Как правильно подключить светодиодные светильники последовательно или параллельно

Как правильно соединить светильники

Встраиваемые точечные светильники ярко и равномерно освещают помещение и повышают эстетические характеристики гипсокартонного потолка. Несмотря на то, что обычно используют более 10 элементов, установить их достаточно просто даже своими руками. В статье мы расскажем, как соединить светильники между собой на потолке разными способами, какие типы подключения бывают и как организовать работу с точки зрения безопасности.

Меры предосторожности и инструменты

Безопасность

Все работы с электричеством проводите с выключенным током. Если материал потолка горючий, то провода выбирайте жаропрочные с маркировкой НГ. Самые надежные, которые подходят даже для помещений с повышенной влажностью и температурой, покрыты оплеткой из стекловолокна, их внутренняя изоляция сделана из особо прочной резины.

Соединения проводки должны быть надежными и изолированными, а мощность ламп подходить к техническим характеристикам кабеля, чтобы не допустить перегрев.

В продаже встречаются точечные светильники, которые функционируют от сети питания 220 или 12 В. При напряжении 12 вольт, установите трансформатор, который понижает 220 вольт до 12. Для работы вам потребуется надежная опора, куда можно встать, например,стол или стремянка.

Инструменты

Для соединения отрезков кабеля хорошо подходит обжимной пресс. Если его нет, используйте плоскогубцы.

Для проделывания отверстий в потолке из гипсокартона используйте дрель с насадкой, которая позволяет сделать ровные круглые прорези.

Для измерения расстояния между светильниками и создания разметки запаситесь рулеткой и простым карандашом.

Светильники

Выбор точечных светильников широк. Для них производители выпускают лампы разных типов (люминесцентные, галогенные или светодиодные), форм и размеров. Самые эффективные, долговечные и экономичные — LED-лампы. Рекомендуем устанавливать споты мощностью не более 40 Вт.

Последовательное подключение

Чтобы разобраться, как соединить светильники последовательно, сначала поговорим об основных этапах работы.

1. Проектирование и разметка. Запланируйте места размещения спотов на потолке до его обшивки отделочными материалами. При планировании нужно учитывать расстояние от стены — не более 60 см, между центрами — 25-30 см.
2. Если ошибиться с расположением спотов, то они могут совпасть с металлическими элементами каркаса и стыками потолочного полотна, что недопустимо.
3. Прокладка и протяжка проводов. Укладывайте проводку в специальные короба, если потолки подвесные, или закрепите на каркасе так, чтобы при сверлении отверстий ее можно было легко достать. Для натяжных потолков проводку рекомендуется спрятать в гофрошланги.
4. Выполнение отверстий. После монтажа гипсокартона или другого покрытия просверлите отверстия под каждый элемент специальной насадкой на дрель — кольцевой пилой диаметром меньше на 3–4 мм, чем внешний размер светильника.
5. Подключение. Достаньте петли провода из спотов и подключите к светильникам в соответствии со схемой монтажа.
6. Тестирование. Подключите питающий провод к выключателю, вкрутите лампочки и включите свет на выключателе. Если все приборы горят, вы все сделали правильно.

Если вам нужно подключить несколько ламп, не более 5–6 штук, подойдет последовательная схема. Для ее исполнения потребуется немного кабеля и времени, но качество освещения будет невысоким из-за того, что напряжение распределяется на все элементы. Если подключено 3 лампы к 220 В, на каждую придется по 73 В, если 5, то по 44 В.

Подобный способ подключения мы найдем в советских гирляндах. При сгорании одной лампочки перестают гореть все. Чтобы заменить электроприбор, придется проверять каждую лампочку. Из-за этих недостатков последовательная схема используется редко, однако она с успехом применяется в подъездах, где освещение на разных этажах включается одним выключателем.

Подключить кабель последовательно просто — подведите фазу поочередно ко всем лампы, а ноль проведите к выходу крайне лампы. К выключателю должна подходить фаза, которая дальше всех идет на лампочки.

У проводки из трех жил кроме двух основных проводов присутствует защитный кабель «земля». Его нужно взять напрямую с «земляной» колодки и отвести на каждый из точечных светильников к подходящей клемме.

Параллельное подключение

Самая распространенная и удобная схема — параллельная. Для нее необходим больший метраж проводки, но на все споты подается одинаковое напряжение и освещение получается одинаково ярким. Если выходит из строя одна лампа, то остальные светят. Найти место поломки очень просто.

Для предотвращения перегрева, а также короткого замыкания рекомендуется прокладывать негорючий провод ВВГ нг 2*1,5 — двухжильный, или 3*1,5 — трехжильный, если есть заземление. Способы, как соединить светильники параллельно — шлейфный и лучевой.

Шлейфное подключение

Если вы хотите использовать шлейфный способ разводки, то выведите из распредкоробки провода ноль и фазу на первый спот. От него проведите отрезок на второй, и так ко всем последующим приборам. Получается, что к каждому споту, кроме последнего, подключено по 4 отрезка.

Если нужно подключить несколько десятков спотов, можно использовать схему с двухклавишным выключателем. При данном способе потребуется больше проводки. Если у вас споты на 12 вольт, возьмите 2 трансформатора.

Лучевое подключение

Лучевое соединение более надежно, но устанавливать проводку этим способом сложнее. Вам потребуется больше кабеля. Соединение должно получиться более качественным, чтобы все провода держались там, где их закрепили. Удобный способ монтажа — с использованием клеммной колодки, когда с одной стороны проводите фазу и разводите на контакты. С другого конца подводите отрезки кабеля, отходящие к светильникам.

Похожий способ — использовать клеммники Ваго. Он прост и быстр в исполнении. Вам нужно зачистить провода и вставить их в гнезда.

Вы можете воспользоваться еще одним вариантом — скрутите провода, обожмите плоскогубцами и сварите. Соединение получается неразъемным, однако достаточно прочным.

Если вы разбираетесь в электрике, то справитесь с монтажом светильников самостоятельно. Если сомневаетесь, обратитесь к электрикам, которые рассчитают количество электроприборов на вашу площадь, правильно разметят места установки и выполнят монтаж.

Видео, как соединить точечные светильники между собой

Мы подобрали видеороликов, где наглядно показаны конструкции и способы подключения точечных светильников. В них вы найдете полезную информацию, в каких случаях выбрать последовательный способ, а в каких параллельный и какой взять кабель.

Источник

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.

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.

Источник