Výkon LED pásku: výpočet na metr pásu je 12 voltů. Co to je a jak to určit?

Pro připojení LED pásku potřebujete speciální napájecí zdroj, který se volí podle typu, výkonu a napětí. V tomto článku budeme podrobně hovořit o výběru napájecího zdroje podle jeho technických vlastností. Dozvíte se, jak správně vypočítat výkon 12 a 24V zdroje v souladu se spotřebou LED pásku. Existuje dostatek informací pro nezávislý výpočet a výběr napájení pro LED pásek pro jakýkoli úkol.

Typy napájecích zdrojů

Otevřené bloky

Jedná se o nejběžnější produkty, které jsou určeny pro vnitřní použití. Prakticky nejsou chráněny před vlhkostí a prachem. Proto byste je neměli volit do prašných místností s vysokou vlhkostí. Charakteristickým znakem je kovové pouzdro s perforací, která zajišťuje efektivní odvod tepla. Velikosti se mohou lišit od poměrně velkých až po velmi kompaktní. Výhody: velký výběr modelů v kombinaci s dostupnými cenami. Je důležité vzít v úvahu, že otevřené jednotky s výkonem 250 wattů a více jsou nejčastěji vybaveny chladičem, který vydává hluk. Místo jednoho výkonného zdroje se proto často instaluje více méně výkonných zdrojů bez ventilátorů.
Pro připojení se používají otevřené svorky umístěné na opačných koncích pouzdra. Na jedné straně je vstupní svorkovnice 220 V (fáze L, nula N). Na druhé straně jsou nízkonapěťové výstupy (od 1 do 4) 12, 24, 48 V a označené polaritou + a –.
Kupte si transformátor

Uzavřené (uzavřené) bloky

Tato úprava se vyznačuje lepší těsností, což umožňuje instalaci ve vlhkých místnostech nebo venku. Deska s elektronickými prvky je vyplněna směsí, která eliminuje jakékoli vnější vlivy. Důležitou vlastností je absence skřípání při stmívání (nastavení jasu pásku). RF transformátory a tlumivky skřípou, což v otevřeném napájecím zdroji hlasitě zní. A v uzavřených krytech jsou prakticky neslyšitelné. PSU jsou k dispozici ve dvou typech pouzder: Plastický – kompaktnější rozměry, nízká hmotnost, krytí IP67, výkon až 100 Wattů. Jedná se o optimální řešení pro skryté umístění při vytváření LED osvětlení díky své miniaturní velikosti a pohodlnému podlouhlému tvaru.
Kovové – existují modely s výkonem 10-800 wattů. Stupeň krytí IP67-68, vhodné pro venkovní instalaci. Modely od 100 Wattů a výše se vyznačují velkými rozměry, vysokou hmotností a vysokou cenou. Výrobky do 50 wattů jsou kompaktnější a protáhlejší. Proto se někdy volí pro vnitřní instalaci. Protože se snadno skryjí například uvnitř výklenku.

Stmívatelné napájecí zdroje

Existuje několik způsobů, jak ztlumit led pásku. Nejjednodušší a nejoblíbenější je instalace speciálního PWM regulátoru mezi napájecí zdroj a pásku. Kromě toho se používají specializované napájecí zdroje, které pracují s různými řídicími protokoly ve spojení s řídicím zařízením. Hlavní protokoly jsou uvedeny níže: Řídicí protokol 0-10V Jedná se o standard s analogovým ovládáním jasu světla. Nastavení se provádí pomocí otočného potenciometru umístěného na nástěnném panelu. Stmívání nastává změnou napětí z 0 na 10 Voltů. Intenzita světelného toku se mění z minima na maximum.
Řídicí protokol DALI Nově vyvinutý digitální protokol předčí ostatní možnosti z hlediska přesnosti a plynulosti regulace jasu. Páska se ovládá pomocí ovladače a dálkového ovladače (nástěnný dotykový panel).
Řídicí protokol TRIAC Nejjednodušší standard, který nevyžaduje pokládání dalších vodičů. Klíčový vypínač stačí vyměnit za triakový stmívač a přes zdroj 220 V si upravíte jas LED pásků.
Kontrolní protokol TUYA Bezdrátový komunikační protokol navržený pro ovládání pásky prostřednictvím sítě Wi-Fi a rádiového kanálu. Změna intenzity LED se provádí pomocí PWM modulace. Lze ovládat z nástěnného panelu nebo chytrého telefonu prostřednictvím specializované aplikace.

Ovladač na DIN lištu

Tato možnost je určena pro použití ve skříních a regálech instalovaných v kancelářských a průmyslových prostorách. Omezený výkon, vhodný pouze pro tlumené osvětlení.

Úzké napájecí zdroje pro instalaci do profilů

Ultratenké napájecí zdroje mají malé rozměry na šířku a výšku v kombinaci s velkou délkou. Tato konstrukce umožňuje jejich umístění do hliníkového profilu používaného pro montáž LED pásku. Právě tyto transformátory se používají při výrobě lineárních LED svítidel. Pouzdra jsou vyrobena z plastu i kovu.

Síťové adaptéry

Kompaktní napájecí zdroje v kompaktním provedení se zástrčkou pro zapojení do elektrické zásuvky. Jejich výkon je omezený, neexistují žádné možnosti pro jasné osvětlení.

Volba napájecího napětí

• 12 a 24 V – pro většinu typů LED pásků.
• 48V – pro stabilizovanou pásku používanou při organizování dlouhých smyček (až 50 metrů).

Výpočet napájecího napětí 12 a 24 Voltů

Zadní část osvětlení/osvětlení vytvořená ledem se může skládat z pásu různé celkové délky (od několika centimetrů až po desítky metrů) a výkonu. Je zcela zřejmé, že výkon, který spotřebovává, bude jiný. Proto musí být zdroj energie vybrán na základě spotřeby zátěže, která je k němu připojena.

Jak zjistit výkon LED pásku?

Chcete-li to provést, musíte se podívat na popis produktu, který vždy uvádí, kolik wattů páska spotřebuje na lineární metr. Chcete-li zjistit celkový výkon, musíte vynásobit hodnotu tohoto parametru délkou instalované smyčky.

Jak vypočítat výkon napájecího zdroje pro LED pásek?

Pro výpočet se používá jednoduchý vzorec:

• P – vypočítaný výkon zátěže;
• L – celková délka pásky;
• W – výkon jeden metr.

K získanému výsledku se připočítá technologická rezerva 15-20%. To je předpokladem pro to, aby napájecí zdroj vydržel dostatečně dlouho.

1. Řekněme, že máme 10 metrů pásky se spotřebou 9,6 W/m.
2. Spotřebu určíme následovně: 10 m x 9,6 W = 96 W.
3. K výsledné hodnotě připočteme 20 % rezervy. Světlá výška se vypočítá následovně: 96 W x 0,2 = 19,2 W. Nyní sečteme: 96 W + 19,2 W = 115,2 W.
4. Na základě výsledků výpočtu budete muset najít produkt s výkonem nejméně 115 wattů.
5. Přejdeme do katalogu internetového obchodu LedRus a vybereme napájecí zdroj s nejbližší hodnotou výkonu ve směru zvyšování.
6. Podle tohoto kritéria je ideální 120wattový zdroj, ale můžete si vybrat výkonnější variantu. V tomto případě však bude mít model větší rozměry a dražší. Proto je lepší vycházet ze získané vypočítané hodnoty.

Jeden nebo více napájecích zdrojů

Volba jednoho napájecího zdroje místo dvou nebo tří je vždy vhodná s výjimkou 2 případů:

• Omezení velikosti bloku kvůli požadavkům na diskrétní umístění.
• Překročení výkonu 250 W, což obnáší pořízení výrobku s hlučným chladičem.

Zkušenosti ukazují, že osvětlovací systém s menším vybavením snižuje riziko poruch. Elektrický obvod je zjednodušen a doba instalace je kratší. Úlohy dekorativního osvětlení se nejčastěji řeší pomocí 1-2 napájecích zdrojů. V případě vytvoření základního osvětlení se jejich počet zvyšuje na 4-5 kusů. Pokud projekt používá několik napájecích zdrojů, je lepší zakoupit je stejného typu a řady, aby byl zajištěn synchronizovaný provoz.

Tématu výběru optimálního počtu napájecích zdrojů se podrobněji věnuje náš článek na odkazu.

Standardní řemenový napájecí stůl

Pro usnadnění výpočtů uvádíme hodnoty výkonu ve Wattech pro pásky různých délek a s různými možnostmi parametru W/metr. K vypočtené tabulkové hodnotě by měla být připočtena marže 20 %.

Výběr třídy ochrany IP

Tuto charakteristiku byste měli vybrat na základě umístění napájecího zdroje:

IP20-33 – otevřené napájecí jednotky s minimální ochranou. Obvykle mají děrované (s otvory) tělo, ze kterého se dobře odvádí teplo. Tento výrobek je vhodný pouze do suchých, vytápěných místností. Vnitřek zařízení není chráněn před vlhkostí, prachem, malými předměty, zvířecími chlupy atd.

IP44-65 – uzavřené napájecí zdroje (obvykle v plastovém pouzdře). Zařízení je spolehlivě chráněno před vlhkostí a kapkami vody. Proto je vhodný do prostor s vysokou vlhkostí, jako jsou koupelny a sprchy, stejně jako do kuchyňských pracovních prostor. Nelze použít pro venkovní instalaci.

IP67-68 – uzavřené napájecí zdroje s maximální ochranou. Pouzdro je obvykle vyrobeno z hliníku. Kompletní utěsnění umožňuje umístění těchto bloků uvnitř i vně budov. Takové ovladače se používají v osvětlovacích systémech pro fasády domů, venkovní prvky budov a venkovní reklamní nápisy. Zařízení bez problémů vydrží ponoření pod vodu do určité hloubky a času i změny teplot od -25 do +60 stupňů Celsia.

Co určuje velikost napájecích zdrojů?

Rozměry ovladače nemají malý význam, pokud je třeba jej nainstalovat diskrétně. Výrobci tento bod předvídali a vyrábějí různé modifikace napájecích zdrojů s různými rozměry, ale se stejnými vlastnostmi. Přesto existuje přímá úměra mezi velikostí a výkonem: čím výkonnější, tím větší model.

Někdy je lepší zvolit několik kompaktních a nízkoenergetických jednotek místo jedné velké. Proveditelnost takového řešení je dána charakteristikami jejich možných umístění. Je nutné počítat s tím, že nejkompaktnější zdroje jsou dražší než klasické.

Co je PFC a je potřeba?

V prodeji najdete napájecí zdroje s funkcí PFC. Toto označení znamená Power Factor Correction. V ruštině se tato funkce nejčastěji nazývá „korekce účiníku“. Koeficientem se rozumí poměr činného výkonu k celkovému (vektorový součet činného a jalového výkonu).

V ideálním případě je tento poměr roven jedné. To znamená, že veškerá síla bude využita k práci. Ale v praxi je to méně než jedna. PFC zlepšuje poměr snížením spotřeby jalového výkonu.

Aniž bychom zacházeli do technických detailů, zde jsou výhody napájecího zdroje s PFC:

• Snížený startovací proud.
• Menší spotřeba elektřiny.

Všechny výše uvedené výhody jsou důležité hlavně u projektů s velkým počtem LED pásků a napájecích zdrojů. Například není potřeba přidávat do elektrického obvodu speciální automatické spouštěče. A elektrická síť nebude přetížena, když budou zapnuty všechny použité napájecí zdroje. Pro řešení problémů v domácnosti není zařízení s korekcí účiníku zvláště relevantní.

Jaký je rozdíl mezi levnými a drahými napájecími zdroji?

Značný počet kupujících dává přednost nákupu levných napájecích zdrojů. Podle jejich názoru jsou rozpočtové produkty naprosto totožné s dražšími produkty. A vysoká cena se vysvětluje pouze přeplácaností za dobře propagovanou značku.

Tento úhel pohledu je nesprávný a zde je důvod:

1. Nízká provozní spolehlivost.
   Napájení může během několika dní selhat. Důvodem je snížení nákladů na produkty zjednodušením návrhu a instalace zastaralých elektronických součástek, často s prošlou dobou použitelnosti. Běžné je nekvalitní (studené) pájení a zlomené závity na šroubových spojích.
2. Nízká bezpečnost.
   Kvůli snaze snížit konečné náklady na zařízení výrobci opouštějí důležité funkce. Neposkytují například ochranu proti zkratu a přetížení.
3. Nejhorší parametry.
   Například špatná stabilizace výstupního napětí, pokles napětí při velkém zatížení.
4. Problémy s výměnou vadného zařízení.
   Prodejci levných čínských produktů nemohou poskytovat uživatelskou podporu pro stížnosti na nekvalitní zboží.

Jakékoli napájecí zdroje doporučujeme nakupovat pouze ve specializovaných prodejnách osvětlení, nikoli v supermarketech. To platí pro produkty ekonomické i prémiové třídy.

Výkon LED pásku je druhým parametrem po jmenovitém napětí, kterému spotřebitelé věnují pozornost. Poté se zkontroluje vhodnost pásky pro konkrétní počasí nebo mikroklima a další parametry.

Na čem to závisí?

Výkon LED pásku závisí na dvou charakteristikách – provozním napájecím napětí a proudu odebíraném každou LED. Výkon se rovná součinu napětí LED a proudu (proudu). Síla proudu při zapojení LED do série (v sestavách pro 12, 24, 220 voltů) je stejná – závisí na charakteristice konkrétního světelného prvku, ze kterého je (zcela identický) světelný pás sestaven.

Nedoporučuje se sestavovat LED diody různého výkonu do jedné sestavy – LED s nízkým výkonem svítí jasněji, zatímco vysoce výkonné svítí mnohem tlumeněji. Pokud má lampa driver, který stabilizuje proud pro LED s nižším výkonem, lampa nebude svítit nebo bude záře pixelovaná, fragmentovaná, v závislosti na výkonu každé LED. V případě připojení dlouhého pásku s různými (ne identickými) LED ke zdroji napětí vyšším než pár voltů dojde k vyhoření nízkopříkonových LED a po nich, pokud dojde k tepelnému průrazu a LED se stane normálním vodičem, shoří i zbytek.

Navzdory skutečnosti, že i LED ze stejné šarže se mírně liší v napětí (v setinkách voltu), může dojít k mírnému „nesouladu“.

Tato vlastnost není kritická – některé LED svítí trochu tlumeněji, u lampy nebo žárovky s matným difuzorem tento malý rozdíl není patrný.

Jak vypočítat výkon?

Pro výpočet výkonu je k dispozici tabulka hodnot jmenovitého napětí a spotřebovaného proudu. Podle ní mají LED různých jmenovitých hodnot různou spotřebu proudu. Například světelné prvky podobné běžným LED vyrobeným během sovětské éry, které byly zase instalovány v indikačních panelech dálkového telefonního zařízení (zařízení RRL), mají spotřebu proudu 15-30 miliampérů s rozpětím napětí 2,7-3,2 voltů. Tyto parametry by neměly být nikdy překročeny – v ideálním případě by se LED dioda neměla téměř vůbec zahřívat. Zahřívání na teplotu nepřevyšující teplotu těla zdravého člověka (ne teplejší než prst) je povoleno. Vždy pamatujte, že LED není výbojka nebo žárovka a neměla by vydávat téměř žádné teplo. Pokud na takovou LED použijete napětí 3,4-3,8 V, zahřívání se stane významnějším – až do teploty 50-55 stupňů a napětí více než 4 volty povede k jeho zrychlené degradaci (LED se zahřeje na 70 stupňů, poté se jednoduše propadne – „prorazí“ kvůli teplu a stane se nepoužitelným).

1 metr

Uveďme příklad. Pásek 220 V, pracující v dlouhých úsecích na SMD LED, má 60 kusů na sekci. Samozřejmě, pokud byste počítali na základě charakteristik, bez přetížení, v případě vlastní montáže z jednotlivých LED objednaných v dávkách z Číny by to vyšlo na 80. Zde se očekává, že páska bude fungovat minimálně uvedených 25 tisíc hodin a „nezlomí“ se někde mezi 2000 a 3000 hodinami skutečného provozu, jak se často stává v důsledku úmyslného překročení provozních parametrů.

To znamená, SMD-5050 má výkon 0,1 wattu. 60 kusů – již 6 W. Světelný tok 1 metru dlouhého pásku je 480 lumenů (8 lm na LED). Spotřebu proudu „ze zásuvky“ zjistíte vydělením 6 W 220 V. Ve výsledku získáme 27 mA spotřebovaných ze sítě. Reálně v diodovém můstku dochází k nějakým ztrátám (až 5 %) – ten se mírně zahřívá, takže páska vlastně při 30 V odebírá střídavý proud 220 mA. A pokud vezmeme (jak se často stává) odvod tepla nadproudových LED, pak dalších 40-50 procent půjde na teplo. Například LED žárovky, jejichž patice vám dokonce spálí ruku (70 stupňů, +50 až pokojová teplota, ve formě tepla), pak ztráta tepla z LED a usměrňovače (nebo ovladače) činí 60% nebo více. Výsledkem je, že místo 30 mA při 220 voltech bude celá sestava odebírat 50 miliampérů.

Pokud jde o výkon, u 6W světla může skutečná (celková) spotřeba světelného pásu s usměrňovačem činit 10-15W.

Po celé délce pásky

Vezměme si jako příklad stejné LED – SMD-5050. Na metr (60 ks) je jejich světelný tok odhadován na 6 W, se spotřebou 10-15 (zbývající watty, jak již bylo zmíněno, jdou kvůli špatnému výpočtu do tepla). Pokud takový pás svítí 6 W na metr, pak po celé délce, řekněme, chodby (100 metrů, první patro továrny nebo závodu, průchod mezi dílnami) bude pás vydávat 600 W světla. V tomto případě bude spotřeba stejná jako u jednoplotýnkového elektrického sporáku nebo olejového elektrického radiátoru – kilowatty nebo více. Pásky napájené 220 V se často zapínají přes automatickou pojistku na „fázovém“ vodiči linky – její pracovní proud se rovná několika ampérům. Pokud se svítivost pásku změní z napěťového rázu na vyšší hodnotu, tato automatická pojistka „vypadne“, rozpojí vedení a pásek se vybije.

Například 5 stometrových pásků takových LED lze připojit přes standardní proudový chránič 25 A, používaný v bytech a venkovských domech.

Výpočet převodníku

Pokud osvětlení LED pásku 220 V nevyžaduje pro stejné napětí nic jiného než usměrňovač s filtrem (kondenzátorem), pak 5-, 12- a 24-voltové minisestavy potřebují přídavný měnič. Druhý jmenovaný je proudový budič nebo stabilizovaný napájecí zdroj pro stejné nízké napětí, počítáno s malou rezervou, aby se zabránilo „propadu“ energie.

Nejjednodušším příkladem je budič ve standardních žárovkách patice E-27. Žárovka 3W obsahuje 5-6 LED zapájených do kulaté desky s hliníkovým podkladem. Ten se používá jako rozptylovač tepla. Praktické rady od kutilů, kteří takové žárovky opravovali, se scvrkají na zvýšení odporu jednoho z rezistorů v obvodu tak, že se ovladač sotva zahřeje.

Například místo minimálních 18 Ohmů musíte nainstalovat odpor 40 Ohm. Připájení dalších podobných LED do mezery v sestavě světla nepřináší výsledky: Ovladač má „výkonovou rezervu“. Jeho mikroobvod se bude stále přehřívat, protože proud je nastaven na rezervu. Taková žárovka sice svítí 3-5 W, ale spotřebuje minimálně stejné množství energie na přebytečné teplo. 3wattové žárovky používají 5-6 duálních LED diod (zapojených v párech s vnitřním sériovým zapojením, duální krystaly), z nichž každá běžně spotřebovává 6 V. V praxi výrobce, aby lampa svítila co nejjasněji, přiděluje všech 8 voltů jednomu dvojkrystalu. Pět takových krystalů – 40 voltů, 6 – 48.

Pokud je žárovka dimenzována na 10 krystalů a je na ní napsáno, že její výkon je 5 W, pak budič vyrábí stejnosměrný proud o napětí 80 voltů – normálně by měl dávat jen 60. Dalších 5-10 W se rozptýlí na zbytečné přehřívání. Technologie výpočtu převodníku je nefunkční a brzy po zakoupení vyhoří spolu s jednou nebo více LED. Aby se tomu zabránilo, domácí řemeslníci výměnou odporu řídícího proud mikroobvodu dosáhnou normálního provozního režimu. Žárovka pak nesvítí na 3 (nebo 5) wattů, ale na 2-2,5 (3-4) a její jas klesne na polovinu. Faktem je, že i v nezatíženém režimu zůstávají ztráty 5-32% v důsledku malého tepla generovaného driverem (v závislosti na složitosti obvodu a kvalitě elektronických součástek).

Závěr: při výpočtu převodníku nedovolte jeho přehřátí. Pokud je výkon 1 m dlouhého pásku 6 wattů, použijte napájecí zdroj nebo driver s rezervou chodu 2-3x. V tomto příkladu je jeho výkon (maximální, nikoli špičkový) 12-18 W. Když to zaokrouhlíte, nešetřete na 20wattovém napájecím adaptéru.

On i váš LED pásek budou bez problémů fungovat 10 a více let.

Jak vypočítat spotřebu?

Praktickým příkladem je pokus o měření světelné náročnosti pomocí již zakoupených LED žárovek s paticí. Pokud, řekněme, kuchyňský obývací pokoj ve venkovském domě vyžaduje 3 desetiwattové žárovky (ve velkém lustru), začněte od této hodnoty. Vaším úkolem je spočítat, jak dlouhá bude potřeba nástěnná (nebo stropní) páska, která vede po obvodu místnosti.

Jako příklad, stejné světelné pásy na světelných prvcích SMD-5050. Jeden metr je šest wattů. Pro vytvoření světelného toku takového výkonu se odebere 5 m takové pásky. Prodává se na metry – v návinu dle celkové délky uvedené na obalu. Bude probíhat podél jedné ze stěn, například nad pohovkou a dveřmi, ze strany jedné z delších stěn proti sobě. Obě tři žárovky a pět metrů světelného pásu spotřebují ideálně 30 W za hodinu nepřetržitého provozu. Zda skutečné parametry odpovídají deklarovaným, si můžete ověřit porovnáním výkonu LED různých značek.

Pokud se nechcete zatěžovat podrobnými výpočty, získáte představu o podobném výstupním výkonu LED žárovek – a spočítáte si, kolik metrů pásky potřebujete.