Как рассчитать мощность диодной ленты?

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.

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.

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).

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.

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.

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.

Читайте также:  Как проверить исправность светодиода мультиметром?

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.

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.

Определяем мощность светодиодной ленты

Светодиодные ленты поставляются в торговую сеть в катушках по 5 метров (реже 2,5-10 м). Для подключения на каждом конце имеются провода. На производстве используются 2 технологии – SMD и DIP. При самостоятельной установке требуется расчет мощности светодиодных лент, потребления электроэнергии, параметров преобразователей напряжения. Хотя формулы простые, для получения верного результата требуется определенный уровень знаний.

Разновидности светодиодов

SMD диоды монтируются на гибкую ленту при помощи технологии поверхностного монтажа (припаиваются к плате). Корпуса DIP оснащены ножками, поэтому перед пайкой крепятся на гибкой плате. Полосы с SMD плоские, излучают свет параллельно монтажной плоскости. DIP – это цепочка из цилиндров, которая используется при тюнинге транспортных средств, для оформления больших банкетных залов, фасадов, конструкций наружной рекламы, площадей, даже деревьев.

Для изготовления монохромных (одноцветных) светодиодных лент используются однотипные диоды. Они могут излучать красный, желтый, зеленый, синий, белый свет, реже оранжевый или розовый. Доступны изделия с ультрафиолетовым и инфракрасным излучением для медицинских учреждений, оранжерей, теплиц. Белый свет имеет различные оттенки: желтоватый, нейтральный, синий. При установке 3-х кристаллов в один чип он называется RGB.

Светодиодная полоса может быть обычная и водонепроницаемая (в силиконовой оболочке) в маркировке обозначается буквами RTW.

Степень защиты обозначается буквами IP и цифрами:

  • первая – безопасность для людей и уровень защиты от внешних механических воздействий;
  • вторая – уровень защиты от повышенной влажности;
  • 0 – отсутствие защиты.

При установке в отапливаемых помещениях защита большого значения не имеет. Для влажных помещений выбирается гибкая светодиодная полоса с IP67 и IP68. При монтаже вне помещений IP43 и больше.

В стандартной светодиодной ленте количество светодиодов на 1 метр 30 или 60. При двойном увеличении плотности изделие обозначается как «х2». Если светодиоды установлены в 2 ряда, ставится маркировка «2х2» (на одном метре 120 или 240 чипов).

Внимание! Некоторые производители предлагают гибкие полосы с установкой светодиодов в 3 и 4 ряда. При монтаже необходимо учесть, что из-за перегрева их нужно уложить на жесткую металлическую основу.

Светодиодные ленты с SMD фронтальные, излучают свет под углом 120 градусов. Гибкие полосы с DIP торцевые, световой поток рассеивается вдоль плоскости установки, поэтому в помещениях они используются для декоративного освещения.

Напряжение и сила тока

К сети все типы светодиодных лент подключаются через источник питания, стабилизирующий напряжение и ток. Стандартные изделия рассчитаны для работы от 12 вольт, но встречаются гибкие светодиодные полосы на 5 (со встроенным ШИМ-регулятором), 24 и 36 вольт. Хорошие производители значение этого параметра наносят на ленту.

Величина тока полностью зависит от того, какие светодиоды установлены, и сколько их на метре и всей ленте.

Важно! При покупке отрезка (без бобины) значения напряжения и тока нужно спросить у продавца.

Определение мощности

На упаковке мощность одного метра или всего изделия указывается в ваттах. Главное внимание при подборе блока питания следует обратить именно на этот показатель.

Внимание! Недавно стали выпускать светодиодные ленты с напряжением 220 В, для которых преобразователь не требуется, так как они подключаются прямо к сети.

Расчет мощности 1 метра светодиодной ленты

Значение мощности 1 м Led ленты зависит от типа светодиодов, которые на ней размещены, и их количества. Если паспорта нет или значение не указано (не все производители отличаются высоким уровнем ответственности), нужно отмерить метр рулеткой, определить длину и ширину чипов и посчитать, сколько их установлено.

Читайте также:  Как рассчитать потери в кабельной линии?

По размерам можно определить тип СМД и найти таблицу со значениями тока (в амперах):

  • СМД 3528 – 0,02;
  • СМД 5050 – 0,02;
  • СМД 5630 – 0,15-0,2;
  • СМД 5730 – 0,15-0,3;
  • СМД 2835 – 0,06;
  • СМД 3014 – 0,03;
  • СМД 3020 – 0,02.

U – вольтаж блока питания;

N – количество чипов на метре;

K – количество SMD, соединенных последовательно.

Во всех светодиодных полосах на 12 В в группах, соединенных параллельно, по 3 чипа, поэтому K=3 (для 24 В K=6).

Размер чипа SMD 3020 – 30х20 мм, на метре 30 элементов, блок питания 12 В.

P = 12*0,02*30/3 = 2,4 Вт.

P – 24*0,02*60/3 = 9,6 Вт.

Расчет мощности всей длины Led ленты

Если мощность одного метра известна, чтобы получить показатель для всего изделия, нужно полученную цифру умножить на длину.

Например, длина светодиодной полосы ленты SMD 3020 5 метров:

Важно! При выборе блока питания учитывается, что его мощность должна на 20-30% превышать мощность светодиодной ленты.

Расчет преобразователя

При покупке блока для уже имеющейся светодиодной полосы учитывается не только мощность, не менее важно напряжение.

Внимание! Преобразователи на 12 В более доступны и обладают сравнительно низкой стоимостью, при выходе из строя их проще заменить.

Чтобы определить мощность блока, мощность ленты нужно умножить на 0,2 или 0,3. Для рассмотренных выше светодиодов при длине изделия 15 м и 60-и чипах на каждом из них ее мощность:

С учетом коэффициента:

144+144*0,3 = 187,2 Вт

Мощность блока питания должна быть 200 Вт.

Внимание! Если не учесть запас, блок не сможет выдать на выходе стабильное напряжение и будет перегреваться.

Если блок кажется слишком габаритным, светодиодную полосу можно разделить на 2 части, для каждой купить преобразователь на 100 ватт.

Расчет потребления

Перед монтажом системы освещения любому хочется узнать ее энергопотребление.

Объем потребляемой светодиодной полосой электроэнергии в первую очередь зависит от количества диодов. Если использовать рассмотренное выше изделие, то можно сказать, что потребление электроэнергии – это мощность блока питания. Чтобы определить точное значение, необходимо знать, сколько часов ежедневно системой освещения будут пользоваться.

Если она будет работать примерно 3 часа в сутки, расчет следующий:

200 Вт*3/1000 = 6 кВт/сутки.

Основные выводы

Большой объем led-продукции, предлагаемой рынком, не отличается высоким качеством. Производители не указывают параметры напряжения, тока, мощности, не предлагают схем подключения. Чипы производятся из кристаллов и люминофора низкого качества. При покупке таких изделий определить вольтамперные характеристики сложно, требуются расчеты на основе измерений.

Если лента качественная, она служит заявленный срок только при подключении через блок питания, подобранный на основе точных расчетов. Еще одно условие – соблюдение режима эксплуатации.

При покупке продукции CREE, Philips, OSRAM система будет работать заявленные 30-50 тыс. часов, если ответственно подойти к подбору дополнительных компонентов и монтажу. Расчеты мощности и энергопотребления проблем не создадут, так как эти производители указывают на своей продукции все необходимые параметры.

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты

Практически все светодиодные ленты рассчитаны на напряжение 12 В. В отдельных случаях решения с повышенной яркостью, собранные на основе особо мощных кристаллов, могут требовать напряжение питания 24 В. Для того чтобы ваша система светодиодного освещения светила ярко и длительное время, подключать её стоит только через импульсный источник стабилизированного постоянного тока.

Типы импульсных блоков питания

Существуем множество вариантов технического исполнения блоков питания.

По защите от атмосферного воздействия:

  • Негерметичный;
  • полугерметичный;
  • герметичный.

Негерметичные блоки предназначены для применения исключительно внутри помещений, где нет высокой влажности.

По мощности:

  • От 12 Вт до 800 Вт;
  • сила тока от 1 А до 66 А.

По типу охлаждения:

  • С пассивным охлаждением;
  • с активным охлаждением.

По материалу корпуса:

Расчет блока питания для светодиодной ленты

При монтаже светодиодного освещения обычно возникает ряд актуальных вопросов: какой потребляемый ток светодиодной полосы, как рассчитать блок питания для светодиодов, как рассчитать драйвера для неизвестной ленты, если на ней не указана потребляемая мощность? Для правильного расчёта используем следующую таблицу с номинальными параметрами популярных матриц.

Читайте также:  Как рассчитать однофазный ток короткого замыкания?

Таблица популярных smd светодиодов, характеристики

Расчет параметров питания светодиодной ленты

Лента различается количеством smd матриц на погонный метр. В продаже существуют варианты на 30, 60, 120 матриц на погонный метр. В зависимости от применяемых светодиодных матриц, номинальная мощность источника электричества для светодиодной ленты будет отличаться.

Тип smd матрицыКоличество светодиодов на погонный метрМощность потребляемая 1м/5м ленты, ВтНеобходимая сила тока, А на 1м/5м
3528303,3/16,50,27/1,35
606,6/330,55/2,7
12013,2/661,1/5,5
5050309/450,75/3,75
6018/901,5/7,5
12036/1803/15
56303015/751,25/6,25
6030/1502,5/12,5
12060/3005/25

Какой БП выбрать?

Наведавшись в первый попавшийся интернет-магазин по розничной продаже сетевых драйверов для светодиодов можно обнаружить десятки всевозможных вариантов трансформаторов для светодиодной ленты с очень порядочным разбросом стоимости, которая непосредственно зависит от номинальной мощности, материалов корпуса, гидроизоляции.

Естественное желание каждого человека – минимизировать свои финансовые затраты. Но экономия должна быть целесообразной и оправданной. Сравним несколько вариантов:

БПOEM DC12 12W 1АOEM DC12 36W 2АOEM DC12 120W 10АOEM DC12 360W 30А
Внешний вид
Мощность, Вт1236120360
Сила тока, А121030
Тип охлажденияПассивноеПассивноеПассивноеАктивное
Материал корпусаПластикПластикМеталлМеталл
Цена, у.е1,85,210,521
Цена за 1 Вт, у.е0,150,140,080,058

Как видите, чем сильнее блок питания, тем дешевле у него фактическая себестоимость ватта. На первый взгляд наиболее соблазнительно смотрится приобретение единственного достаточно мощного блока питания. Расчет мощности трансформатора для светодиодной ленты делается с запасом около 30%.

Не стоит забывать, что абсолютно любой прибор обладает довольно неприятным свойством неожиданно выходить из строя в самый неподходящий момент. При наступлении подобного форс-мажора вы формально останетесь без освещения. Наиболее рационально, в случае монтажа подсветки в комнате, запитывать участки от двух — трёх самостоятельных источников.

Рассчитываем мощность блока питания для светодиодной ленты

Ради примера, возьмем гостевую комнату площадью 18 квадратных метров (3 х 6 метров). Периметр помещения составит 18 метров. Нам потребуется источник светодиодного освещения с суммарной яркостью свечения 350 люмен/м.п (расчет яркости проводим исходя из рекомендованных уровней освещения), для примера возьмём smd 3528 60led с номинальной яркостью 360 lm/м.п. Общая мощность этой ленты на весь периметр помещения будет:

У разных производителей яркость носителя может значительно отличаться, соответственно и лента в вашей ситуации может потребоваться немного другая, расчёт мощности светодиодной ленты желательно производить по паспортным данным от производителя. С резервом прочности нам понадобится аппарат рассчитанный на 150 Вт.

При использовании нескольких источников тока разбиваем всю длину ленты на три участка, учитывая, что стандартная катушка пятиметровая. Получаем два сегмента по пять метров, 33 Вт и один участок восемь метров на 53 Вт. Блоки питания потребуются на 40 и 70 Вт соответственно.

Расчет светодиодной ленты на один блок питания

Как мы уже обсуждали, мощность драйвера для светодиодного освещения необходимо брать с запасом. Поэтому максимальная длина ленты, допустимая к подключению рассчитывается по формуле:

Длинна (м) = Мощность блока / (1,3 * Nsmd/m * Psmd)

Ncmd/m – количество smd матриц на погонный метр

Pcmd – номинальная мощность одной матрицы

1,3 – поправочный коэффициент запаса

Расчет трансформатора для светодиодной ленты

Расчет мощности блока питания проводим по тому же принципу:

Мощность блока = Длинна (м) * 1,3 * Nsmd/m * Psmd

Использование компьютерного БП в качестве драйвера

Один из доступных стабилизированных источников напряжения на 12В – компьютерный БП. Расчет драйвера питания для светодиодов на его основе имеет ряд особенностей. Начинка системного блока требует разное напряжение – 3,3 В; 5 В; 12 В. Поэтому у такого блока несколько выходных каскадов, между которыми распределяется выдаваемое напряжение.

На канал 12 В приходится около 50% номинальной нагрузки.

Реальная мощность такого БП = паспортная мощность*0,5/1,3.

Таким образом, для питания светодиодной ленты от БП 150 Вт будет доступно около 60 Вт. На радиорынке такие «раритеты» можно найти по 2-3 доллара, что вдвое дешевле стандартных драйверов.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector