Каким напряжением питать светодиодную ленту?
Те, кто сходу пожелает напомнить про 12 вольт, пусть идут лесом — причина моего вопроса вовсе не маразм (это в сторону Vlad_Petr и Tadasа, упреждая их «безусловные» рефлексы), тут есть техническая подоплёка. В принципе, я уже ставил этот вопрос в теме «Светодиодное освещение», но во-первых, обсуждение там получилось невнятным, а во-вторых, найти там что-то нужное, когда тема разрослась до размера более 200 страниц, не представляется возможным. Такую всеобъемлющую тему надо разбивать на более мелкие, что и делаю.
Итак, начнём с 12 вольт.
1. При таком напряжении получается приличный недобор по мощности. У меня 5-метровые ленты со штатной мощностью 4,8 Вт/м и штатным током 2 ампера потребляли почему-то около 1,3. Правильные 2 ампера выходят только при напряжении около 13, светимость при этом чуть ли не вдвое выше, чем при 12.
2. Гасящие резисторы групп диодов тоже показывают, что ток по 20 мА на группу не получается при 12 вольтах. Посчитайте сами, их номинал — 130 ом, а напряжение на каждом диоде при 20 мА — около 3,4. 3,5 вольт.
3. Ещё один довод — падение вдоль ленты. Если диоды с запиточного конца с грехом пополам ещё светят и при 12, то с противоположного конца имеем не свет, а жалкое его подобие. Вывод — надо повышать. Вот только насколько.
4. И наконец, штатные БП для лент: у них нет регулировки, да ещё зачастую указан допуск на выходное напряжение — например, 12 в +/- 2%. Получается, что параметры ленты и параметры БП вступают в противоречие, поскольку от штатного БП штатную мощность ленты никак не получить. Понятное дело, с таким питанием имеем выигрыш в долговечности диодов, но ведь некоторым нужна не долговечность, а нормальный свет.
Неправильный вывод. Надо запитать ленту с двух концов а то ещё и посередине подключить. От одного БП параллельными толстыми подводами. Напряжение подавайте любое, сколько не жалко 
Раз долговечность не нужна
причина думпаю в том что ленты расчитаны на питание от акб напряг которого
13.8
Спец: Те, кто сходу пожелает напомнить про 12 вольт, пусть идут лесом
И правильно, бо как правило при 12в будет недобор по току, а след и яркости свечения
даже на коротких лентах.
Желательно точно определиться с маркой диодов на ленте.. их рабочим током
при котором и получается максимальная отдача.
Некогда пытал, но короткие.. порядка 30мА на диод получал лишь при напряжении около 14в..
при снижении до 13в яркость снижалась но почти незаметно.. ток на диод при 13в уж не помню..
При 12 яркость снижалась заметно.. а светились и при 8-9 в..но лишь светились
Точно какие токи на диод..при каких напряжениях получались уж не скажу.. давно было,
и эксперимент проводился лишь ради интереса.. чи от нехр. делать.
Вот чел пишет. но для какой ленты с какими диодами, хрен его >
. Изменение будет незначительное, так как в светодиодной ленте установлены токоограничителтные резисторы. Подсчитаем и получаем:
При 15В — ток одного светодиода 35мА.
При 10В — ток одного светодиода 25мА.
Разница по яркости (она меньше чем по току) при этом не более 10%.
Но и определять на глаз отдачу без люксметра..эт же «глазная точность»
Да и БП желательно с регулируемым напряжением, лишь тогда и можно будет вогнать диоды в раб. режим,
но и то не на всю длину в 5м, если питать лишь с одного конца..
Однако..теория, точнее что..да как получали.. пусть уж практики рассказывают,
что получается по току.. яркости по люксметру от массово продающихся 12 вольтовых.
Кому важно..нужно..
Покупает.. измеряет , а не гадает..
http://gamesalor.com/GoodsInfo.aspx?id=4339
У нас..ближе и быстрей. но в три раза дороже >
http://phodox.ru/index.php?route=product/product&product_id=386
Одна «проблема» — пока не нужен
По ходу накопался >
Калькулятор для расчета параметров токоограничивающего резистора для LED
(Здесь > http://ydoma.info/lampy-svetodiody-smd-spravka.html)
В итоге:
U — 12В
U 1 led — 3.4В
Кол.послед — 3 led
Макс. J led — 20мА
Сопротивление резистора = 90 Ом, мощность= 0,04 Вт.
.
Макс. J led — 25мА
Сопротивление резистора = 72 Ом, мощность= 0,05 Вт
.
Макс. J led — 25мА
Сопротивление резистора = 60 Ом, мощность= 0,05 Вт
————
Напряжение источника питания U, В: 12.8
.
Макс. J led — 20мА
Сопротивление резистора = 130 Ом, мощность= 0,05 Вт
====
Напряжение источника питания U, В: 12
Макс. J led — 13.8мА
Сопротивление резистора = 130 Ом, мощность= 0,05 Вт
———————————————————————-
Думайте дальше., внимательно
Спец: Ещё один довод — падение вдоль ленты.
См.: http://pro-radio.ru/urbanism/10396-174/#2013/04/28/19-16-16
На первом фото видны допаянные мною дополнительные шины питания.
Спец: штатные БП для лент: у них нет регулировки
1. Штатных не бывает, бывают просто БП на 12В. А надпись «для светодиодных лент» — это всего-лишь реклама.
2. У меня есть переменный резистор для регулировки (открытая конструкция).
Вывод: если требуется регулировка: нужно выбирать либо с ней либо вскрывать корпус и если ее нет — добавлять.
Вчера в туалете наклеил ленту, подключил подручный БП 12В 2А (в вилке). Светит хорошо, но БП раскаляется. Снизил ток до 1,1А. Температура в норме, освещенность достаточная. Так как манипуляции с БП выполнял с снаружи помещения и за закрытой дверью, то резкого скачка яркости увидеть не смог, но света осталось по прежнему достаточно. Так и оставил. Ток через светодиод составил порядка 50% от номинала, но при этом света оказалось вполне достаточно.
Очевидно, Вы не видели комплектов в блистере. Там катушка с пятью метрами ленты и БП. Я считаю, что исходной точкой для использования ленты должно использоваться напряжение её питания, а не ток.. Написано 12 — значит двенадцать и подаём.
Мне кажется, что надпись «12В» следует считать не значением напряжения а отношением к классу БП.
«220В» — сетевое, значение которого считается допустимым в пределах -20%. -10% или 176В. 242В.
«12В» — аккумуляторное, реальное значение которого лежит в пределах 12,9В. 14,7В.
«3,6В» — литиевый элемент с пределами 3В. 4,2В.
И так далее.
То есть, с одной стороны для ленты на «12В» требуется БП с напряжением от 12,9В до 14,7В, но при питании от сети, когда выходное напряжение БП легко может быть стабилизировано, привязка получается однозначной — именно 12В. Ну ещё производитель может учесть падение на проводах и выставить 12,6В согласно бывшему ГОСТ-у.
По этому и получается, как бы, несоответствие.
Я вот тоже проводил эксперименты, для дугого форума, вопрос был в падении напряжения на проводниках ленты длинною 12м, повторю здесь:
Итак, светодиодные ленты белые, 120 светодиодов 3528 на метр, по три светодиода последовательно плюс резистор 150 Ом и такие ветки впаралель.
При 12В потребляют 0.8А на 1 метр (20 мА на один светодиод, но поскольку по три включены последовательно, то 20 мА на ветку из трёх диодов).
Сопротивление ленты белая, без покрытия — 0.15 Ом/м, белая в силиконе — 0.17 Ом/м.
При расчёте падения надо учитывать, что падать будет на обеих проводниках. С другой стороны, ток вдоль длинны ленты будет уменьшаться постепенно, так как будет ответвляться в светодиоды. Думаю, в таком случае можно падение делить на 2, т.е. считать только по одному проводнику.
Падение, получается, около 0.1В на 1 метр. Т.е. на 12 метрах такой ленты упадёт 1.2В. что очень много.
Снял ВАХ светодиодной ленты и привёл к 1 метру, вот:
Еле заметное свечение диодов появляется при напряжении 7В.
Если учесть, что в рабочем диапазоне яркость светодиода прямопропорциональна току, то уменьшение напряжения на 1 В приведёт к уменьшению яркости где то на 35%.
Как видно из ВАХ, для моих лент номинальное напряжение 12,5В
Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.
Источник
Кабели для светодиодных лент
Расскажу об одном важном моменте, а именно про то, как считать сечение кабеля, необходимого для подключения светодиодной ленты.
В начале важная мысль, которая, я надеюсь, всем известна: сечение кабеля зависит от проходящего по нему тока.
Не напряжения и не мощности, а тока. Который в амперах. Можно легко найти таблицы, которые сообщают нам, какой предельный ток можно пускать по кабелям различного сечения:
- Кабель сечением 0.5 мм2 — 6 ампер
- Кабель сечением 0.75 мм2 — 10 ампер
- Кабель сечением 1 мм2 — 14 ампер
- Кабель сечением 1.5 мм2 — 15 ампер
- Кабель сечением 2 мм2 — 19 ампер
- Кабель сечением 2.5 мм2 — 21 ампер
Исходя из этого на силовые нагрузки напряжением 220 вольт на кабель сечением 1,5 мм2 ставится автомат 10А, а на кабель сечением 2,5 мм2 ставится автомат 16А. Запас учитывается потому что автомат при номинальном и бОльшем токе сработает не сразу, а чуть погодя. А нам хотелось бы, чтобы по кабелю не шёл максимально допустимый ток. К тому же, кабель, на котором написано 2.5, может в реальности быть не 2.5, а меньше.
Поскольку мы говорим о светодиодной ленте, то напряжение у нас не переменное, а постоянное (ленту с питанием 220 вольт не берём в расчёт), и очень важно понимать, что сечение кабеля мы выбираем не по максимальному току, который может выдержать кабель, а по падению напряжения в кабеле.
Падение напряжения в кабеле
У кабеля есть, как у любой резистивной нагрузки, сопротивление. То есть, когда ток проходит по нему, часть электроэнергии превращается в нагрев самого кабеля. Ток, в замкнутой цепи согласно законам физики, всегда постоянен, а напряжения уменьшается. То количество вольт, на которое уменьшается напряжение при прохождении нагрузки, называется падением напряжения.
Как можно посчитать падение напряжения в кабеле? Вспомнив физику.
У кабеля есть некое значение его удельного сопротивления. Это количество ом на миллиметр квадратный сечения кабеля на метр длины. Чем больше, длина, тем больше сопротивление. Чем больше сечение, тем меньше сопротивление. Измеряется в Омах, можно понятнее представить как Ом*мм2/м, так оно чаще всего и обнаруживается в интернете. Мы возьмём за некое усреднённое значение сопротивление силового кабеля 0,018 Ом*мм2/м. Для более точных расчётов можно подставить сопротивление конкретного кабеля.
Полное сопротивление кабеля равно удельное сопротивление * длина / сечение *2
Умножаем на два потому, что относительно источника напряжения надо считать длину жилы до нагрузки и обратно. Либо можно брать длину кабеля сразу с учётом этого.
U = I * R, поэтому падение напряжения равно сопротивлению кабеля * ток.
Напряжение, которое приходит на нагрузку, равно напряжению питания источника минус падение напряжения.
Это важный момент! Падение напряжения зависит от тока. Иногда спрашивают: какое может быть расстояние до датчика движения? Оно может быть очень большое, потому что ток потребления датчика движения очень маленький. Для Colt Quad PI это 12 миллиампер. То есть, если используем кабель сечением 0,22мм, то для падения напряжения на 1 вольт нужен кабель длиной 500 метров.
Второй вывод выходит из первого: падение тем меньше, чем больше напряжение. Почему для передачи электроэнергии на большие расстояния используются высоковольтные линии? Потому что если передавать 220/380 вольт, то напряжение быстро упадёт. Надо использовать очень толстый кабель, но дешевле ставить трансформаторные подстанции.
Допустимое напряжение светодиодной ленты
Я провёл эксперимент: подключил 24-вольтовую ленту к источнику напряжения и стал понижать напряжение. Фотографиями не передать изменение яркости свечения, надо вживую смотреть и сравнивать. Вывод такой: при 22 вольтах лента горит тусклее, но только немного тусклее. Скажем так, допустимо. При 21 вольте лента горит ещё тусклее. При 20 вольтах ещё немного тусклее.
Можем считать так: уменьшение напряжения питания ленты на 10% чуть (до 21,6 вольта) снижает яркость свечения, но ещё допустимо. Больше — нежелательно. Лучше принимать за допустимое падение напряжения 6-8%.
Далее считаем по формулам, представленным выше.
Лента бывает разной мощности и разного напряжения. Полагаю, не надо пояснять, что нам всегда выгоднее использовать ленту бОльшего напряжения. Больше напряжения — меньше ток. Меньше ток — меньше нежелательное падение напряжения. Сама распространённая лента имеет напряжение 24 вольта. 12 вольт или ниже не смотрим, кроме случаев совсем короткого кабеля до ленты и наличия свободного 12-вольтового блока питания.
Представим, что у нас лента имеет мощность 9,6 ватта на метр (самый частый вариант), длина 10 метров. Напряжение 24 вольта. Расстояние до ленты от блока питания 20 метров. Какого сечения брать кабель?
Сначала считаем ток. Это 4 ампера (мощность на метр * длина / напряжение). Я сделал табличку в Excel, в которую забил все формулы для простого расчёта падения напряжения в процентах.
Вот эта табличка для всех желающих: home-matic.ru/voltagedrop.xlsx
У меня получилось, что при сечении 1,5 мм2 падение напряжения составит 1,92 вольта или 8%. При длине кабеля 25 метров — 10%. При сечении кабеля 0,75 длина может быть не больше 10 метров. Это максимальные значения, если вы хотите, чтобы лента горела не «немного тусклее обычного», а достаточно ярко, то надо увеличивать сечение. С учётом того, что кабели зачастую продаются меньшего сечения, чем заявлено, стоит взять сечение на шаг больше.
Другой способ — повышать напряжение источника питания. На некоторых блоках питания есть регулировочный винтик (обычно с маркировкой ADJ, «подстройка»), который позволяет повысить напряжение до 27 вольт. При кручении винтика желательно измерять напряжение на ленте, чтобы оно стало ровно 24 вольта, не больше. Не стоит увлекаться этим способом, чрезмерный нагрев кабеля нежелателен.
Ещё существует лента на 36 вольт и 48 вольт. Она не очень распространена, но её использование поможет уменьшить падение напряжения в абсолютном значении и в процентах относительно номинала.
Кабель можно использовать 2-жильный, но если лента будет в алюминиевом профиле или на подложке, то нужна ещё жила заземления.
Размещение блоков питания
Этот вопрос всегда является камнем преткновения между дизайнером и электриком. Электрик спрашивает дизайнера, куда класть блоки питания, а дизайнер говорит, что это не его дизайнерское дело блоки питания класть: вы электрик, вы и кладите. Не будешь же ему про падение напряжения объяснять. На самом деле, я считаю, что хороший дизайнер не должен устраняться от технических моментов, а должен в них вникать и расти над своими не вникающими коллегами, как и электрик, вникающий в вопросы дизайна. Но это тема отдельных размышлений.
Идеально, конечно, размещение блока питания где-то у начала ленты. Часто блок можно положить за бортик двухуровневого потолка, выпускаются очень тонкие модели. Важно заранее подвести питающий кабель не в одну точку потолка, а в несколько, чтобы мощности блока питания хватало на питание подключенной к нему ленты. Кабель от щита до блока питания имеет сечение 1.5, так как напряжение в нём 230 вольт и ток, соответственно, небольшой.
Важно, чтобы блок был обслуживаемым и проветриваемым. Можно предположить, что 5% мощности подключенной ленты пойдут на нагрев блока питания. Для 200Вт это 10 Вт тепла. Нужно также быть готовым к тому, что контакты блока могут оплавиться, что в блоке может взорваться конденсатор, что блок может начать сильно греться. Что он может не пережить короткое замыкание в ленте. В хорошем блоке такого не случится, но надо быть готовым и не класть блок в пожароопасное место (не заклеивать бумагой, чтобы скрыть его в нише потолка).
Можно разместить где-то в мебели один блок питания, от него несколько выводов на ленты. Вот размещение блока питания в шкафу, от него три кабеля сечением 1,5 каждый на свой кусок ленты.
Всегда блок питания ленты должен быть обслуживаемым. Он может, как любая техника, сгореть.
У меня были пара объектов, на которых блоки питания ленты по решению заказчика были замурованы в стенах. Взяли самые дорогие (Meanwell) блоки питания с защитой IP67, мощность выбрана с запасом, трижды проверили, что они работают, и зашили потолком. Уже по меньшей мере три года работают. В общем, вероятность неисправности достаточно низкая, но если что-то случится, придётся расшивать потолок.
Вот фото размещения блоков питания в щите. Блоки питания Chinfa 24 вольта. У каждого есть подстроечный резистор, может давать до 29 вольт.
Рядом с каждым блоком реле для его включения и автомат. Здесь один блок — одна лента.
Выводы
- Надо заранее думать, где будут размещены блоки питания лент и посчитать их мощность и ток.
- Если блоки питания в щите, то надо не лениться и по формулам посчитать падение напряжения в кабеле и предусмотреть кабель соответствующего сечения. Можно разделить ленту на несколько участков и протянуть от блока несколько кабелей, по каждому пойдёт меньший ток.
- Если блоки питания не в щите, то надо предусмотреть место для них. Место должно быть обслуживаемое, проветриваемое, не пожароопасное.
- Блоки питания выбираем хорошие. Чтобы держал короткое замыкание. Лучший вариант в металлическом кожухе IP67, но это дороже всего. Можно брать блоки на DIN рейку, они обычно качественные. Хорошо если с подстройкой выходного напряжения.
- Время от времени надо не забывать подкручивать все контакты блоков питания. Собственно, это надо делать на всех элементах щита, а то из-за плохого контакта может начать греться клемма.
211,981 просмотров всего, 156 просмотров сегодня
Источник