Как подключить светодиодную ленту к 220 В без блока питания: способ подключения LED ленты напрямую

Что нужно учесть?

Подключать светодиодную ленту напрямую к сети 220 вольт можно, но с оговорками. Следующие тезисы вытекают друг из друга.

• Не экономьте на светодиодах, как это делают производители. Как правило, умышленно ломают расчет в сторону большей яркости. Диапазон рабочего напряжения белого светодиода 2,7-3,2 вольта. Пик 3,8 — но злоупотреблять этим не стоит. Итак, для белого светодиода берем напряжение 3 В.

При использовании красного, зеленого и синего этот параметр колеблется в пределах 1,8-2,2 вольта, в среднем всего 2.

• Чтобы собрать последовательную гирлянду, нужно с запасом подобрать количество светодиодов. В характеристиках многих бытовых приборов указано рабочее напряжение 220 В — с точностью до 10 %. То есть это диапазон 198-242 В.

Берем верхний предел, так как напряжение в сети часто чуть больше 220 В.

• Для белых светодиодов, разделив 242 — и примерно 240 — на 3 вольта, мы получим 80 светодиодов. Производители часто включают только 60 в один диапазон высокого напряжения. Расчет простой — экономия на количестве светодиодов.

При нормальном расчете их должно быть заметно больше. Расчет производителя: 240 вольт разделить на 60, что равняется 4 вольтам на светодиод. Это явно много: каждый из них светит больше, чем в пиковом режиме, отсюда перегрев и частый (после нескольких месяцев эксплуатации) выход из строя всей полосы.

Это делается для того, чтобы потребители чаще покупали светодиоды, а их производители получали сверхприбыль. Помните: лучше делать это раз в 25 лет, чем менять каждые 4 месяца.

Правильно заряженный светодиод прослужит заявленные 25-60 тысяч часов, как обещает реклама, и не сгорит через 1,5-3 тысячи.

• Многих пользователей отталкивает тот факт, что на ленте в любой момент может оказаться высокое напряжение, вызывающее болезненные удары током при случайном прикосновении к токоведущим контактам.

Следовательно, такая световая полоса должна быть тщательно изолирована (герметизирована) для защиты от высокого напряжения.

• Светодиоды, подключенные к бытовой сети, мерцают с частотой 50 герц. В течение короткого времени — секунд и минут — глаза не реагируют на мерцание. Чуть заметнее становится, когда пользователь смотрит боковым зрением — как бы невзначай, мимоходом — на мерцание светодиодов.

Дело в том, что по сравнению с лампой накаливания светодиод, как и люминесцентная вакуумная лампа, является малоинерционным устройством. То есть, чтобы погасла вспышка, создаваемая полупроводниковым кристаллом, требуется меньше времени, чего нельзя сказать о более медленном свечении и угасании вольфрамовой нити накаливания лампы накаливания.

Разрядные устройства также не требуют большего времени при переключении полупериодов переменного тока – они гаснут практически сразу.

• Для уменьшения эффекта мерцания светодиоды включаются попарно — перед прозвоном гирлянды распределяются попарно — встречно-параллельно. То есть второй светодиод в паре включается по отношению к первому «задом наперед».

Это позволяет уменьшить «скачки» обратного тока и напряжения, которые при выбрасывании последнего в сеть могут «пробить» любой из них. Пары противоположных элементов, из которых собрана лента, увеличат частоту пульсации вдвое — до 100 Гц.

Параллельно ленте можно подключить переменный (неполярный) конденсатор с запасом на 400 В.

• Светодиоды даже из одной партии немного отличаются по оптимальному напряжению питания и току. Вы, наверное, заметили, что подключение светодиодов от разных зажигалок также приводило к тому, что они светились немного по-разному, выключаясь совсем при разном напряжении: одному хватало 2,39 В, другому гасло при 2,34 и так далее.

Не используйте светодиоды из разных партий — может получиться разное свечение.

• Чтобы полностью избавиться от пульсаций, нужен высоковольтный диодный мост, он подключается напрямую к сети, а на светодиоды уже подается постоянное напряжение 220 В, что полностью исключает пульсации. Параллельно светодиодной ленте включается конденсатор с запасом до 400 В.

Встречное, спаренное подключение светодиодов здесь уже не нужно — половина из них была бы бесполезна из-за их противоположной полярности.

Возможно питание светодиодов переменным током. Они не пострадают от этого. Самое главное — обеспечить запас на случай повышения напряжения. Однако пульсация света уже после первого часа нахождения в помещении с таким светом будет утомлять не только глаза, но и мозг пользователя. Это как работать на старом ЭЛТ-мониторе на 50 Гц — с таким подходом дается серьезная головная боль.

Этапы подключения

Этапы монтажа и пуско-наладки диодной ленты включают в себя следующее: нарезка ленты на нужную длину, присоединение контактов (если есть), электрическая сборка всей схемы и проверка на герметичность перед включением. Неправильное выполнение работ на любом этапе грозит обрывом ремня, поражением находящихся рядом людей электрическим током или случайным возгоранием.

Нарезка ленты нужной длины

у диапазона 220 вольт есть важное отличие: длина кластера за счет большего количества — не единиц, а десятков светодиодов — вынуждает потребителя отрезать значительные площади. При подключении ленты напрямую в розетку производители оставили по 60 светодиодов на фрагмент. Если светодиоды сдвоенные (последовательные, а не параллельные пары), количество светодиодов можно уменьшить до 30.

Это означает, что на каждый из них отводится 7,5-8 вольт (правильно — не более 6,6). Это парное и последовательное соединение распространено в стандартных цоколях ламп, где драйвер выдает от 40 до 80 вольт постоянного тока (6-12 двойных последовательно-парных светодиодов).

Каждый производитель придерживается своей тактики, но вывод остается один – светодиоды соединены последовательно. Параллельно включенных последовательных групп здесь нет, так как за первое принимается выпрямленное (постоянное) напряжение 220 вольт, полученное от переменного, на котором работает бытовая осветительная сеть.

Для этого на ленте имеются специальные метки, на которых уменьшается слой герметика, чтобы потребителю было удобно разрезать ленту и зачистить провода припоя от изолятора.

Установка и закрепление коннектора

Для удобства световой блок снабжен контактами. Это дает возможность, не нарушая пайки и не разрезая провода, быстро перенести подвеску с лентой, кабель с вилкой в ​​другое место. Для лент, которые устанавливались в течение значительно длительного периода времени, можно использовать и «слепую» пайку — лента не переместится на новое место, а значит, вставлять контакты не имеет смысла.

Наиболее надежными считаются паяные (неразъемные) соединения по всей длине проводов и светового блока — в отличие от незакрепленных клемм они не искрят, так как соединены наиболее основательно и не снимаются при выключении.

Разъемы припаиваются к проводам или обжимаются с помощью специального инструмента, подобного тем, которые используются для зачистки и обжима витых пар в компьютерных и серверных сетях, работающих по протоколам и стандартам локальных компьютерных систем.

Подключение проводов к выпрямителю

Провода от светодиодного блока к розетке должны быть подключены к выпрямителю. Если игнорировать выпрямитель, свет от такой световой полосы будет мерцать. Провода от световой полосы подключаются к «плюсу» и «минусу» диодно-выпрямительного моста. Последний включает в себя 4 высоковольтных диода, рассчитанных на мощность от десятков до сотен ватт.

По схеме даже литой мост (установка выпрямителя в неразъемном водонепроницаемом корпусе) предполагает подключение к светодиодной ленте встречно-параллельно диодных катодов и анодов (две точки на принципиальной схеме) и включение Диодные выводы «вышли из строя» (катод одного к аноду другого) подключены к источнику переменного напряжения.

Можно также использовать однополупериодный выпрямитель (один диод), но тогда пульсации будут возникать с частотой 50, а не 100 Гц, так как срезается отрицательная полуволна (полупериод переменного тока).

Двухполупериодный выпрямитель (два диода) также приведет к ненужным потерям тока, поэтому лучшим вариантом считается диодный мост (4 выпрямительных диода). Для сглаживания пульсаций используется конденсатор, включенный параллельно «плюсу» и «минусу» выпрямителя.

Проверка герметичности

Промышленные ленты помещаются в силиконовую или полиэтиленовую оболочку, по толщине которой помещается сама лента. Похоже на плоскую трубку. На нем не должно быть никаких проколов, повреждений. Дело в том, что при попадании, например, в бассейн постоянного напряжения из-за повреждения защитной оболочки пояса в процессе эксплуатации, это может привести к гибели людей, пришедших купаться.

Несмотря на то, что вода в целом не проводит электричество, она не подвергается принудительной дистилляции, а значит, содержит примеси, а контакт с живой водой опасен для находящихся в бассейне людей.

Многие владельцы бассейнов и аквапарков используют для подсветки воды водонепроницаемые световые ленты IP-68 – это создает красивый и презентабельный вид, но такая инициатива требует тщательной перепроверки светотехнического оборудования перед опусканием последнего под толщу воды.

Возможные ошибки

Не используйте световые полосы класса IP-40 во влажных местах, а тем более под водой. Установка световой ленты в ванной потребует установки устройства защитного отключения, что может спасти жизнь человеку, принимающему ванну.

Если вы собираете световые ленты самостоятельно, пересчитайте количество светодиодов по указанным выше параметрам. Не торопитесь, исходя из методов производителя — многие, особенно китайцы, экономят на количестве светодиодов, чтобы их продукция чаще перегорала и менялась полностью. Запомните простую истину — 3 вольта для белого и 2 для цветного светодиода.

Инфракрасные и ультрафиолетовые светодиоды питаются совсем другим напряжением, они вам в данном случае не нужны, если вы не используете приборы ночного видения. Оптимальный вариант – 80 белых или 120 красных, зеленых, синих светодиодов. Можно взять чуть больше, если у вас часто высокое напряжение (чуть ли не до 250 вольт, что объясняется неполной нагрузкой и максимальной близостью к подстанции).

Лучше получить чуть меньше света — чем каждый сезон менять всю полосу. Для привода ленты на 12, 24 или 5 вольт используется аналогичная методика расчета.

Подключение светодиодной ленты к 220 Вольт

Светодиодные ленты на 220 В – это специфический тип линейных светильников, предназначенных для освещения протяженных участков длиной 50, 100 и более метров. Для подключения к сети 220 В не нужно использовать стандартный блок питания, что является существенным преимуществом ленты.

Однако прямое подключение не допускается, так как светодиоды питаются от источника постоянного тока, а в сеть подается переменный ток. Поэтому выпрямитель (диодный мост) все равно будет необходим. Обычно используется специальный провод с установленным на нем готовым выпрямителем, представляющим собой небольшой компактный блок на проводе.

Такие ленты можно использовать для решения различных задач:

• яркое обрамление контуров и фасадов зданий;
• ландшафтный дизайн;
• отделка ограждающих конструкций;
• освещение стен в больших залах, концертных залах;
• освещение рекламных конструкций, конструкций.

Эти ленты относительно дешевы и просты в использовании, но их нельзя использовать на небольших площадях. Если обычную диодную ленту можно разрезать на фрагменты из трех элементов, которые обозначены на подложке специальными метками, то устройства с прямым питанием от сети можно разделить только на фрагменты по 50 см, 1 м или 2 м. Это связано с тем, что каждый светодиод потребляет 3 -3,5В

На участке длиной 1 м их 60, что в сумме составляет ок. 220 В (с учетом нестабильности сетевого напряжения). Другие типы светодиодов могут потреблять больше или меньше энергии, поэтому каждый тип ленты можно нарезать на разную длину.

Интересно! Есть возможность подключения к сети 220 В обычной ленты. Для этого необходимо разрезать его на участки по линиям разреза, нанесенным на подложку. Обычно каждый сегмент содержит три светодиода. Понадобится такое количество сегментов, чтобы общее потребление в сумме составило 220 В. Каждый сегмент подключается последовательно к следующему по принципу – минус первого припаивается к плюсу второго, минус первого второй плюс третий, и так далее

Затем на соответствующие контакты подается выпрямленное с помощью диодного моста напряжение 220 В — плюс на одном конце цепи, минус на другом. Этот вариант позволяет получить ленту сравнительно небольшой длины, но требует соответствующей подготовки, что не всем понравится.

Читайте также: Сварочный трансформатор: расчет, устройство и схема

Достоинства и недостатки ленты 220 В

Светодиодные ленты с прямым питанием 220В имеют важные преимущества:

• не требует использования источника питания;
• способен обеспечить светотехническое оформление длинных участков;
• относительно дешев и доступен;
• демонстрируют хорошие показатели в уличных условиях, особенно при низких температурах воздуха.

Говоря о преимуществах светодиодных лент на 220 В, следует упомянуть и о недостатках. Их много:

• большая длина ленты является не только важным преимуществом, но иногда и серьезным недостатком. Подсветить таким устройством небольшой сегмент не получится;
• ленты, рассчитанные на питание от 220 В, не имеют липкого слоя, что несколько усложняет монтаж;
• простое соединение имеет один недостаток — отсутствие гальванической развязки ленты, что становится опасным и требует надежной изоляции всех соединений. Кроме того, для исключения риска поражения электрическим током требуется защита не ниже IP67;
• нагрев светодиодов достаточно велик, и возможности отвода тепла у них практически нет. Обычно такие ленты хорошо защищены от внешних воздействий, но с повышением надежности защиты возможность охлаждения сильно снижается. Это является причиной его использования в основном в уличных условиях;
• выпрямитель, встречающийся в штатной силовой сети, не имеет сглаживающего конденсатора. Это сделано ради компактности, но в результате при включении светодиоды начинают мерцать с частотой 100 раз в секунду (100 Гц) невооруженным глазом это не заметно, но человеческий мозг способен воспринимать мерцание этой частоты. Оказывает негативное воздействие, по санитарным нормам его следует выбросить;
• стоят такие светильники недорого, что означает использование некачественных материалов. Силикон, нанесенный на ленту для защиты от влаги, издает заметный запах, который усиливается при нагревании. Это еще одна причина доминирующего использования на улице.

Количество минусов перевешивает плюсов, но это не так страшно, как может показаться. Назначение светодиодных лент на 220 В – освещение наружных конструкций значительной протяженности. Некоторые недостатки ленты таким образом просто сглаживаются – например, нагрев или запах силиконового покрытия. Мерцание также мало влияет на органы восприятия людей, так как такое фоновое освещение уже давно никто не рассматривает.

Заметным недостатком является невозможность прямого подключения RGB-ламп. Каждый из них фактически представляет собой три картриджа, которым требуется отдельное питание. Световые эффекты, демонстрируемые разноцветными рисунками, управляются контроллером, подключенным параллельно источнику питания.

Без него не обойтись – будет гореть либо только один цвет, либо все три сразу. Кроме того, размер RGB-лент не превышает 5 м, что слишком мало для уличных инсталляций.

Как избежать ошибок

подключение светодиодной ленты к сети 220 В без блока питания не представляет принципиальной сложности, но здесь возможны серьезные ошибки. К ним относятся:

• без выпрямителей. Подключение ленты к сети без промежуточного диодного моста приведет к выходу из строя светодиодов. Это надо хорошо знать и либо использовать готовый провод с установленными выпрямителями, либо подключать через самодельное устройство. Второй вариант может быть даже предпочтительнее, так как позволяет установить сглаживающий конденсатор для устранения мерцания;
• неправильное соединение отдельных кусков при сборке ленты. В этом случае одна из секций будет отрезана от общей цепи, что приведет либо к выходу из строя всей полосы, либо к отсутствию свечения до устранения неисправности;
• отсутствие надлежащей защиты создает риск поражения электрическим током. Если на обычном типе ленты напряжение 12 В, то на рассматриваемые лампы подается 220 В, что опасно для жизни. При самостоятельном монтаже перед первым подключением необходимо тщательно изолировать все соединения и сами фрагменты от контакта с влагой и от случайного контакта с людьми при монтаже, включении или в других ситуациях.

Важно! Следует соблюдать основное правило – до завершения монтажных работ ленту нельзя подключать к сети. При обнаружении дефектов при первичном пуске устранение проводится также при отключенном питании.

Важные нюансы управления яркостью

Длинные специальные полосы на 220 В не имеют блока управления, хотя при необходимости их можно затемнить. Яркость светодиодов меняется в зависимости от напряжения питания. Здесь важно не выйти за пределы возможностей, хотя в типовом исполнении для этого необходимо, чтобы в сети было не 220 В, а намного больше. По мере падения напряжения уменьшается яркость свечения, что можно использовать для создания световых эффектов.

Если используется лента, собираемая самостоятельно из отдельных фрагментов, необходимо следить за тем, чтобы все они были одинаковыми. Если соединить отрезки разной длины и, соответственно, с разным количеством светодиодов, лента будет светиться неравномерно — короткие отрезки будут гореть ярче, а более длинные — тусклее.

Чем больше будет разница длин фрагментов, тем заметнее будет отклонение в режиме работы. При этом возможность подключения диммера для таких светильников присутствует в той же степени, что и для специализированных длинных диапазонов.

Топ-3 лучших производителя ЛЕД лент на 220 в

Однозначно назвать лучших производителей сложно, так как общих критериев оценки таких устройств просто нет. Среди достойных фирм американские, европейские и китайские компании. К лучшим из них условно можно отнести следующие бренды:

• КРИ. Это американская компания, которая работает с 1987 года, то есть практически с момента появления светодиодных ламп. Сегодня CREE производит большое разнообразие светодиодных светильников, значительную часть которых составляют ленты;
• ОСРАМ. Это известная компания, которая является одним из европейских лидеров в производстве светотехники и особенно полупроводниковых лампочек. Продукция компании известна своей заметно высокой стоимостью, но качество их ламп вполне соответствует запрашиваемым ценам;
• ЭРА. Российская компания, основанная в 2004 году, представляет вполне конкурентоспособную продукцию, которая высоко ценится пользователями как в нашей стране, так и в соседних республиках. Привлекательной чертой светодиодных лент этого бренда является невысокая цена при вполне достойном качестве, что подтверждает устойчивый спрос.

Выбор ремешка в первую очередь должен производиться исходя из технических характеристик. Название компании служит лишь гарантией соответствия заявленных и фактических параметров товара.

Разновидности моделей светодиодных лент на 220 В

Светодиодная лента 3528

В зависимости от назначения и функций светодиодной ленты могут применяться светодиоды 3528, 5050, 2835, 3014 и 5630. Наиболее распространены модификации 5050 и 3528, остальные встречаются реже и обычно заказываются у азиатских поставщиков.

Среди основных параметров светодиодов на 220 В стоит отметить:

1. Возможность многократной резки с шагом 50 см — 50, 100, 150, 200 см и т д. Попытка отрезать меньшую длину приведет к поломке устройства.
2. Мощность на метр длины.
3. Степень защиты от повышенной влажности.
4. Цветовая температура испускаемых лучей.

Помимо стандартных полос с белым свечением, выпускают модели RGB с красной, зеленой, синей и желтой подсветкой. В общем, это три одноцветных светодиода с разными оттенками, у которых общий контакт для питания и разные контакты для регулировки освещения.

Для подключения такого осветительного прибора необходим RGB-контроллер на 220 В.

Степень защиты светодиодного освещения может соответствовать стандартам IP67 или IP68. Благодаря корпусу из герметичной силиконовой трубки, осветительный прибор можно эксплуатировать в условиях повышенной влажности при любой температуре окружающей среды.

В зависимости от степени жесткости основания, лента может использоваться как самостоятельный блок освещения или как отдельные модули, из которых создаются уникальные конструкции светильников.

Некоторые модели светодиодов изготавливаются с клейкой лентой на основе акриловой ленты, что значительно ускоряет монтаж и фиксацию сегмента.

Преимущества и недостатки

Из-за запаянной оболочки ленту трудно ремонтировать

Среди преимуществ стоит отметить:

1. Возможность подключения без источника питания.
2. Хороший эффект — фрагмент в 10 м обеспечивает освещение мощностью 70 Вт при минимальном энергопотреблении.
3. Низкие затраты на установку за счет использования тонких проводов для слабого тока.

Ограничения в использовании светодиодных лент могут быть вызваны следующими факторами:

• сложность ремонта из-за герметичности корпуса;
• резать только на несколько длин, которые могут быть избыточными или недостаточными для конкретного объекта;
• частота мерцания 100 Гц, что при длительном воздействии света может привести к ухудшению самочувствия;
• напряжением 220 В, что требует особого внимания при монтаже и эксплуатации ремня.

Рекомендуемая область использования светодиодов – вспомогательное или резервное освещение помещений домов и квартир: кухонь, ванных или саун, коридоров или гаражей. Также может использоваться в качестве декоративного элемента — для подсветки зданий, рекламных вывесок, элементов декоративных конструкций и скульптур, сценического оформления и так далее

Монтаж светодиодной ленты

При подключении светодиодной ленты необходимо соблюдать полярность

В процессе подключения ленты следует учитывать ряд требований:

• соединение фрагментов должно осуществляться с учетом полярности;
• допускается соединение секций с помощью разъемов или пайки при воздействии на ленту не более 10 секунд при температуре не выше 260 градусов;
• лента для наружного монтажа должна иметь качественную влагозащиту;
• поверхность для укладки и приклеивания ленты должна быть сухой, обезжиренной и чистой;
• минимальный радиус изгиба 2 см, за исключением единичного изгиба в области, где нет электронных компонентов;
• последовательное соединение возможно только для сегментов длиной до 5 м; для более длинных фрагментов используется схема параллельного соединения.

Диапазон рабочих температур светодиодов от -40 до +50ºС. Срок службы ленты 50 000 часов без снижения яркости свечения.

Устройства для подключения LED-ленты к 220 В

Блокировка импульсной силы

Для диапазонов с напряжением менее 220 В исключается прямое подключение к розетке. Из-за высокого напряжения светодиоды сразу перегорают. Поэтому подключение к электросети осуществляется с помощью вспомогательных устройств:

Импульсные блоки питания

Достаточно дорогой, но самый надежный вариант. Блок питания обеспечивает стабильное напряжение и исключает мерцание света из-за пульсаций тока. Модели БП нового поколения оснащены диммерами и пультами дистанционного управления, которые позволяют регулировать яркость освещения на расстоянии. В качестве допустимой альтернативы для подключения светодиодов можно использовать блок питания от «системного блока» вашего компьютера.

Трансформатор 220/12

Трансформатор для ледяной ленты

Устройство состоит из понижающего трансформатора, конденсатора и выпрямительного моста. В нем напряжение падает и выравнивается за счет сглаживания пульсаций. Самостоятельно изготовить трансформатор можно из старого ресивера или лампового телевизора. На базовую модель необходимо намотать вторичную обмотку 12В и собрать модель вместе с диодным мостом или конденсатором.

Токоограничивающий конденсатор

Способ подходит только для подключения к сети небольших отрезков ленты, которые предназначены для роли ночника или ночника. Если увеличить длину отрезка, увеличится потребляемая мощность устройства, использование экономичных светодиодов будет нецелесообразно. Кроме того, избыточное потребление 220 вольт электропитания требует принятия дополнительных мер электробезопасности.

Основные выводы

Светодиодные ленты, подключаемые к сети 220 В без использования блока питания, сокращают количество используемого оборудования и обходятся без дорогостоящих устройств. Но взамен пользователь получает существенные ограничения по площади подключения и уровню безопасности подсветки.

Специфика готовых высоковольтных изделий делает их пригодными для наружной установки в рекламных и декоративных целях, но практически исключает их применение внутри зданий. Вы можете задать вопросы или поделиться своим мнением в разделе комментариев.