Меню

Как определить потребляемую мощность светодиодной ленты

Какая бывает мощность светодиодной ленты и как ее определить?

Какая бывает мощность светодиодной ленты и как ее определить?

  1. От чего зависит?
  2. Как рассчитать мощность?
    • На 1 метр
    • На всю длину ленты
  3. Расчёт преобразователя
  4. Как рассчитать потребление?

Мощность светодиодной ленты – второй после номинального напряжения параметр, на который потребители обращают внимание. После него проверяется приспособленность ленты для определённой погоды или микроклимата, прочие параметры.

От чего зависит?

Мощность светодиодной ленты зависит от двух характеристик – рабочего напряжения питания и потребляемого каждым светодиодом тока. Мощность равна произведению вольтажа светодиодов на ампераж (силу тока). Сила тока при последовательном соединении светодиодов (в сборках на 12, 24, 220 вольт) одинакова – она зависит от характеристик конкретного светоэлемента, из которых (полностью одинаковых) и собирается светолента.

Собирать разные по мощности светодиоды в одну сборку не рекомендуется – светодиоды малой мощности светятся ярче, большей – гораздо более тускло. Если в светильнике стоит драйвер, в котором происходит стабилизация именно по силе тока под светодиоды меньшей мощности, то светильник не будет светить, либо свечение будет пикселизованным, фрагментарным в зависимости от мощности каждого светодиода. В случае с подключением длинной ленты с разными (не одинаковыми) светодиодами к источнику более высокого, чем несколько вольт, напряжения, маломощные светодиоды сгорят, а следом за ними, если произошёл тепловой пробой, и светодиод стал обычным проводником, сгорят и остальные.

Несмотря на то что даже светодиоды одной партии немного раличаются по напряжению (в пределах сотых долей вольта), может получиться небольшой «разнобой».

Эта особенность некритична – некоторые светодиоды светят чуть слабее, в светильнике или лампочке с матовым рассеивателем эта небольшая разница незаметна.

Как рассчитать мощность?

Для расчёта мощности есть таблица значений номинального напряжения и потребляемого тока. Согласно ей светодиоды разного номинала обладают отличным друг от друга током потребления. К примеру, светоэлементы, похожие на обычные светодиоды производства времён СССР, которые, в свою очередь, устанавливались в панели индикации междугородной телефонной аппаратуры (оборудования РРЛ), отличаются током потребления в 15-30 миллиампер при разбросе напряжения 2,7-3,2 вольта. Превышать эти параметры ни в коем случае нельзя – в идеале светодиод почти совсем не должен нагреваться. Допускается нагрев до температуры не больше, чем у тела здорового человека (не теплее пальца). Всегда помните, что светодиод – не газоразрядная или лампа накала, выделять тепло он почти не должен. Если подать на такой светодиод напряжение 3,4-3,8 В, то нагрев станет более существенным – до температуры в 50-55 градусов, а напряжение более 4-х вольт и вовсе приведёт к его ускоренной деградации (светодиод раскалится до 70 градусов, после чего он попросту проседает – «пробивается» по теплу и приходит в негодность).

На 1 метр

Приведём пример. Лента на 220 вольт, работающая длинными секциями на светодиодах марки SMD, насчитывает 60 штук на секцию. Разумеется, если рассчитывать по характеристикам, без перегрузки, в случае самосбора из отдельных светодиодов, заказанных партией в Китае, вышло бы 80. Здесь расчёт на то, что лента проработает хотя бы заявленные 25 тыс. часов, а не «прервётся» где-то между 2000-м и 3000-м часами реальной работы, как это часто бывает в результате преднамеренного выхода за пределы рабочих параметров.

Итак, SMD-5050 имеет мощность 0,1 ватта. 60 штук – уже 6 Вт. Светопоток ленты длиной 1 метр равен 480 люменов (8 Лм на один светодиод). Узнать ток потребления «от розетки» можно, разделив 6 Вт на 220 В. В итоге получим 27 мА, потребляемых от сети. В реальности же некоторые потери (до 5%) приходятся на диодный мост – он слегка нагревается, поэтому фактически лента потребляет 30 мА переменного тока при 220 В. А если взять (как это часто бывает) тепловыделение перегруженных по току светодиодов, то ещё процентов 40-50 уйдёт на тепло. В качестве примера – светодиодные лампочки, цоколь которых даже обжигает руку (70 градусов, +50 к комнатной температуре, в виде жара), то потеря на тепло светодиодов и выпрямителя (или драйвера) выливается в 60% и более. В итоге, вместо 30 мА при 220 вольтах вся сборка заберёт 50 миллиампер.

По мощности, при свете на 6 Вт, фактическое (суммарное) потребление светоленты с выпрямителем может вылиться в 10-15 Вт.

На всю длину ленты

Возьмём в качестве примера всё те же светодиоды – SMD-5050. На метр (60 шт.) их светопоток оценивается в 6 Вт, при потреблении в 10-15 (остальные ватты, как ранее говорилось, идут на тепло из-за неправильного расчёта). Если на метр такая лента светит на 6 Вт, то на всю длину, предположим, коридора (100 метров, первый этаж фабрики или завода, переход между цехами) лента выдаст света на 600 Вт. При этом потребление будет, как у одноконфорочной электроплитки или масляного электрорадиатора – киловатт и более. Ленты на питание от 220 В часто включаются через автоматический предохранитель на «фазном» проводе линии – ток его срабатывания равен нескольким амперам. Если светимость ленты изменится от броска напряжения в большую сторону, этот автоматический предохранитель «отстрелится», разомкнёт линию, и лента окажется обесточенной.

К примеру, 5 стометровых лент из таких светодиодов можно включить через стандартный дифавтомат на 25 А, применяемый в квартирах и загородных домах.

Расчёт преобразователя

Если светоленточное освещение на 220 В не требует ничего, кроме выпрямителя с фильтром (конденсатором) на это же самое напряжение, то 5-, 12- и 24-вольтовые мини-сборки нуждаются в дополнительном преобразователе. В качестве последнего используется драйвер по току или стабилизированный источник питания на это же низкое напряжение, рассчитанный с небольшим запасом во избежание «проседания» питания.

Читайте также:  Что такое мощность ветроэнергетической установки

Простейший пример – драйвер в стандартных цокольных лампочках типоразмера Е-27. Лампочка на 3 Вт содержит 5-6 светодиодов, впаянных в круглую плату с алюминиевой подложкой. Последняя применяется в качестве отводящего тепла. Практические советы самодельщиков, ремонтировавших такие лампочки, сводятся к тому, чтобы в схеме увеличить сопротивление одного из резисторов, чтобы драйвер почти не нагревался.

К примеру, вместо минимальных 18 Ом требуется поставить резистор на 40. Впаивание в разрыв светосборки дополнительных таких же светодиодов не даёт результата: драйвер имеет «запас хода». Его микросхема по-прежнему уйдёт в «перекал», так как выставлен ток, берущийся с запасом. Такая лампочка, и вправду, светит в 3-5 Вт, но потребляет энергии на лишнее тепло ещё как минимум столько же. В 3-ваттных лампочках используется 5-6 двойных светодиодов (включены парами с внутренним последовательным соединением, двойные кристаллы), каждый из которых потребляет в норме 6 В. На практике же производитель, чтобы лампа светилась как можно ярче, отводит одному двойному кристаллу все 8 вольт. Пять таких кристаллов – 40 вольт, 6 – 48.

Если лампочка рассчитана на 10 кристаллов, а на ней указано, что её мощность – 5 Вт, то драйвер вырабатывает постоянный ток напряжением уже 80 вольт – в норме должен давать всего 60. Ещё 5-10 Вт рассеиваются на ненужный перегрев. Технология расчёта преобразователя нарушена, и вскоре он после покупки сгорит вместе с одним или несколькими светодиодами. Чтобы этого не произошло, домашние мастера, сменив управляющий током микросхемы ограничительный резистор, добиваются нормального режима работы. Лампочка при этом светит не на 3 (или 5) ватт, а на 2-2,5 (3-4), её яркость свечения падает вдвое. Дело в том, что даже в неперегруженном режиме потери 5-32% на небольшое тепло, выделяемое драйвером (зависит от сложности схемы и качества электронных компонентов), сохраняются.

Вывод: рассчитывая преобразователь, нельзя допускать его перегрева. Если мощность ленты длиной в 1 м равна 6 ваттам, используйте блок питания или драйвер с запасом по мощности в 2-3 раза. В этом примере мощность его (максимальная, не пиковая) равна 12-18 Вт. Округляя это значение, не пожалейте денег на 20-ваттный адаптер питания.

И он, и ваша светолента проработают без проблем лет 10 и более.

Источник

Как узнать мощность светодиодной ленты

Для организации наружного и внутреннего освещения, особенно для создания разнообразных локальных подсветок интерьерных зон, все чаще прибегают к использованию светодиодных лент.

Читайте также:  Как определить мощность цепи по сечению

Светодиодные ленты универсальны, по сравнению со светильниками они недороги, по сравнению с люминесцентными лампами — весьма энергетически экономичны, к тому же их очень несложно монтировать, — все это объясняет растущую популярность светодиодных лент у самого широкого круга потребителей.

Как узнать мощность светодиодной ленты

В связи с актуальностью данной темы давайте поговорим о параметрах светодиодных лент, о том как узнать и рассчитать мощность ленты и на что стоит ориентироваться при выборе светодиодной ленты для своих нужд.

Типичная светодиодная лента — это своеобразная гибкая печатная плата со смонтированными на ней в определенном порядке SMD-светодиодами с одной стороны, и с проводящими дорожками с обратной стороны. Данные ленты выпускаются на постоянное напряжение 5, 12, 24 или 36 вольт. Класс защиты ленты может быть от IP20 (самая открытая и незащищенная) до IP68 (полностью водонепроницаемая, облаченная в силиконовую трубку).

Самые популярные SMD-светодиоды для светодиодных лент

Наиболее популярные SMD светодиоды, применяемые на таких лентах: SMD3528, SMD5050, SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке светодиода обозначают габаритные размеры светодиодов в миллиметрах, например светодиод SMD5630 имеет длину 5,6 мм и ширину 3,0 мм.

Сами же светодиодные ленты на бобинах имеют того рода маркировку: 24W 12V 2A – это характерные параметры, например, 5 метров ленты с потреблением 4,8 Вт на метр, это может быть лента с 60 светодиодами SMD3528 на каждый метр. Более детально о типах светодиодов расскажем далее.

Вот мощности наиболее популярных светодиодов, которые встречаются на лентах:

SMD3528 – 0,11 Вт;

Самый маленький из перечисленных SMD-светодиодов используемых в изготовлении лент — это SMD3528, имеющий габариты 3,5 на 2,8 мм и номинальную мощность 0,1 Вт. Это однокристальный светодиод. Ленты, собранные из данных диодов, отличаются дешевизной и особой универсальностью: обычно напряжение питания ленты составляет 12 В. Такие ленты популярны в декоративном оформлении потолков и различных интерьерных ниш.

Одиночная цепь на ленте содержит три светодиода SMD3528 и один токоограничительный резистор. Таких параллельно соединенных цепей на ленте много, их можно отрезать столько, сколько нужно. Из-за наличия токоограничительного резистора на один светодиод ленты приходится уже в среднем не 0,1 Вт, а 0,08 Вт при напряжении питания 12 В.

SMD3528

Ленты выпускаются с разной плотностью светодиодов на метровый отрезок ленты, обычно кратно 30 или 60: 30, 60, 120, 180 и 240 светодиодов на метр. Таким образом мощность отрезка ленты определенной длины можно узнать просто сосчитав светодиоды на отрезке. Причем отрезать ленту следует строго по специальным меткам, нанесенным на лицевую сторону ленты.

Один метр ленты с 60 светодиодами SMD3528 на метр будет иметь мощность 4,8 Вт; соответственно 120 светодиодов на метр — 9,6 Вт; 180 — 14,4 Вт: 240 — 19,2 Вт на метр. Если нужно меньше или больше — отрезается кусок по отрезным меткам и тогда мощность изменится пропорционально: пол метра — 2,4 Вт, полтора метра — 7,2 Вт (60 светодиодов на метр) и т. д.

SMD5050

Ленты на светодиодах SMD5050 втрое мощнее лент на диодах SMD3528, ведь в одном SMD-элементе здесь содержится три светоизлучающих кристалла таких как в одном SMD3528. Данные ленты хорошо подходят для построения систем подсветки рабочих столов, потолков и дверных проемов, также популярен данный типоразмер в подсветке автомобильных салонов.

Примечательно, что светодиодные ленты с диодами типоразмера SMD5050 бывают и трехцветными. Здесь 1 метр с 30 светодиодами на метр будет потреблять 7,2 Вт, а с 60 и 120 светодиодами на метр — соответственно 14,4 и 28,8 Вт. Отрезок в полметра — 3,6 Вт.

Очевидно, мощность пропорциональна длине. Отрезать следует только по отметкам, иначе одна из параллельных цепочек с резистором будет нарушена и у вас останутся неиспользуемые светодиоды на ленте. Чем выше напряжение питания ленты (по документации) — тем длиннее единичная цепочка светодиодов которую нельзя нарушать отрезая.

SMD5730 и SMD5630

Далее по размеру идут SMD5730 и SMD5630, каждый светодиод на 0,5 Вт. Из лент на данных светодиодах можно строить полноценное освещение. 30 светодиодов на метр такой ленты будут потреблять 15 Вт, а 60 на метр — все 30 Вт. Если нужно 3 метра ленты с диодами SMD5630 с плотностью диодов 60 элементов на метр — потребуется стабилизированный блок питания на 90 Вт.

Читайте также:  Зона разрушений мощность взрыва

Источник



Как рассчитать мощность светодиодной ленты?

Мощность потребления светодиодной ленты – важный параметр, необходимый для правильного выбора блока питания. Уметь определять этот параметр должен каждый мастер, работающий с LED-лентами. Примечательно, что для этого нет необходимости измерять мультиметром ток и напряжение. Достаточно ограничиться теоретическими расчётами.

Напряжение и сила тока

Как следует из курса физики, электрическая мощность (P, Вт) – это произведение тока (I, А) на напряжение (U, В). Применительно к светодиодной ленте это означает, что номинальное напряжение питания нужно умножить на ток, протекающий через светоизлучающие диоды.

Напряжение можно определить визуально. Для этого нужно взять часть LED-ленты в руки и посчитать количество светодиодов, расположенных между двумя линиями разреза:

  • 3 светодиода соответствует напряжению питания 12 В;
  • 6 светодиодов – 24 В;
  • 60 светодиодов – 220 В от сети переменного тока через выпрямитель.

На некоторых изделиях значение напряжения нанесено непосредственно возле линии разреза. Также существуют адресные светодиодные ленты со встроенным ШИМ-модулятором и питанием от +5 В.

Величина протекающего тока зависит от типа установленных светоизлучающих диодов и их общего количества в светодиодной ленте. Самый маломощный SMD 3528 потребляет всего 20 мА, SMD 3014 – 50 мА, SMD 5050 – 60 мА, а SMD 2835 и SMD 5730 – 180 мА. В одном метре может находиться разное количество отдельных SMD-светодиодов. Плотность монтажа бывает 30, 60, 120 и 240 шт./м.

Приобретая лишь часть светодиодной ленты, спрашивайте у продавца паспортные значения мощности, тока и светового потока. Их можно найти на упаковке с бобиной.

Расчёт мощности 1 метра светодиодной ленты

Имея на руках все необходимые данные, несложно рассчитать, сколько потребляет 1 метр LED-ленты: формула расчета 1 метра

  • Uпит – напряжение питания, В;
  • I – ток одного светодиода, А;
  • N – количество SMD-светодиодов в 1 метре ленты, шт.;
  • K – коэффициент, учитывающий количество светодиодов, включенных последовательно.

Известно, что любая LED-лента с питанием от +12 В состоит из групп светоизлучающих диодов, соединённых параллельно. В свою очередь, в каждой группе по 3 светодиода, соединённых последовательно, а значит, через них протекает одинаковый ток. Поэтому К = 3. Для светодиодной ленты, работающей от +24 В значение К = 6.

Для большей наглядности рассчитаем мощность потребления 1 метра светодиодной ленты типа SMD 5050-30 шт./м с питанием от источника +12 В: пример
Для некоторых других популярных изделий с питанием 12 В, мощность указана в таблице. таблица мощности

Расчёт мощности всей длины LED-ленты

Логично предположить, что для расчёта мощности светодиодной ленты длиной больше или меньше 1 метра, нужно полученный результат умножить на общую длину: расчет всей длины

L – длина одного или нескольких отрезков, подключаемых к блоку питания.

пример расчета

К примеру, нужен блок питания, чтобы запитать 2 куска светодиодной ленты типа SMD 5050-30 шт./м длиною 2,5 и 3 метра. Мощность потребления составит:
Чтобы источник питания работал без перегрузок, необходимо полученный результат умножить на коэффициент запаса – 1,2 и округлить до ближайшего стандартного значения. В данном случае подойдёт блок питания мощностью 50 Вт.

Если необходимо посчитать, сколько электроэнергии потребляет светодиодная лента за определённый промежуток времени, то суммарную мощность придётся перевести в кВт*ч. Для этого воспользуемся формулой: расчет потребления электроинергии

h – время, в течение которого светодиоды включены, ч.

К примеру, за 8 часов непрерывной работы светодиодная лента из предыдущего примера потребит: пример

В заключение хочется отметить, что мощность и светоотдача LED-лент серии «эконом», собранных на чипах SMD 5630 и SMD 5730, не соответствует заявленной. В них установлены светоизлучающие диоды с меньшим размером кристалла, а значит, и с меньшим током потребления. Поэтому, покупая дешёвую продукцию, рассчитать её мощность можно только экспериментальным путём после замера тока и напряжения.

Источник