Светодиодная лента на 220 вольт и все, что о ней нужно знать

Область применения

Особый спрос на 220 вольтовые LED-ленты наблюдается в шоу-бизнесе и различных коммерческих структурах, где с помощью ярких световых эффектов можно привлечь внимание человека. Это может быть подсветка рекламных щитов, оформление концертных сцен, создание цветомузыкальных фонтанов или огромных надписей и фигур. В некоммерческих целях светодиодную ленту с питанием 220 вольт нередко используют как декоративную подсветку в интерьерном и экстерьерном оформлении.

Приобрести данный вариант LED-ленты можно в любом специализированном магазине. Однозначно рекомендовать можно Giant4.ru, как проверенного временем поставщика качественного товара с невысокими ценниками.

Многие покупатели приобретают светодиодные ленты с AliExpress ввиду очень приятных ценников, но такой выбор крайне сомнителен ввиду низкого качества изделия.

Забегая вперед стоит отметить, что из-за конструктивных особенностей питания, светодиодную ленту на 220 вольт использовать внутри помещений не рекомендуется.

Техника безопасности и профессиональные рекомендации

1. Работая дома, следует в обязательном порядке соблюдать все необходимые правила безопасности.
2. Планируя подключить ledленту сразу определитесь, как планируете ее подсоединять к источнику электроэнергии, через usb или к сети мощностью 220в. При этом usbвход – наилучшее решение, если планируется световое оформление техники, так как позволяет разгрузить розетки. Кроме того, выбирая usb, вы получаете шанс с комфортом прикрепить подсветку к монитору, колонкам или телевизору. В то ж время питание 220 вольт является наиболее универсальным и позволяет установить подсветку в любой части дома.
3. Грамотный подбор блока питания для лент 12в или 24в – еще один важный пункт. Сразу решите, потребуется ли вам дома цветная подсветка. Если да, то нужно приобретать спецблок. В любом случае, если мощность центральной сети составляет 220 вольт, такой адаптер строго обязателен! Не забывайте, что нельзя допускать длительной работы led ленты, еще смотанной в катушку. Подключая ее для проверки к электросети 220 вольт, не оставляйте ее без наблюдения.
4. Монтируя светодиодное освещение дома, не подвергайте ленту механическим нагрузкам.

Виды

Классификация светодиодных лент на 220 В ничем не отличается от классификации низковольтных аналогов и основывается на технических параметрах. По типу применяемых чипов, высоковольтные LED-ленты, делятся на множество видов. Стоит лишь отметить, что большинство изделий изготавливаются на SMD светодиодах 2835, 3014, 3035, 3528, 5050, 5060 или же на современных, более мощных SMD 5630.

От типа и количества чипов в одном метре зависит ток потребления и световой поток LED-ленты.

Как правило, по степени защиты высоковольтные ленты делятся на два вида: IP67 и IP68. Высокий уровень защиты исключает случайное соприкосновение человека с токоведущими частям светодиодной ленты и позволяет эксплуатировать её в открытой внешней среде. Так же как и низковольтные, светодиодные ленты на 220 вольт различаются по мощности и цвету свечения.

По типу монтажа светодиодная полоска на 220 вольт может быть либо самоклеющаяся, либо не иметь клеевого слоя. Отдельно стоит упомянуть о светодиодных RGB лентах на 220 вольт, которые собираются на трёхцветных светодиодах (как правило, SMD 5050). На гибкой печатной плате они имеют 4 контакта, а их подключение происходит через специальный RGB контроллер.

Важно. В интернете часто можно встретить понятие «светодиодная лента дюралайт», которое может иметь двоякий смысл. В последнее время интернет-магазины начали так именовать светящиеся гибкие полоски с питанием от 220 В. Это не совсем правильно. На самом деле светильник дюралайт – это прозрачный шнур из гибкого полимера, внутри которого изначально располагались лампы накаливания, а теперь светодиоды. Внутреннее пространство шнура заполняют поливинилхлоридом с целью повышения прочности и степени защиты. По внешнему виду и способу применения светодиодная лента на 220v и дюралайт шнур очень схожи, что, собственно, и создаёт путаницу.

Устройство и принцип работы

На основание LED-ленты нанесены токопроводящие дорожки, которые соединяют SMD светодиоды и резисторы в единую электрическую цепь. Затем гибкую печатную плату с элементами покрывают силиконовым слоем или создают оболочку из прозрачного ПВХ.

Главная конструктивная особенность 220 вольтовой светодиодной ленты – это отсутствие понижающего преобразователя, используемого в качестве источника питания. Вместо дорогого импульсного стабилизатора напряжения, блок питание (БП) состоит только из диодного моста, расположенного в герметичном корпусе.

С одной стороны, в него входит сетевой провод, а с другой – провод с разъёмом для соединения со светодиодной лентой. Напряжение на выходе выпрямителя постоянное и составляет около 200В. Чтобы светодиоды работали без перегрузки, их объединяют в группы, компенсируя излишки напряжения резисторами.

Как правило, применяемые в LED-лентах на 220 В светодиоды имеют падение напряжения около 3,3 В, поэтому каждая группа включает в себя 60 чипов.

Напряжение после выпрямителя носит импульсный характер, что явно сказывается на качестве света. Выпрямленные импульсы с частотой 100 Гц хотя и незаметны человеческому глазу, но негативно влияют на работу головного мозга и нервной системы в целом.

Источники света со столь высоким коэффициентом пульсации нельзя использовать как основное освещение.

Казалось бы, проблему можно решить установкой емкостного фильтра на выходе диодного моста. Однако это приведёт к увеличению среднего выпрямленного напряжения до 280 вольт, что недопустимо много. Рассуждая логически, производители могли бы нарастить количество последовательно включенных светодиодов в каждой цепочке, но пока такой продукции в продаже нет.

Подключение светодиодной ленты к сети 220В схема

Чтобы запитать светодиодную ленту от сети обычной бытовой сети переменного тока 220В 50Гц нужно выполнить три условия:

• преобразовать переменное напряжение сети в постоянное;
• выровнять уровни напряжений: снизить сетевое напряжение до 12В или изменить схему подключения светодиодов, чтобы на них можно было подавать высокое напряжение;
• стабилизировать параметры электрического питания.

Проще всего использовать готовый блок питания для светодиодной ленты 12В, он рассчитан на безопасное напряжение. Но в применении этого блока питания есть и минусы: он стоит денег и собрать его не так просто, кроме того из-за низкого напряжения светодиодные ленты не стоит располагать далеко от блока питания, для компенсации потерь напряжения придется использовать толстые провода.

Второй вариант: переделать светодиодную ленту и вместо последовательно-параллельного включения светодиодов использовать последовательное. При такой схеме включения светодиодная сборка питается малым током, но при большом напряжении. Кроме того, если пожертвовать гальванической развязкой, то схема драйвера питания сильно упрощается. Внимание!!! Схемы без гальванической развязки от сети можно применять там, где нет опасности поражения электрическим током, например в сухом помещении на потолке.

Самое интересное, что схему подобного драйвера можно сделать из деталей отслуживший свой срок энергосберегающей лампочки!

Рассмотрим подключение светодиодной ленты к сети 220В схема приведена на рисунке.

Таблица номиналов элементов схемы:

• C1 – 2,2 мкФ 400 В
• R1 – 1,3 кОм
• R2 – 4,3 кОм
• R3 – 47 Ом
• VD1 .. VD4 – 1N4007
• VT1, VT2 — 13002

На схеме можно выделить три узла:

• выпрямитель переменного напряжения и фильтр на элементах C1, R1, VD1 – VD4;
• стабилизатор тока на R2, R3, VT1, VT2;
• сборка из светодиодов HL1 – HLN.

Про работу выпрямителя можно почитать здесь. В данной схеме кроме диодного моста из 4-х диодов добавлены токоограничивающий резистор R1 защищающий от бросков тока, фильтрующий конденсатор C1. При подаче на вход данного выпрямителя сетевого напряжения 220В / 50Гц, на выходе выпрямителя (на конденсаторе С1) появиться постоянное напряжение равное примерно 300В с пульсацией частотой 100Гц. Чем больше будет емкость конденсатора, тем меньше будет пульсация.

Светодиоды требуют питания стабилизированным током, часто их питают стабилизированным напряжением через резистор ограничивающий ток, например как в светодиодных лентах. Но зачем нам идти на компромиссы, если сделать стабилизатор тока, работающий при больших напряжениях проще, чем стабилизатор напряжения. Работа схемы стабилизатора тока рассматривалась тут.

И последний элемент это последовательная сборка светодиодов из ленты. Стандартная светодиодная лента собирается по схеме из трех последовательных светодиодов и одного токоограничивающего резистора. Такой участок подключается параллельно куче других таких же участков и все это подключается к 12 В. На каждом диоде падает напряжение от 3,3 В до 3,6 В, таким образом на токоограничивающий резистор остается около полутора Вольт.

Чтобы повысить напряжение участки из трех диодов включаем последовательно с друг другом, а резистора можно выпаять, закорачивать или заменять перемычками, т.е. как будет удобнее с точки зрения топологии. Внимание!!! Соблюдайте полярность, при ошибка в полярности подключения светодиода при таком напряжении будет для светодиода фатальной.

Ток которые протекает через тройку светодиодов можно примерно посчитать, разделив полтора Вольта на сопротивление токоограничивающего резистора. То есть при сопротивлении 150 Ом, ток через светодиоды составит 10 мА.

Именно такая лента со светодиодами на 10 мА попалась мне, для неё и были рассчитывать параметры драйвера. Если нужно уменьшить ток, то придется пропорционально увеличивать значение сопротивления резистора R3.

При сетевом напряжении в 220 В, описанная схема способна обеспечить последовательное подключение до 25 групп из трех диодов или 75 единичных. Если напряжение в сети часто бывает пониженным, то лучше снизить количество групп светодиодов до 20 или даже 15.

А вот и плата от энергосберегающей лапочки, откуда можно получить нужные радиоэлементы.

Лампочка разбилась, а плата осталась в рабочем состоянии.

Кстати полярность подключения диодов, выводы транзисторов можно срисовать прямо с этой платы, все что нужно там помечено. Добываем элементы из этой платы и собираем новую схему. На фото видно, что транзисторы в маломощном корпусе TO-92 такой корпус не рассеет мощность больше 600 мВт. И суммарная мощность схема с таким транзистором не позволит отдавать в нагрузку более пары Ватт. Если потребуется собрать схему для более мощной нагрузки, то транзистор VT2 должен быть в более мощном корпусе и желательно с радиатором.

Отличия от низковольтных LED-лент

Те, кто держал в руках ленту с питанием от 12 В, наверняка заметили линии разреза, нанесённые через небольшие промежутки. Резать светодиодную ленту на 220 вольт подобным образом нельзя. В ней линии разреза кратны 50 или 100 см (зависит от плотности монтажа светодиодов), то есть через каждые 60 излучающих диодов. Это первое отличие, которое имеет значение во время оформления комнат, так как из-за большей кратной длины могут оставаться ненужные «хвосты». Работа электронной аппаратуры рассчитывается на рабочее напряжение сети равное 220–230 вольт. А сколько реальных Вольт в розетке? Произведя замер обычным вольтметром, можно увидеть любое число, отличное от нормы и расположенное в диапазоне от 190 до 240. Как ни странно, такой разброс считается нормой по существующим стандартам, а значит, электроприборы должны долговременно выдерживать подобные сетевые перепады.

Так как в блоке питания светодиодной ленты на 220v не предусмотрена функция стабилизации, то светодиоды вынуждены работать на том напряжении, которое им подадут. При Uсети=220 В на выходе диодного моста будет 198 В, что идеально подходит для питания 60 светоизлучающих диодов. Если же в розетке будет примерно на 30 вольт меньше, то с учетом коэффициента выпрямления на выходе будет 170 В. Несложно догадаться, что каждый светодиод недополучит примерно 0,5 вольт, что неизбежно приведет к снижению яркости по всей длине. Повышенное напряжение сети, наоборот, перегружает каждый элемент светящейся цепочки, стараясь равномерно распределиться на каждом светодиоде.

Кратковременные сетевые перепады неспособны резко снизить рабочий ресурс изделия. Если же Uсети более 240 В считается «нормой», то лучше применить стабилизатор напряжения, чтобы LED-лента не начала стремительно терять яркость. При пониженном напряжении сети светодиодная лента на 220 В находится в щадящем режиме и может длительно эксплуатироваться без стабилизатора, но из-за низкой светоотдачи её применение становится под сомнением.

Блок питания

Светодиодные ленты могут освещать пространство перед зеркалом или монтироваться за зеркала. Полезная информация! Варианты подсветки потолка светодиодной лентой Из-за компактности для монтирования световой дорожки на потолок не нужны значительные пазы. Таким образом, необходимо определиться по световому потоку метра диодной ленты с учетом имеющихся в продаже моделей.

Евгений Для разрезания ленты используют обычные ножницы, разрез делается по специально обозначенным контурам.

При соединении нескольких отрезков последовательно напряжение конденсатора С2 умножается на их количество.

Нюансы монтажа Как выполнить подключение схемы светодиодной ленты в к сети, хорошо знают специалисты.

В результате, вместо параллельного соединения, получится цепочка из последовательно включённых отрезков светодиодной ленты, способная выдержать напряжение вольт. Отличается разнообразием световая температура и цветовая палитра свечения. Обычно такие ленты хорошо защищены от внешних воздействий, но, с увеличением надежности защиты резко уменьшается возможность охлаждения. Для приборов на 24В плотность LED-элементов достигает штук. Импульсный блок питания Такие устройства есть самодельные или фабричного производства — это лучший, хотя и самый дорогой вариант. Расчет и подключение блока питания для светодиодной ленты.

Подключение

Схема включения высоковольтных лент крайне проста.

Всю последовательность подключения можно разделить на несколько последовательных этапов:

1. Отрезается необходимая длина, кратная минимальной допустимой длине ленты.
2. В отрезанный конец светодиодной ленты на 220 В вставляется штыревой соединитель и фиксируется клеем или герметиком.
3. Соблюдая полярность, соединитель подключается к выходу выпрямителя.
4. Обратная часть отрезка закрывается заглушкой.
5. Вся конструкция проверяется на герметичность и надежность соединений.

Достоинства и недостатки

Во-первых, самым очевидным достоинством LED-ленты на 220 вольт является отсутствие громоздкого и дорогого блока питания. Его заменяет миниатюрный блочок с входным и выходным кабелем. При самостоятельном подключении к сети 220 вольт достаточно купить нужный диодный мост и тонкие медные провода или специальные коннекторы. За счёт применения высокого напряжения сила тока в нагрузке невелика, что позволяет задействовать провод сечением 0,75–1 мм2.
Во-вторых, благодаря потреблению всего 20–150 мА на метр длины, цельный кусок ленты может достигать 100 метров, что важно в создании масштабных рекламных проектов. Для сравнения, наибольшая длина низковольтной LED-ленты, запитанной с одного конца, всего 5 метров.

Основные недостатки светодиодных лент с питанием 220 вольт – ограниченная область применения из-за вредного мерцания с частотой 100 Гц и опасное напряжение, которое проходит по всей длине. Помимо этого, нельзя пройти мимо следующих очевидных минусов:

• неремонтопригодна, так как замена SMD чипа приведет к нарушению герметичного слоя;
• минимальная кратность 50 или 100 см;
• плохое качество у дешевых изделий китайского производства;
• отсутствие клеящей основы в некоторых моделях.

Итоги

Подводя итоги всему вышесказанному, обратим ваше внимание на плюсы и минусы. Плюсы таковы:

• Нет блока питания.
• Используется питающий провод малого сечения.
• Длина цельного отрезка может быть 100 м.

Подключение ленты на 220 Вольт
Теперь минусы:

• Напряжение 220 вольт, а, значит, монтаж и эксплуатация должны проводиться с высокой степенью осторожности.
• Есть определенное мерцание.
• Обрезка производится по длине кусков в 0,5: 1,0: 2,0 м. А это не всегда приемлемо и удобно.
• К сожалению, чаще выходит из строя, чем обычные модели.

Минусы говорят о том, что светодиодная лента 220V ограничена в сфере применения. Лучше всего ее использовать как дополнительное освещение, или как освещение для служебных помещений. Кто-то использует ее в качестве украшения, фасадной подсветки и так далее.