Перейти к содержанию

Как рассчитать блок питания для светодиодной ленты?

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Мощность блока питания складывается из мощности ленты, потерь в проводах и запаса:

PБП=(Pм⋅L+Pпроводов)⋅(1+kзап).P_\text{БП} = (P_\text{м} \cdot L + P_\text{проводов}) \cdot (1 + k_\text{зап}).

Мощность на метр Pм напечатана на ленте, ток — это мощность, делённая на напряжение. Лента 12 В с маркировкой 14,4 Вт/м длиной 5 м берёт 72 Вт и 6 А; провода 0,75 мм² длиной 2 м добавляют 3,3 Вт потерь, и с запасом 20 % нужен блок на 90 Вт — на практике ближайший 100 Вт. Эти цифры по вашей ленте и проводам считает калькулятор светодиодной ленты.

Ток ленты по маркировке

МаркировкаТок на метр, 12 ВТок на метр, 24 В5 м при 12 В
4,8 Вт/м0,4 А0,2 А2 А, 24 Вт
9,6 Вт/м0,8 А0,4 А4 А, 48 Вт
14,4 Вт/м1,2 А0,6 А6 А, 72 Вт
19,2 Вт/м1,6 А0,8 А8 А, 96 Вт

Лента 24 В при той же мощности берёт вдвое меньший ток, поэтому теряет в проводах и шинах вчетверо меньше.

Адресная лента WS2812B

Маркировки в ваттах у неё обычно нет, считают по светодиодам. По даташиту Worldsemi каждый из трёх цветов работает при 12 мА, а схема управления берёт 0,6 мА в покое: белый на полной яркости — 36,6 мА на светодиод (наш расчёт). Лента 60 шт./м длиной 5 м — 300 светодиодов, около 11 А при 5 В и 55 Вт; с запасом 20 % — блок 5 В от 66 Вт. При средней яркости 50 % ток вдвое меньше, но блок считают по максимуму: на белой вспышке лента возьмёт всё.

Просадка по длине

Ток всей ленты идёт по её тонким медным шинам, и к дальнему концу приходит меньше напряжения: при шинах 3 мм из меди 35 мкм 5 м ленты на 6 А с питанием с одного конца теряют 4,9 В, с двух концов — 1,2 В. Это падение напряжения не увеличивает мощность блока, но решает, как подключать ленту: с двух концов или участками по 5 м со своими проводами, как разобрано в ответе о двух лентах по 5 м. Мощный блок на одну длинную ленту — ошибка: ток первых метров шин выше допустимого, а конец тусклый.

Провода и предохранитель

Пара 0,75 мм² длиной 2 м имеет сопротивление 0,092 Ом и при 6 А теряет 0,55 В — почти 5 % от 12 В; ПУЭ допускает для неё 15 А при открытой прокладке. Сечение по падению и нагреву подбирает калькулятор проводов, а таблица для типичных лент — в ответе о проводе для ленты. На каждую пару от блока ставят предохранитель не больше допустимого тока провода: блок на 10 А при замыкании в тонком проводе может не уйти в защиту. Если ток нагрузки известен лишь приблизительно, как его измерить и пересчитать в мощность блока, объяснено в ответе о токе нагрузки и блоке питания.

Похожие вопросы

Какой запас мощности закладывать?

Около 20 %: блок, работающий на пределе, греется сильнее и живёт меньше, а лента со временем и при завышенном напряжении может брать больше расчётного. Запас в 50–100 % не вредит, но блок с большим запасом дороже и крупнее.

Можно ли взять блок на больший ток, чем нужно ленте?

Да: лента берёт столько тока, сколько ей нужно при 12 или 24 В, а запас блока просто не используется. Важно только напряжение — оно должно совпадать с напряжением ленты. Исключение — блоки с минимальной нагрузкой, которые без неё не запускаются.

Почему нельзя считать мощность по длине без учёта проводов?

Потому что провода между блоком и лентой тоже греются и теряют напряжение: пара 0,75 мм² длиной 2 м при 6 А рассеивает 3,3 Вт и отбирает 0,55 В — почти 5 % от 12 В. На коротких проводах это мало, на длинных тонких — заметная часть мощности и яркости.

Источники

  1. Worldsemi. WS2812B-V5/W Intelligent control LED integrated light source, datasheet V6.1 — с. 2 — предельное напряжение питания +3,7…+5,3 В; с. 3 — яркость каждого цвета нормирована при 12 мА, ток покоя 0,6 мА; отсюда 3 × 12 + 0,6 = 36,6 мА на светодиод при белом на полной яркости (наш расчёт)
  2. IEC 60028. International standard of resistance for copper — удельное сопротивление отожжённой меди 0,017241 Ом·мм²/м при 20 °C — сопротивление пары проводов 0,75 мм² длиной 2 м равно 0,092 Ом, как считает /tools/led-strip/
  3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны — табл. 1.3.4 — длительно допустимый ток медных проводов при открытой прокладке: 0,75 мм² — 15 А, 1,5 мм² — 23 А (значения, использованные калькуляторами /tools/wire/ и /tools/led-strip/)
Страница помогла?

Нашли ошибку? ·

Смотрите также