Переделка блока питания светодиодной ленты в лабораторный
Обновлено: 04.07.2024
В качестве зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, можно использовать различные схемы и варианты переделок уже готовых блоков питания. Народные умельцы с легкостью переделывают различные блоки питания ATX, ноутбуков или блоки питания телевизоров в неплохие автомобильные зарядки. Сегодня мы опишем способ, как можно сделать зарядное устройство из блока питания светодиодных лент.
Зарядное устройство из блока питания светодиодных лент
Для переделки в зарядное устройство из блока питания светодиодных лент желательно выбирать блок мощностью не менее 100 Вт. В нашем случае под рукой оказался неплохой блок на 120 Вт.
Просто так взять и напрямую подключать клеммы аккумулятора не стоит. Блок питания рассчитан на работу со светодиодными лентами с напряжением в 12 В, а для нормальной зарядки автомобильного аккумулятора нужно его поднять до 14-14,5 В.
Зачастую в подобных блоках питания есть небольшой подстроечный резистор, который находится между клеммами и светодиодом. На нашей плате он обозначен как VR. Им можно откорректировать работу блока и немного поднять выходное напряжение.
Если выходное напряжение достигло, хотя бы 14 В, таким блоком питания уже можно пользоваться как зарядным устройством. Но надо помнить, что блоки почти всегда немного отличаются номиналом используемых деталей и не всегда подстроечным резистором можно дотянуть до 14 В. Наш блок был способен выдать максимальное напряжение лишь в 13,26 В.
Для удобства стоит добавить сюда типовую схему блока питания светодиодных лент, она поможет нам в дальнейшем лучше ориентироваться.
Еще раз напоминаем, что номиналы разных блоков немного отличаются, но сама схема практически неизменна.
Дальнейшая переделка блока может пойти по двум различным путям:
- Замена подстроечного резистора на резистор с чуть большим максимальным сопротивлением;
- Замена резистора R30 на плате (R37 на схеме) резистором с чуть меньшим сопротивлением.
Если под рукой есть другой подстроечный резистор, тогда переделка блока займет не более 10 минут, достаточно его заменить и настроить. В случае с подменой резистора R30 необходимо произвести ряд простых манипуляций, например подобных тем, с помощью которых была произведена переделка блока питания ATX в зарядное устройство.
Об этом читаем ниже:
Подстроечный резистор VR оставляем в максимальном положении.
Выпаиваем R30 с платы блока питания.
Измеряем его сопротивление: оно составило – 5 кОм (для разных блоков питания эти номиналы могут отличаться).
Берем переменный резистор на 10 кОм и настраиваем его на 5 кОм.
Подпаиваем его на место резистора R30.
На место R30 ставим постоянный резистор с таким же номиналом, поскольку 4,5 кОм подобрать не получилось, решено было поставить резистор на 4,6 кОм.
Оставляем 14 В и собираем блок питания, подключаем аккумулятор к выходу БП. Зарядка аккумулятора идет постоянным напряжением, меняется лишь сила тока. Для контроля процесса зарядки можно подключить цифровой вольтамперметр. Ток при зарядке разряженного аккумулятора может достигать 7-8 ампер, со временем заряда он постепенно снижается.
Блок питания вначале процесса зарядки немного греется, т.к. сильно нагружен и у него нет активной системы охлаждения. Если такой блок пытаться установить в самодельный корпус, то необходимо предусмотреть установку дополнительного вентилятора.
Такое зарядное устройство очень боится переполюсовок, для защиты блока на выходе можно использовать вот эту интересную схемку.
В общем я как и многие автовладельцы не в первый раз столкнулся с ситуацией когда твой аккум довертелся. При этом я давно приспособил блок питания на 12В от светодиодной ленты под недокументированную способность, а именно выкрутив переменный резистор и получив 13В для подзарядки аккумов.
Как показала практика, 13В это капец как мало. Т.е. грубо это дает только около 50-60% заряда.
И вот, сегодня было решено вскрыть пациентов(а их у меня два), и изучить просторы интернета, так сказать чужой опыт перенять. Интересовали именно переделки со светодиодного блока питания в зарядку для аккумуляторов автомобиля на 14,4В. В сети много отчетов как переделать компьютерный блок питания, но его еще и купить надо) А тут такое добро лежит. В общем есть в сети всего один, но хороший отчет, а значит и мы сможем.
Итак, нам понадобятся:
0. Блок питания светодиодной ленты на 12В не менее 6А (покупался за 600р года назад) и автомобильный аккумулятор:)
1. Мультиметр
2. Паяльник, флюс, олово
3. Провод двухжильный, зажимы крокодил, около 80р в радиодеталях
4. Немного свободного времени :)
5. Переменный резистор, и новые резисторы на замену
Сам процесс сводится к тому, чтобы определить что за резистор сидит последовательно родному переменному(синий на фото, который установлен по умолчанию в блоке питания). С ним и начинаем работать. У меня это получился R40. Выпаиваем, определяем номинал, берем наш переменный резистор который мы приготовили, настраиваем его на это же значение, впаиваем туда где выпаяли обычный резистор. Проверяем что ничего не повредили и не закоротили, включаем в сеть блок питания. Далее ставим мультиметр на измерение напряжения и начинаем потихоньку крутить переменный резистор который впаяли. Как только на мультиметре появится наше заветное 14,4В(а оно быстро произойдет), выключаем все, выпаиваем наши сопли и замеряем сопротивление которое получилось. Теперь едем в радиодетали и покупаем резистор близкий по сопротивлению по данным параметрам. У меня получилось так, что резистор на плате был 2,2кОм, подстроечником вышло 2кОм, а купил на замену 1,8кОм. Т.е. Я взял с небольшим запасом регулировки, и у меня теперь можно от 11В до 16В получить с блока питания.
Припаиваем крокодилы к проводу, и вперед заряжаться :)
Учитывая цену, которую заряжают за китайского дерьмо, лучше сделать свою зарядку из блока питания. Причем компьютерный БП будет лучшим вариантом, за счет своих широких функций. Особенно на фоне того, что на сайте объявлений цены на компьютерный БП начинаются от 200р, мощности 200Вт за глаза хватит.
Важно. Эти блоки питания без защиты от переполюсовки. Т.е. если коротко — то ими легко натворить дел кривыми руками или невнимательными глазами. Поэтому все тщательно перепроверяйте — полярность, напряжение заряда, силу тока. И все по несколько раз в течение всего процесса.
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.
Не обязательно покупать дорогой регулируемый источник питания для домашней лаборатории. Его можно просто изготовить самому из имеющегося 12 вольтового импульсного адаптера. Подойдут блоки даже на 9 и 6 Вольт, единственное максимальное напряжение на выходе может немного снизится. Вся переделка схемы блока будет выражаться в небольшой замене компонентов.
Понадобится
Что в схеме нужно заменить?
Разберем корпус блока питания извлечем плату.
Регулировка стабилизации осуществляет по средствам обратной связи через оптрон. В цепи которого имеется стабилитрон который как раз и ответственен за стабильное выходное напряжение 12 В.
Нам необходимо выпаять его и заменить на регулируемый стабилитрон, сделанный на микросхеме-стабилизаторе TL431.
Вот и все, после этого можно будет при помощи переменного резистора выставить любое нужное напряжение.
Как из блока 12 В сделать регулируемый источник питания
[list] Важно! Перед доработкой необходимо проверить выходные конденсаторы. Они должны быть на напряжение 25 В и выше. Если нет, то их необходимо заменить на соответствующее напряжение.Берем микросхему TL431 и формуем ей контакты.
Впаиваем в плату.
Допаиваем резистор 1 кОм к ближайшему общему проводу. В данной модели пустое место под конденсатор.
Припаиваем провода к потенциометру.
Подключаем его контакты к сехеме.
Устанавливаем все компоненты.
Припаиваем к лепесткам провода идущие с платы и прикручиваем к клеммам.
Устанавливаем платы в корпус.
Закрываем крышку, фиксируем винтами.
Выходное напряжение легко регулируется в пределах 3-25 В. Что, собственного говоря, даже очень хорошо. Проверяем на реальной нагрузке.
Для питания лабораторных самоделок вполне пригодится.
Смотрите видео
Ток потребляемый метром ленты по результатам замера оказался порядка 320 мА, по подсчетам мощность была ну максимум 4 ватта при 12 вольтах питания –значит в магазине была завышенная мощность. Ленты так же можно купить в бухтах пакетах, по 5 метров и резать как только удобно, выбрать любой цвет – белый , зеленый , синий , красный .
Схема питания светодиодной ленты
Для питания лент был куплен блок питания в том же магазине за 290 рублей – на нем значилось что он на 12 вольт, 12 ватт и импульсный, как показали испытания уже дома, блок выдает без нагрузки 12,1 вольт, и ток порядка 1 А, в защиту уходит при токе выше чем 1,2 А.
Ток чистый, без помех – таким можно питать передатчик, допустим – ничего не фонит – сам проверял на варикапке.
Блок сам по себе легкий, компактный, в процессе эксплуатации не греется, штекера переходника в комплекте не было, а в наличии в магазине они закончились – поэтому просто отрезал провода.
Под нагрузкой напряжение, как правило, также не проседает, в магазине консультант подсчитала, что для двух лент будет самое то, но как я понял можно и третью подключить спокойно. Провода для подключения взял от колонок которые остались сечением 0,4 квадрата.
В инструкции блока хоть он и китаец, все описано в деталях и таблицах, на хорошем понятном языке в чем сами можете и убедится.
Ленты на своей обратной стороне имеют клеющую основу, которая прочно сможет их держать на любой поверхности – клеются очень быстро и надежно. Свет получается ровный, с хорошо выраженным выбранном цвете, нагрев при работе не существенный, для гашения тока на светодиоды по группам – стоят смд резисторы в 1206 размера.
В наличие бывают у продавцов и влагозащищенные ленты – которые пролиты прозрачным полимером – такие можно ставить и на улице.
Свет очень яркий и освещает комнату размером 10х3,5 метра вполне ярко, поставленная задача была явно выполнена. Шнур питания у блока жестковат, но так как он крепится один раз и не перемещается то думаю с этим все нормально.
Провода к ленте паяются на любых из крайних выводов ленты с соблюдением полярности подключения питания. На каждом светодиоде при падение через резистор получается примерно 3 вольта.
Для питания светодиодов нужно стабильное напряжение без завышений его по величине - поэтому и нужен такой вот стабилизированный блок питания, можно конечно использовать и блок с кренкой или кренку для стабилизации источника питания в автомобили, но обязательно питание должно иметь надежную стабилизацию и защиту, как пишут источники которые производят современные ссветодиоды – завышение питающего напряжения уже на 0,5 вольта может снизить долговечность светодиода порядка четверти от номинала, а более чем 1,5 вольта на ленту (всю) может снизить долговечность на половину.
Вот почему при установки в машину многие заблуждаясь подключают ленту напрямую к питающей бортовой сети – и потом удивляются почему через пару месяцев светодиоды начинают выгорать! А ведь напряжение в борт сети может колебаться и до 14,7 вольта! Что очень губительно для таких продуктов, а вот если поставить стабилизатор - то все будет нормально. Применять светодиоды можно где только угодно, на сколько хватит фантазии у владельца установщика. С Вами был тов. redmoon
Форум по обсуждению материала ПИТАНИЕ СВЕТОДИОДНОЙ ЛЕНТЫ
Обзор возможностей комплекта бесконтактного модуля считывателя карт RFID RDM6300. Подключение схемы и тесты.
Изучим разные типы датчиков приближения и объекты, которые они могут обнаруживать.
Умный аварийный резервный светодиодный источник света - простая схема автоматически включающейся LED подсветки.
Увеличение мощности интегральных усилителей транзисторами. Рассматривается на примере схем LM3886 и TDA7294.
Читайте также: