- Хоть в наше время для питания различной светодиодной продукции повсеместно используют импульсные источники питания, но не стоит сбрасывать со счетов и классические трансформаторные БП. Если у вас в запасе имеется старый, ненужные силовой трансформатор, который лежит без дела и при этом есть необходимость в питании, допустим, светодиодной ленты, то почему бы его и не использовать. Давайте рассмотрим пример питания LED ленты, которую мы будем использовать для освещения своего рабочего места, стола. Собранный, демонстрационный вариант показан на изображении ниже.
Предположим у нас есть небольшое рабочее место, для одного человека. Исходя из личной практики для такого места вполне хватит мощности светодиодной ленты в 20 Вт. Причем LED лента будет самая простая, недорогая по стоимости с такими характеристиками – питание 12 вольт, количество светодиодов 60 штук на метр, светодиоды smd 2835, мощность 4,8 Вт на метр, температура свечения 6500-7500 К, белого цвета свечения. Обычно такие ленты продаются в бобине по 5 метров. Следовательно общая мощность такой бобины 24 Вт. Как раз, то что нужно.
Приобретаем такую LED ленту. Расклеиваем ее как нам будет удобнее. Допустим, я ее нарезал на небольшие куски (по 20 см) и наклеил на пластмассовую доску размером 50 см на 20 см, которую подвесил над своим столом. А оставшуюся часть ленты из бобины одной полосой наклеил на одну из полок, что также висит над столом.
Далее все части данной LED ленты соединил параллельно между собой. Двойной провод от этого соединения вывел к тому месту, где у меня располагается сам блок питания для этой ленты. Чтобы сделать более щадящий режим работы для этой ленты я на нее буду подавать не все 12 вольт, а чуть меньше, где-то около 11,7 вольта. И из 24 Вт пяти метровой ленты буду использовать всего 20 Вт. Это не на много уменьшит общую яркость свечения ленты, зато значительно продлит ее общий срок службы. Поскольку, как известно, при максимальной своей яркости подобные LED ленты (тем более дешёвые) уже спустя несколько лет начинают постепенно терять яркость своего свечения.
Ну, а теперь можно уже перейти к самому источнику питания для этой светодиодной ленты, который будет собран на силовом трансформаторе. Итак, для блока питания я буду использовать трансформатор мощностью 40 Вт. Также понадобится обычный выпрямительный мост со сглаживающим конденсатором. И в роли стабилизатора напряжения, а также регулятора яркости свечения LED ленты я буду использовать обычный понижающий модуль DC-DC преобразователя типа XL4005.
Мощность трансформатора в 40 ватт для 20 ваттной ленты будет наиболее оптимальным вариантом. Это обусловлено тем, что неплохо иметь небольшой запас по мощности (если вы захотите добавить LED ленты и поднять ее общую мощность до 30 Вт). Также стоит учитывать и потери на самом трансформаторе, плюс потери на диодном мосте и DC-DC преобразователе. Хотя минимальной мощностью трансформатора для 20 ваттной ленты может быть 30 Вт. Менее 30 ватт лучше не использовать, поскольку тут уже начинается общее снижение яркости ленты.
Если у вас есть трансформатор, и вы не знаете как узнать его габаритную мощность, то тут все просто. Берем имеющийся трансформатор. Допустим Ш-образный. Узнаем его площадь той части, которая находится внутри его катушек. Измерения делаем в сантиметрах. Для этого ширину умножаем на толщину. Полученную площадь возводим в квадрат.
Это и будет у нас габаритная мощность трансформатора, вычисленная по упрощенному способу. Стоит учитывать, что даже два с виду одинаковых трансформатора могу в некоторых пределах отличаться своими характеристиками в силу качества сборки и используемых материалов. Так что габаритная мощность является приблизительной характеристикой, а не идеально точной.
Итак, вы узнали габаритную мощность своего трансформатора. И она находится в пределах от 30–40 Вт. Можно и большую мощность взять, но я говорю о оптимальном варианте. Поскольку у трансформаторов мощностью более 40 ватт будут и габариты и масса больше, а это уже не совсем оптимально. Поскольку мы будем использовать выпрямительный мост со сглаживающим конденсатором, то нужно учесть (новичку), что напряжение после моста будет больше в 1,41 раза, чем на входе моста (на вторичной, выходной обмотке трансформатора). И поскольку мы будем использовать еще и понижающий модуль DC-DC преобразователя, у которого максимальное входное напряжение 32 вольта, то нам подойдет любой трансформатор с выходным напряжением от 12 до 22 вольт. Для тех, кто не понял, 22 вольта будет до диодного моста (действующее значение напряжения), а после моста мы уже получим 31 вольт амплитудного напряжения.
Почему подойдет любое напряжение на выходе трансформатора от 12 до 22? Потому что мы будем использовать DC-DC преобразователь. При напряжении 12 вольт на выходе трансформатора мы получим около 17 вольт амплитудного значения, а при 22 вольтах, мы получим 31 вольт постоянного тока. И модуль любое напряжение из этого диапазона 17–31 вольт сделает нам стабильными 12 вольт постоянки, которые нам и нужны для питания светодиодной ленты. Также учтите, что у импульсных преобразователей достаточно высокий КПД.
Итак, мы нашли такой подходящий трансформатор с любым выходным напряжением от 12 до 22 вольт. Поскольку на выходе мы имеем переменное напряжение, то еще нужно обзавестись выпрямительным мостом. Диодным пост подойдет любой, рассчитанный на ток не менее 2 ампера. А лучше брать с запасом 3–5 ампер. На выход диодного моста нужно поставить сглаживающий конденсатор, рассчитанный на напряжение не менее 35 вольт. Емкость можно поставить от 2200–4700 микрофарад. То есть, собрав воедино трансформатор, диодный мост и конденсатор мы получим простейший трансформаторный блок питания.
Учтите, что на двенадцати вольтовую светодиодную ленту не рекомендуется подавать более 12 вольт. Даже напряжение 12,5 вольт будет для нее вредно – увеличится ток больше допустимого, сократится срок службы этой ленты. Чтобы стабилизировать выходное напряжение для LED ленты мы будем использовать DC-DC преобразователь. Который к тому же нам позволит делать плавную регулировку яркости свечения данной ленты от 0 до максимума. Некоторые знатоки могут заметить, что для светодиодной продукции важен ток а не напряжение. Но учтите, что если мы напряжение не поднимаем больше допустимого (12 вольт), то и сила тока не будет у нас больше той, которая считается допустимой. Для 20 ватт сила тока будет около 1,7 ампера.
В моем случае я буду использовать понижающий DC-DC преобразователь типа XL4005.
Входное напряжение у него в пределах от 0,8 до 32 вольт. Выходное от 5 до 30 вольт. Максимальная сила тока до 5 ампер (при наличии дополнительного охлаждения). Для мощности LED ленты в 20 ватт используемый ток будет около 1,7 ампер. Так что этот модуль можно использовать даже без дополнительного радиатора. Хотя лучше все же приделать небольшой.
Следующей важной переделкой будет замена на DC-DC модуле подстроечного резистора на два других, а именно на один переменный резистор и один подстроечный с меньшим номиналом.
Изначально на модуле стоит подстроечник на 10 килоом. Но поскольку мы будем использовать на преобразователе выходное напряжение всего 12 вольт, то его номинал можно уменьшить. То есть, диапазон выходного напряжения DC-DC модуля от 5 до 30 вольт, и этому диапазону соответствует резистор 10 килоом. При вращении этого резистора свыше 12 вольт будет присутствовать так называемая мертвая зона. Примерно половина хода вращения резистора напряжение на выходе не будет меняться. Следовательно можно поставить общее сопротивление где-то 3 килоом. При этом мертвая зона будет убрана.
Но есть еще и вторая мертвая зона. А именно сама светодиодная лента только начинает загораться от напряжения 7 вольт. То есть, рабочий диапазон LED ленты от 7 до 12 вольт (от 0 до максимума свечения). Чтобы убрать напряжение от 0 до 7 вольт мы дополнительно последовательно переменному резистору (на 1 килоом) ставим еще и один дополнительный подстроечный (на 2 килоома, чтобы можно было точно подстроить снятие мертвой зоны). В итоге при вращении переменного резистора мы будем иметь регулировку яркости свечения светодиодной ленты от 0 до максимума.
Ниже рисунок общей схемы соединения всех частей этого источника питания для LED.
После этого все это собираем в единый корпус, делая регулируемый источник питания для LED ленты, и ставим в подходящее место. В разрыв цепи ставим обычный выключатель, которым мы и будем включать и выключать наше светодиодное освещение рабочего места. Рядом с выключателем ставим переменный резистор, которым будем регулировать яркость свечения нашего освещения. Вот пожалуй и все, что касается данной темы.
Видео по теме данной статьи (LED освещение с регулировкой яркости для рабочего стола с питанием от трансформаторного блока питания) можно посмотреть тут - https://dzen.ru/video/watch/61e020d3bcb39a37ae47edd3 .
