Jak vypočítat výkon napájecího zdroje pro LED?

Napájecí zdroje, známé také jako transformátory, napájecí zdroje, adaptéry atd., jsou navrženy tak, aby převáděly střídavý proud (AC) 220 V na stejnosměrný proud (DC) 12 V, 24 V nebo 220 V. V zásadě, pokud jde o LED pásek, rozlišujeme 3 hlavní typy napájecích zdrojů: interiérové, utěsněné a síťové.

1 – Typy napájecích zdrojů.

Napájecí zdroje, známé také jako transformátory, napájecí zdroje, adaptéry atd., jsou navrženy tak, aby převáděly střídavý proud (AC) 220 V na stejnosměrný proud (DC) 12 V, 24 V nebo 220 V. V zásadě, pokud jde o LED pásek, rozlišujeme 3 hlavní typy napájecích zdrojů: interiérové, utěsněné a síťové. Vnitřní napájecí zdroje – nejedná se o utěsněné kovové transformátory „s mřížkou“, jako na obrázku:

1. Nízké náklady na 1 watt energie.
2. Tělo je kovové, takže lépe odvádí teplo a zabraňuje přehřátí jednotky.
3. Dobrá výdrž.
4. Vysoký výkon (až 600 wattů). Pokud potřebujete spojit dlouhou pásku, bude snazší a levnější to udělat pomocí několika velkých bloků namísto velkého počtu malých.
5. U výkonných (více než 200 wattových) modelů je k dispozici chladicí ventilátor (chladič), který ještě účinněji odvádí teplo a prodlužuje životnost jednotky.

nevýhody:

1. Neblokujte přístup vzduchu k „síti“. Pokud blok zabalíte do uzavřené „krabice“, která neumožňuje únik tepla, během několika měsíců, možná i týdnů, se znehodnotí.
2. Pouzdro není chráněno před prachem a vlhkostí. Z tohoto důvodu je docela rozmarný: nelze jej používat v místnostech s vysokou vlhkostí a prašností.
3. Nevyhovující velikosti. Vnitřní napájecí zdroje se velmi liší velikostí v závislosti na výkonu, což může být nepohodlné, pokud potřebujete skrýt transformátor v úzkém výklenku, díře atd. Pro takové případy existuje řešení: úzké nebo utěsněné napájecí zdroje, které jsou dražší, ale rozměrově menší.
4. Neobvyklé spojení. Řekněme, že jste si objednali vnitřní napájecí zdroj, obdrželi jej, rozbalili a viděli krabici jako na fotografii výše. Žádné dráty, žádná „zástrčka“, vůbec nic. co dělat? O tom, jak zapojit LED pásek, jsme již dříve psali, kde najdete podrobný návod.
5. Výkonné (více než 200 wattové) modely vybavené chladnějším hučením během provozu (jako notebook). To často ruší spánek lidí, kteří se rozhodnou instalovat pásku v obývacím pokoji. Pokud máte dobrý sluch, ale potřebujete více než 200 wattů výkonu, vezměte malé bloky a zapojte je do obvodu podle níže uvedeného schématu. Bude to trochu dražší, ale LED pásek se dá v noci pohodlně zapnout.

Celkem:

Vnitřní napájecí zdroje jsou dobrou volbou v 90 % případů. Jsou vhodné pro zvýraznění stropů, polic ve skříních, pracovního koutu v kuchyni, postele a podobně. Tyto jednotky však nejsou určeny pro použití ve vlhkých prostorách a někdy mohou přesahovat „průchozí“ rozměry. V takových případech se mohou hodit uzavřené napájecí zdroje.

Uzavřené napájecí zdroje – jedná se o hliníkové nebo plastové transformátory, se stupněm ochrany proti prachu a vlhkosti ip67. To znamená, že je lze bezpečně používat i při ponoření do vody do hloubky nejvýše 1 metru.

výhody:

1. Velmi vysoká odolnost vůči jakýmkoliv podmínkám: voda, prach, změny teploty, kondenzace.
2. Díky tomu může být použit venku, v akváriu, v prašném podkroví, ve fontáně atd.
3. Rozměry jsou obecně menší než u jiných typů transformátorů.
4. Nízká chybovost.

nevýhody:

1. Vysoká cena. Uzavřené napájecí zdroje stojí 2-3krát více než jejich neutěsněné protějšky.
2. Omezený výkon: maximální zdroj napájení ip67, který jsem viděl, je 300 wattů (jako na obrázku výše). To způsobuje potíže, pokud potřebujete připojit velký objem pásky, ale můžete použít stejné schéma zapojení jako u vnitřních jednotek, aby se sečetl jejich výkon (viz jeden obrázek výše).
3. Hmotnost. Nejste si jisti, zda to může někoho zmást, ale vodotěsné napájecí zdroje jsou několikrát těžší než jejich nevodotěsné protějšky. Například 150w zdroj váží asi 2 kilogramy.

Celkem:

Uzavřené napájecí zdroje nejsou levné, ale pravděpodobně nejspolehlivější zdroj energie pro LED pásek. Pokud potřebujete něco, co vydrží navždy, je to vaše volba. Například ve výloze našeho obchodu v Jaroslavli jsou plastové uzavřené bloky otevřeny každý pracovní den od 9.00:17.00 do XNUMX:XNUMX. Musí se měnit přibližně každých pět let. Jak již bylo řečeno, plastové utěsněné jednotky jsou obecně považovány za méně spolehlivé než jejich kovové protějšky.

Síťové napájecí zdroje — plastové transformátory se zástrčkou pro přímé připojení přes zásuvku. Jsou velmi podobné obvyklým adaptérům pro notebooky nebo nabíječkám telefonů.

výhody:

1. Intuitivní, pohodlné připojení. Jednoduše zasuňte zástrčku do ovladače, není potřeba žádné smršťování ani páska. Pokud se nechcete zabývat dráty, je to skvělá volba. To však není relevantní, pokud máte jednobarevnou pásku bez stmívače nebo ovladače. V tomto případě budete muset k pásce připojit speciální samičí konektor: odizolujte a kroucejte vodiče, izolujte je atd.

nevýhody:

1. Nízká spolehlivost.
2. Nízký výkon. Maximální výkon adaptéru je 84 W, což stačí na připojení 5 metrů pásky 5050 14.4 W, ale nic víc.
3. Zabírá zásuvku. Pro někoho je to plus, pro někoho mínus. Spíše bych to klasifikoval jako nevýhodu, protože. Obvykle je pohodlnější vyvést 220V dráty někam do výklenku nebo dokonce umístit jednotku do elektrického panelu, než dodávat samostatnou zásuvku pro napájení.

Celkem:

AC adaptéry jsou drahý a krátkodobý zdroj energie. Jejich jedinou výhodou je podle mého názoru snadná instalace.

2 – Jak vypočítat výkon napájecího zdroje.

Aby vám váš zdroj věrně sloužil, musíte zvolit jednotku dostatečného výkonu. Pokud není dostatek energie, transformátor bude stále fungovat a váš pásek bude zářit. Jednotka však bude pracovat při přetížení, bude se silně zahřívat a bude vydávat jemný, skřípavý zvuk. Samozřejmě se brzy přehřeje a selže a páska zhasne. Čím větší přetížení, tím rychleji blok vyhoří.

Pokud je napájecí zdroj výkonnější, než je požadováno, povede to k opačnému efektu: během provozu se bude méně zahřívat a jeho životnost se zvýší. Teoreticky platí, že čím větší rezerva chodu, tím delší životnost. V praxi není potřeba kupovat dvakrát větší blok, stačí 20% rezerva. Těchto „extra“ 20 % energie je vynaloženo na odpor vodiče a chrání před přehřátím během přepětí v síti.

Vzorec pro výpočet spotřeby energie LED pásku:

Ptot = pásky*m + 20 %

Kde:
P – síla (ve wattech W)
m — délka připojeného LED pásku (v metrech)
P páskyzpravidla uvedeno na obalu ve wattech.

Například potřebujete připojit 15 metrů pásky 3528 12v 60led 4,8w. Pro výpočet požadovaného výkonu jednotky vezmeme spotřebu pásky (4,8w), vynásobíme 15 metry a získáme 72w. Poté přidáme 20 %, dostaneme 86,4w. To znamená, že potřebujeme transformátor s výkonem alespoň 86.4 wattů. Nejbližší model zdroje je 100W.

Užitečný může být také vzorec pro výpočet výkonu napájecího zdroje:

Kde:
P – síla (ve wattech W)
I – síla proudu (v ampérech A)
U – napětí (ve voltech V)

Proč je to nutné? Někdy výrobci na blok nenapíší výkon P, indikující pouze aktuální sílu I a napětí V. V tomto případě můžete výkon snadno zjistit vynásobením proudu napětím.

3 — Jaké napětí mám zvolit?

Jaké napětí je potřeba pro LED pásek? Pokud vzorce a vysvětlení nejsou pro vás, můžete se posouvat níže a já začnu zpovzdálí.

Dovolte mi to hned ujasnit jas pásky při 14,4 W 12 V se rovná jasu pásky při 14,4 W 24 V a 220 V. Rozdíl ve výběru napětí vytváří úbytek napětí ΔU, který vede ke ztrátě jasu v závislosti na délce pásky.

Úbytek napětí se vypočítá pomocí níže uvedeného vzorce. Obecně řečeno, nemusíme to počítat, jen věnujte pozornost tomu, na čem závisí:

Kde:
R – odpor vedení (v ohmech)
I – síla proudu (v ampérech A)
ΔU – pokles napětí (ve voltech V)

Jak je vidět ze vzorce, čím nižší je proud I, tím nižší je úbytek napětí ΔU. O něco dříve jsme se podívali na vzorec pro výkon:

Kde:
P – síla (ve wattech W)
I – síla proudu (v ampérech A)
U – napětí (ve voltech V)
Na základě vzorce zdvojnásobením napětí U můžeme snížit proud I na polovinu, při zachování původního výkonu.

A co v praxi?

V praxi, pokud připojíte 5 metrů 12voltového pásku a porovnáte jas první a poslední LED diody, neuvidíte žádný rozdíl. Pokud ale zapojíte do vedení 10 metrů 12voltové pásky, tak na konci bude svítit znatelně slabší než na začátku. To je způsobeno právě poklesem napětí.

Pokud pak stejným způsobem připojíte 10 metrů 24voltové pásky, nedojde k žádnému efektu „ztráty světla“. Bude zářit stejně od začátku do konce. A pokud zapojíte 2 metrů 20 voltů a 24 metrů 10 voltů do 12 linek, postavíte je vedle sebe a porovnáte poslední LED diody obou linek, bude zřejmé, že mají přibližně stejný jas.

Zvýšením napětí snížíme potřebný proud a tím zvýšíme maximální délku vedení. Maximální délka čáry LED pásku je přibližně rovna:

• 12 voltů – 5 metrů.
• 24 voltů – 10 metrů.
• 220 voltů – 50 metrů pro silný pásek a 100 metrů pro slabší pásku.

Důležitý fakt.

Při výpočtu průřezu vodičů nezapomeňte vzít v úvahu, že musíte vzít 1 mm2 měděného kabelu na každých 13A (ampér) proudu pro skryté vedení a 17A pro otevřené vedení. Pokud je tento limit překročen, dráty se při stálém provozu přehřívají.

Výhody a nevýhody.

12 voltů.
+ nemůže člověka šokovat.
+ může „přežít“ zkrat. V případě zkratu + a – páska ani blok neshoří ani nevybuchnou, postupně se zahřejí, ale pokud si své chyby všimnete včas, nic špatného se nestane.
+ nejdostupnější páska a bloky. To platí jak pro cenu, tak pro dostupnost.
– pouze paralelní připojení. To je důležité, pokud potřebujete připojit více než 20 – 30 metrů pásky do jednoho okruhu.

24 voltů
+ také nemůže dát člověku elektrický šok.
+ také „přežije“ zkrat, ale zahřeje se dvakrát rychleji než 12 voltů.
+ pohodlné připojení, protože Můžete podávat 10 metrů najednou.
+ Všechny RGB ovladače a stmívače produkují dvojnásobný výkon při 24V za stejnou cenu. To vám pomůže ušetřit spoustu peněz.
+ Oproti 12 voltům vyžaduje pro stejný výkon poloviční průřez vodičů.
– cena pásku a napájecích zdrojů je vyšší (25 – 30% ve srovnání s 12V analogy).

220 Volt
+ ideální pro velké objemy pásky: lze připojit v řadě 50 – 100 m bez ztráty jasu.
+ levné napájecí zdroje (usměrňovače). 200 rublů na 50 – 100 metrů pásky.
+ nízká cena s ohledem na stupeň izolace ip68 (plně chráněna před vlhkostí a prachem).
+ není potřeba velký průřez vodičů. Například můžete připojit 50 metrů pásky 5050 14.4w pomocí kabelu o průřezu pouhých 0.75 mm2.
– Při porušení izolace může způsobit úraz elektrickým proudem. Proto je lepší neinstalovat pásku 220v doma.
– Pokud se připojíte nesprávně, celá cívka se okamžitě spálí.

Tým Giant4

Olga Optlamps 24. ledna 2020

LED pásky mohou být navrženy pro 12, 24 nebo méně často 36 V. Pro snížení proudu 220 V na provozní hodnoty je výrobek připojen přes napájecí zdroj. Bez něj se neobejdete při organizaci osvětlení vitríny, stropu, police nebo jakékoli jiné konstrukce. Ve většině případů se jedná o pulzní modely s omezovači proudu ve formě rezistorů.

Výběr napájecího zdroje pro LED pásek by měl být založen na následujících parametrech:

• provozní napětí a celkový výkon LED pásku;
• požadavky na ochranu proti vlhkosti a prachu;
• celkové rozměry samotného bloku.

Podle provozního napětí

Při výběru zdroje napětí nemusíte provádět žádné výpočty. Princip je velmi jednoduchý – výstupní napětí na bloku se rovná provoznímu napětí pásku. To bude 12, 24 nebo 36 V. Existují také SPI pásky dimenzované na 5 V.

Pro pásky s různým provozním napětím není nutné kupovat několik bloků. Můžete si zakoupit jeden určený pro více kanálů, který umožňuje připojit několik pásek.

Podle velikosti výkonu

Je velmi snadné vypočítat výkon bloku pro LED pásek. Rovná se celkovému výkonu celého pásu v podsvícení konkrétního provedení, ale jen s malou rezervou. Díky němu nebude blok využit na hranici svých možností. To vám umožní výrazně prodloužit jeho životnost, protože se prvky nebudou přehřívat.

Pro výpočet můžete použít následující vzorec:

kde P je celkový výkon pásky (W), L je její délka (m), p je měrný výkon na 1 m (W/m), k je bezpečnostní faktor. Posledně jmenovaný je vzat rovný 25-30 %, tj. 1,25-1,30. Hustotu výkonu naleznete v návodu k obsluze řemene. Uvádí to výrobce mezi jinými technickými charakteristikami.

Podle těsnosti pouzdra

Pokud zvažujeme, jak vybrat zdroj pro LED pásek na základě ochrany proti prachu a vlhkosti, pak je třeba vzít v úvahu podmínky, ve kterých bude používán. V běžné místnosti, kde je sucho a má normální vlhkost, postačuje stupeň krytí IP20, který vylučuje vnikání pevných částic (více než 12,5 mm).

Při volbě stupně krytí IP20-IP40 je třeba počítat s tím, že modely s chladičem kolmo k deskovým prvkům se méně zahřívají. Tato konstrukce zajišťuje volnou cirkulaci vzduchu podél desky, čímž zabraňuje přehřívání.

Při zvažování, jaký druh napájení je potřeba pro LED pásek instalovaný v koupelně, musíte zajistit úplnou ochranu před vlhkostí. To je typické pro třídu IP65. Toto pouzdro zabraňuje vnikání vodních paprsků a jakéhokoli prachu.

Jednotka, která bude používána venku, musí mít nejvyšší stupeň krytí IP67. Tato třída také poskytuje možnost ponoření výrobku do hloubky 1 m Třídy IP68 a IP69 dokonce umožňují použití jednotky v případě ponoření do vody.

Podle velikosti

Rozměry musí být zvoleny s ohledem na místo, kde bude zdroj napětí instalován. Zde platí pravidlo: čím větší je výkon zdroje pro LED pásek, tím větší jsou jeho rozměry a tím větší prostor vyžaduje pro instalaci kvůli silnějšímu ohřevu. U výkonných modelů je velmi důležité zajistit dostatečný prostor pro efektivní odvod tepla. V opačném případě se výrobek přehřívá, což zkracuje jeho životnost.

Příklad výběru napájecího zdroje

• Cílem je uspořádat stropní osvětlení v koupelně.
• Šířka a délka místnosti je 1,7×1,5m.

Obvod stropu bude 1,7 · 2 + 1,5 · 2 = 6,4 m To znamená, že je vyžadován LED pásek dlouhý 6,4 m s krytím IP65, protože výrobek bude používán v podmínkách vysoké vlhkosti. Vhodný je RTW 2-5000SE 24V Warm s výkonem 4,8 W/m a napětím 24 V Pro uvažovaný příklad bude celkový výkon celé pásky:

P = L p k = 6,4 4,8 1,3 = 39,936 W.

Po zaokrouhlení nahoru je hodnota 40 W. Parametry bloku by tedy měly být:

• výstupní napětí 24 V;
• výkon od 40 W;
• stupeň krytí IP65.

Výběr a výpočet napájecího zdroje pro LED pásek tedy nezpůsobuje žádné zvláštní potíže. Stačí znát vlastnosti pásky a její provozní podmínky. Po výběru všech součástí sady můžete začít připojovat pásku, která má také mnoho důležitých nuancí.