Calcolo dell'alimentazione per una striscia LED da 12 V
Gli apparecchi d'illuminazione a LED consumano molto meno energia degli apparecchi tradizionali a incandescenza o alogeni. Ma molti apparecchi a LED, comprese le strisce, sono alimentati da 12...36 volt. A tensioni più basse, anche una potenza moderata fa fluire correnti piuttosto alte. Pertanto, la scelta dell'alimentazione per la striscia LED deve essere fatta consapevolmente.
Impulso o trasformatore
Per molti decenni, gli alimentatori sono stati costruiti secondo lo schema: trasformatore step-down - raddrizzatore - filtro. Questo principio non è diventato obsoleto oggi, e in molti casi questo è il modo migliore per farlo.. Ma con lo sviluppo dell'elettronica, gli alimentatori a commutazione sono stati utilizzati sempre più spesso. Nonostante la complessità dei circuiti, hanno innegabili vantaggi:
- leggerezza;
- piccole dimensioni;
- Alta efficienza, che in teoria potrebbe essere pari al 100%.
Gli svantaggi sono la generazione di rumore ad alta frequenza nella rete (che può causare malfunzionamenti in dispositivi sensibili alimentati dalla stessa rete) e nel carico. Per combattere il primo problema, gli alimentatori sono dotati di filtri d'ingresso (le fonti poco costose hanno un circuito semplice o sono assenti). Il secondo problema non è importante per i LED. Pertanto, la scelta è fatta - alimentatori a commutazione leggeri e potenti sono utilizzati per alimentare i dispositivi LED.
Scegliere un alimentatore in base alle caratteristiche elettriche
Il calcolo di un'alimentazione per qualsiasi striscia LED dovrebbe iniziare con la tensione. Questo deve corrispondere alla tensione di alimentazione della striscia. Se la tensione dell'alimentazione è più alta, la lampada si guasterà rapidamente. Se è inferiore, l'apparecchio Se la tensione della sorgente è più alta, la striscia si guasterà rapidamente e la luce brillerà alla massima luminosità.
Il secondo parametro importante è la potenza massima. Si calcola con la seguente formula:
Rist=Rood*Lens*Kzapdove:
- Rist - è la potenza minima dell'alimentatore;
- Minerale - consumo specifico di energia (energia consumata da 1 metro di cinghia);
- Nastri L - lunghezza totale delle sezioni web;
- Kzap - fattore di sicurezza, può essere tra 1,2 e 1,4.
Alcuni valori devono essere considerati in modo più dettagliato.
Come determinare il consumo energetico di un metro di nastro
Il modo più semplice per determinare il consumo di energia per metro è dalla scheda tecnica. Questo è esplicitamente dichiarato lì. Se non è disponibile, ma si conosce il tipo di nastro, si può trovare questa caratteristica in varie fonti.
Se neanche questo è possibile, in molti casi il consumo specifico può essere determinato con un righello. Per farlo è necessario misurare Dimensioni dei LED e determinare il suo fattore di forma. Da questa caratteristica si può trovare il consumo di energia per LED, calcolare il numero di LED per metro e moltiplicare.
| LED | 3528 | 5050 | 5630 | 5730-1 | 5730-2 |
| Dimensioni, mm | 3,5х2,8 | 5х5 | 5,6х3 | 4,8х3 | 4,8х3 |
| Consumo di energia, W | 0,06 | 0,2 | 0,5 | 0,5 | 1 |
| Consumo di corrente, A | 0,02 | 0,06 | 0,15 | 0,15 | 0,3 |
L'unico problema è che alcuni LED sono disponibili in diverse versioni - con un cristallo o con 2-3 cristalli. In questo caso, la potenza sarà anche diversa di un fattore da 2 a 3. E l'unico modo per trovare il parametro richiesto è quello di prendere la sezione più piccola della striscia e alimentarla da una fonte di potenza ovviamente superiore. Misurando la corrente in ampere e moltiplicandola per la tensione di alimentazione (12 V o altro), si ottiene la potenza specifica della sezione (W). Se contate il numero di pezzi per metro, otterrete il valore che state cercando.
Se non avete un amperometro, potete misurare la resistenza della resistenza montata sul pezzo prima di collegarlo all'alimentazione (o contarla se la marcatura è disponibile). Dopo aver applicato la potenza, misurate la tensione attraverso di essa e trovate la corrente utilizzando il rapporto noto: I=U/Rdove I - è la corrente in ampere, U - è la tensione di alimentazione in volt, R - è la resistenza della resistenza.
Perché è necessario un fattore di sicurezza e di cosa tiene conto
Se scegliete un alimentatore senza fattore di sicurezza, funzionerà al limite della sua capacità. Questa modalità ha i suoi svantaggi:
- Un "watt cinese" può essere meno di un watt normale. Più seriamente, questo significa che il wattaggio massimo effettivo degli alimentatori economici del sud-est asiatico è spesso inferiore a quello dichiarato.
- Alcuni dei componenti elettronici alla massima corrente (e al massimo calore) hanno una durata di vita ridotta. Questo è particolarmente vero per le parti di avvolgimento (trasformatori, induttori), che negli alimentatori a basso costo sono fatti a mano con filo sottile e isolamento di bassa qualità.
- Se un alimentatore ha dei contatti mal saldati (cosa abbastanza comune), questi si riscaldano alla massima corrente e la qualità della connessione si deteriora. Questo causerà ancora più calore, e così via fino al fallimento.
- Se la temperatura della stanza aumenta leggermente, l'unità elettronica va ai suoi limiti e la sua vita si accorcia imprevedibilmente.
- Il consumo di energia del sistema di illuminazione dipende dal circuito (anche se non in modo critico). La configurazione dell'illuminatore può contenere: dimmer, controller RGB driver (o più), un amplificatore (eventualmente più di uno) e altri dispositivi.
Tutti questi dispositivi consumano correnti per il funzionamento inattivo e per le proprie necessità (potenza per i circuiti interni, ecc.), la loro efficienza non è al 100%. Rispetto alle correnti consumate dalle luci LED, sono piccole. Ma se l'alimentatore funziona in modalità "al limite", questa piccola aggiunta può diventare critica.
Sulla base di queste considerazioni, la situazione reale è quella di aggiungere alla potenza calcolata quando il 20 o anche il 40 per cento.
Altre caratteristiche dell'alimentatore
Dopo aver calcolato le caratteristiche elettriche dell'alimentazione del LED, ci sono altri parametri da considerare.
Design (grado di protezione)
Gli alimentatori possono essere di diverse versioni:
- sigillato - Raccomandati per l'installazione all'esterno in quanto sono protetti dalle precipitazioni;
- Non sigillato - Le unità sono preferibilmente da installare all'interno perché sono meno costose.
Inoltre, le unità ermeticamente sigillate sono meno raffreddate, il che significa che tendono a surriscaldarsi all'interno.
Tipo di raffreddamento
In questa categoria le fonti di tensione sono suddivise in unità:
- con raffreddamento libero;
- con raffreddamento forzato.
La ventilazione forzata dello spazio interno dell'unità si ottiene montando un ventilatore che viene acceso e spento dal sensore di temperatura incorporato. Questo design è usato per le unità ad alta potenza, mentre le unità a potenza relativamente bassa sono progettate senza ventole.
L'uso di un estrattore a ventola riduce le dimensioni dell'unità riducendo la dimensione dei dissipatori, ma la ventola è rumorosa. Più ci si avvicina alla fine della sua vita, più il rumore diventa forte. Pertanto, tali alimentatori non dovrebbero essere installati in salotti o in stanze con persone (uffici, ecc.).
Esempio di calcolo per un alimentatore a commutazione
Come esempio di come selezionare un'alimentazione adatta per la striscia LED, si possono impostare le seguenti condizioni
- Apeyron 00-12 RGB outdoor LED strip è usato come apparecchio di illuminazione;
- Tensione di alimentazione - 12 V;
- Consumo di energia - 14,4 W/m;
- Lunghezza delle strisce - 12 m.
Inoltre, sarà necessario un controller RGB, e per una tale lunghezza di nastro, è necessario anche un amplificatore.
Usate la formula di cui sopra per calcolare la potenza necessaria:
- Lm = 12m;
- ROD=14,4 W/m.
L'installazione è all'aperto, quindi il raffreddamento sarà buono, ma ci sono due consumatori aggiuntivi nel circuito. Si può assumere un fattore di sicurezza del 30% o 1,3.
Pист=Руд*Lленты*Кзап=14,4*12*1,3=224,64 Вт.
L'arrotondamento dovrebbe essere fatto solo verso l'alto. Ci sono fonti da 250W disponibili sul mercato. Dovete scegliere un dispositivo di questo tipo con classificazione IP68 per installarlo all'esterno.
Un'altra opzione. Devi alimentare una striscia monocromatica Apeyron SMD2835-60LED da 12 volt. In totale abbiamo bisogno di 1,5 m di nastro con un consumo energetico di 9,6 W/m. Un dimmer non è necessario, non sono necessari altri accessori. L'alimentatore può essere installato in modo da garantire un buon flusso d'aria. Non ci dovrebbero essere altre fonti di calore nelle vicinanze. Un fattore di sicurezza può essere preso ad un livello inferiore di 1,2. La potenza è calcolata:
Pист=Руд*Lленты*Кзап=9,6*1,5*1,2=17,28.
È adatto un alimentatore da 12 volt con 25 watt. I dispositivi con raffreddamento naturale sono fatti per questa potenza, il design ermetico non è necessario.
Importante! A volte i produttori di alimentatori indicano la massima corrente di funzionamento invece della potenza in uscita. Questo deve essere convertito in potenza usando la formula Rist=Uslave*Imaxdove Urab - è la tensione dell'alimentazione e Imax - è la corrente massima di funzionamento.
Il video si conclude con un esempio.
Il calcolo della capacità di carico dell'alimentatore per strisce LED deve essere fatto in modo responsabile. Un errore nella direzione minore può costarvi la perdita di un'unità costosa, e nella direzione maggiore - a costi finanziari ingiustificati.