Параллельное соединение блоков питания для светодиодных лент - ELSTROIKOMPLEKT.RU

Параллельное соединение блоков питания для светодиодных лент

Как соединить светодиодные ленты между собой — правила, ошибки и основные способы, как правильно удлинить ленту (с пайкой и без)

Светодиодные ленты используются для монтажа различных типов подсветки и освещения. Применяются для изготовления осветительных приборов. Для получения ленты необходимой длины часто требуется соединение отдельных отрезков в единую цепь.

Можно делать параллельное и последовательное соединение лент. Последовательное обычно применяют для увеличения длины. Параллельный способ позволяет подключить две или несколько лент к одному блоку питания (контроллеру).

Содержимое обзора

Способы соединения LED лент

Соединить ленты можно 2 способами:

  • Пайка. Самый надёжный и недорогой метод. Отдельные отрезки соединяются прямо между собой с помощью контактных точек, предусмотренных производителем, или проводами.
  • С помощью коннекторов. Это специальные детали, зажимающие и фиксирующие контакты двух лент без пайки. Метод менее надёжный, но не требует применения дополнительного оборудования.

Не рекомендуется соединять ленты длиной более 5 м. Из-за небольшого сечения токоведущих дорожек возможен только перегрев и ускоренный выход светодиодов из строя, и даже возгорание.

Соединять ленты обычно можно участками, кратными 3, но бывают и другие комбинации, что зависит от производителя, поэтому нужно ориентироваться на технические характеристики.

Пайкой без проводов

Инструкция, как правильно соединять светодиодные ленты пайкой без использования дополнительных проводов:

  1. Подготовить паяльник, работающий при температуре 250°С-300°С. При работе более мощным паяльником возможно повреждение ленты. Для пайки лучше использовать тонкий припой и неактивный флюс, подойдёт и обычная канифоль.
  2. Зафиксировать ленту на ровной поверхности. Для удобства можно использовать липкую ленту.
  3. Удалить силиконовый слой с контактов (при наличии). Зачистить контакты острым ножом.
  4. Залудить контактные точки в местах соединения, нанеся на них небольшое количество припоя.
  5. Соединить отрезки между собой внахлёст. Важно, чтобы при последовательном соединении строго совпадали «+» и «-». Разметка полярности должна присутствовать на самой ленте.
  6. Смыть остатки флюса.

Перед монтажом ленты в короб или другое место стоит проверить её работоспособность. Для этого достаточно подключить её к подходящему блоку питания. В идеале стоит использовать тот БП, от которого лента будет работать в дальнейшем. Места пайки после проверки следует изолировать, оптимально использовать лак для покрытия печатных плат.

Пайка с проводами

Чтобы спаять отрезки LED ленты с применением дополнительных проводов, необходимо:

  1. Подготовить отрезки для монтажа, зачистить контакты.
  2. Залудить места пайки небольшим количеством припоя.
  3. Зачистить концы медного провода подходящего сечения (рекомендуется 0,8 мм) необходимой длины.
  4. Припаять провода к контактам «+» и «-» на одном из отрезков. Для удобства желательно использовать провода разных цветов. Для «+» обычно используют красный провод, для «-» – чёрный. Если лента имеет сдвоенные контакты, припаивать нужно к обоим.
  5. Аналогичным образом припаять другие концы проводов ко второму отрезку, соблюдая полярность.
  6. Изолировать места соединения. При использовании проводов удобно изолировать с помощью термоусадочной трубки, но надевать её желательно ещё перед пайкой на сами провода.

В зависимости от используемого флюса перед изоляцией может потребоваться очистка места пайки.

Если паяли канифолью или другим неактивным флюсом, места пайки можно не очищать. При использовании активных флюсов очистку производят обязательно, иначе вещество со временем разъест припой и медные контакты.

Коннекторы для LED лент

Соединять светодиодные ленты без пайки необходимо с помощью специальных коннекторов. Это пластиковые детали, зажимающие отрезки между собой в точках контакта. Внутри имеют токопроводящие вставки, обеспечивающие надёжный контакт между отрезками.

Коннекторы делятся на 3 типа:

  • Без изгиба. Предназначены для прямого соединения.
  • С изгибом. Позволяют изменять направление ленты в месте монтажа.
  • Угловые. Соединение производится под прямым углом.

Соединение коннектором

Чтобы соединить ленту коннектором, необходимо:

  1. Подготовить отрезки ленты нужной длины. Разрезать необходимо участками, кратными 3 светодиодам. Обычно на лентах имеется заводская разметка для разделения.
  2. Открыть одну из крышек коннектора, и вставить отрезок ленты контактами внутрь. Важно, чтобы контакты плотно прижимались к площадкам внутри коннектора.
  3. Закрыть защёлку коннектора.
  4. Аналогичным образом подключить второй отрезок ленты.

Как правило, коннекторы имеют две крышки для поочерёдного подключения отрезков. Но, бывают и зажимы с одной крышкой. В данном случае нужно работать аккуратнее, поскольку требуется одновременно подключить и защёлкнуть сразу 2 отрезка.

Обязательно соблюдайте полярность, несовпадение «+» и «-» чревато не только выходом ленты из строя, но также замыканием и возгоранием.

Бывают также проводные коннекторы, предназначенные для подключения к блоку питания. В данном случае важно соблюсти полярность ленты и проводов, обычно красный – это плюсовой контакт, чёрный – минусовой.

Подключение к БП или контроллеру

Обычно для работы светодиодных лент используется блок питания (контроллер) на 12 В. Заводские блоки питания, как правило, уже имеют коннектор для подключения. Такие коннекторы в большинстве случаев подключаются без пайки по вышеописанной технике.

Если требуется соединение светодиодных лент с блоком питания без коннектора, необходимо самостоятельно изготовить провода для подключения.

Для этого необходимы:

  • Провода нужной длины;
  • Силовой разъём с винтовыми зажимами (если блок питания не имеет встроенного);
  • Коннектор для подключения блока к ленте.

Порядок изготовления и подключения:

  1. Уложить концы проводов в коннектор, и плотно защёлкнуть крышку. В некоторых случаях для обжима нужно использовать пассатижи.
  2. Зачистить концы проводов от изоляции, и ровно вставить в отверстия силового разъёма. Далее нужно зафиксировать провода винтовыми зажимами, плотно придерживая их для предотвращения смещения.
  3. Подключить изготовленный кабель к светодиодной ленте, соблюдая полярность.

Для параллельного соединения желательно использовать специальный контроллер. Если лента уже имеет провода для подключения, достаточно соединить их с блоком питания соблюдая полярность с помощью винтовых зажимов или пайки.

9 схем подключения светодиодной ленты на 12 вольт

Кажущееся, на первый взгляд, простым подключение светодиодной ленты на 12 вольт к блоку питания (БП), на самом деле таковым не является. Чтобы собранная осветительная система была надёжной и долговечной, необходимо заранее учесть все нюансы, определить подходящий для себя способ монтажа и подключения и только после этого приступать к выполнению работ.

Подключение светодиодной ленты напрямую к сети 220 В без блока питания

Подавляющая часть имеющихся в продаже светодиодных лент рассчитана на подключение к блоку питания постоянного тока напряжением 12 В. Реже встречаются светодиодные ленты с питанием 5 вольт либо 24 вольт и выше. Включать такие осветительные приборы напрямую в сеть переменного тока 220 В нельзя – не пройдёт и секунды, как все SMD светоизлучающие диоды и резисторы попросту перегорят.

Тем не менее существует один рабочий способ, позволяющий запитать низковольтную светодиодную ленту от сети 220 В. Для его реализации ленту на 12 В любого типа и цвета свечения разрезают на 24 равных отрезка. Затем их необходимо соединить между собой последовательно. Для этого с помощью короткого провода соединяют минусовой контакт первого отрезка с плюсовым контактом второго отрезка. Далее припаивают провод к минусу второго и плюсу третьего отрезка и так далее. В результате, вместо параллельного соединения, получится цепочка из последовательно включённых отрезков светодиодной ленты, способная выдержать напряжение 288 вольт. Для подключения получившейся конструкции к сети 220 В придётся выпрямить и сгладить напряжение с помощью диодного моста VD1 (Uобр=600 В, Iпр=10 А) и полярного конденсатора C1 на 10 мкФ – 400 В, на выходе которого получится примерно 280 В.

Несмотря на то что данная схема вполне работоспособна, у неё есть ряд недостатков:

  • на каждом из отрезков в местах пайки присутствует опасное для жизни высокое напряжение;
  • конструкция имеет низкую надёжность из-за огромного количества соединений;
  • низкая эргономичность готового изделия.

Чтобы не заниматься самостоятельной переделкой светодиодной ленты с 12 на 220 вольт, можно купить готовую ленту промышленного производства, рассчитанную на прямое подключение к однофазной бытовой сети переменного тока. Её конструктивное отличие состоит в том, что SMD светодиоды соединены последовательно в группы не по 3 шт., а по 60 шт., а диодный мост входит в комплект поставки. Подробную информацию о таких LED-лентах, линейках и модулях можно найти в отдельной статье о светодиодных лентах на 220 вольт.

Использование бестрансформаторной схемы

Желание сэкономить на покупке качественного источника питания для светодиодной ленты подталкивает некоторых радиолюбителей к использованию бестрансформаторного блока питания (БТБП). Простая схемотехника, недорогие компоненты и возможность быстрого изготовления своими руками – вот основные преимущества БТБП. Действительно их можно встретить фактически во всей электронной китайской продукции, работающей от сети 220 В (настенные часы, люстры с ПДУ, реле напряжения и т.д.) Но на самом деле схемы питания, в которых нет трансформатора, имеют два существенных недостатка:

  1. Отсутствие гальванической развязки, в результате чего потенциал высокого напряжения присутствует на всех участках электрической цепи. Другими словами, прикосновение к оголённым проводникам опасно для жизни и может вызвать сильный удар током.
  2. Низкая надёжность. Со временем конденсатор теряет ёмкость, напряжение на выходе снижается, и устройство перестаёт работать. Если же случится пробой конденсатора, то подключенная светодиодная лента полностью перегорит.

Простейший классический вариант бестрансформаторного блока питания показан на рисунке выше. Его главный элемент – гасящий конденсатор (С1), который снижает сетевое напряжение до нужного значения. Затем оно проходит через выпрямитель – диодный мост (VD1), стабилитрон (VD2) и сглаживающий фильтр (С2). Расчёт ёмкости гасящего конденсатора производят, исходя из заданного напряжения и тока в нагрузке. Ввиду перечисленных выше недостатков подключать светодиодную ленту через такой блок питания не рекомендуется.

Активное применение БТБП в китайской электронике обусловлено исключительно экономией средств.

Схема подключения светодиодной ленты через блок питания

Чтобы 12 вольтовая светодиодная лента стабильно работала на протяжении долгих лет, её необходимо подключать от импульсного блока питания с напряжением на выходе 12 В. Это самый правильный вариант – импульсные источник питания имеют малый вес и компактные размеры, высокий КПД и коэффициент стабилизации, а также безопасны в эксплуатации. К недостаткам можно причислить генерацию импульсных помех, отдаваемых обратно в сеть и сложность схемы, для ремонта которой нужны специальные навыки.

Принять правильное решение в пользу того или иного источника питания поможет статья о выборе блока питания для светодиодной ленты.

До 5 метров

Очень часто рядовых пользователей интересует вопрос о том, как подключить светодиодную ленту длиной до 5 метров? Тут все очень просто. Достаточно воспользоваться приведенной ниже схемой. Процедуру подключения выполняют в следующей последовательности:

  • с помощью коннектора или путём пайки к одному из концов ленты подключают 2 питающих провода сечением 1-1,5 мм 2 ;
  • свободные концы этих проводов зажимают в соответствующих клеммах блока питания (+V, -V), соблюдая полярность;
  • к клеммам L и N (220V AC) подключают сетевой провод.

Аналогичным образом выполняют параллельное подключение нескольких отрезков к одному блоку питания. Главное, чтобы мощность БП была больше суммарной мощности подключаемой светодиодной ленты минимум на 30%.

Читайте также  Принцип работы циклона для сбора опилок

Чтобы яркость светодиодов была равномерной по всей длине LED-ленты, к отрезкам длиною больше 4 метров рекомендуется подводить провода с обоих концов. Это связано с падением напряжения на токоведущих печатных проводниках (дорожках), в результате чего к самым дальним светодиодам поступает напряжение меньше 12 В и их яркость падает. Плюс этого способа – равномерное свечение, а минус – затраты на дополнительные провода.

Свыше 5 метров

То, что длина светодиодной ленты в бобине ограничена 5 метрами – это не случайность, а вынужденная технологическая мера. Дело в том, что токопроводящие дорожки, приклеенные вдоль ленты, очень тонкие, узкие, и рассчитаны на подключение определённого количества светодиодов. Именно по этой причине нельзя подключать последовательно 2 отрезка общей длиной более 5 метров. Чтобы избежать токовых перегрузок, подключение светодиодных лент длиною 10, 15 и даже 20 метров следует выполнять по одной из приведенных схем ниже. Первый вариант предполагает использование одного блока питания большой мощности, способного обеспечить в нагрузке ток до 20 А. Для равномерного свечения светодиодов напряжение питания на каждый из 5 метровых отрезков подаётся с обеих сторон. Во втором варианте каждый отрезок запитан от отдельного источника 12В. Реализовать данную схему немного сложнее, так как потребуется еще один блок питания и больше соединительных проводов. На третьей схеме кроме двух источников постоянного напряжения на 12 В в цепь добавлены диммер и одноканальный усилитель сигнала. Диммер служит для регулировки яркости светового потока. Задача усилителя сигнала – в точности продублировать сигнал с диммера для тех светодиодных лент, которые запитаны от второго БП.

Рассмотренные способы включений LED-лент являются типовыми, но их вариации могут использоваться для разработки более сложных схем с целью реализации определенных задач или удовлетворения требований заказчика.

Подключение RGB или RGBW LED-лент

Правила и особенности подключения, о которых было сказано выше, необходимо соблюдать и при монтаже мультицветных аналогов. Однако функциональные схемы с RGB и RGBW лентами будут выглядеть немного сложнее из-за появления контроллера и дополнительных проводов. RGB/RGBW контроллер значительно расширяет возможности осветительной системы за счёт диммирования отдельных цветов, создания световых эффектов и управления с пульта дистанционного управления (ПДУ). RGB/RGBW контроллер предназначен для подключения мультицветных лент с отдельно расположенными белыми светодиодами, что позволяет использовать такую систему не только, как дополнительный, но и как основной источник света в помещении.

Для удобства читателей все основные схемы, правила монтажа, примеры и нюансы включения мультицветных лент собраны в отдельной статье о схемах подключения светодиодных RGB и RGBW-лент.

Подключение через выключатель

Разумеется, любой осветительный прибор должен подсоединяться к электросети через выключатель. Причём светодиодные ленты, управляемые с пульта, не должны быть исключением. Но на каком участке схемы должен находиться выключатель, чтобы эксплуатация всей осветительной системы была безопасной? В этом вопросе только один правильный ответ: в самом начале схемы, разрывая фазу в цепи переменного тока. Если выключатель установить в цепи постоянного тока, то блок питания будет всегда оставаться под напряжением. Это плохо по двум причинам. Во-первых, радиодетали имеют рабочий ресурс, который будет исчерпан значительно раньше. Во-вторых, блоку питания придётся круглосуточно противостоять импульсным сетевым помехам и скачкам напряжения, которые только ускорят его износ.

Несколько важных моментов

Руководствуясь описанными рекомендациями, несложно будет разработать схему для реализации подсветки или полноценного освещения, рассчитать длину проводов и определить оптимальное место размещения каждого функционального блока. Но прежде чем приступить к выполнению работ следует помнить о правилах техники безопасности:

  • работы по подключению и монтажу выполнять только на отключенном оборудовании;
  • перед первым включением дополнительно проверить надёжность всех контактов и правильность собранной схемы.

Также рекомендуется заранее приобрести некоторые расходные материалы:

  • термоусадочную трубку для изоляции спаянных участков проводов;
  • наконечники для проводов;
  • коннекторы для последовательного соединения двух участков лент;
  • алюминиевый профиль, чтобы не допустить перегрев светоизлучающих диодов.

В статье были определены все основные моменты, касающиеся подключения светодиодных лент на 12 В как с блоком, там и без блока питания. К сожалению, рассмотреть все схемы невозможно, ввиду многообразия их вариаций. К тому же постоянное совершенствование светодиодной продукции способствует появлению новых схемных решений, которые могут вызывать у рядовых пользователей вопросы с подключением и проведением расчётов.

Если у Вас возникли сложности с подключением – задайте вопрос в комментариях ниже, наши технические специалисты обязательно помогут.

Последовательное соединение светодиодов и параллельное подключение: схемы включения светодиодов параллельно и последовательно, как правильно соединить ленты или панели к сети с напряжением 12 и 220 вольт

Соединение светодиодов – несложная процеДypa даже для человека без профессиональных навыков.

Соединение в LED цепочку компонентов может быть нескольких видов – последовательное и параллельное.

Эти схемы могут выполняться в различных вариациях, каждая из которых имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Принципы подключения

Светоизлучающие диоды активно применяются в подсветке, индикации. Своими руками можно создать устройства, поэтому важно знать, как производить соединение светодиодов.

К основным способам подключения относятся:

  • параллельное;
  • последовательное;
  • комбинированное.

Основные причины выхода из строя светодиодных цепочек:

  • неправильное соединение;
  • некачественные диоды или блоки питания.

Конструкция излучающего диода подразумевает его подключение к источнику постоянного тока. При соединении важно соблюдать полярность компонента – если перепутать катод и анод, диод не будет излучать световой поток.

Важно! Любой компонент имеет техдокументацию, в которой указывается полярность. Ее узнать можно по маркировке компонента или визуально.

Полярность

Определить, какой из электродов является плюсом, а какой – минусом, можно несколькими способами.

Первый – конструктивно. Обычный LED компонент имеет две ножки, длинная является плюсом (анодом), а короткая – катодом.

При помощи тестера. Для этого нужно взять мультиметр, перевести его в положение «Прозвонка» и прикладывать щупы к электродам. Когда красный щуп коснется анода, а черный катода – светодиод загорится. Если при перестановке на шкале высвечивается и не меняется «бесконечное» сопротивление, есть неполадка с элементом. Так что мультитестер используется и для проверки работоспособности излучающих приборов.

Визуальный осмотр. Можно посмотреть внутрь колбы. Широкая часть – это катод, а узкая – анод. Мощные светодиоды сверхъяркого типа имеют маркировку выводов «+» и «–». Компоненты для поверхностного монтажа обычно имеют специальный скос, который указывает на катод.

Включение в источник питания. Диод можно подключить к аккумулятору, батарее или другому блоку. Нужно постепенно повышать электропитание, которое вызовет свечение. Если компонент не горит, полярность следует поменять. Собирается такая схема проверки обязательно с использованием токоограничивающего резистора.

По технической документации. В паспорте прибора будет написано, какая полярность.

После определения плюса и минуса электродов нужно разобраться с методом подсоединения.

Способы подключения

  • определение полярности;
  • составление схемы подключения;
  • подбор драйвера и блока питания;
  • расчет резистора;
  • сбор цепи;
  • тестирование подключенной системы.

Можно выделить 2 метода соединения – к электросети 220 Вольт и 12 Вольт. Осуществить подключение можно последовательно или параллельно. Наилучшим способом считается последовательное соединение светодиодов.

Подключение к напряжению 220 В

Чтобы светодиод загорелся, через него должен проходить ток в 20 мА и выше, а падение напряжения не должно превышать 2,2 – 3 В в зависимости от материалов кристалла. С учетом указанных параметров выбирается токоограничивающий резистор по закону Ома. Его формула:

R=(Uпит-Uпад)/(I*0,75), где R – номинал резистора, Uпит – напряжение источника, Uпад – падение на диоде, I – номинальный ток, 0,75 – коэффициент надежности.

Падением напряжения называют уровень напряжения, которое светодиод преобразует в свечение.

Также требуется знать мощность резистора. Она вычисляется как P=I*I*R=(Uпит-Uпад)*(Uпит-Uпад)/R.

Таким образом, для тока в 20 мА, сети 220 В и падения напряжения на диоде 2,2-3 В номинал сопротивления должен быть равен 30 кОм. Мощность сопротивления равняется 2 Вт.

Упрощенная схема подключения будет состоять из светодиода, диода, конденсатора и резисторов.

Но такое соединение используется все реже. Чтобы подключить светодиоды к электросети, используются специальные устройства – драйверы. Они преобразуют переменное напряжение 220 В в постоянное, пригодное для работы элемента. В большинстве светодиодных лент драйверы уже имеются в конструкции. В основе драйвера находятся диодный мост, делитель напряжения и стабилизатор. Основное преимущество – простота исполнения и надежность эксплуатации.

Как выбрать нужный драйвер, зависит от трех параметров:

  • выходной ток;
  • максимальное и минимальное напряжение на выходе;

Рабочий ток является важнейшей хаpaктеристикой. Ток драйвера должен быть чуть меньше или равен току светодиода.

Подключение к сети 12 в

Напряжение 12 В является оптимальным для работы светоизлучающего диода. Оно безопасно, и используется для включения в особо опасных помещениях (ванная, смотровые ямы гаража, бани).

Для подключения к 12 В нужен резистор. Он рассчитывается по той же формуле, что и для 220 В.

Важное преимущество 12 В – оно постоянное. Это позволяет упростить схему соединения.

Последовательное подключение

Чтобы подключить светодиоды последовательно, нужно к катоду одного устройства припаять анод другого, и так до нужной длины цепочки. Соединение производится через токоограничивающий резистор. По схеме будет протекать один и тот же ток через все элементы. Уровень напряжения будет суммой падений на каждом участке.

Так, для подключения к источнику питания с напряжением 12 Вольт потребуется не более четырех светодиодов 3 Вольт (3*4=12). Для большего числа диодов нужен более мощный аккумулятор.

Преимущества и недостатки

  • одинаковый уровень тока;
  • простота.
  • количество светодиодов ограничено падением напряжения;
  • если сломается один элемент, непригодной становится вся цепочка.

Схема раньше использовалась в гирляндах для елки. Сейчас ее вытеснило смешанное соединение.

Параллельное подключение

При параллельном подключении уровень напряжения на каждом светодиоде одинаков. Сила тока наоборот состоит из суммы токов, проходящих через элементы. Подключаются диоды так же через резисторы, но для каждого устройства он свой. Это связано с тем, что любой светоизлучающий диод имеет различные хаpaктеристики. Если поставить один резистор, через светодиоды будет пропускаться разный ток, и некоторые могут выйти из строя.

Параллельное подключение может использоваться для реализации двухцветного свечения ламп.

Плюсы и минусы

  • можно использовать большее количество диодов;
  • если перегорит один светодиод, цепь продолжит работу.
  • требуется много резисторов;
  • если сломается один элемент, на другие увеличится нагрузка.

Смешанное подключение

Смешанный тип соединения является самим оптимальным. Он используется во всех LED лентах, гирляндах, светодиодных панелях и представляет собой смесь параллельного и последовательного включений.

Так, параллельно включаются не отдельные элементы, а группы светодиодов. В группах диоды подключаются последовательно через один резистор для каждой цепи.

  • при поломке элемента из одной цепочки вся гирлянда будет светить дальше;
  • нужно не так много резисторов.

В этом способе учтены и исправлены все недостатки из параллельного и последовательного соединений.

Читайте также  Линейный генератор на постоянных магнитах своими руками

Как подключить мощный светодиод

Для мощного светодиода потребуется источник питания с большим номиналом. Так, диод 1 В будет загораться, если по нему будет протекать ток величиной не менее 350 мА. Для 5 В элемента потребуется источник тока с нагрузкой не менее 1,4 А.

Схема соединения также будет включать токоограничивающий резистор и интегральный стабилизатор напряжения. Он помогает обезопасить светодиод от скачков электричества. Чаще всего используется интегральная микросхема LM317 для стабилизации. Подключить мощный светодиод можно параллельно, последовательно и комбинированным способом.

Распространенные ошибки при подключении

Самые часто встречающиеся ошибки при соединении светодиодов:

  1. Выбор резистора не того номинала – если подобрать слишком маленькое сопротивление, светодиод может перегореть. При большом значении светить диод будет не в полную силу.
  2. Подключение напрямую к источнику питания без токоограничивающего резистора. Излучающий компонент сразу сгорит.
  3. Соединение по параллельной схеме с одним резистором для всех диодов. Компоненты начнут выходить из строя, так как рабочий ток у каждого различный.
  4. Соединение по последовательной схеме светодиодов, рассчитанных на разный ток. В таком случае часть диодов перегорит, а часть будет светить тусклее.
  5. Подключение напрямую к сети 220 В без защиты.

Важно! Совершение описанных ошибок повлечет за собой негативные последствия в виде поломки диода или нанесения себе травм.

Основные выводы

Все светодиоды, в не зависимости от их рабочего напряжения или силы тока, подключаются последовательно или параллельно. Способ включения может быть и комбинированным – в таком случае устраняются недостатки последовательного и параллельного соединений. Важно уметь правильно собирать цепь, подбирать источник питания, считать номиналы токоограничивающих резисторов и нужное количество светодиодов, чтобы схема функционировала. Соединение без токоограничивающего резистора и других защитных элементов приведет к поломке диода.

Какая схема подключения светодиодов лучше — последовательная или параллельная

Самое правильное подключение нескольких светодиодов — последовательное. Сейчас объясню почему.

Дело в том, что определяющим параметром любого светодиода является его рабочий ток. Именно от тока через светодиод зависит то, какова будет мощность (а значит и яркость) светодиода. Именно превышение максимального тока приводит к чрезмерному повышению температуры кристалла и выходу светодиода из строя — быстрому перегоранию либо постепенному необратимому разрушению (деградации).

Ток — это главное. Он указан в технических характеристиках светодиода (datasheet). А уже в зависимости от тока, на светодиоде будет то или иное напряжение. Напряжение тоже можно найти в справочных данных, но его, как правило, указывают в виде некоторого диапазона, потому что оно вторично.

Для примера, заглянем в даташит светодиода 2835:

Как видите, прямой ток указан четко и определенно — 180 мА. А вот напряжение питания светодиодов при таком токе имеет некоторый разброс — от 2.9 до 3.3 Вольта.

Получается, что для того, чтобы задать требуемый режим работы светодиода, нужно обеспечить протекание через него тока определенной величины. Следовательно, для питания светодиодов нужно использовать источник тока, а не напряжения.

Конечно, к светодиоду можно подключить источник стабилизированного напряжения (например, выход лабораторного блока питания), но тогда нужно точно знать какой величины должно быть напряжение для получения заданного тока через светодиод.

Например, в нашем примере со светодиодом 2835, можно было бы подать на него где-то 2.5 В и постепенно повышать напругу до тех пор, пока ток не станет оптимальным (150-180 мА).

Так делать можно, но в этом случае придется настраивать выходное напряжение блока питания под каждый конкретный светодиод, т.к. все они имеют технологический разброс параметров. Если, подключив к одному светодиоду 3.1В, вы получили максимальный ток в 180 мА, то это не значит, что поменяв светодиод на точно такой же из той же партии, вы не сожжёте его (т.к. ток через него при напряжении 3.1В запросто может превысить максимально допустимое значение).

К тому же необходимо очень точно поддерживать напряжение на выходе блока питания, что накладывает определенные требования к его схемотехнике. Превышение заданного напряжения всего на 10% почти гарантированно приведет к перегреву и выходу светодиода из строя, так как ток при этом превысит все мыслимые значения.

Вот прекрасная иллюстрация к вышесказанному:

А самое неприятное то, что проводимость любого светодиода (который по сути является p-n-переходом) находится в очень сильной зависимости от температуры. На практике это приводит к тому, что по мере разогрева светодиода, ток через него начинает неумолимо возрастать. Чтобы вернуть ток к требуемому значению, придется понижать напряжение. В общем, как ни крути, а без контроля тока никак не обойтись.

Поэтому самым правильным и простым решением будет использовать для подключения светодиодов драйвера тока (он же источник тока). И тогда будет совершенно неважно, какой вы возьмете светодиод и каким будет прямое напряжение на нем. Нужно просто найти драйвер на нужный ток и дело в шляпе.

Теперь, возвращаемся к главному вопросу статьи — почему все-таки последовательное подключение, а не параллельное? Давайте посмотрим, в чем разница.

Параллельное подключение

При параллельном подключении светодиодов, напряжение на них будет одинаковым. А так как не существует двух диодов с абсолютно одинаковыми характеристиками, то будет наблюдаться следующая картина: через какой-то светодиод будет идти ток ниже номинального (и светить он будет так себе), зато через соседний светодиод будет херачить ток в два раза превышающий максимальный и через полчаса он сгорит (а может и быстрее, если повезет).

Очевидно, что такого неравномерного распределения мощностей нужно избегать.

Для того, чтобы существенно сгладить разброс в ТТХ светодиодов, лучше подключать их через ограничительные резисторы. Напряжение блока питания при этом может быть существенно выше прямого напряжения на светодиодах. Как подключать светодиоды к источнику питания показано на схеме:

Проблема такой схемы подключения светодиода в том, что чем больше разница между напряжением блока питания и напряжением на диодах, тем больше бесполезной мощности рассеивается на ограничительных резисторах и тем, соответственно, ниже КПД всей схемы.

Ограничение тока происходит по простой схеме: повышение тока через светодиод приводит к повышению тока и через резистор тоже (т.к. они включены последовательно). На резисторе увеличивается падение напряжения, а на светодиоде, соответственно, уменьшается (т.к. общее напряжение постоянно). Уменьшение напряжения на светодиоде автоматически приводит к снижению тока. Так все и работает.

В общем, сопротивление резисторов рассчитывается по закону Ома. Разберем на конкретном примере. Допустим, у нас есть светодиод с номинальным током 70 мА, рабочее напряжение при таком ток равно 3.6 В (это все берем из даташита к светодиоду). И нам нужно подключить его к 12 вольтам. Значит, нам нужно рассчитать сопротивление резистора:

Получается, что для питания светодиода от 12 вольт нужно подключить его через 1-ваттный резистор на 120 Ом.

Точно таким же образом, можно посчитать, каким должно быть сопротивление резистора под любое напряжение. Например, для подключение светодиода к 5 вольтам сопротивление резистора надо уменьшить до 24 Ом.

Значения резисторов под другие токи можно взять из таблицы (расчет производился для светодиодов с прямым напряжением 3.3 вольта):

Uпит ILED
5 мА 10 мА 20 мА 30 мА 50 мА 70 мА 100 мА 200 мА 300 мА
5 вольт 340 Ом 170 Ом 85 Ом 57 Ом 34 Ом 24 Ом 17 Ом 8.5 Ом 5.7 Ом
12 вольт 1.74 кОм 870 Ом 435 Ом 290 Ом 174 Ом 124 Ом 87 Ом 43 Ом 29 Ом
24 вольта 4.14 кОм 2.07 кОм 1.06 кОм 690 Ом 414 Ом 296 Ом 207 Ом 103 Ом 69 Ом

При подключении светодиода к переменному напряжению (например, к сети 220 вольт), можно повысить КПД устройства, взяв вместо балластного резистора (активного сопротивления) неполярный конденсатор (реактивное сопротивление). Подробно и с конкретными примерами мы разбирали этот момент в статье про подключение светодиода к 220 В.

Последовательное подключение

При последовательном же подключении светодиодов через них протекает один и тот же ток. Количество светодиодов не имеет значение, это может быть всего один светодиод, а может быть 20 или даже 100 штук.

Например, мы можем взять один светодиод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светодиод будет работать в нормальном режиме, отдавая свою максимальную мощность. А можем взять гирлянду из 10 таких же светодиодов и тогда каждый светодиод также будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность светильника, конечно, будет в 10 раз больше).

Ниже показаны две схемы включения светодиодов, обратите внимание на разницу напряжений на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светодиодов, последовательным или параллельным, может быть только один правильный ответ — конечно, последовательным!

Количество последовательно подключенных светодиодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Идеальный драйвер может бесконечно повышать напряжение на своем выходе, чтобы обеспечить нужный ток через нагрузку, поэтому к нему можно подключить бесконечное количество светодиодов. Ну а реальные устройства, к сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.

Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен регулировать выходное напряжение только лишь в пределах 64. 106 вольт. Если для поддержания заданного тока (350 мА) нужно будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом. Драйвер выдаст свой максимум (106В), а уж какой при этом будет ток — это от него уже не зависит.

И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подключать слишком мало светодиодов. Например, если подключить к нему цепочку из 10-ти последовательно включенных светодиодов, драйвер никак не сможет понизить свое выходное напряжение до необходимых 32-36В. И все десять светодидов, скорее всего, просто сгорят.

Наличие минимального напряжения объясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Разумеется, драйверы могут быть на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, например, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Вот и все. Теперь вы знаете, как включить светодиод (один или несколько) — либо через токоограничительный резистор, либо через токозадающий драйвер.

Как выбрать нужный драйвер?

Тут все очень просто. Выбирать нужно всего лишь по трем параметрам:

  1. выходной ток;
  2. максимальное выходное напряжение;
  3. минимальное выходное напряжение.

Выходной (рабочий) ток драйвера светодиодов — это самая важная характеристика. Ток должен быть равен оптимальному току для светодиодов.

Например, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светодиодов для фитолампы:

Номинальный ток этих диодов — 700 мА (берется из справочника). Следовательно, нам нужен драйвер тока на 700 мА. Ну или чуточку меньше, чтобы продлить срок жизни светодиодов.

Читайте также  Нормы естественного освещения жилых помещений

Максимальное выходное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светодиодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение лежит в диапазоне 3. 4 вольта. Берем по-максимуму: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.

Минимальное напряжение, соответственно, рассчитывается по минимальному значению прямого напряжения на светодиодах. То есть оно должно быть не более 3В х 10 = 30 Вольт. Другими словами, наш драйвер должен уметь снижать выходное напряжение до 30 вольт (или ниже).

Таким образом, нам нужно подобрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пусть будет чуть меньше номинального) и способного по необходимости выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.

Следовательно, для наших целей подойдет что-нибудь вроде этого:

Разумеется, при выборе драйвера диапазон напряжений всегда можно расширять в любую сторону. Например, вместо драйвера с выходом на 30-40 В прекрасно подойдет тот, который выдает от 20 до 70 Вольт.

Примеры драйверов, идеально совместимых с различными типами светодиодов, приведены в таблице:

Светодиоды Какой нужен драйвер
60 мА, 0.2 Вт (smd 5050, 2835) см. схему на TL431
150мА, 0.5Вт (smd 2835, 5630, 5730) драйвер 150mA, 9-34V (можно одновременно подключить от 3 до 10 светодиодов)
300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, LED 1W) драйверы 300мА, 3-64V (на 1-24 последовательно включенных светодиода)
700 мА, 3 Вт (led 3W, фитосветодиоды) драйвер 700мА (для 6-10 светодиодов)
3000 мА, 10 Ватт (XML2 T6) драйвер 3A, 21-34V (на 7-10 светодиодов) или см. схему

Кстати, для правильного подключения светодиодов вовсе не обязательно покупать готовый драйвер, можно просто взять какой-нибудь подходящий блок питания (например, зарядник от телефона) и прикрутить к нему простейший стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.

Готовые схемы стабилизаторов тока для светодиодов можно взять из этой статьи.

Схемы подключения светодиодных лент к сети 220 В и способы соединения лент между собой

При монтаже декоративной подсветки или основного освещения из светодиодных лент неизбежно возникает задача, решить которую обычному человеку без электротехнических навыков бывает достаточно сложно — как правильно подключить светодиодные ленты между собой и к электрическому питанию. Ответить на этот вопрос мы постараемся в этой статье.

Способы подключения светодиодной ленты к сети 220 В

Самые распространенные типы светодиодных лент, которые массово производятся для рынка России и других стран, предназначены для подключения к постоянному току с напряжением 12 вольт.

Можно ли подключить светодиодную ленту к 220 без блока питания

Существуют способы подключения, которые позволяют подключить такие ленты к сети 220 В напрямую: используется диодный мост, конденсаторы и последовательное подключение отрезков ленты друг к другу. Но этот способ является неудобным, сложным в монтаже и нецелесообразным с точки зрения практического применения. Затраты на компоненты для такого подключения сравнимы с затратами при покупке блока питания, поэтому широко применяется именно метод подключения с помощью специальных понижающих трансформаторов с 220 В переменного тока до 12 или 24 вольт постоянного.

Схема подключения к блоку питания 12 вольт

Для простоты и удобства подключения, а также стабильного и чистого освещения применяют блоки питания на 12-24 вольт. Такие приборы являются импульсными и могут понижать напряжение до требуемого и выпрямлять ток с помощью формирования импульсов высокой частоты (10 кГц).

Блок питания выбирается исходя из мощности светодиодной ленты (которая определяется в зависимости от типа светодиодов, плотности и длины ленты), обязательно оставляя запас по мощности для безопасной и надежной работы.

Рекомендация! Выбирайте блок питания с запасом по мощности на 20-30 % больше суммарной мощности лент, которые он будет питать.

Блок питания для светодиодного освещения имеет входные клеммы для подключения к сети 220 В и выходные клеммы для подачи питания на осветительное устройство. Подключение светодиодной ленты к трансформатору осуществляется с помощью проводов определенного сечения к клеммам «плюс» и «минус». При этом важно понимать, что важна полярность, поэтому полюсы ленты и полюсы блока питания при подключении должны совпадать (плюс к плюсу, минус к минусу) иначе система работать не будет. В общепринятой цветовой маркировке, красный проводник означает «плюс», а черный «минус».

При монтаже освещения с помощью LED-ленты самым простым является подключение одноцветной ленты. Такое устройство подсоединяется напрямую к «плюсу» и «минусу» блока питания, а блок питания подключается к сети (при необходимости в цепь вводят выключатели или управляющие устройства). Единственная сложность, которая может возникнуть при таком монтаже – припаивание проводов к контактам светодиодной ленты.

Обозначения на блоке питания

Стандартные блоки питания для светодиодных лент имеют специальную маркировку на своем корпусе, которое указывает на напряжение и мощность прибора. Эта информация необходима для подбора необходимого блока питания к параметрам светодиодной ленты. Для подключения освещения нужно знать только обозначения контактов, к которым будут подсоединяться проводники. В общем случае у блока питания с одной стороны будут указаны L (контакт для подключения фазного провода) и N (нулевой провод), а с другой будут знаки «+V» и «-V» (+12 В и -12 В постоянного тока).

У некоторых блоков питания уже имеется подключённый кабель с электрической вилкой, и они не требуют отдельного провода для подвода питания к клеммам L и N, а просто включаются в розетку.

Подключение цветной RGB ленты

Связующим звеном между понижающим трансформатором и светодиодной RGB-лентой является специальный контроллер, с помощью которого можно подключить такой прибор и управлять оттенками освещения или задавать режимы работы. Без него такую ленту будет невозможно подключить и использовать все её функции.

Подключение RGB-ленты в общем случае выглядит следующим образом: к контактам контроллера с обозначениями R, G, B и V+ подключаются соответствующие контакты светодиодной ленты. Далее к клеммам «плюс» и «минус» контроллера присоединяют проводники, которые подключены к «плюсу» и «минусу» трансформатора и затем трансформатор включают в розетку или подключают к сети стандартным способом.

Обратите внимание! В этой схеме нет необходимости добавлять в цепь выключатель или дополнительное управляющее устройство, так как стандартные контроллеры включают в себя эту функцию.

Каждый контроллер имеет ограничение на мощность, которую к нему можно подключить. Поэтому при параллельном подключении нескольких лент может использоваться специальный усилитель. В целом, при таком подключении схема не сильно усложняется, так как к дополнительным лентам подключаются усилители, которые питаются от общего мощного адаптера или дополнительного блока питания.

Схема подключения мощных лент

Светодиодные ленты, как и любые осветительные приборы имеют разную излучающую способность, что напрямую влияет на мощность ленты. Для мощных устройств нет различий с обычными при подключении, за исключением более мощных блоков питания и контроллеров (в случае RGB-варианта).

При подключении мощных светодиодных устройств важно учитывать их нагрев. Такие ленты нужно монтировать на специальные алюминиевые профили для быстрого и надежного отвода тепла. Это предохранит ленту от перегрева и значительно увеличит долговечность работы такого освещения.

Способы подключения нескольких светодиодных лент

Обычно производители выпускают светодиодные ленты в мотках длиной 5 метров. Это стандартная унифицированная длина, которая удобна для большинства производителей. Для различных задач возникает необходимость подключать несколько светодиодных лент для их одновременной работы в разных частях помещений или при большой длине освещаемого участка. При таком подключении существуют определенные нюансы и сложности.

Параллельная схема подключения

Как и для большинства осветительных приборов самым распространённым и удобным вариантом является параллельное подключение светодиодных лент. Данный способ подходит тогда, когда необходима одновременная работа лент без снижения их светоотдачи.

Подключение выглядит следующим образом:

  1. К контактам лент припаивают (или подсоединяют) проводники;
  2. Далее между собой соединяют «плюсы» всех лент;
  3. Соединяют «минусы» всех лент;
  4. Общий плюс и общий минус подключают к соответствующим полюсам трансформатора с рассчитанной мощностью.

Способы соединения двух лент между собой

Если необходим монтаж лент на одной плоскости друг за другом, то их также соединяют параллельно. Но для упрощения схемы и экономии проводов такое подключение можно осуществить с помощью коннекторов или коротких проводников.

Соединение LED-ленты пластиковыми коннекторами

Для упрощения подключения и при отсутствии навыков пайки (или паяльника) для подключения нескольких одноцветных или многоцветных лент между собой можно использовать специальные пластиковые коннекторы для LED-лент. Они имеются в продаже в большинстве электротехнических магазинах или магазинах осветительных приборов. Принцип подключения с помощью таких компонентов прост: контакты светодиодных лент соединяются с контактами коннектора и фиксируются.

Коннекторы бывают как прямолинейные, так и предназначенные для углов и различных вариантов изгиба.

Соединение пайкой

Наиболее надежным вариантом соединения светодиодных лент между собой является пайка. Одновременно с этим, данный способ является наиболее трудоёмким и требует определенных навыков и инструмента.

Осуществить такое соединение можно двумя способами:

  1. Соединить ленты пайкой напрямую.

Этот способ подразумевает спаивание двух отрезков лент без применения проводников. Ленты соединяются внахлест и спаиваются в месте контактов. Такой вариант применяют при монтаже ленты на видном месте для того, чтобы не было видно проводов и мест соединения ленты.

  1. Соединить с помощью проводов

Такой способ наиболее предпочтительный, так как является надежным. К контактам одного отрезка припаивают проводники, которые в соответствии с полярностью припаиваются к другой ленте. Причем проводники могут иметь любую длину при необходимости.

Плюсы и минусы различных соединений

Ошибки при подключении светодиодной ленты

От ошибок никто не застрахован, поэтому при подключении светодиодных лент их допускают как домашние мастера, так и профессионалы. Самыми распространенными ошибками при подключении LED-лент являются:

  1. Перехлест контактов при пайке;
  2. Перегрев контактов паяльником, из-за чего нарушается целостность ленты и контактов в месте пайки;
  3. Неправильный расчет мощности блока питания, подключение несколько лент по мощности превышающих параметры трансформатора;
  4. Монтаж мощных лент без теплоотвода;
  5. Неправильный выбор ленты (например, использование на улице лент или трансформаторов незащищённых от влаги);
  6. Подключение нескольких RGB-лент к одному контроллеру без усилителей;

Как выбрать светодиодную ленту для подсветки, типы светодиодных лент, расшифровка маркировки

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты по техническим характеристикам, расчёт мощности

Способы соединения провода СИП с разными кабелями

Способы соединения электрических проводов между собой

Установка точечных светильников в подвесной потолок — схемы соединения, расчёт количества ламп

Схемы управления освещением с использованием различных типов выключателей

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: