Как выбрать светодиодные лампы на 12 Вольт

Среди светодиодных источников света, приобретающих все большую популярность, особое место занимают светодиодные лампы на 12 В. Чем они отличаются от обычных led ламп и светильников? Лучше они или хуже? Сегодня мы постараемся разобраться в этом вопросе.

Виды светодиодных ламп 12 вольт и их цоколей

Все лампочки на 12 вольт можно классифицировать по следующим нескольким критериям:

• конструкция;
• цоколь;
• цветовая температура;
• мощность.

Конструктивное исполнение

Приборы изготавливаются в баллонах различной формы и габаритов в зависимости от назначения. Они могут иметь любой телесный угол покрытия световым потоком – от 100 до 360 градусов.

Герметичные лампы с сектором покрытия 120 (слева) и 360 градусов

Отдельной категорией идут открытые приборы. Они не защищены от воздействий внешней среды и, по сути, представляют собой платы со светодиодами и установленными на них стандартными цоколями.

Открытая конструкция светодиодной лампы на 12 вольт

Цоколь

Светодиодные низковольтные лампочки выпускаются с разнообразными, но стандартными типами цоколей – E27, E14, G4, G13, GU10, Т10, ВА15S, FT10, T10, H1-H11 и др. Это позволяет использовать их в стандартных светильниках без переделки последних.

led лампочки на 12 вольт выпускаются с различными типами цоколя

Цветовая температура

Светодиодные источники света на 12 вольт выпускаются разных цветовых температур. Обычно это холодный, нейтральный и теплый свет. Ты можешь выбрать необходимую тебе цветовую температуру, которая указана на упаковке.

Эта лампа излучает теплый белый свет (цветовая температура 2700 К)

Где используются

Благодаря низкому напряжению питания и большому количеству типов цоколей светодиодные лампочки на 12 вольт поистине универсальны. Они могут использоваться как для общего и точечного освещения – обычно в точечных светильниках, включая встраиваемые в натяжные потолки, так и для декоративной подсветки – наружной и внутренней. Отдельной категорией идут автомобильные лампочки, которые могут устанавливаться практически во все осветительные приборы автомобиля.

Использование лампочек на 12 вольт в автомобиле

Низковольтное питание обеспечило приборам повышенную электро- и пожаробезопасность и позволило применять их в следующих помещениях повышенной влажности , а также пожаро- и взрывоопасности:

• кухни;
• ванные комнаты;
• сауны;
• бассейны, в том числе для подводной подсветки;
• склады;
• подвальные помещения;
• под открытым небом без специальных мер защиты и прокладки проводки с повышенной изоляцией.

Схема подключения

Светодиодные светильники требуют постоянного тока напряжением 12 вольт, поэтому если на объекте такой сети нет, то придется установить специальный блок питания (БП). Подойдет используемый для питания светодиодной ленты соответствующей мощности или любой другой, выдающий постоянное, а лучше стабилизированное напряжение величиной 12 вольт. К примеру, БП от компьютера (шина 12 вольт).

Блок питания для светодиодных ламп 12 вольт мощностью 18 ватт

Подключение ламп к БП несложно, а ввиду того, что 12 вольт безопасно для человека, все работы можно выполнить самостоятельно. Для этого достаточно разобраться в маркировке вход/выход, а полярность подключения соблюдать не нужно.

Схема включения светильника на 12 вольт в осветительную сеть (полярность включения роли не играет)

При необходимости ты можешь использовать один блок для питания группы ламп. При этом лампы подключаются к источнику питания параллельно. Мощность блока питания, конечно, должна быть на 15-20% больше суммарной мощности, потребляемой всеми лампами.

Подключение группы светильников на 12 вольт к одному блоку питания

Преимущества и недостатки

Как и любые другие осветительные приборы, лампочки на 12 вольт имеют свои достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести:

1. Электробезопасность. Лампочки питаются напряжением 12 вольт, которое безопасно для человека даже при прикосновении к токоведущим частям. Благодаря этому ни осветители, ни проводка к ним не требует специальных мер защиты: электробезопасных светильников, кабель-каналов, двойной изоляции, гофрированных рукавов, дифавтоматов и пр.
2. Пожаробезопасность. Благодаря низкому напряжению питания ни светильник, ни проводка к нему не создадут опасных токов утечки, способных вызвать замыкание и пожар даже при случайном заливании их водой. Такие источники света идеально подходят для сырых помещений и помещений повышенной взрывоопасности.
3. Стандартный цоколь. Лампы на 12 вольт выпускаются со стандартными цоколями E27, E14, G4, G13, GU10 и пр. Это позволяет использовать светодиодные лампы вместо приборов других типов, к примеру, галогенных источников света без замены светильника. Особенно это актуально для автомобилистов, поскольку заменить тип патрона в фарах или подфарниках бывает не только сложно, но и порой невозможно.

При замене обычных ламп на светодиодные аналоги 12 вольт с тем же цоколем необходимо понимать, что без изменений остается только светильник. Схему подключения, скорее всего, придется изменить. Если заменяемые лампы питались другим напряжением, то необходимо установить 12-вольтовый драйвер.

Есть у светодиодных лампочек на 12 вольт и недостатки. Основные из них:

1. Необходимость в дополнительном оборудовании. Если вы не располагаете надежной стабилизированной сетью на 12 В, то при использовании таких ламп придется установить 12-вольтовый блок питания – драйвер.
2. Большое потребление тока. Вспомни формулу расчета мощности: мощность = напряжение * ток. Если 12-ваттная лампа на 220 В будет потреблять ток 12 Вт/220 В = 0.055А (55 мА), то светодиодный светильник на 12 В той же мощности «немного» больше: 12 Вт/12 В = 1 А! Это требует мощной проводки, которая должна быть минимальной длины. При большой длине проводов на них упадет напряжение, и лампы будут светить вполнакала.

Вот ты и узнал, что собой представляют светодиодные лампы на 12 вольт, а также узнал все их достоинства и недостатки. Лучше они или хуже других источников света? Я думаю, в этом вопросе теперь ты разберешься сам.

Подключение светодиода к 12 вольтам

Светодиод – это надежный элемент, который будет эффективно работать лишь в том случае, если правильно установить его. Включение светодиода на 12 вольт должно осуществляться особенно внимательно. Так, обязательно должен присутствовать токоограничивающий резистор, нельзя забывать о полярности, а также об использовании одинаковых диодов в одной цепочке.

Что это такое

Светодиоды уже давно стали популярными осветительными приборами. Это связано с их отличной энергоэффективностью и большим сроком службы (в сравнении с обычными лампочками). Кроме того, цены продолжают падать по мере увеличения производства данных изделий.

• долговечность – до 10 лет непрерывного свечения;
• прочность – не боятся ударов и вибраций;
• разнообразие – множество типоразмеров и цветов свечения;
• низкое энергопотребление – экономичнее обычной лампочки примерно в 10 раз при схожих характеристиках;
• пожаробезопасность – из-за малого энергопотребления не перегреваются, поэтому не способны привести к пожару.

LED (light emitting diode) – это аббревиатура, обозначающая светоизлучающий диод. Из школьного курса физики известно, что он полярен. Поэтому светодиод не будет работать, если не соблюдается полярность, а также есть вероятность его сгорания(случится пробой). Обратное напряжение пробоя полупроводниковой структуры составляет 4-5 вольт. При этом он все равно может заработать при правильном подключении, однако в нем начнутся деструктивные процессы, что значительно снизит срок службы.

Проще говоря, светоизлучающий диод (LED) является полупроводниковым устройством, которое светится при прохождении через него электрического тока. Поскольку свет генерируется в твердом полупроводниковом материале, светодиоды описываются как твердотельные устройства. Термин «твердотельное освещение» отличает эту технологию от других источников, которые используют подогреваемые нити (лампы накаливания и вольфрам-галогеновые), а также газоразрядные (флуоресцентные лампы).

Как выбрать светодиод для подключения к 12 вольтам

Необходимый вид диодов подбирают исходя из конкретных задач. На рынке существует множество вариантов, от индикаторных до сверхмощных. Для подсветки кнопок и индикаторов на панели приборов в авто можно использовать маломощные диоды. Для подсветки интерьера квартиры или машины применяют простые сверхъяркие. Для установки в головную оптику, дневные головные огни автомобилей или в фонарики устанавливают мощные светодиоды.

С технической точки зрения нет каких-либо ограничений по мощности и потребляемому току. Главное, чтобы напряжение диода не превышало напряжение источника питания.

Важным фактором является размер и форма корпуса. В зависимости от предназначения могут использоваться диоды в круглом корпусе или детали поверхностного монтажа (SMD). Все зависит от потребности и задач.

Какие диоды можно подключить к 12 вольтам

Для светодиодов практически нет ограничения по напряжению. Поэтому к 12 вольтам можно подключить почти любой из них. Главное — соблюдать правила. LED лампочкам обычно необходимо от 1,5 до 3,5 вольт в зависимости от цвета и яркости. Если на прилавке магазина вы встретите светоизлучающий диод на 12 вольт, то на самом деле вам предлагают сборку из нескольких кристаллов, включенных последовательно.

Варианты подключения

Самое время ознакомиться с основными вариантами подключения.

К одному резистору

Как мы уже выяснили выше, светодиод имеет полярность. Поэтому он подключаетсяк источнику питания постоянного напряжения. Самые распространенные виды потребляют около 10-20 мА. По сути – это главная характеристика детали. Вторым параметром указывают падение напряжения. Для обычных светодиодов оно находится в пределах 2-4 В.

Единственная правильная схема подключенияосуществляется с токоограничивающим резистором. Он подбирается по закону Ома. Сопротивление рассчитывается как разница напряжения источника и падения напряжения, деленная на произведение максимального тока диода и коэффициента надежности (обычно равен 0,75).

Закон Ома: «величина тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна его сопротивлению».

Также необходимо вычислить мощность резистора. Она рассчитывается по простой формуле: разница напряжения источника и падения напряжения в квадрате, деленная на сопротивлениев омах.

Последовательное подключение нескольких LED

Последовательное подключение – это установка двух и более светодиодов в один ряд. В данной схеме также используется один токоограничивающий резистор. Формула расчета аналогична для единичного диода, но падение напряжения суммируется.

Для примера возьмем наш теоретический светодиод белого цвета на 3 вольта и 20 mA. Мы последовательно подключаем три единицы. Таким образом, сумма нашего падения напряжения составит 9 вольт. Остаток в три вольта делим на силу тока в 0.02 ампера с коэффициентом надежности 0,75. В результате мы узнаем что нам потребуется один резистор на 200 Ом.

Каждый диод к отдельному резистору

В данной схеме каждый светодиод подключается к плюсу и минусу источника питания. Несмотря на то, что в Сети можно найти схемы с одним общим резистором, на практике такое решение нецелесообразно. Даже в одной партии диоды различаются по параметрам потребляемого тока и падения напряжения. В итоге мы получим разную интенсивность свечения диодов. Сопротивление рассчитывается для каждого диода отдельно.

Как узнать полярность светодиода

Рассматривая обычный круглый светоизлучающий диод, можно заметить, что два его вывода имеют разную длину. Таким образом обозначается катод и анод. Анод длиннее и подключаетсяк положительному выходу батареи или блока питания, а катод к отрицательному.

Также катод на некоторых типах корпусов может быть обозначен небольшим спилом. Бывают и исключения, поэтому всегда стоит изучать инструкцию к конкретному диоду.

Как подключить к 12 вольтам

Схема подключения светодиода к источнику питания 12 В не отличается от стандартной, но необходимо рассчитать сопротивление и мощность резистора. Для проверки или предварительного тестирования сборки достаточно одного резисторана 1 кОм.

Для примера возьмем самый распространенный тип светодиода– белый с максимальной силой тока 20 мА. По сути, вольтаж не играет особой роли. Главное, чтобы ток не превышал максимально разрешенные параметры. Падение напряжения в зависимости от модели составляет от 1,8 до 3,6 В. Для удобства расчетов возьмем 3 вольта.

Сопротивление для светодиодов

• Разница напряжение источника питания и падения напряжения – 12-3=9.
• Произведение максимальной силы тока (ампер) и коэффициента надежности – 0.02*0,75=0,015.
• Рассчитываем сопротивление(кОм) – 9/0.015 = 600 (кОм).

Расчет мощности резистора:

• Разница напряжения источника питания и падения напряжения – 12-3=9.
• Согласно формуле, возводим в квадрат – 9*9=81.
• Делим на сопротивлениерезисторав омах – 81/600=0,135 Вт.

Таким образом, нам идеально подойдет резистор MRS25 (0,6 Вт, 600 Ом, ± 1%). На середину 2020 года его стоимость составляет около 8 рублей. Обычно нет необходимости высчитывать мощность резистора. Тем не менее, это важно делать для проверки будущей сборки.

Подключение мощных LED диодов к 12В

При подключении современных мощных кристаллов или их сборок принцип не меняется. В цепи также должен присутствовать гасящий резистор. Для примера можно взять популярный на китайских торговых площадках светодиод. Это сборка из нескольких кристаллов, соединенных параллельно. Потребляемый ток составляет 350 mA, а напряжение по-прежнему 3,4 вольта.

Подставляя параметры в нашу формулы, мы легко узнаем, что нам потребуется установить резистор с сопротивлением 32 Ома и мощностью 2,2 Вт.

Эффективное подключение к одному ИП

Выше мы уже выяснили, что к одному источнику питания можно запитать неограниченное количество светодиодов. Главное, чтобы хватило мощности. Тем не менее, простое параллельное включение лампочек с резистором для каждой из них является неэффективным. Из предыдущего пункта мы увидели, что более 2/3 мощности рассеивается на токоограничивающем резисторе. Поэтому часто возникает вопрос, сколько всего светодиодов можно подключить к 12 в.

Наиболее эффективным подключением к 12 вольтам считается цепочки из трех последовательных светодиодов с одним резистором. По такой же схеме выпускаются все светодиодные ленты, работающие от блока питания на 12 В.

Проблемы при подключении

Принципиальная схема подключения светодиодов:

1. Не использовать токоограничивающий резистор. Поскольку через светодиод будет проходить слишком большой ток, он вскоре выйдет из строя.
2. Последовательное включение без резистора. Даже если вам кажется, что запитать четыре 3-вольтовых резистора к 12-вольтовой сети – это хорошая идея, вы заблуждаетесь. Из-за слабого контроля силы тока элементы быстро разрушаются.
3. Использование одного резистора при параллельном подключении диодов. Из-за отличий в характеристиках диоды будут светить с разной интенсивностью. Увеличивается скорость разрушения.

Советуем посмотреть видео на тему: Правильное подключение светодиодов.

Вывод

Надежность светодиодов гораздо выше ламп накаливания и газоразрядных моделей, но лишь при правильном подключении. Поэтому нельзя забывать о необходимости токоограничивающего резистора, который подбирается по простой форме. Также в обязательном порядке соблюдается полярность, особенно при монтаже диода к 12-вольтовой сети.

Источник http://https://lampaexpert.ru/vidy-i-tipy-lamp/svetodiodnie/lampy-12-volt
Источник http://https://svetilov.ru/svetovye-pribory/svetodiody/podkljuchenie-k-12-voltam