strömförbrukning av RGB LED Strips

den här guiden hjälper dig att uppskatta strömförbrukningen för din LED setup. Jag har försökt att hålla det så rakt fram och enkelt som möjligt å ena sidan, men å andra sidan ville inte begränsa det till endast specifika remsor. Således kommer den här guiden att visa dig hur du kan beräkna minimikravet för din strömförsörjning för inte bara RGB-remsor av analog typ i tre olika förpackningsstorlekar, utan också för adresserbara ws2812b-remsor. För en bättre förståelse har jag också inkluderat några exempel.

SMB LED-moduler

mångfalden av ytmonterade Enhetsmoduler (SMD) för lysdioder är enorm, där varje modul kännetecknas av LED-paketets geometriska dimension. I den här guiden kommer vi att diskutera de vanligaste paketen 3528, 5050 och 5630, som sammanfattas i följande tabell.

LED paket mått Chip yta ström per kanal Spänningsfall
3528 3.5 mm x 2,8 mm 9,8 mm2 7-10 mA 2,8 – 3,4 V
5050 5.0 mm x 5,0 mm 25 mm2 20 mA 2,8 – 3,4 V
5630 5.6 mm x 3,0 mm 16,8 mm2 50 mA 2,8-3,4 V

det kan observeras att 5630-paketet har den högsta strömförbrukningen. I allmänhet leder en högre strömförbrukning också till en högre belysningsintensitet för lysdioder. Således sorterar paketen ovan med tanke på deras ljusstyrka 3528 < 5050 < 5630. Notera, att den aktuella dragningen i tabellen ovan ges per kanal. Om du överväger alla tre kanalerna i en RGB-LED, måste du multiplicera den aktuella dragningen med tre. Observera också att de faktiska strömdragningarna kan skilja sig från tillverkare till tillverkare.

RGB-remsor

innan vi kan beräkna strömförbrukningen för en given LED-remsa måste vi skilja mellan adresserbara och icke-adresserbara LED-remsor, eftersom de inte bara skiljer sig åt i driftsspänningen utan också i ledningarna för varje LED. I jämförelse med icke-adresserbara LED-remsor tillåter WS2812-eller WS2812b LED-remsor att ställa in färgen på varje LED på remsan individuellt.

icke-adresserbara remsor

RGB-LED-remsor av Analog typ grupperar mestadels tre seriella lysdioder i ett segment och ordnar varje segment elektriskt parallellt, vilket resulterar i en driftspänning på cirka 12 V. på grund av denna struktur förbrukar varje segment en effekt på U_v \cdot i_{ch} per kanal, där U_v = 12V är driftsspänningen och i_{ch} representerar en strömdragning från tabellen ovan. Låt N vara antalet segment av en given RGB LED-remsa, då kan dess totala strömförbrukning för alla tre kanalerna beräknas med

P = 3 \cdot N \cdot U_v \cdot I_{ch}.

om du vill beräkna strömförbrukningen för en enda färg LED-remsa kan du helt enkelt släppa multiplikationen med 3 i föregående formel.

Låt oss ta en titt på två exempel.

exempel 1) 5m 5050-remsa med 150 RGB-lysdioder

i det här första exemplet vill jag visa dig två sätt på hur du kan beräkna den totala strömförbrukningen. Det första tillvägagångssättet kommer helt enkelt att överväga mängden lysdioder på remsan för att beräkna strömförbrukningen. Det andra tillvägagångssättet visar dig, hur du kan beräkna en strömförbrukning per meter.

1a) vi kan härleda antalet segment genom att dividera mängden lysdioder med 3, vilket ger n = 150 / 3 = 50 segment. Med en driftspänning på U_v = 12V och en strömförbrukning per kanal på I_{ch} = 20MA kan den totala strömförbrukningen beräknas med

P = 3 \cdot 50 \cdot 12V \cdot 20MA = 36W.

1B) för att beräkna strömförbrukningen för remsan per meter måste vi härleda antalet segment per meter i förväg. För att uppnå detta delar vi helt enkelt mängden lysdioder med längden på remsan och får antalet lysdioder per meter som 150 / 5 = 30. Vidare divideras med tre utbyten N = 30 / 3 = 10 segment per meter. Med detta kan strömförbrukningen per meter beräknas med 3 \ cdot 10 \cdot 12V \cdot 20MA = 7,2 W/m. så småningom kan förbrukningen av hela remsan beräknas genom att multiplicera med dess längd, vilket ger

P = 7.2W / m \ cdot 5m = 36W,

vilket överensstämmer med vårt resultat i 1a).

anledningen, varför jag ville visa dig det andra tillvägagångssättet, beror på att det är särskilt användbart när man överväger frågan, hur mycket av remsan du kan köra med en viss strömförsörjning.

exempel 2) 5M 5630-remsa med 150 RGB-lysdioder

analogt med föregående exempel bestämmer vi först antalet segment genom att dividera antalet lysdioder med 3, vilket ger n = 150 / 3 = 50 segment. Med en driftspänning på U_v = 12V och en strömförbrukning per kanal på I_{ch} = 50mA kan den totala strömförbrukningen beräknas med

P = 3 \ cdot 50 \cdot 12V \ cdot 50mA = 90W.

adresserbara remsor (WS2812 / WS2812b)

till skillnad från segmenteringsmetoden för LED-remsor av analog typ, där tre lysdioder är grupperade i ett segment, i adresserbara remsor måste varje LED drivas individuellt för att låta varje RGB-LED lysa i sin konfigurerade färg. Vidare, i WS2812/WS2812b-remsor är varje RGB-LED packad med sin egen styrenhet och alla lysdioder är inriktade elektriskt parallella. Å ena sidan möjliggör detta en reducerad driftsspänning på U_v = 5V, men å andra sidan behöver sådana remsor en högre totalström jämfört med analoga RGB-LED-remsor med liknande strömförbrukning.

alla WS2812 / WS2812b-remsor använder 5050 RGB-LED-paket, vilket innebär att varje RGB-LED har en maximal strömdragning av I_{ch} = 20MA enligt tabellen ovan. Som ovan letar vi efter den totala strömförbrukningen för en given remsa med full ljusstyrka i vitt. Låt oss överväga en sådan adresserbar remsa med N lysdioder. Då är det max. strömförbrukningen för alla tre kanalerna kan beräknas med

P = 3 \cdot N \cdot U_v \ cdot I_{ch}.

exempel 1) 5m WS2812b remsa med 150 RGB lysdioder

med en driftspänning på U_v = 5V, en strömdragning av I_{ch} = 20MA per LED och per kanal, och en mängd av N = 150 lysdioder, max. strömförbrukning av remsan kan beräknas som

P = 3 \ cdot 150 \ cdot 5V \ cdot 20MA = 45W.

Observera att strömförsörjningen måste kunna leverera upp till

I_{max} = 3 \ cdot 150 \cdot 20mA = 9A.

exempel 2) 5M WS2812b remsa med 240 RGB lysdioder

i analogi med föregående exempel, max. strömförbrukningen för denna remsa kan beräknas genom att beakta den olika mängden N = 240 lysdioder, vilket ger

P = 3 \cdot 240 \cdot 5V \cdot 20MA = 72w.

Observera att strömförsörjningen måste kunna leverera upp till

I_{max} = 3\cdot 240 \ cdot 20MA = 14.4 A.

ytterligare Tips

följande tips ska hjälpa dig på din resa genom LED-världen.

strömförsörjning

när du väljer en korrekt strömförsörjning för din inställning, bör den kunna ge åtminstone strömförbrukningen beräknad med formlerna ovan, förutsatt att du vill kunna driva din inställning med full ljusstyrka under en lång tidsperiod. Om din inställning inte kräver den här funktionen kan du också minska effekten som din strömförsörjning måste ge. Tänk dock på att i detta fall kommer din strömförsörjning att överbelastas varje gång du försöker köra dina remsor med full ljusstyrka. Många nyare nätaggregat har ett överströmsskydd, så det är i allmänhet inte en stor sak, men det kan definitivt minska livslängden för båda, din leverans och dina remsor.

tips

istället för att installera en stor strömförsörjning för din installation, tänk på att köra lasten med flera mindre strömförsörjningar, var och en av dem kör ett segment av din installation.

Spänningsfall

om du upplever ett spänningsfall på dina RGB-remsor på grund av dess längd (vilket resulterar i en förlust av ljusstyrkan hos RGB-lysdioderna mot slutet av remsan), eller för RGB-remsor längre än 5m, rekommenderar jag att du använder RGB-förstärkare efter varje 5m-del för att undvika sådana oönskade ljusstyrka mot slutet av remsorna.

passiv / aktiv kylning

Tänk på att ju högre strömförbrukningen i förhållande till remsans längd är, desto högre kommer temperaturen att bli. Om du observerar att dina remsor blir för heta, försök att fästa dem på ett mer termokonduktivt material, till exempel aluminium. Denna ytterligare passiva kylning genom värmefördelning är tillräcklig i de flesta fall.

Varning

glöm inte att din strömförsörjning också producerar värme. Placera inte strömförsörjningen i en sluten låda. Planera för värmeuttag och vid behov aktiv kylning.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.