Перейти к содержанию

Почему греется светодиодная лента?

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Светодиодная лента греется, потому что через неё идёт заметный ток: лента 12 В с маркировкой 14,4 Вт/м берёт 1,2 А на каждый метр, а 5 м — 6 А и 72 Вт. Лишь часть этой мощности становится светом, остальное — тепло в кристаллах светодиодов, в токоограничивающих резисторах и в медных шинах. Умеренный нагрев — норма; перегрев начинается, когда ленте негде отдавать тепло или ток выше расчётного.

Куда уходит мощность

В ленте 12 В светодиоды собраны в сегменты: три белых кристалла с прямым напряжением около 3,3 В (Kingbright WP7113QWC/D при 20 мА) и резистор, на котором падают оставшиеся 2,1 В (наш расчёт). Доля резистора — 2,1 / 12 = 17,5 % мощности ленты: при 14,4 Вт/м это около 2,5 Вт на метр чистого тепла. Ещё часть теряется в шинах: при сопротивлении шин 0,328 Ом/м (ширина 3 мм, медь 35 мкм) на 5 м ленты с питанием с одного конца падение напряжения достигает 4,9 В — калькулятор ленты показывает эти потери для ваших шин и проводов.

Где выделяется теплоЛента 12 В, 14,4 Вт/м, 5 мЧто уменьшает
Кристаллы светодиодовбольшая часть из 72 Втпрофиль, обдув
Резисторы сегментовоколо 12,6 Вт (17,5 %, наш расчёт)ничего: это цена питания от 12 В
Медные шинырастёт с квадратом токапитание с двух концов, участки
Провода от блоказависит от сеченияпровод толще, блок ближе

Почему горячая лента греется ещё сильнее

У белого и синего светодиода прямое напряжение падает на 3,0 мВ с каждым градусом (Kingbright). Три кристалла при нагреве на 40 К теряют 0,36 В, и столько же прибавляется резистору: его падение вырастает с 2,1 до 2,46 В, а ток сегмента — на 17 % (наш расчёт). Больше ток — больше тепла; Kingbright для своих светодиодов задаёт кривую снижения допустимого тока с ростом температуры, а предельная температура кристалла — 115 °C при тепловом сопротивлении 570 °C/W от кристалла к воздуху.

Что проверить

  1. Напряжение блока питания под нагрузкой: при 13,8 В вместо 12 В на резисторе сегмента падает уже 3,9 В, и ток почти вдвое выше расчётного (наш расчёт). Как считать мощность блока — в ответе о блоке питания для ленты.
  2. Куда уходит тепло: лента на дереве, пластике или в закрытом коробе работает при температуре, близкой к пределу светодиодов, — алюминиевый профиль снижает тепловое сопротивление между лентой и воздухом.
  3. Схему питания: длинная лента с одного конца перегружает первые метры шин — питайте с двух концов или участками.
  4. Напряжение ленты: лента 12 В от блока 24 В сгорает за секунды — расчёт в ответе «Можно ли подключить ленту 12 В к 24 В?».

Похожие вопросы

До какой температуры может греться светодиодная лента?

Производители лент редко это указывают, поэтому ориентир — пределы самих светодиодов: у 5 мм белого Kingbright рабочая температура до +85 °C и кристалл до 115 °C, у WS2812B — до +65 °C. Лента, которую неприятно держать рукой, уже близка к этим цифрам, и срок службы светодиодов сокращается.

Почему лента греется сильнее у начала, чем в конце?

Весь ток ленты входит через первый отрезок шин, а к концу ток в шинах падает до нуля. Поэтому и потери в меди, и сам ток сегментов больше у точки питания: у конца напряжение ниже, сегменты берут меньше тока и греются слабее — зато светят тусклее.

Поможет ли лента 24 В?

При той же мощности на метр она берёт вдвое меньший ток, и потери в шинах и проводах снижаются вчетверо. Мощность самих светодиодов и резисторов не меняется, поэтому нагрев ленты в профиле станет лишь немного ниже; выигрыш — в длинных отрезках и тонких проводах.

Источники

  1. Kingbright. WP7113QWC/D T-1 3/4 (5 mm) Solid State Lamp, White (DSAI6407, Rev V.6B, 10/09/2023) — с. 2 — прямое напряжение белого InGaN-светодиода 3,3 В тип. (4,0 В макс.) при 20 мА, температурный коэффициент VF −3,0 мВ/°C, предельные: IF 30 мА, Tj 115 °C, рабочая температура −40…+85 °C, Rth JA 570 °C/W; с. 3 — кривая снижения допустимого тока с ростом температуры (Forward Current Derating Curve)
  2. Worldsemi. WS2812B-V5/W Intelligent control LED integrated light source, datasheet V6.1 — с. 2 — рабочая температура −40…+65 °C; с. 3 — ток каждого цвета 12 мА, ток покоя 0,6 мА
  3. IEC 60028. International standard of resistance for copper — удельное сопротивление отожжённой меди 0,017241 Ом·мм²/м при 20 °C — расчёт шин ленты на странице /tools/led-strip/
Страница помогла?

Нашли ошибку? ·

Смотрите также