Перейти к содержанию

Светодиодная лента: ток, блок питания и падение напряжения

Введите тип ленты, длину и способ питания — калькулятор посчитает ток, мощность и блок питания, а по ширине медных шин ленты и сечению проводов — сколько вольт теряется по дороге и какое напряжение остаётся на дальнем светодиоде. Видно, что даёт питание с двух концов и разбиение ленты на участки.

Исходные данные

Лента
Вт/м

С маркировки или из паспорта ленты

м

Лента делится на равные куски, к каждому идут свои провода

Питание участка
мм

Измерьте штангенциркулем; пусто — падение вдоль ленты не считать

мкм

35 мкм — 1 унция; узнайте у продавца

м

В одну сторону

%

Результат

Ток ленты
6 А
14,4 Вт/м × 5 м / 12 В
Мощность ленты
72 Вт
Блок питания не меньше
90,4 Втлента и потери в проводах (3,31 Вт) плюс 20 % запаса; ток 7,53 А
Падение вдоль ленты
—введите ширину и толщину шин ленты
Падение в проводах
0,552 Впара проводов 0,75 мм² × 2 м: 0,092 Ом, ток 6 А
Ток одной пары проводов
6 Адопустимо для 0,75 мм² меди: 15 А (ПУЭ, табл. 1.3.4, открытая прокладка)
Напряжение в точке питания
11,4 Впотеряно 4,6 % от 12 В

Поставьте предохранитель на каждую питающую пару, у блока питания, с номиналом не больше допустимого тока провода: мощный блок питания при замыкании в тонком проводе может не уйти в защиту, и провод раскалится. Допустимый ток выводов ленты и разъёмов смотрите в паспорте ленты и разъёма.

Ток ленты считается постоянным. У лент 12 и 24 В с резисторами ток при снижении напряжения падает, так что реальное падение будет немного меньше расчётного. Тайминги и время кадра адресной ленты считает калькулятор WS2812B.

Расчёт выполнен по формулам и данным из источников, приведённых на этой странице, и не заменяет проверку: параметры компонентов у разных производителей и даже партий различаются. Перед применением сверяйте результат с документацией на конкретные детали.

Светодиодная лента — длинная гибкая плата, на которой светодиоды стоят параллельно между двумя медными шинами, плюсом и минусом. Ток всех светодиодов проходит по этим шинам от точки питания, и чем дальше от неё, тем ниже напряжение. Поэтому у ленты три расчёта: сколько тока и мощности она берёт, какой нужен блок питания и где её запитать, чтобы конец светил так же, как начало.

Ток и мощность

Для лент 12 и 24 В производитель указывает мощность на метр, и ток считают по ней:

I=Pм⋅LU.I = \frac{P_\text{м} \cdot L}{U}.
Мощность лентыТок на метр, 12 ВТок на метр, 24 В
4,8 Вт/м0,4 А0,2 А
9,6 Вт/м0,8 А0,4 А
14,4 Вт/м1,2 А0,6 А
19,2 Вт/м1,6 А0,8 А

При той же мощности лента 24 В берёт вдвое меньший ток и теряет на шинах вчетверо меньшую долю напряжения — поэтому длинные отрезки делают на 24 В.

У адресной ленты WS2812B ток зависит от того, что она показывает. По даташитам Worldsemi каждый из трёх цветов светодиода работает при 12 мА, а схема управления берёт около 0,6 мА в покое. Белый на полной яркости — 36,6 мА на светодиод:

Светодиодов на метрТок на метр, белый 100 %Мощность на метр при 5 В
301,10 А5,5 Вт
602,20 А11,0 Вт
1445,27 А26,4 Вт

Яркость WS2812B задаётся скважностью при постоянном токе, поэтому средний ток калькулятор считает пропорциональным средней яркости: при 50 % — 18 мА на светодиод плюс ток покоя. Время кадра и тайминги адресной ленты считает калькулятор WS2812B.

Блок питания

Мощность блока — мощность ленты плюс потери в проводах плюс запас:

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

Запас выбираете сами: блок, который постоянно работает на пределе, греется сильнее. Калькулятор по умолчанию закладывает 20 %. Лента 12 В, 14,4 Вт/м, 5 м — 72 Вт; провода 0,75 мм² длиной 2 м теряют 3,3 Вт; с запасом 20 % — 90,4 Вт.

Падение напряжения вдоль ленты

Нагрузка распределена по длине равномерно, поэтому ток в шине убывает от точки питания до конца ленты линейно. Сложив падения на всех отрезках шины, получаем для участка длиной l с током I и сопротивлением шин r (плюс и минус вместе, Ом/м):

ΔUодин конец=I⋅r⋅l2,ΔUдва конца=I⋅r⋅l8.\Delta U_\text{один конец} = \frac{I \cdot r \cdot l}{2}, \qquad \Delta U_\text{два конца} = \frac{I \cdot r \cdot l}{8}.

При питании с двух концов каждая половина работает как лента вдвое короче с вдвое меньшим током — падение уменьшается вчетверо, а самая низкая точка оказывается в середине. Разбиение ленты на k участков со своими проводами уменьшает и ток, и длину участка в k раз, а падение — в k2 раз.

Сопротивление шин считается по их ширине w и толщине меди t:

r=2ρw⋅t,ρ=0,017241 Ом⋅мм²/м (IEC 60028).r = \frac{2 \rho}{w \cdot t}, \qquad \rho = 0{,}017241\ \text{Ом·мм²/м}\ (\text{IEC 60028}).

Производители лент сопротивление шин почти не указывают, поэтому его надо измерить. Пример для шин шириной 3 мм из меди 35 мкм (r = 0,328 Ом/м) и ленты 12 В, 14,4 Вт/м, 5 м, 6 А:

ПитаниеПадение вдоль лентыНапряжение в худшей точке
С одного конца4,93 В7,1 В
С двух концов1,23 В10,8 В
Два участка, каждый с двух концов0,31 В11,7 В
Пять участков, каждый с одного конца0,20 В11,8 В

Без учёта проводов. Медь 70 мкм вдвое уменьшает все падения. Модель считает ток ленты постоянным; у лент 12 и 24 В с токоограничивающими резисторами ток при снижении напряжения падает, так что на деле падение немного меньше расчётного.

У WS2812B запас ещё меньше: лента питается от 5 В, а единственный диапазон питания в даташите WS2812B-V5/W — +3,7…+5,3 В в таблице предельных режимов. Это не гарантированный рабочий минимум: ниже 3,7 В светодиод выходит за всё, что указал производитель, и поведение по даташиту не определено. Калькулятор предупредит, если напряжение где-то на ленте опустится ниже.

Провода от блока питания

Ток каждого участка идёт по паре проводов — плюс и минус, поэтому сопротивление считается по удвоенной длине:

Rпр=ρ⋅2LпрS,ΔUпр=Iуч⋅Rпр.R_\text{пр} = \frac{\rho \cdot 2 L_\text{пр}}{S}, \qquad \Delta U_\text{пр} = I_\text{уч} \cdot R_\text{пр}.

Пара проводов 0,75 мм² длиной 2 м — 0,092 Ом; при токе 6 А на ней теряется 0,55 В — почти 5 % от 12 В. Если участки питаются с двух концов, калькулятор считает, что ток участка делится между парами поровну, и берёт худшую из двух. Провод к дальнему концу обычно длиннее на длину участка — он идёт вдоль ленты; так калькулятор и считает, если не задать его длину отдельно. Сечение по допустимому нагреву и падению подберёт калькулятор проводов.

Как запитать длинную ленту

  1. Посчитайте ток и падение для одного участка; если в худшей точке теряется больше, чем вы готовы допустить, — питайте с двух концов.
  2. Если и этого мало — разбейте ленту на участки и подведите к каждому свои провода от блока питания. Провода считаются отдельно: их сопротивление ложится на ток участка.
  3. Если провода получаются слишком толстыми, переходите на ленту 24 В или ставьте у каждого участка свой понижающий преобразователь — его посчитает калькулятор DC-DC.

Предохранители и допустимый ток проводов

Блок питания для ленты отдаёт десятки ампер. Если провод к участку тонкий и в нём случится замыкание, ток ограничит сопротивление самого провода, и мощный блок может не уйти в защиту — провод раскалится и подожжёт изоляцию. Поэтому:

  • ставьте предохранитель на каждую питающую пару, у блока питания, с номиналом не больше допустимого тока этого провода и не меньше рабочего тока участка;
  • проверяйте провод по нагреву, а не только по падению напряжения. Калькулятор сравнивает ток пары с таблицей 1.3.4 ПУЭ для медного провода при открытой прокладке — 11 А для 0,5 мм², 15 А для 0,75 мм², 17 А для 1 мм², 23 А для 1,5 мм² — и предупреждает, если ток больше. Внутри корпусов и в жгутах провод охлаждается хуже, и эти значения — верхняя граница;
  • допустимый ток выводов ленты, её разъёмов и пайки на контактных площадках у разных производителей разный — смотрите паспорт ленты и разъёма. Если данных нет, подводите питание к нескольким точкам, чтобы ток через каждый вывод был меньше.

Какой ток расплавит провод за секунды короткого замыкания, посчитает калькулятор тока плавления провода.

Подробнее о том, как устроены светодиодные драйверы и почему светодиодам нужен ограничитель тока, — в статье про светодиоды и драйверы.

Частые вопросы

Какой блок питания нужен для ленты 5 метров?

Умножьте мощность ленты на метр на длину и добавьте запас. Лента 12 В с маркировкой 14,4 Вт/м длиной 5 м берёт 72 Вт и 6 А; с потерями в проводах 0,75 мм² длиной 2 м и запасом 20 % — 90,4 Вт. Адресная лента WS2812B на 60 светодиодов на метр длиной 5 м — это 300 светодиодов: белым на полную яркость около 11 А при 5 В, 55 Вт, с запасом 20 % и без учёта проводов — от 66 Вт.

Почему конец ленты светит тусклее начала?

Ток всей ленты идёт по тонким медным шинам на её подложке, и они теряют напряжение. Нагрузка распределена по длине, поэтому при питании с одного конца падение на дальнем конце равно половине произведения тока ленты на сопротивление шин: I·r·l/2. Дальние светодиоды получают меньше напряжения и светят слабее.

Что даёт подключение ленты с двух концов?

Падение вдоль ленты уменьшается в четыре раза: каждый конец питает половину ленты, и самая низкая точка оказывается в середине, с падением I·r·l/8 вместо I·r·l/2. Если разбить ленту на k участков со своими проводами, ток каждого участка и его длина уменьшаются в k раз, и падение падает в k² раз.

Как узнать сопротивление шин ленты?

Производители лент его почти никогда не указывают. Измерьте ширину шин плюса и минуса штангенциркулем, а толщину меди узнайте у продавца: 1 унция — 35 мкм, 2 унции — 70 мкм. Калькулятор посчитает сопротивление по удельному сопротивлению меди по IEC 60028. Другой способ — измерить напряжение в начале и в конце ленты под нагрузкой и подобрать ширину шин так, чтобы расчёт совпал с измерением.

Источники

  1. Worldsemi. WS2812B-V5/W Intelligent control LED integrated light source, datasheet V6.1 (2022-09-08) — с. 2 — таблица предельных режимов (Absolute Maximum Ratings): напряжение питания +3,7…+5,3 В, отдельного рабочего диапазона нет; с. 3 — сила света каждого цвета указана при 12 мА, ток покоя (центральное значение) 0,6 мА
  2. Worldsemi. WS2812B-2020-V6 Intelligent control LED integrated light source, datasheet V1.0 (2025-10-21) — ток каждого цвета 12 мА, белого — 36 мА
  3. IEC 60028. International standard of resistance for copper — удельное сопротивление отожжённой меди 0,017241 Ом·мм²/м при 20 °C — для шин ленты и питающих проводов
  4. 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 с резиновой и ПВХ-изоляцией при открытой прокладке: 0,5 мм² — 11 А, 0,75 мм² — 15 А, 1 мм² — 17 А, 1,5 мм² — 23 А, 2,5 мм² — 30 А, 4 мм² — 41 А (жила +65 °C, воздух +25 °C)

Где пригодится

Встроить калькулятор на свой сайт

Скопируйте код и вставьте его в HTML страницы, статьи или вики. Виджет бесплатный, без рекламы, счётчиков и cookie. Условие одно — ссылка на GAW под рамкой остаётся на месте. Подробнее о виджетах

<iframe src="https://gaw.ru/embed/led-strip/" title="Светодиодная лента: ток, блок питания и падение напряжения" width="100%" height="640" style="border:1px solid #e3e5e9;border-radius:8px" loading="lazy" allow="clipboard-write"></iframe>
<p style="margin:6px 0 0;font-size:14px">Калькулятор: <a href="https://gaw.ru/tools/led-strip/">Светодиодная лента: ток, блок питания и падение напряжения</a> — GAW.ru</p>
Автоподстройка высоты рамки

Если сайт разрешает скрипты, добавьте этот код один раз в любом месте страницы: рамка будет менять высоту вместе с результатом расчёта.

<script>window.addEventListener("message",function(e){if(e.origin!=="https://gaw.ru"||!e.data||e.data.type!=="gaw:embed-height")return;var f=document.querySelectorAll('iframe[src^="https://gaw.ru/embed/"]');for(var i=0;i<f.length;i++)if(f[i].contentWindow===e.source)f[i].style.height=e.data.height+"px"})</script>

Обновлено .

Нашли ошибку в расчёте?