Блок питания для светодиодной подсветки схема

Содержание
  1. Схемотехника блоков питания для светодиодных лент и не только

    Светодиоды заменяют таким типы источников света, такие как люминесцентные лампы и лампы накаливания. Практически в каждом доме уже есть светодиодные лампы, они потребляют гораздо меньше двух своих предшественников (до 10 раз меньше чем лампы накаливания и от 2 до 5 раз меньше, чем КЛЛ или энергосберегающие люминесцентные лампы). В ситуациях, когда необходим длинный источник света, или нужно организовать подсветку сложной формы в ход идёт светодиодная лента. Led лента идеальна для целого ряда ситуаций, главное её преимущество перед отдельными светодиодами и светодиодными матрицами являются источники питания. Их легче найти в продаже почти в любом магазине электротоваров, в отличие от драйверов для мощных светодиодов, к тому же подбор блока питания осуществляется только по потребляемой мощности, т.к. подавляющее большинство светодиодных лент имеют напряжение питания в 12 Вольт. В то время как для мощных светодиодов и модулей при выборе источника питания нужно искать именно источник тока с требуемой мощностью и номинальным током, т.е. учитывать 2 параметра, что усложняет подбор. В этой статье рассмотрены типовые схемы блоков питания и их узлы, а также советы по их ремонту для начинающих радиолюбителей и электриков. Содержание статьи Типы и требования к источникам питания для светодиодных лент и 12 В led ламп Основное требование к источнику питания как для светодиодов, так и для светодиодных лент – качественная стабилизация напряжения/тока, вне зависимости от скачков сетевого напряжения, а также низкие выходные пульсации. По типу исполнения блоки питания для LED продукции различают: Герметичные. Они сложнее в ремонте, корпус не всегда поддаётся аккуратной разборке, а внутри и вовсе может быть залит герметиком или компаундом. Негерметичные, для применения в помещении. Лучше поддаются ремонту, т.к. плата изымается после откручивания нескольких винтов. Пассивное воздушное. Блок питания охлаждается за счёт естественной конвекции воздуха через перфорацию его корпуса. Недостаток – невозможность достигнуть высоких мощностей сохранив массогабаритные показатели; Активное воздушное. Блок питания охлаждается с помощью кулера (небольшого вентилятора, как устанавливают на системных блоках ПК). Такой тип охлаждения позволяет достичь большей мощности при аналогичных размерах с пассивным блоком питания. Схемы блоков питания для светодиодных лент Стоит понимать, что нет в электронике такого понятия как «блок питания для светодиодной ленты», в принципе к любому устройству подойдёт любой блок питания с подходящим напряжением и током большим чем потребляемый прибором. Это значит, что информация описанная ниже применима к практически любым блокам питания. Однако в обиходе проще говорить о блоке питания по его предназначению для конкретного устройства. Общая структура импульсного блока питания Для питания светодиодных лент и другой техники последние десятилетия применяются импульсные блоки питания (ИБП). Они отличаются от трансформаторных тем, что работают не на частоте питающего напряжения (50 Гц), а на высоких частотах (десятки и сотни килогерц). Поэтому для его работы нужен генератор высокой частоты, в дешевых и рассчитанных на малые токи (единицы ампер) блоках питания часто встречается автогенераторная схема, она применяется в: электронных балластах для люминесцентных ламп; зарядных устройствах для мобильного телефона; дешевых ИБП для светодиодных лент (10-20 вт) и других устройствах. Схему подобного блока питания можно увидеть на рисунке (для увеличения нажмите на картинку): 1. Голубым цветом выделен диодный мост, стоящий на входе блока питания он выпрямляет входное переменное напряжение, для питания следующих узлов постоянным напряжением величиной 220*1.41=310 В. В случае поломки – проверьте наличие и величину напряжения ДО моста и ПОСЛЕ него, если оно отсутствует – потребуется замена диодов или моста, если он собран в отельном корпусе. На схеме не указан, но по линии 220 В может присутствовать предохранитель или низкоомный резистор, прежде чем приступать к ремонту проверьте его целостность. 2. Коричневым обведен фильтр пульсаций, его главным элементом является C4 – электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от того, насколько сэкономил производитель, обычно до 220 мкФ на 400 Вольт. L1 – фильтр пульсаций и электромагнитных помех, которые возникают при работе импульсного блока питания. В большинстве дешевых блоков питания он отсутствует. Частая проблема фильтра – высыхание, взрыв или вздутие электролитического конденсатора, приводит к некачественной работе всего импульсного блока питания в целом или его полной неработоспособности. Заменить его можно таким же и большей ёмкости, но подходящим по размеру. 3. Зеленым цветом выделена силовая часть VT1 силовой транзистор, в данном случае полевой, но может быть и биполярный. T1 – импульсный трансформатор с тремя обмотками: первичной, вторичной и базовой. Третья обмотка необходима для генерации высокочастотных колебаний – если интересен принцип работы автогенераторного блока питания лучше прочитать книги Моина, Зиновьева и другие учебники по источникам питания импульсного типа. Импульсные трансформаторы гораздо меньше по габаритам, чем сетевые, опять же из-за работы на высоких частотах и выполнены не из железа, а из феррита. Чаще всего выходит из строя силовой ключ. Прозвоните транзистор мультиметром в режиме проверки диодов, и вы сразу обнаружите его пробой или обрыв. Остальные элементы – это обвязка этого узла, по отдельности редко выходит из строя, в основном вслед за силовым транзистором. Однако всегда стоит убедиться в соответствии номинальным значениям резисторов и конденсаторов. Диоды в обвязке трансформатора VD7 и VD5 выполняют роль снаббера защищая цепи от всплесков противо-ЭДС, в моменты переключения транзистора. Являются тоже довольно нагруженным и ответственным узлом. 4. Красным цветом выделена цепочка обратной связи по напряжению на базе регулируемого стабилитрона TL431 и их аналогов (любые буквы в обозначении с цифрами «431»). Дополнительная информация про TL431: Легендарные аналоговые микросхемы В состав ОС включена оптопара U1, с её помощью в силовую часть автогенератора поступает сигнал с выхода и поддерживается стабильное выходное напряжение. В выходной части может отсутствовать напряжение из-за обрыва диода VD8, часто это сборка Шоттки, подлежит замене. Также часто вызывает проблемы вздутый электролитический конденсатор C10. Как вы видите всё работает с гораздо меньшим количеством элементов, надёжность соответствующая… Подборка материалов про виды, устройство и схемы светодиодных лент: Более дорогие блоки питания Схемы, которые вы увидите ниже часто встречаются в блоках питания для светодиодных лент, DVD-проигрывателей, магнитол и других маломощных устройств (десятки Ватт). Прежде чем перейти к рассмотрению популярных схем, ознакомьтесь со структурой импульсного блока питания с ШИМ-контроллером. Верхняя часть схемы отвечает за фильтрацию, выпрямление и сглаживание пульсаций сетевого напряжения 220, по сути аналогична как в предыдущем типе, так и в последующих. Самое интересное – это блок ШИМ, сердце любого достойного блока питания. ШИМ-контроллер – это устройство управляющие коэффициентом заполнения импульсов выходного сигнала на основании уставки, определенной пользователем или обратной связи по току или напряжению. ШИМ может управлять как мощностью нагрузки с помощью полевого (биполярного, IGBT) ключа, так и полупроводниковым управляемым ключом в составе преобразователя с трансформатором или дросселем. Изменяя ширину импульсов при заданной частоте – вы изменяете и действующее значение напряжение, сохраняя при этом амплитудное, вы можете проинтегрировать его с помощью C- и LC-цепей для устранения пульсаций. Такой метод называется Широтно-Импульсное Моделирование, то есть моделирование сигнала за счёт ширины импульсов (скважности/коэффициента заполнения) при постоянной их частоте. На английском языке это звучит, как PWM-controller, или Pulse-Width Modulation controller. На рисунке изображен биполярный ШИМ. Прямоугольные сигналы – это сигналы управления на транзисторах с контроллера, пунктиром изображена форма напряжения в нагрузке этих ключей – действующее напряжение. Более качественные блоки питания малой средней мощности часто построены на интегральных ШИМ-котроллерах со встроенным силовым ключом. Преимущества перед автогенераторной схемой: Рабочая частота преобразователя не зависит ни от нагрузки, ни от напряжения питания; Более качественная стабилизация выходных параметров; Возможность более простой и надежной настройки рабочей частоты на этапе проектирования и модернизации блока . Ниже будут расположены несколько типовых схем блоков питания (для увеличения нажмите на картинку): Здесь RM6203 – и контроллер и ключ в одном корпусе. В этой схеме используется внешний MOSFET ключ. То же самое, но на другой микросхеме. Обратная связь осуществляется с помощью резистора, иногда оптопары подключенной к входу с названием Sense (датчик) или Feedback (обратная связь). Ремонт таких блоков питания в общем аналогичен. Если все элементы исправны, и напряжение питания поступает на микросхему (ножка Vdd или Vcc), значит дело скорее всего в ней, более точно можно определить с помощью осциллографа просмотрев сигналы на выходе (ножка drain, gate). Практически всегда заменить такой контроллер можно любым аналогом с подобной структурой, для этого нужно сверить datasheet на тот, что установлен на плате и тот, что у вас в наличии и впаять, соблюдая распиновку, как это изображено на следующих фотографиях. Или вот схематически изображена замена подобных микросхем. Мощные и дорогие блоки питания Блоки питания для светодиодных лент, а также некоторые блоки питания для ноутбуков выполняются на ШИМ-контроллере UC3842. Схема более сложная и надежная. Основным силовым компонентом является транзистор Q2 и трансформатор. При ремонте нужно проверить фильтрующие электролитические конденсаторы, силовой ключ, диоды Шоттки в выходных цепях и выходные LC-фильтры, напряжения питания микросхемы, в остальном методы диагностики аналогичны (смотрите также — Как проверить микросхему). Однако более подробная и точная диагностика возможна лишь с использованием осциллографа, в противном случае – проверьте короткие замыкания платы, пайку элементов и обрывы дороже. Может помочь замена подозрительных узлов на заведомо рабочие. Более совершенные модели источников питания для светодиодных лент выполнены на практически легендарной микросхеме TL494 (любые буквы с цифрами «494») или её аналоге KA7500. Кстати на этих же контроллерах построено большинство компьютерных блоков питания AT и ATX. Вот типовая схема блока питания на этом ШИМ-контроллере (нажмите на схему): Такие блоки питания отличаются высокой надёжностью и стабильностью работы. Краткий алгоритм проверки: 1. Запитываем микросхему согласно распиновки от внешнего источника питания 12-15 вольт (12 ножка – плюс, а на 7 ножку – минус). 2. На 14 ножки должно появиться напряжение 5 Вольт, которое будет оставаться стабильным при изменении питания, если оно «плавает» — микросхему под замену. 3. На 5 выводе должно быть пилообразное напряжение «увидеть» его можно только с помощью осциллографа. Если его нет или форма искажена – проверяем соответствие номинальным значениям времязадающей RC-цепи, которая подключена к 5 и 6 выводам, если нет – на схеме это R39 и C35, их под замену, если после этого ничего не изменилось – микросхема вышла из строя. 4. На выходах 8 и 11 должны быть прямоугольные импульсы, но их может не быть из-за конкретной схемы реализации обратной связи (выводы 1-2 и 15-16). Если выключить и подключить 220 В, на какое-то время они там появятся и блок снова уйдёт в защиту – это признак исправной микросхемы. 5. Проверить ШИМ можно закоротив 4 и 7 ножку, ширина импульсов увеличится, а закоротив 4 на 14 ножки – импульсы исчезнут. Если у вас получились другие результаты – проблема в МС. Это наиболее краткая проверка данного ШИМ-контроллера, о ремонте блоков питания на их основе есть целая книга «Импульсные блоки питания для IBM PC» . Хоть и посвящена она компьютерным блоками питания, но там много полезной информации для любого радиолюбителя. Схемотехника блоков питания для светодиодных лент аналогична любым блокам питания с подобными характеристиками, довольно хорошо поддаётся ремонту, модернизации и перестройки на необходимые напряжения, разумеется, в разумных пределах. Источник По какой схеме самостоятельно собрать блок питания для светодиодной ленты? Набирающие популярность светящиеся ленты, составленные из светодиодных (LED) лампочек, сейчас можно купить в магазине или собрать в домашних условиях. Многие домашние мастера уже оценили удобство, возможность сэкономить денежные средства, а также практичность, которые они получили в результате самостоятельной сборки блочок питания для LED-ленты. Именно поэтому далее мы рассмотрим, как просто сконструировать блок питания для светодиодной ленты своими руками. Подробнее о самом блоке питания для LED-ленты Чтобы лента с диодными источниками света (светодиодная лента) работала, необходимо подключить к ней дополнительное оборудование. Таковым является питающий блочок. Он представляет собой трансформатор в защитном корпусе с выпрямителем. Если оборудовать такое устройство ещё конденсатором, оно будет способно также гасить так называемые помехи, провалы. При этом соблюдается такое правило: чем больше ёмкость конденсатора, тем лучше. Обратите внимание: слишком слабые БП-устройства на 5 В, которыми обычно комплектуются мобильные телефоны, вряд ли подойдут для достаточно сильного свечения диодной ленты. Светодиодная лента как прибор, работающий от электричества, имеет свою особенность: он требует пониженное напряжение – 12-19 В. Блок питания выполняет функцию стабилизации напряжения от 220-ти Вольт. Двенадцативольтные источники обычно применяются в конструкциях компьютеров, планшетов, телевизоров, девятнадцативольтные можно найти в моноблоках, ноутбуках, мониторах. Возможно ли подобрать старый блок питания? Итак, чтобы запитать светодиодную ленту, не подойдёт старый блок питания от смартфона или кнопочного телефона. Причина проста: как уже было указано выше, они имеют недостаточный вольтаж на выходе, который находится на уровне пяти V. Лучше всего рассмотреть устройства-зарядники, которые остались после сетевых маршрутизаторов, планшетных компьютеров, отдельных моделей персональных компьютеров, моноблоков, компьютерных мониторов. Перечисленные устройства выдают на выходе 12 В или 19 В. Предпочтение при выборе БП-устройства для дальнейшей переделки следует отдавать импульсным лёгким моделям. Если вы начнёте работу с тяжёлым трансформаторным устройством, неправильно либо неточно определив будущую нагрузочную мощность, возникнет проблема с работой уже собранного под светодиодную ленту устройства. Оно может слишком сильно нагреться, что недопустимо с точки зрения техники пожарной безопасности. Ещё один важный нюанс, о котором нужно помнить при подготовке к конструированию светодиодного БП своими руками из подручных средств, – это наличие постоянной величины силы тока. Двенадцативольтные источники питания (12 вольт) Если от бытовой техники остался блочок питания на 12 Вольт, его можно использовать для светодиодной ленты. Обычно такие устройства имеют мощность от 6 до 36 Ватт. Когда монтируется лента для освещения рабочей зоны на кухне или другого совсем небольшого пространства, может быть достаточно десятиваттного источника питания. Трансформаторное устройство будет иметь большой вес, а более современное импульсное (электронный трансформатор) – небольшую массу, маленький размер. Первый вариант использовать не стоит, лучше остановить свой выбор на лёгком импульсном устройстве. В противном случае прибор будет постоянно нагреваться, быстро выйдет из строя. Девятнадцативольтные источники питания (19 вольт) Подключение светодиодной ленты своими руками можно осуществить с помощью БП-устройства с напряжением в 19 Вольт. Такое устройство часто встречается современным людям в обычной, бытовой жизни. Это – блоки питания от домашних компьютеров, принтеров, различных маршрутизаторов. Если у вас есть БП-устройство от старого ноутбука с характеристиками 90 W, 19 V, его можно использовать для светодиод-ленты, выдающей световой поток в 6000 Люмен. Такие характеристики достаточны для получения яркого освещения комнаты, имеющей площадь в 20 квадратных метров. Для того чтобы устройство исправно функционировало, потребуется сделать небольшую доработку – добавить в схему один из двух подходящих понижателей напряжения. Стабилизаторы для БП на 12 В Первый из вариантов называется КРЕН 7812. После установки на радиатор он будет выдерживать силу тока в один ампер. Чтобы использовать всю доступную мощность блочка питания, понадобится около пяти-шести таких деталей. Второй вариант – это небольшой импульсный стабилизатор LM2596, имеющий коэффициент полезного действия на уровне 80-90%. Мощность блока питания для LED-ленты БП-устройство для светодиодной ленты должно иметь конкретную мощность, которая зависит от суммарной нагрузки подключённых устройств. Нужно учитывать, что преувеличение этого параметра приводит к нарушению нормальной работы всего осветительного прибора и сильному перегреву оборудования. Дабы этого не произошло, нужно проследить, чтобы мощность светодиодной ленты была меньше, чем максимально допустимая у блока питания. Старые БП-устройства с понижающими трансформаторами предоставляют огромное поле для деятельности, ведь запас их мощности неограничен. Что касается импульсных (более современных) БП, они имеют некоторые ограничения, в том числе по минимальной величине тока. Как самому сделать блок питания для светодиодной ленты? Рассмотрим, как сделать схему блока питания для светодиодной ленты своими руками. Наиболее простым в исполнении, оптимальным вариантом для решения этой задачи является использование микросхемы LM2596. Она похожа по своему функционалу с ST1S10, ST1S14 или L5973D. Для трансформации в работающее светодиодное устройство в схему потребуется добавить четыре радиоэлемента. Например, можно придерживаться этой бестрансформаторной схемы на 12 В: Обратите внимание, что вместо микросхемы линейного стабилизатора D1 L7812 можно использовать другую (например, КРЕН). Главное, чтобы этот элемент подходил по напряжению. Также допустимо использование параметрического стабилизатора из стабилитрона или самого стабилитрона. В таком случае у собираемого устройства появляется преимущество – гибкость при проведении настройки, наладки. Для монтажа на светодиодную ленту подойдёт стабилитрон, относящийся к серии Д818Д. Он должен быть рассчитан на напряжение 12-13 В. Следующий вариант стабилизации — сборка блочка на 2-х транзисторах по схеме: Ток, нуждающийся в стабилизации, задаётся R2-резистором (R2 = 0,7 * Iст), R1 равен 3,9 кОм. Вариант переделки БП из зарядного устройства Питание светодиодных лент своими руками можно сделать, если в доме есть ненужная или лишняя зарядка от ноутбука. 1-й вариант сборки Первый вариант решения поставленной задачи – это выполнить замену одного из резисторов на потенциометр. Лучше всего впаять последовательно постоянный резистор, после него – установить потенциометр. На входе блока питания потребуется установить минимально возможный уровень напряжения. Следует использовать такую формулу: V out = 1 + (R1 / R2) * V ref. 2-й вариант сборки Здесь регулировать необходимо резисторы R5, R7. Схема из старого блока питания Если вы нашли старый блок питания, его можно переделать согласно третьей схеме, представленной далее. В данном случае необходимо проверить, какова величина входного напряжения, идущего со светодиодного моста. Если оно превышает 14 В, добавьте в схему L7812. Не оказалось зарядного устройства от планшета, но нашёлся блочок от старого ноутбука, выполненный на популярной, широко распространённой схеме LM2596? В таком случае стоит проверить напряжение: если оно более 12 В, нужно немного модифицировать устройство. Для этого достаточно ввести в схему понижающий преобразователь напряжения. Ещё одна простая схема на основе LM2596 Для полностью самодельного БП-устройства потребуется много времени и большое количество деталей, поэтому стоит упомянуть ещё одну схему для сборки двенадцативольтного блока. Его можно будет подключать в электрическую сеть с двухсотдвадцативольтным напряжением. Речь идёт об использовании популярной микросхемы LM2596 или его регулируемой модификации – LM2596ADJ. Этот элемент является прекрасным вариантом для решения рассматриваемой здесь задачи. Он имеет следующие характеристики: максимальное входящее напряжение – 40 В; величина выходного тока – 3 А; вольтаж на выходе – от 3 В до 37 В; частота преобразования – 150 кГц; токовая защита срабатывает при значении более 3 А. Используем ненужный компьютер Рассмотрим, как осуществить подключение светодиодной ленты к блоку питания компьютера на 19 В. Для этого потребуется снизить величину входного напряжения. Первый вариант – сделать это с помощью стабилизатора. Для решения такой задачи подойдёт отечественная микросхема под названием КРЕН 7812. Если диод-лента длинная, придётся использовать сразу несколько таких микросхем. Второй вариант подготовки блока питания компьютера для светодиодной ленты – использование готовой платы стабилизатора импульсного типа. Правила подключения светодиодной ленты своими руками После того как БП для диодного источника освещения готово, необходимо грамотно его подключить, проверив работоспособность. Важно помнить об общих правилах подключения светодиодной ленты: максимальная длина – не более пяти метров; при необходимости можно добавить второй отрезок светополосы, но он должен быть отдельным; подключать второй отрезок светодиодов можно только параллельным способом. Проверить, подходит ли конкретный блок питания для вашей светодиодной ленты, нужно рассчитав будущую нагрузку. После этого лучше увеличить полученный результат примерно на 15-20 %, чтобы создать так называемый запас прочности. При этом следует помнить, что ещё большее увеличение такого запаса не оправдано, поэтому делать этого не стоит. Место, где будет располагаться питающий блочок светополосы, также играет важную роль. Если этот оригинальный осветительный прибор предназначен для потолка, стен, мебели в жилых комнатах или коридоре квартиры, БП может не иметь специального защитного корпуса. В случае, когда ленточный светильник располагают во влажных помещениях (например, в ванной комнате), необходимо использовать только влагозащищённые варианты. Светодиодная лента часто применяется для создания праздничного освещения, приятной, весёлой обстановки на улицах населённых пунктов. Такую светящуюся полосу, называемую также дюралайтом, используют вовсе без какого-либо блока питания. Для её включения в сеть в 220 В используют диодный мост. Однако это удобно только на первый взгляд, ведь при первом же значительном скачке напряжения этот дорогостоящий осветительный прибор может полностью выйти из строя. На случай проблем в электросети необходимо использование устройств бесперебойного питания. «Обеспечение бесперебойного питания устройством Powercom Raptor RPT-1025AP»: подробно с фото о внешнем виде и внутреннем устройстве модели, возможно ли установить ПО для мониторинга работы, комплектация и функциональные возможности. Источник
  2. По какой схеме самостоятельно собрать блок питания для светодиодной ленты?
  3. Подробнее о самом блоке питания для LED-ленты
  4. Возможно ли подобрать старый блок питания?
  5. Двенадцативольтные источники питания (12 вольт)
  6. Девятнадцативольтные источники питания (19 вольт)
  7. Стабилизаторы для БП на 12 В
  8. Мощность блока питания для LED-ленты
  9. Как самому сделать блок питания для светодиодной ленты?
  10. Например, можно придерживаться этой бестрансформаторной схемы на 12 В:
  11. Следующий вариант стабилизации — сборка блочка на 2-х транзисторах по схеме:
  12. Вариант переделки БП из зарядного устройства
  13. 1-й вариант сборки
  14. 2-й вариант сборки
  15. Схема из старого блока питания
  16. Ещё одна простая схема на основе LM2596
  17. Используем ненужный компьютер
  18. Правила подключения светодиодной ленты своими руками

Схемотехника блоков питания для светодиодных лент и не только

Светодиоды заменяют таким типы источников света, такие как люминесцентные лампы и лампы накаливания. Практически в каждом доме уже есть светодиодные лампы, они потребляют гораздо меньше двух своих предшественников (до 10 раз меньше чем лампы накаливания и от 2 до 5 раз меньше, чем КЛЛ или энергосберегающие люминесцентные лампы). В ситуациях, когда необходим длинный источник света, или нужно организовать подсветку сложной формы в ход идёт светодиодная лента.

Led лента идеальна для целого ряда ситуаций, главное её преимущество перед отдельными светодиодами и светодиодными матрицами являются источники питания. Их легче найти в продаже почти в любом магазине электротоваров, в отличие от драйверов для мощных светодиодов, к тому же подбор блока питания осуществляется только по потребляемой мощности, т.к. подавляющее большинство светодиодных лент имеют напряжение питания в 12 Вольт.

В то время как для мощных светодиодов и модулей при выборе источника питания нужно искать именно источник тока с требуемой мощностью и номинальным током, т.е. учитывать 2 параметра, что усложняет подбор.

В этой статье рассмотрены типовые схемы блоков питания и их узлы, а также советы по их ремонту для начинающих радиолюбителей и электриков.

Содержание статьи

Типы и требования к источникам питания для светодиодных лент и 12 В led ламп

Основное требование к источнику питания как для светодиодов, так и для светодиодных лент – качественная стабилизация напряжения/тока, вне зависимости от скачков сетевого напряжения, а также низкие выходные пульсации.

По типу исполнения блоки питания для LED продукции различают:

Герметичные. Они сложнее в ремонте, корпус не всегда поддаётся аккуратной разборке, а внутри и вовсе может быть залит герметиком или компаундом.

Негерметичные, для применения в помещении. Лучше поддаются ремонту, т.к. плата изымается после откручивания нескольких винтов.

Пассивное воздушное. Блок питания охлаждается за счёт естественной конвекции воздуха через перфорацию его корпуса. Недостаток – невозможность достигнуть высоких мощностей сохранив массогабаритные показатели;

Активное воздушное. Блок питания охлаждается с помощью кулера (небольшого вентилятора, как устанавливают на системных блоках ПК). Такой тип охлаждения позволяет достичь большей мощности при аналогичных размерах с пассивным блоком питания.

Схемы блоков питания для светодиодных лент

Стоит понимать, что нет в электронике такого понятия как «блок питания для светодиодной ленты», в принципе к любому устройству подойдёт любой блок питания с подходящим напряжением и током большим чем потребляемый прибором. Это значит, что информация описанная ниже применима к практически любым блокам питания.

Однако в обиходе проще говорить о блоке питания по его предназначению для конкретного устройства.

Общая структура импульсного блока питания

Для питания светодиодных лент и другой техники последние десятилетия применяются импульсные блоки питания (ИБП). Они отличаются от трансформаторных тем, что работают не на частоте питающего напряжения (50 Гц), а на высоких частотах (десятки и сотни килогерц).

Поэтому для его работы нужен генератор высокой частоты, в дешевых и рассчитанных на малые токи (единицы ампер) блоках питания часто встречается автогенераторная схема, она применяется в:

электронных балластах для люминесцентных ламп;

зарядных устройствах для мобильного телефона;

дешевых ИБП для светодиодных лент (10-20 вт) и других устройствах.

Схему подобного блока питания можно увидеть на рисунке (для увеличения нажмите на картинку):

1. Голубым цветом выделен диодный мост, стоящий на входе блока питания он выпрямляет входное переменное напряжение, для питания следующих узлов постоянным напряжением величиной 220*1.41=310 В. В случае поломки – проверьте наличие и величину напряжения ДО моста и ПОСЛЕ него, если оно отсутствует – потребуется замена диодов или моста, если он собран в отельном корпусе.

На схеме не указан, но по линии 220 В может присутствовать предохранитель или низкоомный резистор, прежде чем приступать к ремонту проверьте его целостность.

2. Коричневым обведен фильтр пульсаций, его главным элементом является C4 – электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от того, насколько сэкономил производитель, обычно до 220 мкФ на 400 Вольт. L1 – фильтр пульсаций и электромагнитных помех, которые возникают при работе импульсного блока питания. В большинстве дешевых блоков питания он отсутствует.

Частая проблема фильтра – высыхание, взрыв или вздутие электролитического конденсатора, приводит к некачественной работе всего импульсного блока питания в целом или его полной неработоспособности. Заменить его можно таким же и большей ёмкости, но подходящим по размеру.

3. Зеленым цветом выделена силовая часть VT1 силовой транзистор, в данном случае полевой, но может быть и биполярный. T1 – импульсный трансформатор с тремя обмотками: первичной, вторичной и базовой.

Третья обмотка необходима для генерации высокочастотных колебаний – если интересен принцип работы автогенераторного блока питания лучше прочитать книги Моина, Зиновьева и другие учебники по источникам питания импульсного типа.

Импульсные трансформаторы гораздо меньше по габаритам, чем сетевые, опять же из-за работы на высоких частотах и выполнены не из железа, а из феррита. Чаще всего выходит из строя силовой ключ.

Прозвоните транзистор мультиметром в режиме проверки диодов, и вы сразу обнаружите его пробой или обрыв. Остальные элементы – это обвязка этого узла, по отдельности редко выходит из строя, в основном вслед за силовым транзистором. Однако всегда стоит убедиться в соответствии номинальным значениям резисторов и конденсаторов.

Диоды в обвязке трансформатора VD7 и VD5 выполняют роль снаббера защищая цепи от всплесков противо-ЭДС, в моменты переключения транзистора. Являются тоже довольно нагруженным и ответственным узлом.

4. Красным цветом выделена цепочка обратной связи по напряжению на базе регулируемого стабилитрона TL431 и их аналогов (любые буквы в обозначении с цифрами «431»). Дополнительная информация про TL431: Легендарные аналоговые микросхемы

В состав ОС включена оптопара U1, с её помощью в силовую часть автогенератора поступает сигнал с выхода и поддерживается стабильное выходное напряжение. В выходной части может отсутствовать напряжение из-за обрыва диода VD8, часто это сборка Шоттки, подлежит замене. Также часто вызывает проблемы вздутый электролитический конденсатор C10.

Как вы видите всё работает с гораздо меньшим количеством элементов, надёжность соответствующая…

Подборка материалов про виды, устройство и схемы светодиодных лент:

Более дорогие блоки питания

Схемы, которые вы увидите ниже часто встречаются в блоках питания для светодиодных лент, DVD-проигрывателей, магнитол и других маломощных устройств (десятки Ватт).

Прежде чем перейти к рассмотрению популярных схем, ознакомьтесь со структурой импульсного блока питания с ШИМ-контроллером.

Верхняя часть схемы отвечает за фильтрацию, выпрямление и сглаживание пульсаций сетевого напряжения 220, по сути аналогична как в предыдущем типе, так и в последующих.

Самое интересное – это блок ШИМ, сердце любого достойного блока питания. ШИМ-контроллер – это устройство управляющие коэффициентом заполнения импульсов выходного сигнала на основании уставки, определенной пользователем или обратной связи по току или напряжению. ШИМ может управлять как мощностью нагрузки с помощью полевого (биполярного, IGBT) ключа, так и полупроводниковым управляемым ключом в составе преобразователя с трансформатором или дросселем.

Изменяя ширину импульсов при заданной частоте – вы изменяете и действующее значение напряжение, сохраняя при этом амплитудное, вы можете проинтегрировать его с помощью C- и LC-цепей для устранения пульсаций. Такой метод называется Широтно-Импульсное Моделирование, то есть моделирование сигнала за счёт ширины импульсов (скважности/коэффициента заполнения) при постоянной их частоте.

На английском языке это звучит, как PWM-controller, или Pulse-Width Modulation controller.

На рисунке изображен биполярный ШИМ. Прямоугольные сигналы – это сигналы управления на транзисторах с контроллера, пунктиром изображена форма напряжения в нагрузке этих ключей – действующее напряжение.

Более качественные блоки питания малой средней мощности часто построены на интегральных ШИМ-котроллерах со встроенным силовым ключом. Преимущества перед автогенераторной схемой:

Рабочая частота преобразователя не зависит ни от нагрузки, ни от напряжения питания;

Более качественная стабилизация выходных параметров;

Возможность более простой и надежной настройки рабочей частоты на этапе проектирования и модернизации блока .

Ниже будут расположены несколько типовых схем блоков питания (для увеличения нажмите на картинку):

Здесь RM6203 – и контроллер и ключ в одном корпусе.

В этой схеме используется внешний MOSFET ключ.

То же самое, но на другой микросхеме.

Обратная связь осуществляется с помощью резистора, иногда оптопары подключенной к входу с названием Sense (датчик) или Feedback (обратная связь). Ремонт таких блоков питания в общем аналогичен. Если все элементы исправны, и напряжение питания поступает на микросхему (ножка Vdd или Vcc), значит дело скорее всего в ней, более точно можно определить с помощью осциллографа просмотрев сигналы на выходе (ножка drain, gate).

Практически всегда заменить такой контроллер можно любым аналогом с подобной структурой, для этого нужно сверить datasheet на тот, что установлен на плате и тот, что у вас в наличии и впаять, соблюдая распиновку, как это изображено на следующих фотографиях.

Или вот схематически изображена замена подобных микросхем.

Мощные и дорогие блоки питания

Блоки питания для светодиодных лент, а также некоторые блоки питания для ноутбуков выполняются на ШИМ-контроллере UC3842.

Схема более сложная и надежная. Основным силовым компонентом является транзистор Q2 и трансформатор. При ремонте нужно проверить фильтрующие электролитические конденсаторы, силовой ключ, диоды Шоттки в выходных цепях и выходные LC-фильтры, напряжения питания микросхемы, в остальном методы диагностики аналогичны (смотрите также — Как проверить микросхему).

Однако более подробная и точная диагностика возможна лишь с использованием осциллографа, в противном случае – проверьте короткие замыкания платы, пайку элементов и обрывы дороже. Может помочь замена подозрительных узлов на заведомо рабочие.

Более совершенные модели источников питания для светодиодных лент выполнены на практически легендарной микросхеме TL494 (любые буквы с цифрами «494») или её аналоге KA7500. Кстати на этих же контроллерах построено большинство компьютерных блоков питания AT и ATX.

Вот типовая схема блока питания на этом ШИМ-контроллере (нажмите на схему):

Такие блоки питания отличаются высокой надёжностью и стабильностью работы.

Краткий алгоритм проверки:

1. Запитываем микросхему согласно распиновки от внешнего источника питания 12-15 вольт (12 ножка – плюс, а на 7 ножку – минус).

2. На 14 ножки должно появиться напряжение 5 Вольт, которое будет оставаться стабильным при изменении питания, если оно «плавает» — микросхему под замену.

3. На 5 выводе должно быть пилообразное напряжение «увидеть» его можно только с помощью осциллографа. Если его нет или форма искажена – проверяем соответствие номинальным значениям времязадающей RC-цепи, которая подключена к 5 и 6 выводам, если нет – на схеме это R39 и C35, их под замену, если после этого ничего не изменилось – микросхема вышла из строя.

4. На выходах 8 и 11 должны быть прямоугольные импульсы, но их может не быть из-за конкретной схемы реализации обратной связи (выводы 1-2 и 15-16). Если выключить и подключить 220 В, на какое-то время они там появятся и блок снова уйдёт в защиту – это признак исправной микросхемы.

5. Проверить ШИМ можно закоротив 4 и 7 ножку, ширина импульсов увеличится, а закоротив 4 на 14 ножки – импульсы исчезнут. Если у вас получились другие результаты – проблема в МС.

Это наиболее краткая проверка данного ШИМ-контроллера, о ремонте блоков питания на их основе есть целая книга «Импульсные блоки питания для IBM PC» .

Хоть и посвящена она компьютерным блоками питания, но там много полезной информации для любого радиолюбителя.

Схемотехника блоков питания для светодиодных лент аналогична любым блокам питания с подобными характеристиками, довольно хорошо поддаётся ремонту, модернизации и перестройки на необходимые напряжения, разумеется, в разумных пределах.

Источник

По какой схеме самостоятельно собрать блок питания для светодиодной ленты?

Набирающие популярность светящиеся ленты, составленные из светодиодных (LED) лампочек, сейчас можно купить в магазине или собрать в домашних условиях. Многие домашние мастера уже оценили удобство, возможность сэкономить денежные средства, а также практичность, которые они получили в результате самостоятельной сборки блочок питания для LED-ленты. Именно поэтому далее мы рассмотрим, как просто сконструировать блок питания для светодиодной ленты своими руками.

Подробнее о самом блоке питания для LED-ленты

Чтобы лента с диодными источниками света (светодиодная лента) работала, необходимо подключить к ней дополнительное оборудование. Таковым является питающий блочок. Он представляет собой трансформатор в защитном корпусе с выпрямителем. Если оборудовать такое устройство ещё конденсатором, оно будет способно также гасить так называемые помехи, провалы. При этом соблюдается такое правило: чем больше ёмкость конденсатора, тем лучше.

Обратите внимание: слишком слабые БП-устройства на 5 В, которыми обычно комплектуются мобильные телефоны, вряд ли подойдут для достаточно сильного свечения диодной ленты.

Светодиодная лента как прибор, работающий от электричества, имеет свою особенность: он требует пониженное напряжение – 12-19 В. Блок питания выполняет функцию стабилизации напряжения от 220-ти Вольт. Двенадцативольтные источники обычно применяются в конструкциях компьютеров, планшетов, телевизоров, девятнадцативольтные можно найти в моноблоках, ноутбуках, мониторах.

Возможно ли подобрать старый блок питания?

Итак, чтобы запитать светодиодную ленту, не подойдёт старый блок питания от смартфона или кнопочного телефона. Причина проста: как уже было указано выше, они имеют недостаточный вольтаж на выходе, который находится на уровне пяти V. Лучше всего рассмотреть устройства-зарядники, которые остались после сетевых маршрутизаторов, планшетных компьютеров, отдельных моделей персональных компьютеров, моноблоков, компьютерных мониторов. Перечисленные устройства выдают на выходе 12 В или 19 В.

Предпочтение при выборе БП-устройства для дальнейшей переделки следует отдавать импульсным лёгким моделям. Если вы начнёте работу с тяжёлым трансформаторным устройством, неправильно либо неточно определив будущую нагрузочную мощность, возникнет проблема с работой уже собранного под светодиодную ленту устройства. Оно может слишком сильно нагреться, что недопустимо с точки зрения техники пожарной безопасности. Ещё один важный нюанс, о котором нужно помнить при подготовке к конструированию светодиодного БП своими руками из подручных средств, – это наличие постоянной величины силы тока.

Двенадцативольтные источники питания (12 вольт)

Если от бытовой техники остался блочок питания на 12 Вольт, его можно использовать для светодиодной ленты. Обычно такие устройства имеют мощность от 6 до 36 Ватт. Когда монтируется лента для освещения рабочей зоны на кухне или другого совсем небольшого пространства, может быть достаточно десятиваттного источника питания. Трансформаторное устройство будет иметь большой вес, а более современное импульсное (электронный трансформатор) – небольшую массу, маленький размер.

Первый вариант использовать не стоит, лучше остановить свой выбор на лёгком импульсном устройстве. В противном случае прибор будет постоянно нагреваться, быстро выйдет из строя.

Девятнадцативольтные источники питания (19 вольт)

Подключение светодиодной ленты своими руками можно осуществить с помощью БП-устройства с напряжением в 19 Вольт. Такое устройство часто встречается современным людям в обычной, бытовой жизни. Это – блоки питания от домашних компьютеров, принтеров, различных маршрутизаторов.

Если у вас есть БП-устройство от старого ноутбука с характеристиками 90 W, 19 V, его можно использовать для светодиод-ленты, выдающей световой поток в 6000 Люмен. Такие характеристики достаточны для получения яркого освещения комнаты, имеющей площадь в 20 квадратных метров. Для того чтобы устройство исправно функционировало, потребуется сделать небольшую доработку – добавить в схему один из двух подходящих понижателей напряжения.

Стабилизаторы для БП на 12 В

Первый из вариантов называется КРЕН 7812. После установки на радиатор он будет выдерживать силу тока в один ампер. Чтобы использовать всю доступную мощность блочка питания, понадобится около пяти-шести таких деталей. Второй вариант – это небольшой импульсный стабилизатор LM2596, имеющий коэффициент полезного действия на уровне 80-90%.

Мощность блока питания для LED-ленты

БП-устройство для светодиодной ленты должно иметь конкретную мощность, которая зависит от суммарной нагрузки подключённых устройств. Нужно учитывать, что преувеличение этого параметра приводит к нарушению нормальной работы всего осветительного прибора и сильному перегреву оборудования. Дабы этого не произошло, нужно проследить, чтобы мощность светодиодной ленты была меньше, чем максимально допустимая у блока питания.

Старые БП-устройства с понижающими трансформаторами предоставляют огромное поле для деятельности, ведь запас их мощности неограничен. Что касается импульсных (более современных) БП, они имеют некоторые ограничения, в том числе по минимальной величине тока.

Как самому сделать блок питания для светодиодной ленты?

Рассмотрим, как сделать схему блока питания для светодиодной ленты своими руками. Наиболее простым в исполнении, оптимальным вариантом для решения этой задачи является использование микросхемы LM2596. Она похожа по своему функционалу с ST1S10, ST1S14 или L5973D. Для трансформации в работающее светодиодное устройство в схему потребуется добавить четыре радиоэлемента.

Например, можно придерживаться этой бестрансформаторной схемы на 12 В:

Обратите внимание, что вместо микросхемы линейного стабилизатора D1 L7812 можно использовать другую (например, КРЕН). Главное, чтобы этот элемент подходил по напряжению. Также допустимо использование параметрического стабилизатора из стабилитрона или самого стабилитрона. В таком случае у собираемого устройства появляется преимущество – гибкость при проведении настройки, наладки. Для монтажа на светодиодную ленту подойдёт стабилитрон, относящийся к серии Д818Д. Он должен быть рассчитан на напряжение 12-13 В.

Следующий вариант стабилизации — сборка блочка на 2-х транзисторах по схеме:

Ток, нуждающийся в стабилизации, задаётся R2-резистором (R2 = 0,7 * Iст), R1 равен 3,9 кОм.

Вариант переделки БП из зарядного устройства

Питание светодиодных лент своими руками можно сделать, если в доме есть ненужная или лишняя зарядка от ноутбука.

1-й вариант сборки

Первый вариант решения поставленной задачи – это выполнить замену одного из резисторов на потенциометр. Лучше всего впаять последовательно постоянный резистор, после него – установить потенциометр. На входе блока питания потребуется установить минимально возможный уровень напряжения. Следует использовать такую формулу: V out = 1 + (R1 / R2) * V ref.

2-й вариант сборки

Здесь регулировать необходимо резисторы R5, R7.

Схема из старого блока питания

Если вы нашли старый блок питания, его можно переделать согласно третьей схеме, представленной далее.

В данном случае необходимо проверить, какова величина входного напряжения, идущего со светодиодного моста. Если оно превышает 14 В, добавьте в схему L7812.

Не оказалось зарядного устройства от планшета, но нашёлся блочок от старого ноутбука, выполненный на популярной, широко распространённой схеме LM2596? В таком случае стоит проверить напряжение: если оно более 12 В, нужно немного модифицировать устройство. Для этого достаточно ввести в схему понижающий преобразователь напряжения.

Ещё одна простая схема на основе LM2596

Для полностью самодельного БП-устройства потребуется много времени и большое количество деталей, поэтому стоит упомянуть ещё одну схему для сборки двенадцативольтного блока. Его можно будет подключать в электрическую сеть с двухсотдвадцативольтным напряжением.

Речь идёт об использовании популярной микросхемы LM2596 или его регулируемой модификации – LM2596ADJ. Этот элемент является прекрасным вариантом для решения рассматриваемой здесь задачи. Он имеет следующие характеристики:

  • максимальное входящее напряжение – 40 В;
  • величина выходного тока – 3 А;
  • вольтаж на выходе – от 3 В до 37 В;
  • частота преобразования – 150 кГц;
  • токовая защита срабатывает при значении более 3 А.

Используем ненужный компьютер

Рассмотрим, как осуществить подключение светодиодной ленты к блоку питания компьютера на 19 В. Для этого потребуется снизить величину входного напряжения. Первый вариант – сделать это с помощью стабилизатора. Для решения такой задачи подойдёт отечественная микросхема под названием КРЕН 7812. Если диод-лента длинная, придётся использовать сразу несколько таких микросхем. Второй вариант подготовки блока питания компьютера для светодиодной ленты – использование готовой платы стабилизатора импульсного типа.

Правила подключения светодиодной ленты своими руками

После того как БП для диодного источника освещения готово, необходимо грамотно его подключить, проверив работоспособность. Важно помнить об общих правилах подключения светодиодной ленты:

  • максимальная длина – не более пяти метров;
  • при необходимости можно добавить второй отрезок светополосы, но он должен быть отдельным;
  • подключать второй отрезок светодиодов можно только параллельным способом.

Проверить, подходит ли конкретный блок питания для вашей светодиодной ленты, нужно рассчитав будущую нагрузку. После этого лучше увеличить полученный результат примерно на 15-20 %, чтобы создать так называемый запас прочности. При этом следует помнить, что ещё большее увеличение такого запаса не оправдано, поэтому делать этого не стоит.

Место, где будет располагаться питающий блочок светополосы, также играет важную роль. Если этот оригинальный осветительный прибор предназначен для потолка, стен, мебели в жилых комнатах или коридоре квартиры, БП может не иметь специального защитного корпуса. В случае, когда ленточный светильник располагают во влажных помещениях (например, в ванной комнате), необходимо использовать только влагозащищённые варианты.

Светодиодная лента часто применяется для создания праздничного освещения, приятной, весёлой обстановки на улицах населённых пунктов. Такую светящуюся полосу, называемую также дюралайтом, используют вовсе без какого-либо блока питания. Для её включения в сеть в 220 В используют диодный мост. Однако это удобно только на первый взгляд, ведь при первом же значительном скачке напряжения этот дорогостоящий осветительный прибор может полностью выйти из строя. На случай проблем в электросети необходимо использование устройств бесперебойного питания.

«Обеспечение бесперебойного питания устройством Powercom Raptor RPT-1025AP»: подробно с фото о внешнем виде и внутреннем устройстве модели, возможно ли установить ПО для мониторинга работы, комплектация и функциональные возможности.

Источник

Оцените статью
REMNABOR
Adblock
detector