Питание 20 м светодиодных лент


14

Я собираюсь запитать около 20 м светодиодных полос при 24 В. После тестирования полос я вижу, что это будет около 6 А.

Конечно, при подаче питания с одной стороны падение напряжения на полосе достаточно велико, чтобы существенно изменить яркость светодиодов по направлению к концу полосы.

Я хотел бы вставить мощность с обеих сторон полосы, как показано ниже, где я смоделировал сопротивление между линиями электропередачи.

Меня беспокоит то, что две линии 24 В могут каким-то образом конкурировать друг с другом, что приведет к некоторой нежелательной потере мощности между ними.

У меня вопрос, является ли это подлинной проблемой или нет? Было бы предпочтительнее обрезать линию 24 В к середине полосы?

схема

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab


Редактировать: я думаю, что я был немного двусмысленным. Чтобы было ясно, я буду использовать один источник питания, вставляя питание на обоих концах (не уверен, если это имеет значение).


1
Двумерная диаграмма здесь, насколько я вижу, имеет четыре угла . Как эти углы соответствуют «обоим концам»?
Хмахолм покинул Монику

@HenningMakholm: линии 0 В и 24 В такой светодиодной ленты проходят по всей длине полосы. Неважно, где вы его обрежете, у вас будут эти строки. Таким образом, у вас есть 2 терминала на каждом конце.
MSalters

2
@MSalters: Но что это за «2 терминала на обоих концах» на схеме? Это «два сверху и два снизу» или «два слева и два справа»?
Хмакхольм покинул Монику

@HenningMakholm смотрите мой ответ здесь: electronics.stackexchange.com/questions/307110/… На второй диаграмме показана светодиодная лента 12 В, которую можно разрезать каждые 2 дюйма. Для 24 В главное то же самое, только светодиодов 6, а не 3 в каждой группе.
Тодор Симеонов

@HenningMakholm: два слева, два справа. Вы можете понять это из того факта, что линии 0 В и 24 В должны быть снизу и сверху соответственно от расположения источников напряжения.
MSalters

Ответы:


14

Вам не нужны два блока питания. Одного достаточно. Просто подключите положительный провод к одной стороне полосы, а отрицательный - к другой. Тогда у вас будет одинаковое напряжение на каждой группе светодиодов, и это обеспечит равную яркость всех светодиодов.

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

Использование двух отдельных источников питания имеет некоторые недостатки:

  • В середине полосы напряжение будет ниже, чем на обоих концах. Светодиоды в середине будут светиться меньше, чем светодиоды на обоих концах.
  • Один из расходных материалов может выйти из строя и не будет замечен в течение длительного времени, пока кто-то не увидит разницу от одного конца к другому.
  • Два блока питания почти всегда стоят дороже, а установка сетевого питания (230 В / 115 В) приводит к дополнительным расходам.

Обновление: когда ток через полосу выше, чем полоса, с которой можно безопасно работать, необходимо разрезать полоску на куски и подавать питание на каждую деталь отдельно. Однако нарезанные кусочки также могут быть запитаны, как я предлагаю выше, для обеспечения равных напряжений и яркости.


Это действительно аккуратный способ получить равную яркость. Меня беспокоит то, что весь ток будет проходить через этот первый участок на полосе, что на 6А может быть проблематичным. Кроме того, яркость при одинаковой яркости не будет такой же яркой по сравнению с полной яркостью при 24 В
Makoto

2
@DrFriedParts Да, но сопротивление дополнительного заземляющего провода теперь является препятствием для ВСЕХ светодиодов, поэтому яркость будет одинаковой. Возможно, вы захотите сделать некоторые расчеты / моделирования, чтобы подтвердить, что вы не правы.
Bimpelrekkie

@Makoto - около 6А через следы полосы - да, это может быть проблемой. Обратитесь к спецификации производителя, если у вас есть. Однако даже если вы обрезаете полосу для уменьшения тока, лучше подавать ее с обоих концов для одинакового напряжения и яркости. По поводу падения: яркость будет немного меньше, но у большинства силовых блоков есть потенциометр, и вы можете немного поднять напряжение.
Тодор Симеонов

2
Это не совсем здорово - теперь вам нужно пробежать низкую ногу до самого конца полосы. Более 20 м для стандартного провода 18ga (для этого типа установки) вы просто добавляете большую длину к общей петле и большее общее падение напряжения. Это не рекомендуемая практика установки. Честно говоря, этот вопрос действительно касается Home Improvement, а не электроники SE, - если вы не установщик освещения, вы, вероятно, не знаете, какова стандартная отраслевая практика для этих типов систем. Я совершенно уверен, что это не один из них.
J ...

1
Я не видел изображения, но я согласен, что если они равны по ширине, то любые производственные расхождения между ними будут незначительными. Я просто хотел указать на это, потому что некоторые полосы сделаны с заземляющей плоскостью на нижнем слое платы и более тонкой трассировкой питания на верхнем слое.
kjgregory

4

Примечание: как первоначально задавалось, вопрос ставил вопрос о соединении двух источников питания параллельно.

Не делай этого (пожалуйста).

Как вы правильно предлагаете, расходные материалы должны быть в идеальном балансе для правильной работы. Это означает, что если эталонные напряжения, архитектура, условия окружающей среды, условия производства и объединение не идентичны, что не может быть на практике, один источник будет нести некоторую часть другого источника в качестве нагрузки.

Что именно происходит, зависит от деталей конструкции блоков питания. Он может варьироваться от одного источника, который эффективно просто отключится (в этом случае добавлять его бесполезно) до больших круговых токов, которые приводят к дополнительному выделению тепла (неэффективность, износ, повреждение), разрушению деталей, пожару или даже повреждению двигателя.

Многие источники питания плохо сконструированы и неправильно маркированы. В лучшем случае вы полагаетесь на механизмы безопасности (предохранители, диоды и т. Д.) В номинальном корпусе для обеспечения нормальной работы. Умышленно разбивать машину, потому что у вас есть подушки безопасности, это плохой план.

Соединение выходов двух несогласованных источников питания опасно и никогда не должно предприниматься.

Сделай это вместо этого ...

  1. Либо вы можете включить питание от середины полосы, чтобы уменьшить видимое изменение яркости или ...

  2. Просто обрежьте полоску посередине и включите каждую половину отдельно от обоих концов (по 1 полосе с 1 конца).

Обновления: разовая поставка; оба конца

ОП теперь предлагает, чтобы он / она использовал один источник питания и подключался к обоим концам. Если вы используете один источник на обоих концах, возникает вопрос, как вы получите один источник на дальнем конце?

Есть много способов сделать это, но давайте посмотрим на некоторые крайности:

Блок питания на одном конце

Этот сценарий точно такой же, как и раньше (выше), но теперь у нас есть внешний путь для передачи тока, который не является частью светодиодной ленты (у светодиодной ленты также есть этот встроенный путь). Предполагая, что проводники, которые мы используем снаружи, намного больше, чем проводники внутри, это поможет уменьшить потери на дальнем конце, вы увеличите относительную яркость между ближним и дальним концами, за счет большего количества кабеля и усилий по установке. Середина будет по-прежнему тусклее, а распределительный кабель, который вы используете для подачи тока на дальний конец, должен иметь очень низкое сопротивление (большой диаметр или множество жил), чтобы максимизировать эффект.

Блок питания посередине

Лучшее, что можно сделать (самый простой, самый дешевый, самый быстрый), - просто нажать на светодиодную ленту по центру. Подайте питание от центра полосы вместо концов. Вам не нужно никаких дополнительных кабелей. Текущая нагрузка в каждой ветви теперь составляет половину от того, что было раньше, и поэтому изменения напряжения / яркости между двумя ветвями составляют половину того, что было в конфигурации с конечной подачей.

Добавьте дополнительный обратный провод

Некоторые другие ответы предложили это решение, но не обсуждали последствия этого дополнительного провода. Чтобы понять это, вам понадобится значительный провод для этого пути. Провод 24AWG составляет приблизительно 0,08 Ом / метр. При 6 А и 20 м вы потеряете почти 60 Вт мощности в этой обратной линии, а напряжение на вашем светодиоде упадет с 24 В до менее 15 В. Ваши светодиоды будут очень тусклыми. Если вы увеличите провод до 8AWG, потери мощности упадут примерно до 1,5 Вт, а напряжение питания светодиода составит около 23,8 В, но стоимость этого провода превысит стоимость светодиодов, что говорит о том, что вы могли бы добиться лучшего общего освещения. (не говоря уже о простоте установки, более низкой стоимости и более высокой эффективности - более длительный срок службы / меньшие затраты на электроэнергию) с более короткими полосами (например, с центральной подачей).

Управление Яркостью

Люди ключ к внезапным изменениям яркости. Стандартные установки будут управлять человеческим глазом как можно лучше. Например, для длинной прямой пробежки ключевым моментом является поддержание баланса и симметрии.

введите описание изображения здесь

Этот тип топологии позволяет избежать внезапных «пилообразных» паттернов яркости или длительных затуханий, которые люди обычно замечают. Идея состоит в том, чтобы разумно разбить ваши пробежки и кормить их так, чтобы вы минимизировали общие изменения и резкие изменения.

Для еще более длинных прогонов или для дополнительной минимизации отклонений, как указано выше, допустимо подавать оба конца полос и продолжать деление по мере необходимости. Большинство производителей светодиодных лент выпускают инструкции по установке максимальной рекомендуемой длины ножки для любого типа ленты, поэтому вам следует лучше прочитать и следовать этим рекомендациям.

введите описание изображения здесь


Проверьте мои правки: я использую один источник питания, подключенный к обоим концам
Makoto

1
Соединение выходов двух несогласованных источников питания опасно и никогда не должно предприниматься. Это ТОЛЬКО ИСТИНА, когда источники питания не переходят в режим регулирования тока, когда протекает их максимальный ток. Попробуйте это с двумя лабораторными источниками, установите питание A на 24 В, 0,5 А и питание B на 24 В, 0,5 А, теперь нагрузите на 24 В 0,7 А. Если токи разделены поровну (это очень маловероятно), то увеличьте напряжение немного на одном запасе. Тогда этот войдет в ограничение тока.
Bimpelrekkie

3
Полагаться на действующее регулирование опасно, особенно в потребительских приложениях. Это эквивалентно предположению, что спать рядом с открытым огнем в квартире безопасно, потому что пожарная сигнализация будет звучать, если стены загорятся. Механизмы безопасности являются последним средством в случае нештатной ситуации. Многие светодиодные ленты, которые вы можете найти в Интернете, продаются с дешевыми блоками питания, разработанными в Китае, которые не имеют элементарной защиты, ошибочно помечаются как более надежные источники питания, чем они есть на самом деле, перегреваются и используют нестандартные (часто переработанные) компоненты. UL не одобрил бы это для продажи.
DrFriedParts

2
@DrFriedParts было бы хорошо, если бы вы попытались объяснить, почему мое решение не сработало . Я сделал множество установок с использованием этого подхода, и они работают годами. И я не вижу никаких теоретических или практических причин, по которым они не должны работать. Я не говорю, что я на 100% прав, но когда вы говорите, что кто-то неправ, пожалуйста, укажите на ошибки. Вот почему мы все здесь - каждый день узнавать что-то новое.
Тодор Симеонов

@ Тодор - Не могли бы вы помочь мне понять вашу проблему немного лучше? Во-первых, стало неясно, каково ваше решение именно на этом этапе. Тем не менее, я не сказал, что ни одна из предложенных идей не будет работать. Я сказал, что некоторые конфигурации опасны.
DrFriedParts

3

Это не проблема EE, а проблема установки и упаковки.

Вы не можете поставить 6 ампер на 2-х амперную шину

Светодиодная лента состоит из множества сегментов. Каждый сегмент состоит из 6 светодиодов последовательно с резистором, а между каждым сегментом находится линия «CUT».

Вниз по всей полосе находятся два следа платы, которые являются положительной и отрицательной шиной. Они обслуживают каждый сегмент. Эти следы имеют конечную амплитуду . На монохромных полосах 12 В размеры дорожек рассчитаны на питание одного 5-метрового сегмента (2 А), или абсолютно не более двух 5-метровых сегментов последовательно, в расчете на падение напряжения (не более 4 А). Прохождение 6А через полосу 12В исключено. С полосами на 24 В они могут быть построены так же, как и полосы на 12 В, или их следы могут быть тоньше, поскольку им требуется только половина мощности, чтобы сделать то же самое.

Но даже если вы использовали полосы в пределах их дизайнерских ограничений, это все равно может привести к заметному затемнению. Помните, что светодиоды не линейные - их кривая ВИ довольно крутая , а кривая I-lum тоже не плоская. Они не являются линейными (квадратичными), как лампы накаливания, небольшое падение напряжения становится намного ярче. Это можно увидеть даже в одной полосе 12 В, сравнивая один конец с другим. Вы работаете на 24 В, что поможет в 2–4 раза в зависимости от того, насколько они сократили шины PCB.

Подача с 1/4 и 3/4 балла ...

20-метровая полоса - это, вероятно, четыре 5-метровые полосы. Поместите свои источники питания между полосами 1 и 2 ... и между полосами 3 и 4. Таким образом, каждая ветвь вашего питания поставляет только одну 5-метровую полосу. Полосы построены для этого.

... или использовать фидер

Если вы когда-нибудь посмотрите на провода троллейбуса, у них 2 оголенных проводника над улицей на расстоянии около 2 футов друг от друга. Затем каждые несколько полюсов имеют перемычку на два гораздо более тяжелых провода питания, идущие вдоль полюсов - это фидеры . Вот фотография из Дейтона. Обратите внимание, что вешалка и поперечная проволока «горячие», и подайте на левый (+) провод, изолируя правый (-) провод, затем подключите к фидеру (обратите внимание на двойные фидеры). Эти перемычки существуют через каждые 4-6 полюсов.

введите описание изображения здесь

Вы делаете то же самое. Вы выбираете кабель питания достаточного размера, чтобы избежать падения напряжения, а затем соединяете его везде, где можете . Это приводит к тому, что трассировки печатной платы и фидер полностью параллельны, но нет ничего плохого в параллельном фидере, когда он постоянный. Вот что фидер это .

Существуют не связанные с этим причины, по которым параллельная цепь переменного тока или параллельные цепи не должны быть защищены от внутренней защиты.

Если падение напряжения является сильным, несколько источников питания не

Два источника питания постоянного тока рядом друг с другом могут иметь проблемы, потому что они тесно связаны. Но здесь вы говорите о необходимости нескольких источников питания из- за падения напряжения. Это электрическое «расстояние» означает, что у вас гораздо меньше шансов столкнуться с проблемой поставок. Пока их выходные напряжения ближе друг к другу, чем падение напряжения между ними, они оба должны нести свой вес. Система троллейбусов имеет много подстанций, подающих 600 В постоянного тока в систему. Это простые машины, и они не могут бороться друг с другом из-за расстояния и наличия диодов (как часть выпрямителя), которые предотвращают обратную подачу.


2

Теоретически вы могли бы делать то, что предлагаете, однако существуют практические проблемы, о которых вам необходимо знать.

Вполне вероятно, что оба источника питания 24 В не будут обеспечивать одинаковое напряжение. Допустим, источник V1 подает напряжение 24,00 В, а источник V3 - 24,05 В.

В этом случае V3 будет нести большую часть нагрузки, а V1 - только половину нагрузки. Только тогда , когда напряжения в точности то же самое они будут делить нагрузку поровну.

Это не проблема, если вы используете два блока питания 6 А, а не два блока питания 3 А.

Яркость светодиода будет более равномерной, теперь светодиоды в середине будут гореть наименее яркими.

Посмотрите на ответ Тодора для лучшего решения!


3
Вы забываете, что источники питания регулируются, что означает, что они борются, чтобы сохранить напряжение там, где они этого хотят. Нет, источники питания могут подавать только ток, поэтому подключайте два параллельно, и один из них, настроенный на более низкое напряжение, не будет подавать ток, пока выходное напряжение не упадет ниже напряжения, которое он хочет поддерживать. Я предлагаю получить два лабораторных расходных материала и попробовать сами. Только тогда, когда вы используете нагрузку электроники (они могут служить источником питания и нагрузкой), вы будете правы. Но это дорогостоящие лабораторные инструменты, которые не нужны для управления некоторыми светодиодами.
Bimpelrekkie

2
@DrFriedParts Очевидно, вы 1) никогда не пробовали это и / или 2) если вы использовали «нечетный» источник питания без какой-либо защиты от обратного входного тока. Используйте надлежащие лабораторные принадлежности, и ток не будет течь . Для протекания тока источник 3 В должен быть активной нагрузкой .
Bimpelrekkie

2
Все, кроме тех, которые предназначены для параллельной работы, будут представлять нагрузку. Конечно, рассматриваемые здесь дешевые потребительские SMPS делают Хм, обычно дешевые потребительские SMPS не предназначены для параллельного использования. Большинство из них будет выдавать больше, чем их номинальный ток (у них нет надлежащего предела тока). Я предлагаю вам подключить такой дешевый SMPS и подключить немного более высокое напряжение, чем его номинальное напряжение, к его выходу и посмотреть, течет ли какой-либо ток. 99 из 100 имеют диоды на выходе, препятствующие протеканию тока, поэтому я не вижу, как они могут даже загрузить выход.
Bimpelrekkie

Это определенно не так для большинства лабораторных расходных материалов, поскольку они почти всегда имеют какой-то линейный выходной каскад после выпрямителя переменного / постоянного тока. Возьмите HP / Agilent / Keysight E3631A в качестве примера: gerrysweeney.com/wp-content/plugins/download-attachments/…
DrFriedParts

-4

Это классический случай, когда немного знаний - опасная вещь. Ваша ошибка понятна из фразы «сопротивление через линии электропередачи». Если ваши линии электропередачи протяженностью в километры, то вы должны учитывать это. Если нет, то нет. Это так просто.

Конечно, если вы используете действительно тонкий кабель, вам, возможно, придется учитывать его сопротивление. Однако тогда ваша самая большая проблема заключается в том, что кабель теперь является нагревательным элементом и будет подвергаться риску расплавления изоляции и / или возникновения пожара. Если вы обратили внимание на текущие номиналы на ваших кабелях, то сопротивление в кабелях незначительно и может быть безопасно проигнорировано.


3
Линии электропередачи на светодиодной полосе действительно тонкие, а сопротивление значительное, о чем свидетельствует явное падение яркости.
Макото

7
Это просто неправильно. Падение напряжения представляет собой серьезную проблему в системах освещения с низким напряжением. Если вы думаете, что можете игнорировать падение напряжения при установке такого типа, вы просто не понимаете, о чем говорите.
J ...

@Makoto Насколько важно? При 6А каждое падение напряжения 1 В означает, что у вас 6 Вт рассеиваемой мощности, и это абсолютно пожароопасно. Скорее всего, вы хотите проверить, как вы их проводите. Может быть, вы можете избавиться от тонкого кабеля, который он поставлял для одной полосы, но для нескольких полос вам придется заменить этот кабель чем-то, способным справиться с током.
Грэм

с 5 м (около 1 А), работающий так, как предположил Тодор, падение напряжения составляет 3,5 В. так что около 3,5 Вт. Но текущий план состоит в том, чтобы разделить линии на 5-
Макото

1
6 Вт рассеиваемой мощности не имеет большого значения, если они распределены на 10 метров. Проблема в том, что установка 6А на трассе печатной платы, сделанной для 2А, вызовет намного больше, чем 6 Вт. @Agent_L вам разрешается намного более высокая пропускная способность на тех же проводах внутри шасси, потому что расстояния короткие, и пользователи не могут связаться с ним. Например, 14AWG не является необоснованным для 30A в шасси. Я, например, использую многожильные провода 20AWG для подключения светодиодных лент, потому что твердое тело 18AWG слишком жесткое и будет отрывать разъемы или отрывать припаянные провода от площадок печатной платы. Имейте в виду, у меня, как правило, есть не более 4 'среза полосы.
Харпер - Восстановить Монику
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.