Výpočet napájania 12 V LED pásu
Osvetľovacie zariadenia LED spotrebujú oveľa menej energie ako tradičné žiarovky alebo halogénové svietidlá. Mnohé LED svietidlá vrátane pásikov sú však napájané napätím 12...36 V. Pri nižších napätiach spôsobuje aj mierny výkon pomerne vysoké prúdy. Preto je potrebné pri výbere napájania LED pásu postupovať uvážene.
Pulzné alebo transformátorové
Po mnoho desaťročí sa napájacie zdroje konštruovali podľa schémy: znižovací transformátor - usmerňovač - filter. Táto zásada nie je zastaraná ani dnes, a v mnohých prípadoch je to ten najlepší spôsob.. S rozvojom elektroniky sa však stále častejšie používajú spínané napájacie zdroje. Napriek zložitosti obvodov majú nesporné výhody:
- ľahkosť;
- malá veľkosť;
- Vysoká účinnosť, ktorá by teoreticky mohla byť až 100 %.
Nevýhodou je generovanie vysokofrekvenčného šumu do siete (ktorý môže spôsobiť poruchy citlivých zariadení napájaných z tej istej siete) a do záťaže. Na boj proti prvému problému sú PSU vybavené vstupnými filtrami (lacné zdroje majú jednoduchý obvod alebo chýbajú). Druhý problém nie je pre LED diódy dôležitý. Preto sa rozhodlo - na napájanie zariadení LED sa používajú ľahké a výkonné spínané zdroje.
Výber napájacieho zdroja podľa elektrických vlastností
Výpočet napájania akéhokoľvek LED pásu by sa mal začať napätím. Toto napätie musí zodpovedať napájaciemu napätiu pásu. Ak je napätie zdroja vyššie, svietidlo rýchlo zlyhá. Ak je nižšia, svietidlo sa Ak je napätie zdroja vyššie, pásik rýchlo zlyhá a svetlo bude svietiť plným jasom.
Druhým dôležitým parametrom je maximálny výkon. Vypočíta sa podľa tohto vzorca:
Rist=Rood*Lens*Kzapkde:
- Rist - je minimálny výkon napájacej jednotky;
- Ruda - špecifická spotreba energie (energia spotrebovaná na 1 meter popruhu);
- L pásky - je celková dĺžka úsekov siete;
- Kzap - bezpečnostný faktor môže byť v rozmedzí od 1,2 do 1,4.
Niektoré hodnoty je potrebné zvážiť podrobnejšie.
Ako určiť spotrebu energie jedného metra pásky
Spotrebu energie na meter najjednoduchšie zistíte z technického listu. Je to tam výslovne uvedené. Ak nie je k dispozícii, ale poznáte typ pásky, môžete túto charakteristiku nájsť v rôznych zdrojoch.
Ak ani to nie je možné, v mnohých prípadoch sa špecifická spotreba dá určiť pomocou pravítka. Aby ste to mohli urobiť, musíte zmerať Rozmery LED a určiť jeho tvar. Z tejto charakteristiky môžete zistiť spotrebu energie na LED, vypočítať počet LED na meter a vynásobiť.
| LED | 3528 | 5050 | 5630 | 5730-1 | 5730-2 |
| Rozmery, mm | 3,5х2,8 | 5х5 | 5,6х3 | 4,8х3 | 4,8х3 |
| Spotreba energie, W | 0,06 | 0,2 | 0,5 | 0,5 | 1 |
| Spotreba prúdu, A | 0,02 | 0,06 | 0,15 | 0,15 | 0,3 |
Jediným problémom je, že niektoré LED diódy sú k dispozícii v rôznych verziách - s jedným kryštálom alebo s 2-3 kryštálmi. V tomto prípade sa bude výkon tiež líšiť o 2 až 3 násobok. A jediný spôsob, ako zistiť požadovaný parameter, je vziať najmenšiu časť pásu a napájať ju zo zdroja so zjavne vyšším výkonom. Zmeraním prúdu v ampéroch a jeho vynásobením napájacím napätím (12 V alebo iným) získate špecifický výkon sekcie (W). Ak spočítate počet tyčí v metri, získate hľadanú hodnotu.
Ak nemáte ampérmeter, môžete zmerať odpor rezistora namontovaného na dieliku pred jeho pripojením k napájaniu (alebo ho spočítať, ak je označenie k dispozícii). Po pripojení napájania zmerajte napätie na ňom a pomocou známeho pomeru zistite prúd: I=U/Rkde I - je prúd v ampéroch, U - je napájacie napätie vo voltoch, R - je odpor rezistora.
Prečo je potrebný bezpečnostný faktor a čo zohľadňuje
Ak si vyberiete zdroj bez bezpečnostného faktora, bude pracovať na hranici svojej kapacity. Tento režim má svoje nevýhody:
- "Čínsky watt" môže byť menší ako bežný watt. Vážnejšie to znamená, že skutočný maximálny výkon lacných napájacích zdrojov z juhovýchodnej Ázie je často nižší, ako sa uvádza.
- Niektoré elektronické komponenty pri maximálnom prúde (a maximálnom teple) majú zníženú životnosť. To platí najmä pre časti vinutia (transformátory, induktory), ktoré sa v lacných zdrojoch napájania vyrábajú ručne z tenkého drôtu s nekvalitnou izoláciou.
- Ak má napájací zdroj zle spájkované kontakty (čo je pomerne časté), pri maximálnom prúde sa zahrievajú a kvalita spojenia sa zhoršuje. To spôsobí ešte viac tepla a tak ďalej až k poruche.
- Ak sa teplota v miestnosti mierne zvýši, elektronická jednotka sa dostane na hranicu svojich možností a jej životnosť sa nepredvídateľne skráti.
- Spotreba energie osvetľovacieho systému závisí od obvodov (aj keď nie kriticky). Konfigurácia osvetľovača môže obsahovať: stmievač(e), ovládač RGB vodič (alebo viac), zosilňovač (prípadne viac ako jeden) a ďalšie zariadenia.
Všetky tieto zariadenia spotrebúvajú prúd na nečinnosť a na vlastné potreby (napájanie vnútorných obvodov atď.), ich účinnosť nie je 100 %. V porovnaní s prúdmi, ktoré spotrebúvajú LED svetlá, sú malé. Ak však PSU pracuje na "hranici", môže sa tento malý doplnok stať kritickým.
Na základe týchto úvah je v reálnej situácii potrebné pridať k vypočítanému výkonu 20 alebo dokonca 40 percent.
Ďalšie vlastnosti napájacieho zdroja
Po výpočte elektrických charakteristík napájania LED je potrebné zvážiť ďalšie parametre.
Konštrukcia (stupeň ochrany)
Napájacie jednotky môžu mať rôzne verzie:
- zapečatené - Odporúčajú sa na inštaláciu vo vonkajšom prostredí, pretože sú chránené pred zrážkami;
- Nezapečatené - sa prednostne inštalujú v interiéri, pretože sú lacnejšie.
Okrem toho sú hermeticky uzavreté jednotky menej chladené, čo znamená, že majú tendenciu prehrievať sa v interiéri.
Typ chladenia
V tejto kategórii sa zdroje napätia delia na jednotky:
- s voľným chladením;
- s núteným chladením.
Nútené vetranie vnútorného priestoru jednotky sa dosahuje montážou ventilátora, ktorý sa zapína a vypína pomocou zabudovaného snímača teploty. Táto konštrukcia sa používa pri výkonných jednotkách, zatiaľ čo jednotky s relatívne nízkym výkonom sú navrhnuté bez ventilátorov.
Použitie odsávača ventilátora zmenšuje veľkosť jednotky tým, že zmenšuje veľkosť chladičov, ale ventilátor je hlučný. Čím viac sa blíži koniec životnosti, tým je hluk hlasnejší. Preto by sa takéto zdroje napájania nemali inštalovať v obytných miestnostiach alebo v miestnostiach, v ktorých sa zdržiavajú ľudia (kancelárie atď.).
Príklad výpočtu pre spínaný zdroj
Ako príklad výberu vhodného napájacieho zdroja pre LED pásik možno uviesť tieto podmienky
- Apeyron 00-12 RGB vonkajší LED pásik sa používa ako svietidlo;
- Napájacie napätie - 12 V;
- Spotreba energie - 14,4 W/m;
- Dĺžka pásov - 12 m.
Okrem toho bude potrebný ovládač RGB a pre takúto dĺžku pásky je potrebný aj zosilňovač.
Na výpočet potrebného výkonu použite uvedený vzorec:
- Lm = 12m;
- ROD = 14,4 W/m.
Inštalácia je vonkajšia, takže chladenie bude dobré, ale v okruhu sú dvaja ďalší spotrebitelia. Možno predpokladať bezpečnostný faktor 30 % alebo 1,3.
Pист=Руд*Lленты*Кзап=14,4*12*1,3=224,64 Вт.
Zaokrúhľovanie by sa malo vykonávať len smerom nahor. Na trhu sú k dispozícii 250W zdroje. Na inštaláciu vo vonkajšom prostredí si musíte vybrať zariadenie s krytím IP68.
Ďalšia možnosť. Musíte napájať 12 V monochromatický pás Apeyron SMD2835-60LED. Celkovo potrebujeme 1,5 m pásky so spotrebou energie 9,6 W/m. Stmievač nie je potrebný, nie je potrebné žiadne iné príslušenstvo. Napájací zdroj môže byť nainštalovaný tak, aby bolo zabezpečené dobré prúdenie vzduchu. V blízkosti by sa nemali nachádzať žiadne iné zdroje tepla. Bezpečnostný faktor sa môže prijať na nižšej úrovni 1,2. Výkon sa vypočíta:
Pист=Руд*Lленты*Кзап=9,6*1,5*1,2=17,28.
Vhodný je 12-voltový napájací zdroj s výkonom 25 W. Zariadenia s prirodzeným chladením sú určené na tento výkon, hermetická konštrukcia nie je potrebná.
Dôležité! Niekedy výrobcovia napájacích zdrojov namiesto výkonu uvádzajú najvyšší prevádzkový prúd. Tento údaj sa musí prepočítať na výkon podľa vzorca Rist=Uslave*Imaxkde Urab - je napätie napájacieho zdroja a Imax - je maximálny prevádzkový prúd.
Video sa končí príkladom.
Výpočet zaťažiteľnosti napájacieho zdroja LED pásu sa musí vykonať zodpovedne. Chyba v menšom smere vás môže stáť stratu drahej jednotky a vo väčšom smere neoprávnené finančné náklady.