12 V LED juostelės maitinimo šaltinio skaičiavimas
LED apšvietimo įranga sunaudoja daug mažiau energijos nei tradiciniai kaitriniai ar halogeniniai šviestuvai. Tačiau daugelis LED šviestuvų, įskaitant juosteles, maitinami 12...36 voltų įtampa. Esant mažesnei įtampai, net ir vidutinė galia sukelia gana dideles sroves. Todėl šviesos diodų juostos maitinimo šaltinį reikia rinktis sąmoningai.
Impulsinis arba transformatorinis
Daugelį dešimtmečių maitinimo šaltiniai buvo kuriami pagal schemą: žeminantis transformatorius - lygintuvas - filtras. Šis principas šiandien nėra pasenęs, ir daugeliu atvejų tai yra optimalus sprendimas.. Tačiau tobulėjant elektronikai vis dažniau naudojami komutacinio režimo maitinimo šaltiniai. Nepaisant to, kad grandinės yra sudėtingos, jos turi neginčijamų privalumų:
- lengvumas;
- mažas dydis;
- Didelis naudingumo koeficientas, kuris teoriškai gali siekti 100 %.
Trūkumai - aukšto dažnio triukšmo sklidimas į tinklą (dėl to gali sutrikti jautrių prietaisų, maitinamų iš to paties tinklo, veikimas) ir į apkrovą. Kovojant su pirmąja problema, maitinimo šaltiniuose įrengiami įėjimo filtrai (nebrangūs šaltiniai turi paprastą grandinę arba jų nėra). Antroji problema nėra svarbi šviesos diodams. Todėl pasirinkta - šviesos diodų prietaisams maitinti naudojami lengvi ir galingi komutaciniai maitinimo šaltiniai.
Maitinimo šaltinio pasirinkimas pagal elektrines charakteristikas
Bet kokios LED juostelės maitinimo šaltinio skaičiavimą reikėtų pradėti nuo įtampos. Ji turi atitikti juostelės maitinimo įtampą. Jei maitinimo šaltinio įtampa didesnė, lempa greitai suges. Jei įtampa mažesnė, šviestuvas Jei šaltinio įtampa yra didesnė, juostelė greitai suges ir šviesa švies visu ryškumu.
Antrasis svarbus parametras - didžiausia galia. Jis apskaičiuojamas pagal šią formulę:
Rist=Rood*Lens*Kzapkur:
- Rist - yra mažiausia maitinimo bloko galia;
- Rūdos - specifinis energijos suvartojimas (1 metrui diržo sunaudojama energija);
- L juostos - yra bendras žiniatinklio sekcijų ilgis;
- Kzap - saugos koeficientas gali būti nuo 1,2 iki 1,4.
Kai kurias vertybes reikia apsvarstyti išsamiau.
Kaip nustatyti vieno metro juostos suvartojamos energijos kiekį
Lengviausias būdas nustatyti suvartojamos energijos kiekį metrui - remtis techninių duomenų lapu. Tai ten aiškiai nurodyta. Jei jos nėra, bet žinote juostelės tipą, šią charakteristiką galite rasti įvairiuose šaltiniuose.
Jei ir tai neįmanoma, daugeliu atvejų konkretų suvartojimą galima nustatyti liniuote. Tam reikia išmatuoti LED matmenys ir nustatyti jo formos faktorių. Pagal šią charakteristiką galima nustatyti vienam šviesos diodui tenkančią suvartojamąją galią, apskaičiuoti šviesos diodų skaičių viename metre ir padauginti.
| LED | 3528 | 5050 | 5630 | 5730-1 | 5730-2 |
| Matmenys, mm | 3,5х2,8 | 5х5 | 5,6х3 | 4,8х3 | 4,8х3 |
| Energijos suvartojimas, W | 0,06 | 0,2 | 0,5 | 0,5 | 1 |
| Vartojamoji srovė, A | 0,02 | 0,06 | 0,15 | 0,15 | 0,3 |
Vienintelė problema ta, kad kai kurie šviesos diodai gali būti skirtingų versijų - su vienu kristalu arba su 2-3 kristalais. Šiuo atveju galia taip pat skirsis 2-3 kartus. Ir vienintelis būdas rasti reikiamą parametrą - paimti mažiausią juostelės atkarpą ir maitinti ją iš akivaizdžiai didesnės galios šaltinio. Išmatavę srovę amperais ir padauginę ją iš maitinimo įtampos (12 V ar kitos), galite gauti specifinę sekcijos galią (W). Jei suskaičiuosite, kiek vienetų yra viename metre, gausite reikiamą vertę.
Jei neturite ampermetro, galite išmatuoti ant detalės sumontuoto rezistoriaus varžą prieš prijungdami ją prie maitinimo šaltinio (arba suskaičiuoti, jei yra žymėjimas). Įjungę maitinimą, išmatuokite įtampą ir pagal žinomą santykį nustatykite srovę: I=U/Rkur I - srovė amperais, U - yra maitinimo įtampa voltais, R - rezistoriaus varža.
Kodėl reikalingas saugos koeficientas ir į ką jis atsižvelgia
Jei pasirinksite maitinimo šaltinį be saugos faktoriaus, jis veiks ties savo pajėgumo riba. Šis režimas turi trūkumų:
- "Kiniškas vatas" gali būti mažesnis nei įprastas vatas. Kalbant rimčiau, tai reiškia, kad nebrangių maitinimo šaltinių iš Pietryčių Azijos faktinė didžiausia galia dažnai yra mažesnė nei deklaruojama.
- Kai kurie elektroniniai komponentai, veikiami didžiausios srovės (ir didžiausio karščio), trumpiau tarnauja. Tai ypač pasakytina apie apvijų dalis (transformatorius, induktorius), kurios pigiuose maitinimo šaltiniuose gaminamos rankomis iš plonos vielos su prastos kokybės izoliacija.
- Jei maitinimo šaltinio kontaktai yra blogai sulituoti (tai gana dažnas atvejis), esant didžiausiai srovei jie įkaista, o sujungimo kokybė suprastėja. Tai sukels dar daugiau karščio ir taip toliau iki pat gedimo.
- Jei patalpos temperatūra šiek tiek pakyla, elektroninis blokas išnaudoja savo galimybių ribas ir jo tarnavimo laikas neprognozuojamai sutrumpėja.
- Apšvietimo sistemos suvartojamos energijos kiekis priklauso nuo grandinės (nors ir ne kritiškai). Šviestuvo konfigūraciją gali sudaryti: reguliatorius (-iai), RGB valdiklis vairuotojas (ar daugiau), stiprintuvą (galbūt daugiau nei vieną) ir kitus įrenginius.
Visi šie prietaisai vartoja srovę tuščiajai eigai ir savo reikmėms (vidinių grandinių maitinimas ir pan.), jų efektyvumas nėra 100 %. Palyginti su LED lempučių vartojamomis srovėmis, jos yra nedidelės. Tačiau jei maitinimo šaltinis veikia "kraštiniu" režimu, šis nedidelis papildymas gali būti labai svarbus.
Remiantis šiais argumentais, reali situacija yra tokia, kad prie apskaičiuotos galios reikia pridėti 20 ar net 40 proc.
Kitos maitinimo šaltinio savybės
Apskaičiavus LED maitinimo šaltinio elektrines charakteristikas, reikia atsižvelgti į kitus parametrus.
Konstrukcija (apsaugos laipsnis)
Maitinimo blokai gali būti skirtingų versijų:
- užplombuotas - Rekomenduojama montuoti lauke, nes jie apsaugoti nuo kritulių;
- Nesandarus - įrenginius geriausia montuoti patalpose, nes jie yra pigesni.
Be to, hermetiškai užsandarinti įrenginiai yra mažiau aušinami, o tai reiškia, kad jie linkę perkaisti patalpose.
Aušinimo tipas
Šioje kategorijoje įtampos šaltiniai skirstomi į vienetus:
- su laisvu aušinimu;
- su priverstiniu aušinimu.
Priverstinis įrenginio vidaus erdvės vėdinimas užtikrinamas sumontavus ventiliatorių, kurį įjungia ir išjungia įmontuotas temperatūros jutiklis. Tokia konstrukcija naudojama didelės galios įrenginiuose, o palyginti mažos galios įrenginiai projektuojami be ventiliatorių.
Naudojant ištraukimo ventiliatorių, sumažinamas įrenginio dydis, nes sumažėja radiatorių dydis, tačiau ventiliatorius yra triukšmingas. Kuo arčiau eksploatavimo pabaigos, tuo garsesnis triukšmas. Todėl tokie maitinimo šaltiniai neturėtų būti montuojami gyvenamuosiuose kambariuose arba patalpose, kuriose būna žmonių (biuruose ir pan.).
Komutacinio maitinimo šaltinio skaičiavimo pavyzdys
Kaip pavyzdį, kaip parinkti tinkamą maitinimo šaltinį LED juostai, galima pateikti šias sąlygas
- "Apeyron 00-12 RGB lauko LED juosta naudojama kaip šviestuvas;
- Maitinimo įtampa - 12 V;
- Energijos suvartojimas - 14,4 W/m;
- Juostų ilgis - 12 m.
Be to, reikės RGB valdiklio, o tokio ilgio juostai taip pat reikalingas stiprintuvas.
Naudokite pirmiau pateiktą formulę reikiamai galiai apskaičiuoti:
- Lm = 12 m;
- ROD = 14,4 W/m.
Įrenginys yra lauko, todėl aušinimas bus geras, tačiau grandinėje yra du papildomi vartotojai. Galima daryti prielaidą, kad saugos koeficientas yra 30 % arba 1,3.
Pист=Руд*Lленты*Кзап=14,4*12*1,3=224,64 Вт.
Suapvalinti galima tik į viršų. Rinkoje yra 250 W šaltinių. Jei norite įrengti tokį prietaisą lauke, turite rinktis tokį, kurio IP68 reitingas.
Kita galimybė. Turite maitinti 12 voltų "Apeyron SMD2835-60LED" monochrominę juostelę. Iš viso reikia 1,5 m juostos, kurios suvartojama galia yra 9,6 W/m. Nereikia reguliatoriaus, nereikia jokių kitų priedų. Maitinimo šaltinį galima įrengti taip, kad būtų užtikrintas geras oro srautas. Netoliese neturėtų būti jokių kitų šilumos šaltinių. Galima taikyti mažesnį saugos koeficientą - 1,2. Apskaičiuojama galia:
Pист=Руд*Lленты*Кзап=9,6*1,5*1,2=17,28.
Tinka 12 voltų 25 vatų galios maitinimo šaltinis. Šiai galiai skirti prietaisai su natūraliu aušinimu, hermetiška konstrukcija nereikalinga.
Svarbu! Kartais maitinimo šaltinių gamintojai vietoj išėjimo galios nurodo didžiausią darbinę srovę. Šis dydis turi būti perskaičiuotas į galią pagal formulę Rist=Urab*Imaxkur Urab - maitinimo šaltinio įtampa ir Imax - yra didžiausia darbinė srovė.
Vaizdo įrašo pabaigoje pateikiamas pavyzdys.
LED juostelės maitinimo šaltinio apkrovos pajėgumą reikia apskaičiuoti atsakingai. Klaida mažesne kryptimi gali kainuoti brangaus vieneto praradimą, o didesne kryptimi - nepagrįstas finansines išlaidas.