Расчет мощности светодиодной ленты: 3 ошибки подключения усилителя светодиодной ленты

Разное

Содержание

3 ошибки подключения усилителя светодиодной ленты

RGB усилитель это устройство, повторяющее или усиливающее сигнал, поступающий с диммера или контроллера.

Дело в том, что самые популярные контроллеры рассчитаны как правило, на подключение 5-10 метров светодиодной ленты, не более.

Если же вам нужно сделать подсветку протяженностью 15, 20, 25 метров и так далее, то здесь вам и понадобится этот самый усилитель. На его вход подается сигнал с контроллера, после чего с выхода мы получаем точно такой же сигнал, но гораздо большей мощности.

То есть, вам
не придется увеличивать мощность контроллера и менять его на другой, достаточно
подключить после него еще один дополнительный блочок.

Для чего нужен усилитель

Увеличивая
количество усилителей в одной схеме, можно подключить любую мощность
светодиодной ленты, без оглядки на мощность самого контроллера. Правда при
наличии соответствующего блока питания.

Все кто впервые сталкивался с вопросом, как правильно подключить светодиодную ленту, обязательно натыкался на главное ограничение: нельзя подключать последовательно более 5 метров ленты.

Так вот, благодаря одной маленькой коробочке, это правило можно некоторым образом обойти. Вот схема того, как вы сможете последовательно наращивать метраж своей подсветки, добавляя через каждые 5 метров по одному усилителю.

Монтировать такое количество блоков питания вовсе не обязательно, при условии что у вас есть один более мощный и все усилители будут запитаны от него.

Конечно никто не мешает вам установить дополнительный контроллер для каждого отрезка. Но в этом случае вам понадобятся несколько независимых пультов управления. И здесь встает вопрос — как вы будете их синхронизировать по цветам?

Есть вариант с установкой многозонных контроллеров, однако это выйдет в разы дороже.

С простыми
девайсами получится такая картина, когда одна половина освещения будет гореть
одним цветом, а вторая другим. При этом смена цветов будет происходить с
запаздыванием и визуально различимой задержкой.

Толку от таких контроллеров будет мало. Всю полную информацию по этим устройствам можете найти в статье ниже. Узнаете для себя много нового.

Включив же в схему усилитель, вы без лишних затрат сможете синхронно управлять подключенной подсветкой на всей протяженности. При этом без каких-либо потерь яркости.

Расчет мощности — формула

Один из главных вопросов — как определить нужную мощность усилителя? Тут все достаточно просто и напоминает расчет при выборе блока питания.

Итак, чтобы узнать, какой RGB усилитель вам нужен, мощность одного метра ленты умножаете на всю ее длину и на коэффициент запаса (K=1,2).

Этот коэффициент необходим, чтобы устройство не перегружалось и исправно проработало весь заявленный срок службы.

Рассмотрим все на конкретном примере. Допустим вам нужно
подключить 20 метров Led ленты RGBW SMD 5050/60 диодов на метр.

Мощность одного метра такого изделия составляет 14,4Вт/м.

В данном случае усилитель нужно выбирать по формуле:

Если вы обратите внимание, то на коробочках этих девайсов обычно указывается ампераж и входное напряжение, но никак не мощность в ваттах. Что же делать?

Тут все еще проще. Чтобы получить заветную расчетную цифру, воспользуемся формулой, известной из школьного курса физики: I=P/U

В выше рассмотренном примере имеем:

Получается, что в данном случае вам нужен RGB усилитель на
30А.

Если вам требуется подключить не RGB, а монохромную
одноцветную ленту, оптимальным вариантом будет использование только одной
«минусовой» клеммы — R или G или B. Выбирайте любую на свой вкус,
разницы здесь нет никакой.

Единственное что вам нужно учесть, общий ампераж усилителя нужно разделить на три.

И именно с такой мощностью и подбирать монохромную светодиодную ленту.

Подключение проводов

Усилители могут подключаться последовательно и параллельно.
Параллельное подключение предпочтительнее, так как оно уменьшает вероятность
падения уровня сигнала на светодиодной ленте и позволяет получить точную
цветопередачу и яркость.

В этих коробочках есть три разъема для подключения проводов:

  • разъем питания 12/24В
  • и выходной разъем на Led ленту

При подключении блоков питания и RGB лент, необходимо строго соблюдать полярность. Помните, что запас мощности самих блоков питания, относительно всей длины подсветки, должен составлять не менее 20%

Иначе будут проблемы как с уровнем яркости, так и со сроком службы всего освещения.

Сечение провода от контроллера к усилителю и от усилителя к ленте, должно рассчитываться исходя из мощности нагрузки и длины проводов. В этом вам поможет следующая таблица:

Вот стандартные провода, которые применяют в большинстве случаев:

  • если от блока питания до контроллера 5м — ПВС 2*1,5мм2
  • более 5м — ПВС 2*2,5мм2
  • от контроллера до ленты 5м — ПВС 4*0,5мм2
  • более 5м — ПВС 4*1,5мм2

Напряжение 12/24В разрешается подавать как от дополнительного блока питания, так и от общего, если позволяет его мощность.

При этом следует помнить, что устройства мощнее 250Вт обычно
идут с кулером и шумят во время работы, что не совсем комфортно в жилых
помещениях. В особенности в спальне.

Поэтому при недостатке мощности, профессионалы советуют ставить именно два блока.

Популярные схемы подключения

Вот наиболее применяемые схемы подключения RGB усилителей. Светодиодная подсветка длиной 20 метров:

Как видите, в этой схеме два блока питания. Один из них идет
на RGB контроллер и первые 10 метров Led ленты.

Второй блок подключен непосредственно к усилителю и уже от него запитаны оставшиеся 10 метров ленты. При этом все участки по 5 метров подключены параллельно.

При использовании одного мощного источника питания, схема
будет выглядеть уже следующим образом:

А вот схема, которая содержит в себе диммер, а не
контроллер.

Только не подключайте усилители от диммеров на 220В. Здесь
должны использоваться устройства только на 12/24В, запитываемые от блоков
питания.

Диммер ставится после блока, а уже от него идет параллельное
подключение отрезка подсветки в 5 метров и RGB усилителя. Далее присоединяется
еще один кусок Led ленты.

Заметьте, что входной сигнал для усилителя можно брать как с начала светодиодной ленты.

Так и с ее конца.

Главное соблюсти полярность и последовательность: блок питания — контроллер — лента №1 — усилитель — лента №2 — усилитель — лента №3 и т.д.

Подключение 20 метров светодиодной ленты

Давайте конкретно рассмотрим типичную ситуацию, когда вам
нужно подключить 20 метров светодиодной ленты. Для этого вам понадобятся
следующие материалы:

  • светодиодная лента SMD 5050/60 14.4Вт
  • два блока питания на 200Вт
  • усилитель на 16А
  • шнур питания с вилкой под розетку
  • провода ПВС разного сечения (смотри рекомендации выше)

Воспользуемся самой первой вышеприведенной схемой. Первым делом подключаете провода на стороне 220В блоков питания.

С выхода одного блока присоединяете контроллер, с другого — усилитель.

На контроллере есть два разъема.

Там где написано Power или стоят значки «+-»
подается напряжение 12/24В от источника питания.

Там где буквы «RGBV+», подключаете провода идущие
на лед ленту.  Плюс здесь один (V+), все
остальные буквы являются минусовыми контактами.

На усилителе два входа и один выход. Прежде всего это питание Power 12/24В от блока.

Есть кстати модели, где напряжение можно подать двумя
способами. Через клеммную колодку, либо через специальный втычной разъем.

Второй вход Input — это куда подключаются провода и подается сигнал напрямую от контроллера, либо от предыдущего конца светодиодной ленты.

Output Ch2, Ch3, Ch4, Ch5 — выход на следующий отрезок Led ленты №2,3 и т.д.

В итоге получаем следующую картинку. Сигнал от контроллера подается на две пятиметровые катушки и на вход усилителя.

К выходу последнего подключается еще две катушки. Все что
остается — подать напряжение и проверить работоспособность всей схемы.

Микроконтроллер и микроусилитель

При малых мощностях светодиодной ленты, можно обойтись без всех этих громоздких коробочек и блоков.

Воспользуйтесь микроконтроллерами и микроусилителями RGB.

При уменьшении габаритов в десятки раз, они сохраняют все
свои функциональные возможности. Единственное, что у вас исчезает — это клеммы
для подключения проводов.

Все проводники из этих микроустройств уже изначально выведены наружу и подключаются посредством пайки или на специальных коннекторах и разъемах.

Это очень удобно при монтаже подсветки за подвесным
потолком, когда нет свободного места куда спрятать крупногабаритные квадратные
коробки.

Ошибки подключения

1Подключение к RGB усилителю светодиодной ленты более 5 метров.

Некоторые ошибочно думают, что эта коробочка несет в себе какие-то волшебные свойства, и раз она называется «усилитель», соответственно через нее можно запитывать подсветку большей длины, чем разрешено в обычных условиях через простой блок питания.

Это не так. Подключили 5 метров — отрезали ленту, поставили
данную штуку усиливающую сигнал, подключили еще 5 метров и т.д. Но не более 5
метров через одно устройство.

2Подключение монохромной ленты на один канал без учета разделения мощности на три части.

Допустим, у вас есть одноцветная белая светодиодная лента
длиной 5м и общей мощностью 72Вт. При этом вы купили RGB усилитель на
100Вт и решили подключить весь этот метраж к нему.

Так делать нельзя. На один канал устройства (R или G или B) отводится всего 100/3=33Вт, не более. Соответственно общую мощность указанную на корпусе, вам нужно делить на три.

Поэтому в данном случае, вы сможете дополнительно подключить
только 2 метра монохромной ленты, а не все пять.

3Неправильный выбор блока питания.

Те, кто впервые вплотную сталкивается со светодиодными
лентами предполагают, что изначально выбрав блок питания в 100Вт и присоединив
к нему дополнительно еще один усилитель на 100Вт, они смогут в итоге подключить
RGB ленту
в 200Вт, ну или по крайней мере в 150Вт.

По факту, ничего светиться у вас не будет. Общий блок питания должен быть именно такой мощности, как итоговая мощность всей протяженности светодиодной ленты (+20%).

Если ее не хватает, ставьте дополнительный блочок.

Как выбрать светодиодную ленту? Ответ эксперта

Изобретение светодиодных источников света в виде гибких лент способствовало появлению множества светотехнических решений. Сегодня с помощью светодиодных полосок организуют сложные геометрические фигуры для рекламной индустрии, украшают вывески и фасады зданий, создают световые эффекты в фонтанах и бассейнах, добавляют уют в тихих кафе и ресторанах. С помощью светодиодной ленты в доме можно создать красивую подсветку натяжного потолка или сделать отличное освещение рабочей зоны кухни.

Наличие большого ассортимента продукции ставит обычного потребителя перед вопросом: «Как выбрать светодиодную ленту, чтобы получить наибольшую пользу от её использования?» Ответить на этот вопрос сможет любой потребитель, но для этого нужно ближе познакомиться с этим видом светодиодной продукции.

Расшифровка маркировки светодиодной ленты

Светодиодные ленты изготавливают из диэлектрика толщиной около 0,2 мм, на который наносят токопроводящие дорожки с контактными площадками под чипы, на которые производится монтаж SMD компонентов (светодиодов и резисторов).

Стандартная лента состоит из отдельных модулей длиной от 2,5 до 10 см, соединённых в параллель. В каждом модуле установлено от 3 до 22 светодиодов и несколько резисторов, ограничивающих потребляемый ток. Таким образом, светодиодная лента – это множество модулей с номинальным напряжением питания 12 или 24 вольт. Готовую продукцию, как правило, поставляют в бобинах длиною 5 метров и шириною от 8 до 40 мм.

Маркировку наносят на упаковку или бобину изделия, придерживаясь международных стандартов. Расшифровка маркировки ленты на примере LED 12V RGBW SMD 5050 120 IP65 представлена в таблице ниже.

Позиция в названии Обозначение Расшифровка
1 LED светодиодная
2 12V напряжение питания
3 RGBW цвета свечения
4 SMD монтаж элементов в изделии
5 5050 размер светодиодных чипов
6 120 количество LED чипов на 1 метр
7 IP65 класс защиты

Моменты, на которые нужно обратить внимание

Цветовой оттенок и количество цветов

Выбор светодиодной ленты начинается с определения цвета её свечения. Современные одноцветные светодиоды выпускают с одним из четырех свечений кристалла: белым (W), синим (B), красным (R) или зеленым (G). Другие цвета получают с помощью нанесения на кристалл специального люминофора или путем установки в кристалле сразу нескольких светодиодов разных цветов, которые работают одновременно. Таким образом, одноцветная светодиодная лента может выпускаться с любым цветом светового потока. В специализированных магазинах можно выбрать экземпляры даже оранжевого, малинового, фиолетового или бирюзового свечения. Но большим спросом пользуются светодиодные ленты белого света, которые подразделяются по цветовой температуре на три группы: теплого, нейтрального и холодного свечения. Точно выбрать нужный вариант можно только визуальным способом, сравнивая несколько образцов.

Кроме одноцветных LED лент, в продаже имеются многоцветные аналоги, маркируемые символами RGB. В них установлены светодиоды, состоящие из трёх кристаллов: красного (red), зелёного (green), синего (blue). В результате одновременного свечения нескольких кристаллов с разной интенсивностью можно получить любой световой оттенок. Обычно такие лены выбирают для декоративной подсветки. Стоит отметить, что с помощью светодиодов R, G и B невозможно получить чистый белый свет. Если необходима многоцветная светодиодная лента с возможностью свечения белым светом, то следует выбрать изделие с маркировкой WRGB. В LED чипах WRGB ленты встроены дополнительные кристаллы белого (white) свечения.

Световой поток

Сегодня в розничных магазинах можно приобрести отрезок любой длины. При этом следует учитывать плотность SMD-элементов в одном погонном метре ленты. В однорядной полоске плотность светодиодов кратно 30, а в полосе двойной плотности – 60. Максимальное количество установленных LED чипов в 1 метре изделия равно 120. Во включенном состоянии такой отрезок напоминает сплошную светящуюся полоску. Также в продаже можно встретить ленту двойной, тройной и даже четверной ширины с LED-элементами, размещёнными в несколько рядов.

На размер чипа светодиода следует обратить особое внимание. Изначально наибольшее распространение получили два чипа: 3528 с одним кристаллом и типоразмером 3,5х2,8 мм и 5050 с тремя кристаллами и общей площадью поверхности чипа 5,0х5,0 мм. Позднее светодиодная промышленность представила новые виды, среди которых на российском рынке встречаются типоразмеры 5060, 5630 и 5730. От размера элемента напрямую зависит величина светового потока – количества излучаемой световой энергии за единицу времени. В теории световой поток для LED SMD 3528 составляет 5 Лм, для LED SMD 5050–15 Лм. Умножив эти значения на соответствующее количество элементов в отрезке, получим суммарную яркость. Например, световой поток пятиметровой ленты 3528–60 составит около 1500 Лм.

Напряжение питания и мощность

Чтобы полоска со светодиодами начала светиться, на нее нужно подать подходящее питание (обычно 12 В). Для этих целей применяют преобразователи 220 вольтовой электросети, именуемые драйверами, адаптерами или блоками питания. Важным параметром любого блока питания является мощность, которой он способен обеспечить нагрузку. Мощность преобразователя выбирается исходя из мощности потребления одного метра светодиодной ленты, которая указана на упаковке. При отсутствии документации её можно рассчитать самостоятельно. Например, каждые три светодиода типа 3528, включенные последовательно потребляют ток в 20 мА и мощность – 0,24 Вт. Умножив эти значения на количество триад, получим суммарную величину. Для типоразмера 5050 следует задаться током в 60 мА и мощностью – 0,72 Вт. Таким образом, метровый отрезок ленты SMD 3528–60 потребляет 4,8 Вт, а SMD 5050–60 – 14,4 Вт. Ниже приведена таблица мощности наиболее распространенных светодиодных лент.

Тип SMD светодиода Количество LED чипов на 1 метр, штук Потребляемая мощность 1 метра, Вт
3528 60 4,8
3528 120 9,6
3528 240 (двухрядная) 19,2
5050 30 7,2
5050 60 14,4

Чтобы блок питания работал стабильно и без перегрева, ему нужно обеспечить запас по прочности. Для этого расчётную мощность умножают на коэффициент 1,2. Подключение RGB ленты к драйверу осуществляют через специальный контроллер с выводами для каждого цвета. Организация подсветки из лент длиною более 10-ти метров требует дополнительной подпитки и блоков согласования. В противном случае удалённый от источника питания край не обеспечит номинальный световой поток. Это негативное явление происходит из-за падения напряжения на токоведущих дорожках, которое достигает 0,4 В/м.

Степень защиты

Правильный выбор светодиодной ленты невозможен без учета степени защиты (IP – Ingress Protection). Обозначение состоит из двух цифр, первая из которых указывает на защиту от попадания твёрдых тел, а вторая – на защиту от попадания жидкости внутрь изделия. Некоторые производители вместо общепринятого обозначения указывают собственную аббревиатуру, расшифровка которой находится на сайте изготовителя.

Светодиодные ленты класса IP65 – IP68 отличаются лучшей защитой от влаги, но худшим теплоотводом из-за силиконовой оболочки. Их стоит выбирать только при явной необходимости, т. к. они имеют значительно более высокую цену за счет дополнительного покрытия силиконом.

Качество сборки

Качество светодиодных лент определяется исключительно изготовителем. Здесь стоит отметить два момента: качество сборки конечного изделия и качество комплектующих самой ленты. Второе обычному покупателю определить невозможно, так как SMD компоненты очень малы. Проблема заключается в том, что роботизированная система нарезает и устанавливает в светодиод кристалл меньшего размера, что приводит к его постепенному перегреву и потере яркости. Что касается сборки конечного изделия, то здесь проще. Некачественные светодиодные ленты имеют неровно припаянные SMD элементы и, как правило, на них отсутствуют специальные метки разреза.

Делая выбор в пользу некачественной китайской продукции, нужно учесть три нюанса:

  • реальное значение светового потока будет меньше теоретического;
  • срок службы такого изделия может отличаться в меньшую сторону;
  • клеевая основа со временем потеряет свои свойства.

Зарекомендовавшие себя производители

Чтобы светодиодная лента радовала хозяев дома долгой и стабильной работой без потери яркости, нужно выбирать фирменный товар. На территории РФ реализуется LED-продукция десятков фирм, большую часть которой штампуют в КНР без соответствующего контроля качества. Избежать неприятностей можно, придерживаясь следующих принципов:

  • не выбирать слишком дешевый товар;
  • обращать внимание только на известные бренды;
  • интересоваться наличием гарантии светодиодной ленты.

У ведущих производителей светодиодной продукции в России и странах СНГ работают официальные представительства. На их сайтах можно ознакомиться с ассортиментом, найти подробную информацию о каждом изделии. Таковыми лидерами являются: Feron, Camelion, Dreamled, Navigator, Arlight, Era. В каталоге этих фирм можно найти сопутствующие товары, например, монтажный профиль и готовые светильники. Какая светодиодная лента лучше – каждый решает сам. Ведь, кроме бренда, на выбор покупателя часто оказывают влияние мнение продавца, ценовой диапазон, визуальный эффект во время тестирования.

Совет по выбору светодиодной ленты от эксперта

Какую светодиодную ленту выбрать для подсветки потолка, рабочей зоны кухни и прочих целей? Сначала нужно ответить на вопрос: «Какая функциональная нагрузка будет на неё возложена?» Может, приятный для глаз оттенок должен подчеркнуть красоту узора на зеркалах шкафа или создать интимную обстановку в спальне. Или наоборот – стать источником рассеянного белого света.

В любом случае каждый человек, немного подумав, может найти ей применение у себя в доме. В организации светодиодного освещения из лент важную роль играет светильник из алюминиевого профиля. В интернете существует множество фото с различными вариациями по оформлению потолков кухонь и различных других комнат. Из светильников можно создавать креативные геометрические формы, гармонично вливающиеся в общий дизайн. Холодный белый световой поток подчеркнёт блеск кухонной техники, дополнит основное освещение.

Для подсветки натяжного потолка монтаж ленты рекомендуют проводить с отступом около 5 мм от него. Свет, излучаемый светодиодной лентой, при отсутствии встроенных белых кристаллов, искажает цвета предметов в комнате. Особенно сильный эффект наблюдается при синем излучении. Этот факт необходимо учесть, чтобы не разочароваться после первого включения.

Цвет светодиодов для декоративного освещения подбирают по индивидуальному вкусу. Часто RGB ленты включают в состав комплексного светового оформления. Они оригинально смотрятся на потолочных выступах из гипсокартона. Нанесённые вокруг жидкие обои, маскируют их под общий стиль.

Реализация светодиодного ленточного освещения должна иметь комплексный подход, начиная с грамотного технического расчёта и заканчивая монтажными работами. Каждый этап является важным звеном цепочки, прочность которой будет залогом безотказной работы всей системы.

Как рассчитать мощность светодиодной ленты

Светодиодная подсветка сегодня на пике популярности. Ее используют для оформления интерьеров помещений различного назначения, экстерьеров зданий. Мощная светодиодная лента зачастую является основой рекламных вывесок и баннеров. В пользу применения этого способа говорят многие факторы, среди которых важное место занимает крайне низкое энергопотребление.

Чтобы правильно подобрать все компоненты системы диодного освещения, надо знать сколько ватт потребляют светодиодные ленты в зависимости длины, конструктивного решения, размера кристаллов. Только после грамотно выполненных расчетов, можно приступать к выбору:

  • источника питания;
  • контроллеров;
  • диммеров и другого оборудования.

Как узнать мощность светодиодной ленты

LED-лента представляет из себя специальную плату определенной ширины, к которой закреплены световые диоды с резисторами в строго установленном порядке. Зависимо от количества компонентов на 1 погонном метре диоды могут размещаться в одну линию, двумя рядами или в шахматном порядке.

В следующей табличке приведено соответствие мощности светодиодных лент SMD 5050 на метр длины с различным числом кристаллов:






Тип изделия Количество светодиодов на 1 метр Потребляемая мощность, Вт
SMD 5050 30 7,2
60 14
72 15
120 25

Из таблицы видно, что уровень потребляемой мощности находится в прямой зависимости от числа световых диодов и плотности их расположения на 1 погонном метре платы. Используя эти сведения, можно легко рассчитать сколько ватт в светодиодной ленте с 72 кристаллами, если ее длина составляет, к примеру, 20 м. Нужно просто перемножить величину потребляемой мощности для данного типа платы на ее длину: 15 Вт*20 м = 300 Вт.

Теперь важно сделать грамотный расчет мощности адаптера, являющегося источником питания. Воспользуемся простой формулой: Мб = Мл х Дл х К, в которой

  • Мб – мощность адаптера;
  • Мл – мощность 1 п.м. LED-ленты;
  • Дл – длина LED;
  • К – коэффициент запаса мощности.

В нашем случае напряжение адаптера для светодиодной ленты должно быть: 15 * 20 * 1,3 = 390 Вт. Коэф.1.3 предусматривает 30-процентный запас мощности, что вполне достаточно для обеспечения нормальной яркости свечения светодиодной ленты на протяжении долгого времени эксплуатации. 

Если вы выбрали плату с диодами меньшего размера под маркировкой SMD 3528, то для выполнения расчета потребляемой мощности светодиодной ленты по вышеприведенной формуле воспользуйтесь данными из этой таблицы:





Тип изделия Количество светодиодов на 1 метр Потребляемая мощность, Вт
SMD 3528 60 4,8
120 9,6
240 19,2

Нюансы расчета светодиодной ленты формата RGB

Буквосочетание RGB сформировано из начальных литер английского названия красного, зеленого и синего цветов — Red, Green, Blue. Их сочетание с различной силой свечения дает широчайший спектр цветовых оттенков. В диодах более крупного размера содержатся три разноцветных кристалла. С маленькими одноцветными элементами поступают иначе – на плату монтируют поочередно светодиоды с разным цветом.

При выборе лент типа RGB следует помнить, что яркость у них свечения несколько ниже, в сравнении с одноцветными, при полном совпадении остальных параметров. Возникает вопрос: как рассчитать мощность светодиодной ленты в этом случае? Принцип расчета и формулы не меняются для любых типов LED-ленты.

Однако для эффектной работы подсветки в разноцветном режиме помимо адаптера понадобится еще и контроллер. Устройство контролирует подачу цветов, позволяет установить интересные режимы – бегущую дорожку, мигание и другие. Вживление в схему диммера позволит изменять силу свечения, при этом самая яркая светодиодная лента сможет издавать приглушенный свет.

И напоследок еще одна важная особенность: основная масса RGB-контроллеров способна регулировать ленты суммарной длиной не более 15 метров. Если эта величина выше, то в систему нужно установить специальный усилитель с учетом потребления тока светодиодной лентой по фактическим параметрам длины.

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты по её мощности, подбор БП

Декоративное или основное освещение при помощи светодиодных лент в последнее время получило широкое распространение. Так как для питания таких лент используется постоянное напряжение 12В (реже 24В), то для долговечной и правильной работы такого освещения важно правильно подобрать понижающий трансформатор или, как его ещё называют, блок питания. В этой статье мы рассмотрим основные критерии выбора такого устройства.

Основные технические параметры блока питания светодиодной ленты

Блок питания светодиодной ленты – понижающий трансформатор, который преобразует переменное напряжение 220 вольт в постоянное со значениями 12 или 24 вольта. Блоки питания для таких осветительных приборов выпускают импульсного исполнения, в основе работы которых лежит трансформация входного напряжения в импульсы высокой частоты, для того чтобы напряжение постоянного тока на выходе имело качественное выпрямление. Такие приборы имеют достаточно высокий КПД, компактные размеры и хорошие технические характеристики.

Выходное напряжение БП

Из-за особенности конструкции, производители светодиодных лент выпускают устройства с напряжением питания 12 или 24 вольта постоянного тока. Иногда, для очень мощных лент используют напряжение 36 вольт, но это, скорее, исключение. Важное правило при выборе трансформатора заключается в том, что напряжение на выходе из него должно соответствовать напряжению светодиодной ленты.

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты

Самой главной характеристикой, после напряжения, для подбора трансформатора к определенной светоизлучающей ленте является мощность. Этот параметр блока питания должен быть выше мощности светодиодной ленты, как минимум на 20 процентов. Обычно, мощность электроприборов указывается на его корпусе. Светодиодные ленты и трансформаторы не исключение. Но бывает так, что на светодиодной ленте не указана эта характеристика и, в связи с этим, может возникнуть сложность при расчете требуемого блока питания.

Важно понимать, что мощность светодиодной ленты напрямую зависит от типа светодиодов, плотности их монтажа на ленте и её длины.

Разные типы матриц имеют различные значения мощности, которые могут существенно различаться. Например, популярные светодиоды имеют следующие мощности:

Светодиод 3528 5630 5050 2835 5730
Мощность светодиода, Вт 0,11 0,5 0,3 0,2 0,5

Обратите внимание! Цифры в марке светодиода указывают на его размер в миллиметрах, например, 3528 — 35 мм на 28 мм.

Зная (или посчитав) количество диодов на 1 метре ленты, можно рассчитать мощность для всей её длины. Для удобства уже давно посчитаны и находятся в свободном доступе таблицы с мощностью лент каждого типа, ориентируясь на эти таблицы можно правильно и легко подобрать блок питания для светодиодной ленты.

Закрепляя вышесказанное, определяем следующую последовательность расчета и выбора трансформатора для светодиодной ленты:

  1. Выбрать светоизлучающую ленту и рассчитать необходимую длину;
  2. Выяснить матрицу светодиодов (визуально или исходя из руководства пользователя) и плотность их установки на ленте;
  3. Рассчитать мощность метровой ленты;
  4. Умножить полученную мощность 1 метра на итоговое значение длины ленты;
  5. Получить номинальное значение мощности трансформатора.
  6. Учесть коэффициент запаса мощности (об этом ниже), умножить на номинальную мощность и получить искомое значение необходимой мощности устройства.

Например, имеем светодиодную ленту на 12 В, длиной 3 метра, со светодиодами SMD 5050, количество светодиодов на 1 метре — 60 шт. Потребляемая мощность 1 метра такой ленты примерно 15 Вт, то есть 1 м = 15 Вт. Тогда 3 м = 15 Вт * 3 = 45 Вт. Умножаем на коэффициент запаса 20 % и получаем, что нам нужен блок питания на 45 Вт * 1,2 = 54 Вт. При этом потребляемый ток такой светодиодной ленты будет равен 54 Вт / 12 В = 4,5 А.

Коэффициент запаса мощности

Для правильного расчета блока питания нужно учесть еще один фактор. Если выбрать БП с мощностью, равной светодиодной ленте, то он будет нагреваться и это может не только сократить срок службы, но и, в случае некачественной сборки, привести к пожару. Поэтому, покупая трансформатор для светодиодной ленты необходимо учесть запас мощности для прибора. Обычно выбирают устройство с мощностью на 20 % выше, чем потребляемая мощность светодиодной ленты. Запас мощности гарантированно защитит вас от перегрева устройства и позволит долго и без проблем эксплуатировать блок питания.

Габаритные размеры

Блоки питания выпускают различных форм и размеров. Чаще всего мощность прибора определяет его габаритные размеры. Чем выше мощность, тем больше прибор. Также мощные приборы имеют вентилятор для охлаждения устройства в процессе работы, а это значительно увеличивает размер и требования к установке.

Для того чтобы скрыто подключить несколько участков ленты, лучше всего выбрать несколько небольших блоков питания, чем один большой. Это выйдет немного дороже, но так можно будет спокойно скрыть блоки питания в конструкциях и распределить нагрузку на несколько приборов.

Степень защиты от проникновения влаги и пыли

Блоки питания, как и светодиодные ленты, производятся в исполнениях для различных условий эксплуатации и имеют разную степень защиты от влаги и пыли. При выборе трансформатора необходимо учитывать влияние внешней среды на прибор. Например, при эксплуатации в жилых помещениях с нормальной влажностью достаточно защиты IP20 – IP40. Если планируется монтаж

Блок питания для светодиодной ленты: расчет, типы

Многие знают, что подключать светодиодную ленту напрямую в розетку нельзя – она сразу сгорит. Для этого необходимо использовать блок питания для светодиодной ленты, а как его выбрать и рассчитать мощность ленты, мы вам расскажем в данной статье.

Блок питания для светодиодной ленты

Всего можно выделить два основных: блок питания для светодиодной ленты 12 Вт и 24 Вт. Мы рекомендуем использовать на 12 Вт, ведь по стоимости они гораздо ниже, в то же время выполняют подобный функционал.

Блоки на 12 Вт считаются оптимальными, их можно с легкостью найти на любом рынке. Для установки в домашних условиях лучше прибора не найти.

Если вы будете подключать большую ленту, тогда вам пригодится на 24 Вт, как правило, для подсветки большого участка натяжного потолка он подойдет в самый раз. Если хотите вообще обойтись без блока, тогда задумайтесь о светодиодной ленте РГБ от сети 220 В.

Расчет мощности блока питания для светодиодной ленты

В первую очередь, нужно определить, какой мощностью обладает один метр светодиодной ленты. Как правило, такие показатели указаны на упаковке, если их нет, тогда смотрите следующую таблицу.

Попробуем сделать расчет исходя из одного метра светодиодной ленты SMD 5050. В таблице указано значение в 7.2 Вт. Далее определяем длину нашей ленты, берем, к примеру, ленту на 10 метров.

Выполняем простое умножение: 10 метров умножаем на 7. Вт. Получается 72 ватта – это мощность, которой должен обладать блок.

Помните! Блок нужно всегда покупать с запасом мощности, если ее не хватит, он перегрузиться и сгорит вся лента вместе с блоком. Оптимально иметь запас в 30%, если говорить за наши расчеты, то 72 Ватт + 30% = 93 Ватт.

Типы блоков питания для светодиодной ленты

Всего можно назвать три основных типа. Их можно встретить в любом магазине, они отличаются только способом установки. К примеру, один может устанавливаться только в сухом помещении, другой можно установить даже в ванной комнате.

Герметичный блок питания для светодиодной ленты в пластиковом корпусе

Они считаются самыми популярными, хотя многие люди даже не используют их функционал на полную. Максимальная мощность такого блока составляет 75 Ватт. Этой мощности хватает для средней светодиодной ленты. Такой блок можно использовать для освещения светодиодной лентой потолка. 

Блок питания в алюминиевом корпусе

Его мощность составляет 100 Ватт, с помощью него можно запитать сразу две светодиодные ленты. У него довольно большой вес (более килограмма) и серьезные габариты.

Можно устанавливать на улице, данный блок надежный, не боится влаги, защищен от воздействия мороза, солнца, дождя и небольших механических повреждений.

Открытый блок питания для светодиодной ленты

Мощность составляет 100 Ватт, он имеет самые большие размеры, поэтому его нельзя устанавливать в качестве подсветки стен, потолков, ведь его невозможно никуда спрятать. Применяется для подсветки больших участков и только в помещении, к примеру, его можно спрятать в обычный шкаф. Боится влаги и механического воздействия, зато имеет низкую стоимость.
Интересная статья по теме: Как установить светодиодную ленту на кухне.

Пример расчета проекта по подключению светодиодной ленты Uniel — Uniel

Подключение светодиодной ленты Uniel в спальне.

По проекту  планируется к подключению два типа лент, не зависящих друг от друга:

1. Монохромная лента ULS-3528-120LED/m-8mm-IP20-DC12V-9,6W/m-5M-W цвет свечения белый.

2. Многоцветная лента ULS-5050-30LED/m-10mm-IP65-DC12V-7,2W/m-5M-RGB.

Монохромную (одноцветную) ленту и ленту RGB мы подключаем отдельно, таким образом, у нас будет два независимых источника освещения, которые могут быть использованы как по отдельности, так и вместе.
Чтобы правильно подключить светодиодные ленты, важно точно рассчитать потребляемую мощность и подобрать соответствующий источник питания.

1. Определяем длину подключаемой ленты.

Длина нашей комнаты равна 5 м, ширина — 4 м, соответственно, периметр комнаты равен 20 м.  Монтаж и подключение ленты у нас задуманы в подвесном гипсокартонном коробе, таким образом, периметр уменьшится.  Внешняя ширина короба 0,4м. Ленты мы крепим непосредственно по краю подвесного короба.

Вычисляем периметр подвесного гипсокартонного короба:
4 – 2х0,4 = 3,20 м
5 – 2х0,4 = 4,20 м

И вычисляем периметр к подключению:
(3,20 + 4,20)х2 = 14,80 м

2. Общая длина подключаемой ленты у нас равна периметру короба и составляет 14,8 м.

3. Далее считаем общую мощность подключаемой ленты, для чего умножаем общую длину ленты на мощность одного метра ленты:

9,6Вт/м х 14,80м = 142,08 Вт

4. При выборе источника питания необходимо оставить запас по мощности в 25%, поэтому, увеличиваем рассчитанную мощность на 25%:

142,08 х 25% = 177,60 Вт

Таким образом, получается, что для подключения ленты ULS-3528 120LED/m 9.6W нам нужен источник питания мощностью 177,60 Вт.

И мы выбираем модель UET-VAG-200A20 12V IP20 2 выхода, общей мощностью 200 Вт.

Внимание! Обязательно необходимо учитывать, что не смотря на запас по мощности источника питания, нельзя подключать отрезки ленты длиннее пяти метров одним куском. Если необходимо подключить ленту длиннее пяти метров, то ее необходимо разрезать на части и использовать параллельное соединение с источником питания.

Теперь выбираем источник питания для подключения многоцветной ленты ULS-5050-30LED/m-10mm-IP65-DC12V-7,2W/m-5M-RGB:

7,2 Вт/м х 14,80 м = 106,56 Вт

Учитываем запас по мощности в 25%:

106,56 Вт х 25% = 133,20 Вт

Мощность необходимого нам источника питания – 133,20 Вт.

Выбираем модель UET-VAG-150A20 12V IP20 2 выхода, общей мощностью 150 Вт.

Для управления многоцветной лентой ULS-5050-30LED/m-10mm-IP65-DC12V-7,2W/m-5M-RGB  необходим контроллер. Контроллер выбирается, так же как и источник питания –  общая подключаемая мощность + запас 25%.

Мы выбираем контроллер ULC-R21-RGB Black,  мощность 216 Вт.

Контроллер подключается после источника питания.

На рисунке показана схема подключения двух лент. Обратите внимание, что все ленты мы разрезали на части, длинной не более пяти метров, и подключили к источникам питания параллельно.

Данный пример по расчету проекта освещения с использованием светодиодной ленты и комплектующих Uniel не является универсальным и выполнен для теоретической комнаты в сферическом ваккууме, без учета возможных особенностей реального помещения. В каждом конкретном случае, для проведения грамотного расчета и монтажа светодиодной ленты, желательно обращаться к специалистам. Если привлечь специалистов затруднительно, то мы рекомендуем использовать «Готовые решения» Uniel — комплекты ленты с уже подобранным источником питания и контроллером (в случае многоцветных лент). Данный комплект уже полностью готов для монтажа и обеспечит гарантированно правильную и долговечную работу светодиодной ленты.

Что нужно знать о гибких подложках для светодиодных лент

Когда вы смотрите и сравниваете типы гибких светодиодных лент, вы, вероятно, сосредотачиваетесь на цветовой температуре, количестве светодиодов и выборе подходящего блока питания для вашей покупки. Но задумывались ли вы, на что устанавливаются светодиоды и как все они связаны? Сегодня мы подробно рассмотрим подложку светодиодной ленты и то, как некоторые упущенные из виду спецификации и качество материала могут повлиять на характеристики светодиодной ленты.

Какую роль играет подложка светодиодной ленты?

Подложка светодиодной ленты — это печатная плата, на которой устанавливаются светодиодные чипы.Помимо обеспечения физической структурной основы светодиодной ленты, подложка также обеспечивает подачу электричества через свои схемы, а также жизненно важный путь для отвода тепла.

Структура и материалы гибкой подложки светодиодной ленты

Самая популярная форма светодиодной ленты — это гибкая подложка, которая продается в барабанах по 16 футов. Используемый тип подложки обычно известен как технология гибких печатных схем (FPC). Гибкая электроника существует уже некоторое время, и она чрезвычайно полезна в электронике с плотными или изогнутыми поверхностями.

Гибкие светодиодные ленты используют эту существующую технологию и используют те же основные характеристики подложки. Чаще всего они будут использовать полиимид (также известный как PI) в качестве материала выбора.

Полиимиды обладают превосходной прочностью и термостойкостью, несмотря на свою гибкость. Таким образом, полиимидный материал имеет решающее значение для обеспечения гибкости и структурной целостности светодиодных лент.

Начиная со слоя меди, который действует как базовая схема, один внутренний слой и два внешних слоя полиимидного полимера, такого как каптон, наносятся с обеих сторон с помощью специального гибкого клея.Эти внешние полиимидные слои широко известны как «покровный слой» и могут быть разных цветов. Как правило, белый цвет выбирается для максимальной отражательной способности.

Три слоя полиимида обеспечивают медному слою защиту и структурную целостность. Однако есть небольшие участки, где медь должна оставаться открытой, чтобы светодиоды и другие компоненты могли войти в электрический контакт.

Наконец, на обратную сторону светодиодной ленты наклеивается слой двусторонней ленты. Чаще всего для этой цели используется двусторонний клей 3M 200MP.

Светодиодная лента с прозрачным покровным слоем и видимым клеем 3M:

Светодиодная лента с белым покровным слоем:

Вес меди имеет значение

Одним из важнейших аспектов любой электронной схемы является выбор меди. Качество и чистота меди, используемой в электронных схемах, по большей части стандартизированы, но ее толщина может значительно варьироваться. Хотя для описания толщины медного слоя обычно используется мера толщины, унции (унции) (техническое определение основано на количестве меди в унциях, которое потребуется для достижения определенной толщины на площади более 1 кв. Футов).

При выборе светодиодной ленты следует обратить внимание на толщину меди. Специально для светодиодных лент большей мощности мы рекомендуем не менее 2,0 унций, а в идеале 3,0 унции и выше. При прочих равных, толстая медь лучше по следующим причинам:

1) Более толстая медь означает, что больше электричества может проходить через схемы светодиодной ленты. Недостаток меди может привести к более высокому электрическому сопротивлению и накоплению тепла, что в конечном итоге приведет к падению напряжения и даже к преждевременному отказу светодиода.

2) Более толстая медь означает более быстрое рассеивание тепла. Чем быстрее тепло, выделяемое светодиодами, может быть передано в окружающую среду, тем лучше светодиоды будут работать и прослужить. Медь является отличным проводником тепла, поэтому наличие более толстого слоя значительно облегчит передачу тепла от светодиодов.

Гибкие светодиодные ленты плохо отводят тепло.

Существенным недостатком гибких подложек для светодиодных лент является их относительно низкие тепловые характеристики.Если мы посмотрим на значения теплопроводности, то каптон (полиимид) составляет 0,12 Вт / м-К, а клейкий материал 3М — 0,18 Вт / м-К.

Для сравнения: алюминий и медь имеют значения теплопроводности 205 и 385 Вт / м-К, а диэлектрический слой в печатных платах с металлическим сердечником может достигать 2,0 Вт / м-К. При оптимальной конструкции с тепловыми переходными отверстиями теплопроводностью двухслойной печатной платы FR-4 можно по существу пренебречь, поскольку тепло может передаваться непосредственно к задней стороне меди.

Мало что можно сделать, но большинство изделий из светодиодных лент будет спроектировано так, чтобы они не перегревались.Обратной стороной является то, что светодиодные ленты могут быть ограничены в их способности работать с большей нагрузкой просто потому, что тепло не может быть отведено достаточно быстро. Вы можете думать об этом как о двигателе Ferrari, который не может работать в полную силу из-за радиатора с ограниченной эффективностью.

Лучший способ решить проблемы с нагревом — это рассмотреть возможность перехода на конструкцию FR-4 или MCPCB. К сожалению, это потребует от вас отказа от функции гибкости, но значительно улучшит ваши тепловые характеристики.

Кроме того, проверьте толщину медных проводов, так как вы можете сжигать много электричества из-за повышения температуры в виде сопротивления схемы. Если вы не можете улучшить характеристики меди, возможно, вам придется сократить количество светодиодов, подключенных к одной светодиодной полосе.

В качестве альтернативы, вы можете просто искать большей яркости на фут — в этом случае, если у вас достаточно места в экструзии или бухте, просто удвоив количество светодиодных лент (например, проведите 2 ряда параллельно), часто можно достичь 2-кратный эффект яркости, который вы ищете.

Расчет падения напряжения при установившейся нагрузке

Использование формул

На рисунке G29 ниже приведены формулы, обычно используемые для расчета падения напряжения в данной цепи на километр длины (медный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена).

где:

I B = ток полной нагрузки в амперах
L = длина кабеля в километрах
R = сопротивление жилы кабеля в Ом / км

R = 23.{2} \ right)}}} для алюминия [1]
Примечание : R незначительно выше c.s.a. 500 мм 2

X = индуктивное реактивное сопротивление проводника в Ом / км

Примечание : X пренебрежимо мало для проводников переменного тока. менее 50 мм 2 . При отсутствии какой-либо другой информации принимаем X равным 0,08 Ом / км.

φ = фазовый угол между напряжением и током в рассматриваемой цепи, обычно:

  • Лампы накаливания: cosφ = 1
  • Светодиодное освещение: cosφ> 0.9
  • Люминесцентный с электронным балластом: cosφ> 0,9
  • Мощность двигателя:
  • При запуске: cosφ = 0,35
  • В нормальном режиме работы: cosφ = 0,8

U n = междуфазное напряжение
В n = межфазное напряжение

Для сборных предварительно смонтированных воздуховодов и шин (системы шинопроводов) значения сопротивления и индуктивного реактивного сопротивления указываются производителем.

Рис. G29 — Формулы падения напряжения

Упрощенная таблица

Вычислений можно избежать, используя Рисунок G30, который дает, с адекватным приближением, межфазное падение напряжения на км кабеля на ампер в терминах:

  • Виды использования схем: цепи двигателя с cosφ, близким к 0,8, или освещение с cosφ, близким к 1.
  • Тип схемы; однофазный или трехфазный

Падение напряжения в кабеле тогда определяется по формуле: K x IB x L

K = указано в таблице,
IB = ток полной нагрузки в амперах,
L = длина кабеля в км.

Мощность двигателя колонны «cosφ = 0,35» из , рисунок G30, может использоваться для вычисления падения напряжения, происходящего во время периода запуска двигателя (см. Пример № 1 после , рисунок G30).

Рис. G30 — Падение межфазного напряжения ΔU для цепи, в вольтах на ампер на км

Медные кабели Алюминиевые кабели
c.s.a.
в мм 2
Однофазная цепь Симметричная трехфазная цепь г.s.a.
в мм 2
Однофазная цепь Симметричная трехфазная цепь
Мощность двигателя Освещение Мощность двигателя Освещение Мощность двигателя Освещение Мощность двигателя Освещение
Нормальное обслуживание Пуск-

вверх

Обычное обслуживание Запуск Обычное обслуживание Запуск Обычное обслуживание Запуск
cos ϕ

= 0.8

cos ϕ

= 0,35

cos ϕ

= 1

cos ϕ

= 0,8

cos ϕ

= 0,35

cos ϕ

= 1

cos ϕ

= 0,8

cos ϕ

= 0,35

cos ϕ

= 1

cos ϕ

= 0,8

cos ϕ

= 0,35

cos ϕ

= 1

1,5 25.4 11,2 32 22 9,7 27
2,5 15,3 6,8 19 13,2 5,9 16
4 9.6 4,3 11,9 8,3 3,7 10,3 6 10,1 4,5 12,5 8,8 3,9 10,9
6 6,4 2,9 7,9 5,6 2,5 6,8 10 6,1 2,8 7,5 5,3 2,4 6.5
10 3,9 1,8 4,7 3,4 1,6 4,1 16 3,9 1,8 4,7 3,3 1,6 4,1
16 2,5 1,2 3 2,1 1 2,6 25 2,50 1,2 3 2.2 1 2,6
25 1,6 0,81 1,9 1,4 0,70 1,6 35 1,8 0,90 2,1 1,6 0,78 1,9
35 1,18 0,62 1,35 1 0,54 1,2 50 1.4 0,70 1,6 1,18 0,61 1,37
50 0,89 0,50 1,00 0,77 0,43 0,86 70 0,96 0,53 1,07 0,83 0,46 0,93
70 0,64 0,39 0,68 0,55 0.34 0,59 120 0,60 0,37 0,63 0,52 0,32 0,54
95 0,50 0,32 0,50 0,43 0,28 0,43 150 0,50 0,33 0,50 0,43 0,28 0,43
120 0.41 год 0,29 0,40 0,36 0,25 0,34 185 0,42 0,29 0,41 0,36 0,25 0,35
150 0,35 0,26 0,32 0,30 0,23 0,27 240 0,35 0,26 0,31 0,30 0.22 0,27
185 0,30 0,24 0,26 0,26 0,21 0,22 300 0,30 0,24 0,25 0,26 0,21 0,22
240 0,25 0,22 0,20 0,22 0,19 0,17 400 0.25 0,22 0,19 0,21 0,19 0,16
300 0,22 0,21 0,16 0,19 0,18 0,14 500 0,22 0,20 0,15 0,19 0,18 0,13

Примеры

Пример 1

(см. , рис. G31)

Трехфазный кабель диаметром 35 мм 2 медный кабель длиной 50 метров питает двигатель на 400 В от:

  • 100 А при cos φ = 0.8 при нормальной постоянной нагрузке
  • 500 A (5 In) при cos φ = 0,35 во время запуска

Падение напряжения в исходной точке кабеля двигателя в нормальных условиях (т. Е. С распределительным щитом Рисунок G29, распределяющим в общей сложности 1000 A ) составляет 10 В между фазами.

Какое падение напряжения на выводах двигателя:

  • В нормальном режиме?
  • Во время запуска?

Решение:

  • Падение напряжения в нормальных условиях эксплуатации:

ΔU% = 100ΔUUn {\ displaystyle \ Delta U \% = 100 {\ frac {\ Delta U} {Un}}}

Таблица Рисунок G30 показывает 1 В / А / км, так что:

ΔU для кабеля = 1 x 100 x 0.05 = 5 В

ΔU всего = 10 + 5 = 15 V = т.е. 15400 × 100 = 3,75% {\ displaystyle {\ frac {15} {400}} \ times 100 = 3,75 \%}

Это значение меньше разрешенного (8%) и является удовлетворительным.

  • Падение напряжения при запуске двигателя:

ΔUcable = 0,54 x 500 x 0,05 = 13,5 В

Из-за дополнительного тока, потребляемого двигателем при запуске, падение напряжения на распределительном щите превысит 10 вольт.

Предположим, что подача на распределительный щит во время запуска двигателя составляет 900 + 500 = 1400 А, тогда падение напряжения на распределительном щите увеличится примерно пропорционально, т.е.е.

10 × 1,4001,000 = 14 В {\ displaystyle {\ frac {10 \ times 1,400} {1,000}} = 14 В}

ΔU распределительный щит = 14 В

ΔU для кабеля двигателя = 13 В

ΔU всего = 13,5 + 14 = 27,5 В, т.е.

27,5400 × 100 = 6,9% {\ displaystyle {\ frac {27,5} {400}} \ times 100 = 6,9 \%}

значение, удовлетворительное при запуске двигателя.

Рис. G31 — Пример 1

Пример 2

(см. рис. G32)

Трехфазная 4-проводная медная линия 70 мм 2 c.s.a. и на длине 50 м пропускает ток 150 А. Линия питает, среди прочих нагрузок, 3 однофазные цепи освещения, каждая по 2,5 мм 2 c.s.a. медные длиной 20 м, каждый пропускающий 20 А.

Предполагается, что токи в линии 70 мм 2 сбалансированы и что все три цепи освещения подключены к ней в одной точке.

Какое падение напряжения в цепях освещения?

Решение:

  • Падение напряжения в 4-проводной линии:

ΔU% = 100ΔUUn {\ displaystyle \ Delta U \% = 100 {\ frac {\ Delta U} {Un}}}

На рисунке G30 показывает 0.59 В / А / км

ΔU линия = 0,59 x 150 x 0,05 = 4,4 В междуфазно

, что дает:

4,43 = 2,54 В {\ displaystyle {\ frac {4.4} {\ sqrt {3}}} = 2,54 В} фаза на нейтраль.

  • Падение напряжения в любой из однофазных цепей освещения:

ΔU для однофазной цепи = 19 x 20 x 0,02 = 7,6 В

Таким образом, полное падение напряжения составляет

7,6 + 2,54 = 10,1 В

10,1 В 230 В × 100 = 4,4% {\ displaystyle {\ frac {10,1 В} {230 В}} \ times 100 = 4. 1 2 Значения ρ в соответствии с IEC60909-0 и Cenelec TR 50480. См. Рисунок G38.

Calculus II — серия Power

Онлайн-заметки Павла

Примечания

Быстрая навигация

Скачать

  • Перейти к
  • Примечания

  • Проблемы с практикой

  • Проблемы с назначением

  • Показать / Скрыть
  • Показать все решения / шаги / и т. Д.
  • Скрыть все решения / шаги / и т. Д.
  • Разделы
  • Оценка стоимости серии
  • Серия

  • Power и функции
  • Главы
  • Параметрические уравнения и полярные координаты
  • Векторы
  • Классы
  • Алгебра

  • Исчисление I

  • Исчисление II

  • Исчисление III

  • Дифференциальные уравнения

  • Дополнительно
  • Алгебра и триггерный обзор

  • Распространенные математические ошибки

  • Праймер для комплексных чисел

  • Как изучать математику

  • Шпаргалки и таблицы

  • Разное
  • Свяжитесь со мной
  • Справка и настройка MathJax
  • Мои студенты
  • Заметки Загрузки
  • Полная книга
  • Текущая глава
  • Текущий раздел
  • Practice Problems Загрузок
  • Полная книга — Только проблемы
  • Полная книга — Решения
  • Текущая глава — Только проблемы

Необходимая толщина проволоки — пятая.инфо

При подключении светодиодной ленты бывает сложно понять, какие провода нужно использовать. Я перечислил, как подключить все провода для каждой из моих диммерных плат, но какой толщины должны быть эти провода?

Во-первых, давайте установим общее правило: мы используем медные кабели, а не что-то еще, например, провод динамика CCA.

Разработка наихудшего сценария

Все сделанные расчеты предназначены для наихудшего сценария — полной яркости.Теперь я понимаю, что вы не будете использовать светодиодные ленты с полной яркостью большую часть времени (или когда-либо действительно с версиями с очень высокой мощностью), поэтому вы создаете диммер! Тем не менее, я стараюсь разрабатывать все свои настройки таким образом, чтобы, если мне действительно нужна полная яркость или что-то пойдет не так, вся настройка (источник питания + кабели + диммер + охлаждение) может справиться с количеством мощности, которое МОЖЕТ выводиться на Светодиодная лента — вероятность возгорания меньше!

С учетом сказанного, продолжайте читать, пока не дойдете до «Вы с ума сошли?» раздел!

Метод расчета толщины

Чтобы рассчитать необходимую толщину, сначала нам нужно знать, какой длины должен быть кабель.Как правило, потеря около 5% (падение напряжения) приемлемо для большинства соединений постоянного тока. Величина потерь в кабеле напрямую зависит от длины кабеля. Кабель AWG22 может подойти для 20 см, но если вам нужно гораздо большее расстояние, например, 5 м, вам понадобятся кабели намного толще.

Второй важный фактор — это количество ампер, необходимое для передачи по кабелю. Напряжение не играет прямой роли при определении толщины кабеля, но определяет величину мощности, которая может пройти по кабелю в конечном итоге, и величину потерь, которые могут возникнуть.

Таким образом, Amperage + Length определяет толщину кабеля. Взгляните на следующую таблицу. В этой таблице указан мм2, а не калибр провода !:

Таблица позаимствована у 24volt.co.uk

Эта таблица позволяет очень легко определить толщину кабеля, к которой следует стремиться при использовании напряжения 24 В. Поскольку на этой диаграмме указана сила тока, а не мощность, те же значения должны применяться и для 5 В и 12 В, изменится только процентное падение, но вы все равно должны оставаться в безопасном диапазоне.

В качестве примера предположим, что у вас 5 м (~ 16.6 футов) светодиодная лента, потребляющая мощность 100 Вт при максимальной яркости. Длина кабеля, который вы хотите использовать, должна составлять 5 метров, при 12 В это 8,33 А, а при 24 В — всего 4,16 А! Чтобы безопасно передавать ~ 8 А, вам понадобится кабель 1,5 мм2, переключающий его до светодиодной ленты 24 В и источника питания, теперь вам нужно только передать 4,16 А, и, следовательно, кабель 0,75 мм2 (в основном половина толщины) подойдет. Чтобы перевести мм2 в манометр, см. Следующую таблицу:

Исходя из того, что указано в этой таблице для 12 В 8 А, вам понадобится кабель калибра 14.Если вы покупаете все на 24 В, вам нужно будет транспортировать только ~ 4 А мощности и, следовательно, понадобится только кабель сечением от 22 до 20. В основном это происходит по тем же причинам, что и объясняется в моей статье «12v vs 24v», использование более высокого напряжения постоянного тока позволяет вам использовать меньше меди и, таким образом, сэкономить на стоимости! У вас также будет меньше проблем с выцветанием светодиодной ленты на дальнем конце.

Для подключения аналоговой белой светодиодной ленты провода + и — должны быть одинаковой толщины.

  • 5м, 12В, тёпло-белая светодиодная лента с использованием 16 / м
    • 5 м * 16 Вт = 80 Вт | 80 Вт / 12 В ~ 7 А
      • Длина провода от диммера до светодиодной ленты 2 м
        • Для транспортировки 7 А на расстояние более 2 м вам потребуется провод толщиной не менее 1.5 мм2 или калибр от 16 до 14
  • 5 м, 24 В, светодиодная лента тёпло-белого цвета, мощность 14,4 Вт / м
    • 5 м * 14,4 Вт = 72 Вт | 72 Вт / 24 В = 3 А
      • Длина провода от диммера до светодиодной ленты 2 м
        • Для транспортировки 3 А на расстояние более 2 м вам потребуется провод толщиной не менее 0,75 мм2 или калибром от 22 до 20
      • Тот же сценарий, но теперь расстояние до светодиодной ленты составляет 10 м от диммера до светодиодной ленты.
        • Для транспортировки 3 А на расстояние более 10 м вам потребуется провод толщиной не менее 1.5 мм2 или калибр от 16 до 14
  • 5 м, 5 В, 60 светодиодов / м, лента WS2812b RGB с использованием 60 мА на каждый светодиод
    • 60 светодиодов / м * 5в = 300 | 300 светодиодов * 0,06 А = 18 ампер
      • Длина проводов от диммера до светодиодной ленты 5 м
        • Для транспортировки 18 А на расстояние более 5 м вам потребуется провод толщиной не менее 2,5 мм2 или калибр 10

Согласно вышеприведенным расчетам, вам понадобятся толстые кабели для подключения светодиодных лент к платам! Большинство светодиодных лент поставляются с короткими выводами, которые имеют небольшую толщину, так какой смысл в приведенных выше расчетах?

Толщина кабеля напрямую зависит от расстояния.Для провода длиной 10 см не потребуется провод 2,5 мм2 или 10 калибра. Что-то вроде 0,5 мм2 или 24 калибра (или даже меньше) будет работать нормально. Лично я использую катушку с проводом 0,75 мм2 или 20 калибра для своих коротких проводов, длина которых не превышает 1 метр. Так что, если диммер находится близко к светодиодной ленте, вам не о чем беспокоиться. Когда диммер или источник питания находятся на расстоянии нескольких метров или 10 футов, вам нужно уделять особое внимание толщине кабеля!

Чтобы приобрести кабель, см. Статью «Инструменты и оборудование». Я перечислил несколько различных типов кабеля, которые можно использовать для силовых или сигнальных проводов (сигнальные провода могут быть намного тоньше!).

Иногда есть особые случаи, которые необходимо учитывать при расчете толщины проволоки.

Двойная подача светодиодной ленты

Если у вас, например, однократное питание светодиодной ленты мощностью 100 Вт, которая работает при напряжении 24 В и требует 5 метров кабеля, для этого требуется 4,16 А мощности и, следовательно, толщина провода 0,75 мм2 для передачи его на эти 5 метров. Однако, если вы подаете кабель дважды (с обоих концов), требование на кабель составляет всего ~ 2 А, поэтому можно использовать более тонкие кабели!

* Распределение мощности никогда не бывает равным на 100%, и рекомендуется убедиться, что оба конца могут выдерживать полную нагрузку, возможно, используйте 2/3 толщины вместо половины, например

Аналоговый RGB (Вт)

При использовании полосы RGB (W) у вас есть 4 отрицательных провода, но только один положительный провод.Чтобы иметь возможность выдерживать такое же количество тока, с которым могут справиться все отрицательные провода, положительный провод теоретически должен быть в 4 раза толще, чем отрицательный. На самом деле это будет очень толстый (и, следовательно, дорогой) кабель, поэтому обычно рекомендуется кабель вдвое большего размера. Если каждый цвет светодиодной ленты может выдерживать, скажем, 1 А при напряжении 24 В, убедитесь, что положительный + кабель выдерживает не менее 2 А, но желательно больше.

Цифровой RGB

Digital RGB имеет свой собственный набор правил. Если мы говорим об APA102, то есть положительный, отрицательный и отдельные провода данных и часов.Для WS2812b есть положительный, отрицательный и только один провод данных. Толщина провода передачи данных в основном не так уж и важна, даже провод от dupont подойдет. Однако толщина положительного и отрицательного проводов важна! Поскольку в большинстве этих полосок используется только 5 В, это означает, что вы имеете дело с гораздо большей силой тока, чем со светодиодами 12 или 24 В. Цифровая полоса RGB любой приличной длины может легко выдержать ток более 10 А, поэтому толщина кабеля важна! Проверьте приведенную выше таблицу, чтобы рассчитать, что вам потребуется.Например, для 10 ампер потребуется 4 мм2 или калибр 6 на длину кабеля 10 метров, поэтому настоятельно рекомендуется стараться, чтобы длина провода после источника питания была как можно короче!

Например, в этой статье QuinLED-Quad у меня есть схемы того, как его можно оптимально подключить. Однако есть разные способы, которые иногда появляются в Интернете, я в основном не рекомендую их, но они есть:

Двусторонняя одинарная подача

Если вы хотите, чтобы все светодиоды в полосе горели равномерно, вы можете подключить положительный ток на одном конце, а отрицательный ток — на другой стороне светодиодной полосы.Таким образом, мощность всегда должна проходить через полосу одинаковое расстояние, и теоретически падение напряжения, таким образом, также всегда будет одинаковым для каждого светодиода.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *