему осветительному прибору.
- Проверить надежность и правильность всех соединений проводки, завершить установку электрооборудования.
- Подключить напряжение сети 220В, проверить исправность приборов.
Фазный провод к выключателю и нулевой к последнему светильнику в схеме может подходить как напрямую от электрощитка, так и от ближайшей распределительной коробки.
При выборе последовательного метода следует учитывать общее распределение напряжения на каждый источник света. По этой причине в такую систему не ставят более шести светильников, так как яркость их будет значительно снижаться.
Важно! Нельзя путать правило подключения фазы и нуля в выше приведенном методе. Если подсоединить к последнему прибору фазу, а от выключателя ноль, то вся схема светильников будет находиться под напряжением 220В, что далеко не безопасно в бытовых условиях!
Этапы монтажа
Установка спотов включает пять основных этапов — от выбора места расположения до подключения к сети и закрепления в гнезде.
Прокладка провода
Монтаж проводки желательно выполнять до установки натяжных конструкций. Сначала разместите каркас, к которому будут крепиться листы, затем протяните проводку, предварительно решив, где будут расположены споты.
Если потолок смонтирован, задача усложнится. Воспользуйтесь рулеткой, чтобы выполнить измерения и найти те точки, где будут расположены споты. Нарежьте куски проводов, длина которых совпадает с расстоянием между спотами. Длина отрезков должна быть на 40 см больше полученных данных.
Нужно делать по два одинаковых отрезка — по одному подается фаза, а другой «нулевой». В данном случае используются мягкие проводники: для протяжки потребуются специальные инструменты. Можно изготовить жесткий прут из твердой проволоки. На одном из его концов должен быть крюк, который позволит захватить нужный кабель.
Если не получится, сделайте идентичный крюк на другом конце прута. Протяните его от одного отверстия до другого вместе с отрезками кабеля. Для этого сделайте петлю на проводе, зацепите за крючок и протяните. Процедура повторяется для всех спотов.
Для коммутации проводов нужны гильзы. В идеале они должны быть медными, еще лучше — лужеными. Чтобы выполнить надежные соединения, воспользуйтесь обжимным прессом. По надежности с данным способом может сравниться пайка с оловом. Согласитесь, первый вариант проще. При отсутствии пресса можно взять электромонтажные плоскогубцы, а если нет таковых, подойдут кусачки.
Для организации равномерного освещения покупайте одинаковые светильники: не только по дизайну, но и по мощности.
Процедура подключения
После того, как расчет мощности блока питания произведен, можно приступать к монтажу светодиодов, соединению проводки, трансформатора и другого необходимого оборудования (для rgb-ленты потребуется контроллер). В ходе сборки схемы нужно руководствоваться следующими правилами:
- Не подключать лед-полоску длиной более 5 м.
- Для соединения двух отрезков более пяти метров использовать параллельную сборку.
- При соединении контактов светодиодной ленты трансформатором соблюдать полярность.
- Для связи светильника с блоком питания можно использовать проводники сечением 1,5 см².
- Для подключения rgb-ленты между ней и трансформатором устанавливается контроллер.
- При параллельном включении нескольких светильников для экономии можно использовать несколько небольших по мощности блоков питания, чем один большой.
Переделка блока питания своими руками
Для работы галогенных ламп начали применяться импульсные источники тока с высокочастотным преобразованием напряжения. При домашнем изготовлении и налаживании довольно часто сгорают дорогостоящие транзисторы. Так как питающее напряжение в первичных цепях достигает 300 вольт, то к изоляции предъявляются очень высокие требования. Все эти трудности вполне можно обойти, если приспособить готовый электронный трансформатор. Он применяется для питания 12-вольтовых галогенок в подсветке (в магазинах), которые запитываются от стандартной электросети.
Существует определенное мнение, что получить самодельный импульсный блок питания – дело нехитрое. Можно лишь добавить выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор и стабилизатор напряжения. На самом деле все обстоит куда сложнее. Если к выпрямителю подключить светодиод, то при включении можно зафиксировать только одно зажигание. Если выключить и включить преобразователь в сеть снова, повторится еще одна вспышка. Чтобы появилось постоянное свечение, необходимо к выпрямителю подвести дополнительную нагрузку, которая, отбирая полезную мощность, превращала бы ее в тепло.
Основные выводы
Подключить светодиодные светильники к бытовой электросети с напряжением в 220В можно по трем вариантам:
- Последовательной.
- Параллельной.
- Лучевой.
Последовательный способ распределения ламп позволяет сэкономить на проводке и сократить монтажные работы по ее укладке и восстановлению поверхности стен. Его главный недостаток – зависимость всех приборов друг от друга – если один перегорит, выйдут из строя все. Параллельная схема лишена этого минуса. Однако платой за это является больший расход проводников и необходимость подключения к каждой люстре по две-три жилы.
Еще один плюс такого способа – возможность использовать полную заданную светосилу лэд-элемента, чего не дает последовательная схема, где напряжение распределяется между всеми светильниками поровну. Лучевой метод – это разновидность параллельного, где все подсоединяемые фонари находятся примерно на равном расположении от центра – распредмодуля. Применяется, когда, например, лампы нужно установить по периметру потолочной поверхности.
В бытовую сеть на 220В также можно подключить светодиодные светильники на 12В. Однако нужно учесть, что они рассчитаны на постоянный ток. Поэтому для последовательной цепочки потребуется выпрямитель, а для параллельной в добавок понижающий трансформатор.
Светодиоды Таблица сравнения светового потока светодиодов и ламп накаливания и другие показатели эффективности освещения
Галогеновые лампы с каждым днем все активнее применяются в украшении различных торговых комплексов и витрин. Яркая цветовая гамма, насыщенность в передаче изображения придают им все большую популярность. Срок их службы намного больше, чем у обычных ламп. При этом они могут длительно работать без выключения. В галогенках используются нити накала, но процесс свечения, в сравнении с лампами накаливания, у них отличается благодаря наполнению баллона особым составом. Такие лампочки используются в различных светильниках, люстрах, кухонной мебели и бывают 220 и 12 вольтовые. Блок питания для галогенок напряжением 12 вольт необходим, потому что при прямом их включении в электрическую сеть произойдет короткое замыкание.
Заключение
Что касается светильников на 12 В, процесс установки практически ничем не отличается от того, что было описано выше. Единственное изменение связано с тем, что питающие провода подключаются не к светильникам, а к трансформаторам, устанавливаемым перед ними.
Обратите внимание, что каждый понижающий драйвер имеет свою мощность. Нельзя подключать к одному трансформатору много светильников, суммарная мощность которых превышает мощность драйвера. Если она больше, разделите светильники на группы и приобретите дополнительный трансформатор.
Напоследок несколько важных советов и рекомендаций:
- Избегайте применения источников света, мощность которых превышает 50 Вт. В противном случае рискуете повредить проводку и поверхность потолка.
- Старайтесь не делать отверстия для монтажа спотов на стыке двух потолочных панелей. Это может привести к их расхождению, появлению трещины, портящей внешний вид. Места под отверстия выбирайте так, чтобы они были расположены как можно ближе к центру накладной панели.
- Убедитесь в том, что в местах расположения светильников не проходит профиль.
- Если решили собрать потолок без учета расположения светильников, рискуете при сверлении отверстия задеть металлический каркас. Чтобы этого избежать, воспользуйтесь мощным магнитом. Проведите его там, где собираетесь проделывать отверстие. Почувствуете, если за накладной панелью находится металлическая конструкция. В таком случае придется выбрать иное место.
Используя инструкции, описанные выше, вы с легкостью установите точечные светильники на потолок, стену или в мебель своими руками. Не забывайте о главном правиле, связанном с обесточиванием помещения, в котором проводятся работы.
Последовательное подключение
Простейшая в реализации схема, требующая минимального количества материалов. Споты подключаются последовательно друг за другом, но желательно, чтобы их количество не превышало пяти-шести штук. Из-за последовательного подключения могут возникнуть перебои со свечением, а если выйдет из строя один светильник, разорвется цепь и перестанут работать остальные. Чтобы восстановить работоспособность цепи, придется ее разобрать и проверить по отдельности каждый спот.
Для реализации нужно подключить фазу от одного светильника к другому, а к последнему подсоединить нулевой провод. Предварительно фаза подается на выключатель, что гарантирует его функциональность.
Если хотите подключить тройную проводку, заземляющий провод нужно подать на каждый светильник, найдя соответствующие клеммы. Заземление может быть организовано через ближайшую розетку, выключатель.
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.).
Компания «Трион» 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.
Схемы параллельного подключения
Подход намного сложнее предыдущего. Наблюдается зависимость: чем больше подключаемых спотов, тем выше стоимость организации освещения и временные затраты. С другой стороны, при подключении каждого светильника отдельно они будут светить с одинаковой, заявленной по паспорту, интенсивностью. Поэтому, несмотря на трудности, текущий метод считается самым востребованным и распространенным.
Параллельное подключение реализуется двумя вариантами:
- Лучевой способ — каждый светильник имеет отдельную пару проводов.
- Шлейфное соединение — два провода подключаются к светильникам попеременно, а дальше подаются уже с выхода.
Лучевое
Подход самый сложный, поскольку для отдельного светильника требуется собственный кабель. Преимущество — высокая надежность. При выходе из строя перестанет гореть только испорченный спот. Для реализации метода возьмите кабель, подключенный к распределительной коробке, и протяните до середины помещения. Закрепите при помощи различных элементов, отсюда тяните отдельные отрезки на каждый встраиваемый светильник.
Обратите внимание на безопасность, поскольку от одного места расходится несколько проводов. Если выбран одножильный кабель и выполняется подключение небольшого числа спотов, разводка проводов выполняется методом скрутки с обжатием пассатижами и дополнительной сваркой. Соединение будет неразъемным. Другой вариант проще: на каждый проводник следует установить разъемы, вставляемые в слот клеммной колодки.
Шлейфное подключение
Кабель идет от распределительной коробки и подключается к первому светильнику. Далее нужно взять отрезок другого провода и подключить к выходу прибора, причем другой конец следует соединить со следующим спотом. Повторите действия для всех спотов, пока не будет организовано подключение цепи.
Светильники будут работать от одного выключателя. Если нужно разделить их на две группы, то подключение следует выполнять через двухклавишный выключатель. Схема незначительно усложняется за счет увеличения числа кабелей. Возможен монтаж выключателя с подсветкой.
Требования к монтажу
Подвесные потолки производятся из частично горючих строительных материалов — пластиковых панелей, натяжных полотен или листов, содержащих в составе МДФ. По этой причине роль противопожарной безопасности первостепенна. Придется учесть некоторые нюансы — от качественной и надежной коммутации проводов до температуры нагрева источников света.
Если эксплуатируются галогенки или лампы с нитью накала, обязательно используйте провода, не поддерживающие горение. Они сильно нагревают ближайшее пространство, поэтому провода должны быть защищены подходящей изоляцией, а натяжная поверхность — отделена термокольцом и светоотражателями. Игнорирование рекомендаций приводит к нарушению изоляции и короткому замыканию.
Рабочая температура зависит от мощности источника света. По сравнению с галогенками для одинакового уровня освещенности требуется менее мощная светодиодная лампа.
Технические характеристики
Вольтаж галогенок бывает не только 220 и 12 вольт. В продаже можно найти лампочки на 24 и даже на 6 вольт. Мощность тоже может быть различной – 5, 10, 20 ватт. Галогеновые лампы от 220 В включаются прямо в сеть. Тем, которые работают от 12 В, необходимы специальные устройства, преобразующие ток из сети для 12 вольт, – так называемые трансформаторы или специальные блоки питания.
Двенадцативольтовые галогенки работают очень хорошо. Раньше, в 90-е годы, применялся трансформатор больших размеров на 50 Гц, который обеспечивал работу только одной галогеновой лампы. В современном освещении применяются импульсные высокочастотные преобразователи. По размерам очень маленькие, но могут потянуть 2 – 3 лампы одновременно.
На современном рынке встречаются как дорогие, так и дешевые блоки питания. В процентном соотношении дорогих продается около 5 %, а дешевки намного больше. Хотя, в принципе, дороговизна – это еще не гарантия надежности. В крутых преобразователях, к сожалению, не используются высококачественные детали, а лишь применяются хитроумные схемные «навороты», способствующие нормальной работе блока питания хотя бы в течение гарантийного срока. Как только он заканчивается, устройство сгорает.
Схемы подключения к 220 В
Одни точечные светильники работают от сети 12 В. В данном случае требуются специальные понижающие трансформаторы (драйверы). В последнее время появилось огромное количество спотов, работающих от промышленной сети 220 В. В определенной степени первые считаются безопаснее, но монтаж и подключение вторых значительно проще.
Какая мощность нужна
Блок питания может работать долго, стабильно и надежно только в том случае, когда будет правильно рассчитан по мощности в соответствии со следующими правилами:
- Для начала нужно определиться, сколько и каких светодиодов будет входить в схему. Например, один метр лед-полоски типа SMD 5050 с 60 светодиодами потребляет 14 ватт.
- Далее нужно подсчитать общую потребляемую нагрузку. Если всего будет использовано 5 метров такой ленты из светодиодов (из рассмотренного выше примера), то общая мощность составит 14х5 = 70 Вт.
- Теперь нужно определить практическую мощность блока питания. Она должен быть на 20% больше. В рассматриваемом случае (70 Вт х 0,2) + 70 Вт = 84 Вт.
При неправильном расчете блока питания светодиоды начнут постоянно перегреваться, что в конечном итоге приведет их к быстрому выходу из строя или ухудшению свечения.
Драйвер и блок питания для светодиодов – совершенно различные устройства. Первый, как правило, выполняет функцию выпрямления и стабилизации тока на выходе, а второй к тому же понижает его до необходимого значения.
Расположение точечных светильников
Составьте небольшой проект. Достаточно эскиза с указанием мест расположения спотов. Сложно составить его для многоуровневых конструкций, если требуется равномерное освещение или зонирование комнаты.
Каждый уровень будет отдельным контуром. Располагать светильники друг от друга нужно на расстоянии от 1 м. Разрыв между стеной и ближайшим спотом должен быть равен 60 см. При размещении спотов убедитесь, что они не касаются каркаса. Расстояние между отверстием под точечный светильник и каркасом должно составлять 30 мм (и выше). В противном случае потолочная конструкция может усложнить монтаж спотов.
Трансформаторы для галогеновых ламп
Разбор будет проведен на примере блока питания фирмы «Ферон Герман Технолоджи». На выходе этот трансформатор имеет ни много ни мало – 5 ампер. Для такой небольшой коробочки значение потрясающее. Корпус сделан герметичным способом, с отсутствием всякого рода вентиляции. Наверное, поэтому некоторые экземпляры таких блоков питания плавятся от высокой температуры.
Схема преобразователя в первом варианте очень простая. Настолько минимален набор всех деталей, что вряд ли из нее можно что-то выкинуть. При перечислении видим:
- мост из диодов;
- RC цепь с динистором, чтобы запустился генератор;
- генератор, собранный на полумостовой схеме;
- трансформатор, понижающий входное напряжение;
- низкоомный резистор, который служит в качестве предохранителя.
При большом перепаде напряжения такой преобразователь на 100% «сдохнет», приняв весь «удар» на себя. Все выполнено из довольно дешевого набора деталей. Лишь к трансформаторам нет никаких нареканий, потому что они сделаны на совесть.
Второй вариант выглядит очень слабым и недоработанным. В эмиттерные цепи вставлены резисторы R5 и R6 для ограничения тока. При этом совершенно не продумана блокировка транзисторов в случае резкого повышения тока (ее просто нет!). Сомнение вызывает электрическая цепь (на схеме она красным цветом).
Фирма «Ферон Герман Технолоджи» выпускает галогеновые лампы мощностью до 60 ватт. Сила тока блока питания на выходе получается 5 ампер. Это многовато для такой лампочки.
При снятии крышки обратите особое внимание на размеры радиатора. Для выходных 5 ампер они очень маленькие.
Подготовка отверстий
Чтобы проделать отверстия в потолке, можно воспользоваться электрической дрелью или шуруповертом. Потребуется специальная коронка по дереву (в зависимости от того, из какого материала изготовлен потолок). Коронка должна соответствовать посадочному месту для конкретного спота.
Разместите ее в электрическом приборе и вырежьте отверстие. Если нет коронки, задача усложнится. Можно взять сверло и канцелярский нож. Карандашом изобразите круг нужного диаметра, размер должен быть немного меньше наружной части светильника. Просверлив небольшое отверстие, удалите все заусенцы, используя канцелярский нож.
Расчет мощности трансформатора для ламп и схема подключения
Продаются сегодня различные трансформаторы, поэтому существуют определенные правила подбора необходимой мощности. Не стоит брать трансформатор слишком мощный. Он будет работать практически вхолостую. Недостаток мощности приведет к перегреву и дальнейшему выходу устройства из строя.
Рассчитать мощность трансформатора можно самостоятельно. Задачка скорее математическая и по силам каждому начинающему электрику. Например, необходимо установить 8 точечных галогенок напряжением 12 В и мощностью 20 ватт. Общая мощность при этом составит 160 ватт. Берем с запасом на 10 % примерно и приобретаем мощностью 200 ватт.
Схема №1 выглядит примерно таким образом: на линии 220 стоит одноклавишный выключатель, при этом оранжевый и синий провод подсоединяются ко входу трансформатора (первичные клеммы).
На линии 12 вольт все лампы подключаются к трансформатору (на вторичные клеммы). Соединяющие медные провода обязательно должны иметь одинаковое сечение, иначе яркость у лампочек будет разная.
Еще одно условие: провод, соединяющий трансформатор с галогеновыми лампами, должен быть длиной не менее 1,5 метров, лучше, если 3. Если сделать его слишком коротким, он начнет греться, и яркость лампочек снизится.
Схема №2 – для подключения галогеновых светильников. Здесь можно поступить по-другому. Разбить, к примеру, шесть светильников на две части. Для каждой установить понижающий трансформатор. Правильность такого выбора обусловлена тем, что при поломке одного из блоков питания вторая часть светильников все-таки будет продолжать работать. Мощность одной группы составляет 105 ватт. С небольшим коэффициентом запаса получаем, что приобрести необходимо два трансформатора на 150 ватт.
Совет! Каждый понижающий трансформатор запитайте своими проводами и соедините их в распределительной коробке. Места соединения оставьте в свободном доступе.
Особенности подключения ламп на 12В
Чтобы правильно подключить светодиодные светильники с рабочим номиналом в 12В к сети с напряжением в 220В, необходимо учесть несколько факторов:
- Бытовой ток имеет переменное значение, для низковольтовых лед-элементов нужен постоянный. Поэтому в начале схемы потребуется установить специальный трансформатор.
- Перед покупкой модуля, понижающего напряжение, надо грамотно рассчитать его мощность. Для этого подсчитывается точное количество используемых 12-вольтовых светодиодных светильников и их суммарная мощность. Например, если их количество будет 5 по 10 Вт каждая, значит общая требуемая мощность равняется 50 Вт. При этом к расчетному значению обязательно добавляется 20%-ый буфер. В данном случае это 10 Вт. Таким образом, общая мощность трансформатора должна быть не менее 60 Вт.
- При отсутствии достаточно опыта не пытаться собрать понижающий модуль самостоятельно. Для максимальной безопасности и надежности лучше приобретать заводское устройство с гарантированными характеристиками и сроком службы.
Подключить светодиодные светильники на 12В в сеть 220В можно по вышеописанным механизмам – параллельным и последовательным. В первом случае нужно обязательно использовать понижающий и выпрямляющий трансформатор, так как на каждую лампу будет подаваться одинаковое постоянное напряжение. Другое дело, когда все приборы соединяются друг за другом.
Важно! Несмотря на то, что в низковольтовых лэд-элементах в последовательной схеме осуществляется распределение всего напряжения в сети 220В, значение тока остается переменным. Поэтому потребуется установка выпрямителя. С его помощью на один конец цепочки светодиодных светильников будет подаваться плюс, на другой – минус.
Для тех, кто имеет хороший опыт в радиотехнике, собрать понижающе-выпрямляющее устройство не представляет особой сложности. Для того чтобы подключить светодиодные светильники номиналом 12В к бытовой сети 220В, используются две схемы:
- Упрощенная на гасящем конденсаторе.
- Более стабильная с микросхемой.
Первая дешевая и простая. Ее основной недостаток – возможная пульсация светового потока и неточные параметры электронных компонентов. Вторая версия сводит недостатки вышеприведенной на нет. Однако она более сложна в устройстве и дороже, но при этом более стабильна и надежна.
При выборе места монтажа трансформатора, выпрямителя и других электротехнических устройств необходимо учитывать влажность окружающей среды. Если их контакта с водой не избежать, лучше приобретать модели с влагозащищенным, герметичным корпусом.
Конструкция приборов и разновидности
Основная область применения точечных светильников — подвесные и накладные системы, включая гипсокартонные плиты, в которых предусмотрено определенное расстояние между черновым потолком и новой конструкцией. Эта пустая полость используется для размещения задней части устройств, проводов и других электротехнических элементов. Светильники могут крепиться к потолку и стенам. Нередко их используют для декорирования шкафов, осуществления подсветки открывающейся дверцы.
Любой точечный светильник состоит из нескольких основных элементов:
- корпус устройства с лапками, дополненными пружинами и использующимися для крепления патрона;
- отражатель, позволяющий задавать направление светового потока;
- декоративная панель, крепящаяся снаружи;
- источник света.
Внешняя панель производится из пластика, дерева, металла: именно она видна на потолке или стене. Обычно декорированные панели имеют круглую форму, но нередко производятся квадратными, многоугольными, в виде звезды, треугольника и т. д., аналогично с цветом панели. Главная функция элемента — декорирование светильника и ограничение площади устройства.
Осветительные приборы делятся на два основных типа: накладные и встраиваемые. Для фиксации первых используются специальные клипсы, что упрощает монтаж точечных светильников на горизонтальные и вертикальные поверхности. Главное отличие связано с тем, что декорированная панель находится не на одном уровне с потолком или стеной, а частично выступает от него. Это массивные приборы, которые не подходят для малогабаритных комнат.
Встроенные точечные изделия помещают в заранее проделанные отверстия. Они полностью в них утопают и не выступают за пределы потолка, стены или корпуса мебели.
Все без исключения светильники классифицируются по типу используемых источников света и бывают:
- галогенные;
- люминесцентные;
- светодиодные.
В зависимости от выбора источника света изменяются эксплуатационные характеристики прибора.
Галогенные лампы экологически безопасны, имеют более продолжительный срок эксплуатации по сравнению с обычными с нитью накала. Свет получается ярким, приближенным к естественному, поэтому подходит для чтения, выполнения работы и отдыха. С другой стороны, главными недостатками называют высокое энергопотребление и неустойчивость к перепадам напряжения.
Люминесцентные лампочки позволяют уменьшить затраты на энергосбережение так же, как и светодиодные. Стоимость последних выше, но они характеризуются большей долговечностью. По сравнению с лампами накаливания люминесцентные источники затрачивают меньше электроэнергии (приблизительно на 80 %). При эксплуатации ламп помните, что внутри колбы содержится небольшое количество ртути, поэтому нужно проявлять осторожность.
В светодиодных точечных устройствах используются стеклянные или пластиковые рассеивающие линзы, за которыми спрятаны LED-диоды, излучающие белый свет. В зависимости от цветовой температуры световой поток получается холодным белым или теплым желтым. Изделия способны выдерживать перепады напряжения до 60 В. Высокая стоимость в сравнении с остальными источниками света нивелируется продолжительными сроками эксплуатации.
Основные выводы
Блок питания предназначен для понижения и выпрямления тока из бытовой сети и питания светодиодов на 12-48 вольт. Они могут различаться сразу по нескольким признакам:
- Номинальному напряжению.
- Мощности.
- Уровню влагозащиты.
Негерметичные модули устанавливаются в помещении и имеют хорошее естественное охлаждение. Закрытые блоки предназначены для улицы и влажных помещений. При расчете на большую мощность лучше подбирать алюминиевые модели с хорошим отводом тепла. Полугерметичные модели подойдут для нежилых и неотапливаемых помещений.
При расчете мощности блока питания нужно учитывать суммарную нагрузку всех светодиодов в схеме и добавлять к полученному значению 20 процентов. Подсоединить приборы освещения к ним можно своими руками параллельным или последовательным способом.
Если вы хотите добавить полезную информацию о выборе и монтаже блоков питания для светодиодов и лед-светильников, обязательно напишите в форме для комментариев ниже.
Любой светодиод, независимо от мощности, чувствителен к различным факторам, которые отрицательно действуют на функциональность. Основное предназначение блоков питания для светодиодных светильников и лент – обеспечить стабильное напряжение и ток на выходе.
Классификация
Трансформаторы бывают электромагнитными и электронными (импульсными). Электромагнитные доступны по цене, надежны, их можно сделать при желании своими руками. У них есть и свои минусы – приличный вес, большие габаритные размеры, повышение температуры при длительной работе. А перепады напряжения значительно сокращают срок работы галогеновых ламп.
Электронные трансформаторы весят намного меньше, у них стабильное напряжение на выходе, они сильно не нагреваются, могут иметь защиту от КЗ и плавный пуск, увеличивающий срок эксплуатации лампы.
Читайте также: