Блок питания с регулировкой напряжения для светодиодов

Обновлено: 07.07.2024

Всем известно, что мощный регулируемый блок питания с регулировкой напряжения и тока самое популярное и востребованное электронное устройство, с изготовления которого начинают свой творческий путь начинающие радиолюбители. Схем очень много, какую выбрать и с чего начинать многие просто теряются. Одним нужен простой лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока, другим мощное зарядное устройство для зарядки автомобильного аккумулятора, а я предлагаю вам собрать своими руками простой универсальный блок питания с регулировкой напряжения и тока, который можно использовать для выполнения любых задач, питания электронных самоделок и зарядки автомобильного аккумулятора. Все, что от вас потребуется это усидчивость, минимальные знания электроники и умение пользоваться паяльником. А если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях, я вам обязательно помогу.

Хватит слов приступим к делу!

На этом рисунке изображена схема блока питания с регулировкой напряжения и тока от 2.4В до 28В и силой тока до 30А.

Важным элементом данной схемы является регулируемый стабилизатор напряжения микросхема TL431 или, как ее еще называют управляемый стабилитрон позволяющий плавно регулировать напряжение от 2.4 вольта до 28 вольт. Благодаря четырем силовым транзисторам, установленным на больших радиаторах, блок питания может выдержать ток до 30А. Также имеется регулировка тока и защита от переполюсовки, поэтому блок питания можно и даже нужно использовать, как зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.

Делитель напряжения, построенный на мощном 5 Вт резисторе R1 и переменном резисторе Р1 ограничивает ток на катоде и на управляющем электроде стабилитрона TL431. Вращением ручки переменного резистора Р1 задается выходное напряжение стабилитрона, стабилизатор напряжения TL431, автоматически стабилизирует напряжение заданное переменным резистором Р1. С микросхемы TL431 ток поступает на базу транзистора Т1. Транзистор выполняет роль ключа и управляет двумя мощными биполярными транзисторами Т2 и Т3 соединенных параллельно для увеличения выходной мощности. В выходной каскад транзисторов установлены уравнительные резисторы R2 и R3. Далее ток поступает на плюсовую клейму блока питания.

Как работает регулировка тока?

В данной схеме реализована функция ограничения тока на двух мощных полевых транзисторах Т4 и Т5 соединенных параллельно. Давайте рассмотрим, как это работает. С диодного моста ток поступает на стабилизатор напряжения L7812CV, напряжение снижается до 12В, это безопасное значение для затворов транзисторов. Далее ток поступает на делитель напряжения собранный на переменном резисторе Р2 и постоянном резисторе R4. С движка переменного резистора Р2 ток проходит через тока ограничительные резисторы R5 и R6 открывая затворы полевых транзисторов Т4 и Т5. Транзисторы проводят через себя определенное количество тока в зависимости от сопротивления переменного резистора Р2. В данной схеме ток регулируется при любом выходном напряжении.

Также предусмотрена защита от переполюсовки, состоящая из двух светодиодов. Зеленый светодиод сигнализирует о правильном подключении автомобильного аккумулятора к выходу блоку питания, а красный светодиод, о ошибке подключения. Резисторы R7 и R8 ограничивают ток для светодиодов.

А, вот и печатная плата!

На этом рисунке изображена печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В 30А

Печатную плату вы можете изготовить с помощью лазерно утюжной технологии для продвинутых, а также навесным монтажом этот способ больше подходит для начинающих радиолюбителей и они о нем прекрасно знают. Для изготовления печатной платы вам понадобиться фольгированный стеклотекстолит размером 100х83 мм. Большинство деталей устанавливаются на печатной плате за исключением транзисторов Т2, Т3, Т4, Т5, а также стабилизатор напряжения L7812CV и резисторы R2, R3, Р1, Р2. Биполярные транзисторы Т2 и Т3 устанавливаются на отдельном радиаторе без изоляционных прокладок, потому, что коллекторы транзисторов все равно по схеме соединяются вместе. Полевые транзисторы Т4, Т5 надо тоже установить на отдельном радиаторе без изоляции.

На этом рисунке изображены два радиатора с установленными транзисторами. Между собой радиаторы скреплены двумя лентами двухстороннего автомобильного скотча выполняющего роль электро изоляции. Сверху к радиаторам прикручена винтами пластиковая скрепляющая пластина, придающая жесткость конструкции. К ней будет крепиться дополнительная пластина с печатной платой и вентилятор.

Поскольку уравнительные резисторы R2 и R3 довольно большого размера для их предусмотрена специальная печатная плата, которая изображена на этом рисунке. Размер печатной платы 85х40 мм.

Печатная плата блока резисторов

Стабилизатор напряжения L7812CV надо закрепить на отдельный радиатор от компьютерного блока питания, потому, что в процессе работы он сильно нагревается. На этой картинке он находится в самом низу на радиаторе от компьютерного блока питания. С правой стороны вы увидите плату с уравнительными резисторами R2 и R3. Транзистор Т1 установлен на маленький радиатор. Переменные резисторы Р1 и Р2 тоже вынесены на верхнюю панель. Диодная сборка установлена на отдельном радиаторе, при большой нагрузке она очень сильно греется.

Для охлаждения радиаторов к установленному в блоке питания стабилизатору напряжения L7812CV я подключил вентилятор размером 120х120 мм, он отлично справляется со своей задачей.

Если вы хотите подключить вентилятор от дополнительной обмотки трансформатора, тогда вам надо поставить дополнительный стабилизатор напряжения по этой схеме.

Схема подключения вентилятора

Как подключить Китайский вольтметр амперметр?

При подключении Китайских электронных вольтметров амперметров возникает очень много различных проблем, то показания скачут, то завышает, то занижает, кому то бракованный прислали, вообщем качество Китайских приборов оставляет желать лучшего. Китайцы продают на АлиЭкспресс две модели чудо приборов. Первая модель имеет два тонких провода красный и черный, три толстых, красный, черный и синий. У второй модели три тонких провода, красный, черный, желтый и два толстых, красный и черный. Чтобы это Китайское чудо правильно работало и не искажало показания, надо знать простое правило, питание у прибора должно быть отдельное потому, что у прибора нет гальванической развязки и поэтому питание на Китайский вольтметр амперметр обязательно надо брать с дополнительной обмотки трансформатора или дополнительного источника питания, для этих целей идеально подойдет зарядка от телефона.

А лучше всего сделать выбор в сторону Китайских стрелочных аналоговых приборов класса точности 2.5. Поставить отдельно вольтметр и амперметр будет намного проще и точнее. Выбор остается за вами.

На этом рисунке изображена схема подключения Китайского вольтметра амперметра.

Схема подключения китайского вольтметра амперметра к блоку питания

Испытания блока питания

Пришло время испытать блок питания в деле. У микросхемы TL431 есть такая особенность, нижний порог напряжения 2.4 вольта, поэтому в блоке питания напряжение регулируется от 2.4 вольта до 27.4 вольта. Без нагрузки я выставил напряжение 12.5 вольт и подключил галогеновую лампу Н4. Напряжение под нагрузкой упало до 12.3 вольта, просадка составила всего 0.2 вольта при силе тока 4.88 ампера. Это очень хороший результат. Микросхема TL431 прекрасно стабилизирует напряжение. Как работает ограничение тока смотрите в видеоролике.

Как заряжать автомобильный аккумулятор?

Далее отключаем минусовую клейму, включаем блок питания и выставляем на блоке 14.5 вольт. Подключаем минусовую клейму к аккумулятору. И ручкой регулировки тока выставляем в начале зарядки ток не более 6 ампер для 60 амперного аккумулятора. К концу зарядки ток упадет до 0.1 ампера, а напряжение поднимется до 14.5 вольт. Это будет говорить о том, что аккумулятор полностью заряжен.

Данная схема регулируемого блока питания с регулировкой напряжения и тока рассчитана на максимальный ток до 15А. В ней отсутствуют дополнительные силовые транзисторы и уравнительные резисторы, что немного упрощает схему и делает её более бюджетной по сравнению со схемой на 30А.

Печатная плата блока питания с регулировкой тока и напряжения от 2.4В до 28В. Размер платы 100х60 мм.

Радиодетали для сборки

Регулируемый блок питания с регулировкой тока и напряжения 30А

Регулируемый стабилитрон (микросхема) TL431
Диодный мост на 50А KBPC5010
Конденсаторы С1, С2 4700 мкФ 50В
Резисторы R1 1 кОм 5Вт, R2, R3 0.1 Ом 20 Вт, R4 100 Ом, R5, R6 47 Ом, R7, R8 2.7 кОм 0.25Вт, Р1 5 кОм, Р2 1 кОм.
Радиатор 100х63х33 мм 2шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 1шт, радиатор от компьютерного блока питания 1шт
Стабилизатор напряжения L7812CV
Транзисторы Т1 TIP41C, КТ805, КТ819, Т2, Т3 TIP35C, КТ 867А, Т4, Т5 IRFP250, IRFP260
Светодиоды LED1, LED2 на 3В зеленый и красный

Регулируемый блок питания с регулировкой тока и напряжения 15А

Регулируемый стабилитрон (микросхема) TL431
Диодный мост на 25А KBPC2510
Конденсаторы С1, С2 4700 мкФ 50В
Резисторы R1 1 кОм 5Вт, R2 100 Ом, R3 47 Ом, R4, R5 2.7 кОм 0.25Вт, Р1 5 кОм, Р2 1 кОм.
Радиатор 100х63х33 мм 1шт, радиатор KG-487-17 (HS 077-30) 1шт, радиатор от компьютерного блока питания 1шт
Стабилизатор напряжения L7812CV
Транзисторы Т1 TIP41C, КТ805, КТ819, Т2 TIP35C, КТ 867А, Т3 IRFP250, IRFP260
Светодиоды LED1, LED2 на 3В зеленый и красный

Чем заменить микросхему TL431?

Аналогом микросхемы TL431 является регулируемый стабилитрон КА431, из советских КР142ЕН19А, К1156ЕР5Х

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

По внешнему виду и параметрам невозможно определить качество. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками. В основном рекомендую купить готовый, любая схема после сборки требует проверки и настройки.

1. Основные типы
2. Как сделать расчёт
3. Калькулятор для расчёта
4. Подключение в автомобиле
5. Напряжения питания светодиодов
6. Подключение от 12В
7. Подключение от 1,5В
8. Как рассчитать драйвер
9. Низковольтное от 9В до 50В
10. Встроенный драйвер, хит 2016
11. Характеристики

Основные типы

Светодиод – это полупроводниковый электронный элемент, с низким внутренним сопротивлением. Если подать на него стабилизированное напряжение, например 3V, через него пойдёт большой ток, например 4 Ампера, вместо требуемого 1А. Мощность на нём составит 12W, у него сгорят тонкие проводники, которыми подключен кристалл. Проводники отлично видно на цветных и RGB диодах, потому что на них нет жёлтого люминофора.

Если блок питания для светодиодов 12V со стабилизированным напряжением, то для ограничения тока последовательно устанавливают резистор. Недостатком такого подключения будет более высокое потребление энергии, резистор тоже потребляет некоторую энергию. Для светодиодных аккумуляторных фонарей на 1,5В применять такую схему нерационально. Количество вольт на батарейке быстро снижается, соответственно будет падать яркость. И без повышения минимум до 3В диод не заработает.

Этих недостатков лишены специализированные светодиодные драйвера на ШИМ контроллерах. При изменениях напряжения ток остаётся постоянным.

Как сделать расчёт

Чтобы рассчитать блок питания для светодиодов необходимо учитывать 2 основных параметра:

номинальная потребляемая мощность или желаемая;
напряжение падения.

Суммарное энергопотреблением подключаемой электрической цепи не должно превышать мощности блока.

Падения напряжения зависит от того, какой свет излучает лед чип. Я рекомендую покупать фирменные LED, типа Bridgelux, разброс параметров у них минимальный. Они гарантированно держат заявленные характеристики и имеют запас по ним. Если покупаете на китайском базаре, типа Aliexpress, то не надейтесь на чудо, в 90% вас обманут и пришлют барахло с параметрами в 2-5 раз хуже. Это многократно проверяли мои коллеги, которые заказывали недорогие LED 5730 иногда по 10 раз. Получали они SMD5730 на 0,1W, вместо 0,5W. Это определяли по вольтамперной-характеристике.

Пример различной яркости кристаллов

К тому же у дешевых разброс параметров очень большой. Что бы это определить в домашних условиях своими руками, подключите их последовательно 5-10 штук. Регулирую количество вольт, добейтесь чтобы они слегка светились. Вы увидите, что часть светит ярче, часть едва заметно. Поэтому некоторые в номинальном рабочем режиме будут греться сильнее, другие меньше. Мощность будет на них разная, поэтому самые нагруженные выйдут из строя раньше остальных.

Калькулятор для расчёта

Для удобства читателей опубликовал онлайн калькулятор для расчёта резистора для светодиодов при подключении к стабильному напряжению.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

количество вольт на выходе;
снижение напряжения на одном LED;
номинальный рабочий ток;
количество LED в цепи.

Подключение в автомобиле

Недостатком использования светодиодных драйверов в авто может быть появление помех на радио в УКВ диапазоне. ШИМ контроллер работает на высоких частотах и будет давать помехи на ваш радиоприёмник. Можно попробовать заменить на другой или линейный типа стабилизатор тока LM317 для светодиодов. Иногда помогает экранирование металлом и размещение подальше от головного устройства авто.

Напряжения питания светодиодов

Из таблиц видно, для маломощных на 1W, 3W этот показатель 2В для красного, желтого цвета, оранжевого. Для белого , синего, зелёного он от 3,2В до 3,4В. Для мощных от 7В до 34В. Эти циферки придется использовать для расчётов.

Таблица для LED на 1W, 3W, 5W

Таблица для мощных светодиодов 10W, 20W, 30W, 50W, 100W

Подключение от 12В

Одно из самых распространенных напряжений это 12 Вольт, они присутствуют в бытовой технике, в автомобиле и автомобильной электронике. Используя 12V можно полноценно подключить 3 лед диода. Примером служит светодиодная лента на 12V, в которой 3 штуки и резистор подключены последовательно.

Пример на диоде 1W, его номинальный ток 300мА.

Если на одном LED падает 3,2В, то для 3шт получится 9,6В;
на резисторе будет 12В – 9,6В = 2,4В;
2,4 / 0,3 = 8 Ом номинал нужного сопротивления;
2,4 * 0,3 = 0,72W будет рассеиваться на резисторе;
1W + 1W + 1W + 0,72 = 3,72W полное энергопотребление всей цепи.

Аналогичным образом можно вычислить и для другого количества элементов в цепи.

Подключение от 1,5В

Источник питания для светодиодов может быть и простой пальчиковой батарейкой на 1,5В. Для LED диода требуется обычно минимум 3V, без стабилизатора тут никак не обойтись. Такие специализированные светодиодные драйвера используются в ручных фонариках на Cree Q5 и Cree XML T6. Миниатюрная микросхема повышает количество вольт до 3V и стабилизирует 700мА. Включение от 1.5 вольт при помощи токоограничивающего сопротивления невозможно. Если применить две батареи на 1.5 вольт, соединив их последовательно, получим 3В. Но батарейки достаточно быстро разряжаются, а яркость будет падать еще быстрее. При 2,5В емкости в батареях останется еще много, но диод уже практически потухнет. А светодиодный драйвер будет поддерживать номинальную яркость даже при 1В.

Обычно такие модули заказываю на Aliexpress, у китайцев стоят 50-100руб, в России они дороговаты.

Как рассчитать драйвер

Чтобы рассчитать драйвер питания для светодиодов со стабильным током:

составьте на бумаге схему подключения;
если драйвер китайский, то желательно проверить выдержит он заявленную мощность или нет;
учитывайте, что для разных цветов (синий, красный, зеленый) разное падение вольт;
суммарная мощность не должна быть выше, чем у источника тока.

Нарисуйте схему включения, на которой распределите элементы, если они подключены не просто последовательно, а комбинировано с параллельным соединением.

На китайском блоке питания неизвестного производителя мощность может быть значительно ниже. Они запросто указывают максимальную пиковую мощность, а не номинальную долговременную. Проверять сложнее, надо предельно нагрузить блок питания и замерить параметры.

Для третьего пункта используйте примерные таблицы для 1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, которые приведены выше. Но больше доверяйте характеристикам, которые вам дал продавец. Для однокристальных бывает 3V, 6V, 12V.

Если энергопотребление цепи в сумме превысит номинальную мощность источника питания, то ток просядет и увеличится нагрев. Он восстановится до нормального уровня, если снизить нагрузку.

Для светодиодных лент сделать расчёт очень просто. Измерьте количество Ватт на 1 метр и умножьте на количество метров. Именно измерьте, в большинстве случаем мощность завышена и вместо 14,4 Вт/м получите 7 Вт/м. Ко мне слишком часто обращаются с такой проблемой разочарованные покупатели.

Низковольтное от 9В до 50В

Кратко расскажу, что использую для включения для блоков на 12В, 19V, 24В и для подключения к автомобильным 12В.

Чаще всего покупаю готовые модули на ШИМ микросхемах:

бывают повышающие, например, на входе 12V, на выходе 22В;
понижающие, например из 24В до 17В.

Не всем хочется тратить большую денежку на покупку готового прожектора для авто, светодиодного светильника или заказывать готовый драйвер. Поэтому обращаются ко мне, что бы из подручных комплектующих собрать что-нибудь приличное. Цена таких модулей начинается от 50руб до 300руб за модель на 5А с радиатором. Покупаю заранее по несколько штук, расходятся быстро.

Больше всех популярен вариант на линейной ИМС LM317T LM317, простой, надежный устаревший.

Очень популярны модели на LM2596, но она уже устарела и советую обратить внимание на более современное с хорошим КПД. Такие блоки имеют от 1 до 3 подстроечных сопротивлений, которыми можно настроить любые параметры до 30В и до 5А.

Встроенный драйвер, хит 2016

Характеристики

Глобальная проблема, это подделка светодиодов Cree и Philips в промышленных масштабах. У китайцев для этого есть целые предприятия, внешне копируют на 95-99%, простому покупателю отличить невозможно. Самое плохое, когда такую подделку вам продают под видом оригинального Cree T6. Вы будете подключать поддельный по техническим спецификациям оригинального. Подделка имеет характеристики в среднем на 30% хуже. Меньше световой поток, ниже максимальная рабочая температура, ниже энергопотребление. Про обман вы узнаете очень не скоро, он проработает примерно в 5-10 раз меньше настоящего, особенно на двойном токе.

Недавно измерял световой поток своих фонариков на левых Cree производства LatticeBright. Доставал всю плату с драйвером и ставил в фотометрический шар. Получилось 180-200 люмен, у оригинала 280-300лм. Без серьезного оборудования, которое преимущественно есть в лабораториях, вы не сможете измерить, соответственно узнать правду.

Иногда попадаются разогнанные диоды, сила тока на которых на 30%-60% выше номинальной, соответственно и мощность. Недобросовестный производитель, особенно подвально-китайский пользуется тем, что срок службы трудно измерить в часах. Ведь никто не засекает отработанное время, а когда светильник или светодиодный прожектор выйдут из строя продавца уже не найти. Да и искать бессмысленно, срок гарантии на такую продукцию дают всегда меньше периода службы.

Если вам понравилась моя статья,
то добавьте её к себе на страницу Вконтакте

Читайте китайские даташиты, я тут вам помочь смогу.

Как подключить , камеры обманки со встроенным светодиодом от 230 в ! Можно ли использовать блок питания на 3 в .

Используйте любой источник на 3 вольта.

Доброго времени суток. Скромный вопрос..) Что дано: китайская люстра с ноутбучным б\п 12,5 вольт на выходе и 10 ватт 12 вольт китайский диод (матрица). вопрос стоит ли подключать 6-7 диодов параллельно и какой минимальный размер радиатора? Спасибо за ответ!

Подключать можно насколько мощности блока питания хватит. Радиатор зависит от качества матриц, дешёвые не надо гореть более 60 градусов, качественные до 110.

здравствуйте,есть 60 диодов по 3 вата(4 секции по 15 шт, запаралелены ) ,блока питания на 250вт. хватит? что-то ещё нужно приобрести,и как сделать,чтоб прямой ток на них был 600ма

Способы подключения светодиодов подробно описаны у меня на сайте.

Здравствуйте. Сделал подсветку стола компьютера . Лента см 80 12 в. И блок питание 12 в. 1 ампер. Блок сильно грелся и сгорел. Подскажите какой блок лучше выбрать для такой ленты ?

Измерьте мощность ленты, и узнаете какой мощности требуется вам блок питания для ленты. Может блок питания блок питания был совсем китайский, из-за этого не выдержал нагрузки. На 2 ампера должно хватить с запасом.

Время зависит от того в каком режиме работает лента. Делите мощность аккумулятора на мощность ленты, получатся часы работы. Питайте хоть обычными пальчиковыми батарейками, соединёнными 8 штук последовательно. Аккумулятора от шуруповёрта на 15 ватт хватит примерно часа на 2-3.

Добрый день собрал лампу из 6 матриц по 20 w , проверил по одному горят . Собрал в цепь 5 из 6 драйверов взорвались . Драйвера китайские открытые по характеристикам все четко 0.6 ма 20 ватные чипы питал 20 ватными дровами . Брак или что ? Взорвались конденсаторы по всей видимости

Это вам к взрывотехникам, я такое редко взрываю.

Мультиметром замерить реальный ток на диодах. У драйвера есть минимальное подключаемое количество диодов.

Здравствуйте.
Собрал светильник на 10-ти 3W светодиода.
Едут 10 светодиодов по 5W . (6-7 v 700mA)
Если для первого варианта есть драйверы с маркировкой 6-10*3 Вт То какой драйвер взять для 5-ти ватных LED?
Спасибо !

Драйвер с подходящим током.

Здраствуй . Хочю сделать для аквариума 2 светильника в кажном из светильнике будеть стоять по 35 светодиодов по 3 вата и напряжением 3.2 вольма прямой ток 300 ma . не знаю какой длок питания поставить на сколько вольт . и возможно ли от обыкновеного блока питания да 12 вольт 15 w подключить к нему выше упомянутый повышающий драйвер от 12 вольт до 36 вольт на 150 ват

Мощность блока питания на 12 вольт должна быть не менее 150 ватт.

Лампа led ASD 11ватт, цоколь Е27. Драйвер собран на дискриминаторе 9918С. Вздулись 2 конденсатора 2,2мкФ/400В и 4,7мкФ/400В и сгорел 1 из 18 последовательно подключенных светодиодов 2835. На аналогичной рабочей лампе напряжение на светодиодной панеле 160В постоянного тока. При отключенной панеле напряжение 307В постоянного тока. После замены конденсаторов 307В появилось. Вопрос: какой светодиод 2835 впаять? Есть 2 вида с али-экспресс: 1)светодиод 2835, мощность 0,5Вт, ток 150мА, падение напряжения 3,2В 2) светодиод 2835, мощность 1,0Вт, ток 100мА, падение напряжения 9В.Забыл добавить. На плате маркировка указывает на мощность платы 9,5Ватт. При замере рабочей лампы мощность потребляемая тоже была 9,5Ватт.

Поставьте светодиод подходящий по току.

Запустить реально. Купите подходящий RGB драйвер, примерно 8 ватт на каждый цвет. Ток у вас указан 350 мА.

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:

Нет стабилизации выходного напряжения;
нет гальванической развязки (трансформатора);
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

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:

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.

Блок питания для светодиодной ленты представляет собой источник постоянного напряжения на 5, 12, 24 или 36 вольт (встречается и на 48 вольт). Он применяется для преобразования переменного напряжения из сети 220 В в постоянное напряжение определенного уровня, необходимого для работы светодиодной ленты. Иногда блоки питания для светодиодных лент могут называть светодиодными драйверами, но это не совсем верно. Термин «светодиодный драйвер» чаще всего применяют для блоков питания, к которым подключаются светодиоды, которым требуется определенное значение питающего тока. В светодиодных драйверах реализован механизм стабилизации тока, который ограничивается до некоторого значения, а вот в блоках питания для светодиодных лент такого ограничения по току нет.

Питание светодиодной ленты осуществляется постоянным напряжением, а ток, протекающий через светодиоды светодиодной LED ленты ограничивается с помощью резисторов, установленных последовательно SMD светодиодами на самой ленте. Задача блока питания заключается в поддержании необходимого уровня напряжения, поэтому не совсем подходит применять к нему термин «драйвер для светодиодной ленты».

Расчет мощности блока питания для светодиодной ленты

Выдаваемое напряжение является основной характеристикой блока питания для светодиодной ленты, если оно будет меньше, то LED лента просто не будет испускать свет, а если больше, то что-то на ней перегорит. Далее смотрят на мощность блока питания, т.е. он должен без проблем выдавать определенный ток, которого должно хватить для работы всех подключенных светодиодных лент в нормальном режиме их работы.

Когда занимаются проектированием LED освещения или декоративной подсветки с помощью светодиодных лент, то рассчитывают мощность блока питания. Расчет производится для того, чтобы все подключенные светодиодные ленты светили с необходимой яркостью, а блок питания для светодиодных лент в процессе работы не перегружался.

Как же производится расчет мощности блока питания для светодиодных LED лент? Все очень просто, нужно просто знать параметры всех подключаемых к блоку питания светодиодных лент, т.е. нужно рассчитать потребляемую мощность всеми светодиодными лентами.

Возможно, Вам это будет интересно
Ссылка на статью: От чего зависит мощность светодиодной ленты

В характеристиках светодиодной ленты мощность указывается на один погонный метр, если к блоку питания подключаются отдельные отрезки светодиодных лент с одинаковыми характеристиками, то следует указанную мощность одного погонного метра умножить на общую длину светодиодных лент. Далее к полученному результату необходимо добавить запас от 20% до 30%, а полученный результат округлить к большему целому числу кратно десяти.

Получается, что расчетная мощность блока питания для светодиодных лент будет больше реальной потребляемой. Это делается для того, чтобы блок питания не работал не пределах своих возможностей, не перегревался и не вышел из строя.

Какой нужен блок для светодиодной ленты?

С главными параметрами блоков питания для светодиодных лент мы уже разобрались выше, это напряжение питания и мощность. Осталось рассмотреть другие особенности и характеристики, которые учитываются при их выборе.

Кроме напряжения и мощности блоки питания для светодиодных лент отличаются еще типом исполнения (корпусом), степенью защиты от внешнего воздействия и функциональностью. Каждый из этих параметров дает некоторые преимущества или ограничения для применения в различных условиях.

Три основных типа исполнения блоков питания для LED лент:

1. В пластиковом корпусе.
2. В металлическом корпусе с перфорацией.
3. Герметичные в алюминиевом корпусе.

Блок питания для светодиодных лент в пластиковом корпусе может быть похож на блок питания от ноутбука или блок питания от различных устройств, например, зарядное устройство для аккумуляторов, для мощного роутера и прочие. Пластиковый корпус имеют как правило блоки питания небольшой мощности, которые можно использовать только внутри помещений. Охлаждение у них пассивное через корпус, так что сильных перегрузок выдержать они не могут.

Блок питания для LED ленты в металлическом корпусе с перфорацией обычно имеет мощность больше среднего и соответствующие габариты. Охлаждение радиодеталей в них осуществляется за счет циркулирующего в корпусе воздуха, а в мощных моделях может устанавливаться вентилятор для принудительного обдува, что может сопровождаться большим шумом. Плюсом таких блоков питания является наличие большого количества выводов, в основном это касается достаточно мощных моделей, и регулятора уровня напряжения, т.е. при необходимости их можно немного настроить. Устанавливают их в основном в щитки, где они будут защищены от пыли.

Герметичные блоки питания для светодиодных лент в алюминиевом корпусе имеют хорошую защиту от пыли и влаги. Охлаждение их происходит пассивно через корпус, для подключения к сети 220В и к светодиодной ленте имеются выведенные отрезки проводов. Устанавливать их можно как в помещении, так и на улице.

Степень защиты IP светодиодных блоков питания

Класс защиты блока питания влияет на условия, в которых может он использоваться. Самые распространенные блоки питания для светодиодных лент в пластиковом корпусе или в металлическом корпусе с перфорацией имеют класс защиты IP20 или IP40. Это значит, что они могут использоваться в сухих помещениях с умеренным количеством пыли, перфорированные лучше вообще прятать в распределительных щитах, иначе со временем они полностью забьются пылью.

Блоки питания для светодиодных лент в алюминиевых герметичных корпусах имеют класс защиты не ниже IP65, и их уже можно использовать в ванных комнатах и на улицах под навесом. Для использования на открытом воздухе требуется уже более серьезная защита, и корпус должен иметь степень защиты IP67. Есть и еще более защищенные блоки питания с IP68 и даже IP69. Они уже выдерживают прямое попадание струй воды и даже полное погружение в воду до 1 м.

Разновидности блоков питания для LED лент по функциональности

1. Самые обычные, выполняющие только функцию питания светодиодной ленты.
2. Блоки питания со встроенным диммером для регулировки яркости.
3. Блоки питания для светодиодных лент с пультом дистанционного управления.
4. Самые дорогие комбинированные блоки питания с пультом управления и диммером.

Функциональность блока питания позволяет сэкономить место и повысить удобство использования, чтобы не городить в одном месте много разных устройств. В самом дорогом варианте получается вместо трех устройств можно установить только один блок питания для светодиодной ленты, в котором все уже включено. При этом самые простые блоки питания без наворотов могут похвастаться своими небольшими размерами.

Блок питания для светодиодной ленты своими руками

Сразу оговорим один момент, самостоятельно разрабатывать, паять и собирать блоки питания по различным схемам для светодиодных лент в наше время не выгодно, и такой вариант мы рассматривать даже не будем.

В наше время существует множество различных устройств, которые комплектуются внешними блоками питания на 12 В и более, и у каждого дома найдется несколько таких, которые легко смогут выполнят функцию блока питания для светодиодной ленты, при условии подходящей мощности.

Если у Вас такого блока питания от старых устройств нет, то наверняка такой есть у соседа, или можно очень дешево купить такой на барахолке, или на сайтах с объявлениями. В качестве мощного блока питания можно рассмотреть компьютерный блок питания. В старых системных блоках стоят блоки питания с мощностью от 250 Вт до 400 Вт, в современных компьютерах такие не используются и их продают за копейки. А в них, между прочим, имеются выходы с напряжением 5 В, 12 В и 24 В, так что можно записать любой тип светодиодных лент.

Есть ее блоки питания от ноутбуков, в них напряжение может быть 18 В и более. Для подключения к ним светодиодной ленты понадобится использовать DC-DC понижающий преобразователь напряжения. В Китае на АлиЭкспресс такие преобразователи стоят копейки, главное, подобрать на подходящую мощность.

Есть категория DC-DC преобразователей, в которых имеется как регулировка по напряжению, так и регулировка по току. В таком случае они могут выполнять роль источника напряжения и диммера, для регулировки яркости свечения светодиодной ленты.

Линейные схемы регуляторов напряжения лучше не использовать, потому что на них будут большие потери, и понадобится громоздкий радиатор для охлаждения мощных транзисторов. Импульсные преобразователи в этом плане сильно выигрывают.

Подключение светодиодной ленты к блоку питания

При подключении светодиодной ленты к блоку питания нужно соблюдать некоторые правила соединения отдельных отрезков светодиодных лент. Например, лучше соединять параллельно, последовательно можно соединять не более пяти метров, лучше всего подключать начало и конец ленты к блоку питания и прочее, но эти тонкости мы сейчас рассматривать не будем. Далее мы будем разбирать вопрос подключения в плане подбора провода, которым лента подключается непосредственно к блоку питания.

Важность правильного подбора провода для подключения светодиодной ленты заключается в том, что на неправильно подобранном проводе может произойти большое падение напряжения, что в итоге скажется на яркости свечения светодиодной ленты. Какой нужен провод для подключения светодиодной ленты, можно рассчитать, зная некоторые исходные данные.

Для расчета потребуется знать мощность, потребляемая всеми светодиодными лентами, напряжение питания светодиодных лент и длина провода, т.е. на каком расстоянии будут светодиодные ленты от блока питания. При этом еще известно, что для нормальной работы светодиодной ленты допускается падение напряжения на проводах в пределах 0,5 В.

Для примера возьмем следующие данные:
Напряжение питания – 12 В
Длина провода – 10 м
Потребляемая мощность – 120 Вт

Из имеющихся данных нам необходимо рассчитать первым делом максимальное сопротивление провода по следующей формуле R=U/I. Напряжение у нас имеется, равное 0,5 В, а вот ток рассчитаем по этой формуле I=W/U. В этой формуле мы берем мощность светодиодных лент и напряжение из питания, получается I=10 А. Теперь можно просто рассчитать и сопротивление, которое будет равно 0,05 Ом, т.е. общее сопротивление всей длинны провода не должно превышать этого значения.

Теперь рассчитаем сечение жилы кабеля, который нам потребуется для подключения светодиодной ленты к блоку питания, и для этого нам потребуется удельное сопротивление меди, так как провод у нас будет медный. Удельное сопротивление меди равно ρ=0,0172 Ом* мм²/м. Расчет мы будет производить по следующей формуле S=(L* ρ)/R. В результате получилось 3,44 мм². Ближайшее большее значение сечения кабеля, который имеется в продаже, будет равно 4 мм². Приобретя такой кабель для подключения светодиодной ленты к блоку питания вы можете быть уверенными, что светодиодная лента будет светить на полную свою яркость.

Подключение светодиодной ленты без блока питания

Единственная светодиодная лента, которая подключается действительно без понижающего блока питания, это светодиодная лента на 220 В. Использовать такую светодиодную ленту для декоративной подсветки каких-то объектов в помещении крайне неудобно из-за особенностей данного типа LED лент.

В теории включить последовательно достаточное количество светодиодных лент, чтобы подключать их к сети 220 В без блока питания, но так никто не делает, потому что обычные ленты имеют оголенные контакты и это может привести к печальным последствиям.

Иногда все же используют простые схемы подключения через балластные ограничивающие конденсаторы, но светодиодная лента при этом должна быть недоступна для касания человеком. Этот способ достаточно просто, и блоком питания такой вариант не назовешь, но имеет свои недостатки. При таком подключении светодиодная лента подключена к сети 220 В, что весьма опасно, к тому же будут большие пульсации напряжения, сопровождающиеся мерцанием испускаемого света.

Часто задаваемые вопросы по блокам питания для светодиодных лент

🔥 Как определить, какой блок питания нужен для светодиодной ленты?

✅ Для правильного выбора блока питания нужно знать напряжение питания светодиодной ленты, потребляемую мощность светодиодной ленты, и место установки блока питания.

🔥 Что нужно, чтобы подключить светодиодную ленту?

✅ Чтобы подключить светодиодную ленту необходимо правильно подобрать блок питания, правильно соединить светодиодные ленты, если их несколько, и правильно подобрать сечение провода.

🔥 Какой блок питания нужен для светодиодной ленты 15 метров?

✅ Независимо от длины светодиодной ленты блок питания подбирается по напряжению питания и мощности подключаемой LED ленты.

Какие есть виды светодиодных лент

Есть много разных видов светодиодных лент, и для правильного выбора нужно иметь хотя бы поверхностное представление о них. На самом деле сложностей в выборе нет, особенно после прочтения данной статьи.

Светодиодная лента с питанием от 12 В

Чаще всего выбирая светодиодную ленту люди останавливаются на лентах с питанием от 12 В. Давайте же разберемся, почему так происходит.

Светодиодная лента с питанием от 24 В

При планировании достаточно длинных линий освещения из светодиодных лент делают выбор в пользу лент на напряжение 24 В. Почему же так поступают, будет рассмотрено в этой статье.

Читайте также: