Alimentazione di strisce LED da 20 m


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Alimenterò circa 20 m di strisce LED a 24 V. Dopo aver testato le strisce, vedo che questo assorbirà circa 6 A.

Ovviamente quando si inserisce l'alimentazione da un lato, la caduta di tensione attraverso la striscia è abbastanza grande da fare una differenza significativa per la luminosità dei LED verso l'estremità della striscia.

Vorrei inserire la potenza da entrambi i lati della striscia, come mostrato di seguito dove ho modellato la resistenza tra le linee elettriche.

La mia preoccupazione è che le due linee da 24 V potrebbero in qualche modo competere tra loro, avendo una perdita di potenza indesiderata tra di loro.

La mia domanda è se questa è una vera preoccupazione o no? Sarebbe preferibile tagliare la linea a 24 V verso il centro della striscia?

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab


Modifica: penso di essere stato un po 'ambiguo. Per essere chiari, userò un singolo alimentatore, inserendo l'alimentazione ad entrambe le estremità (non sono sicuro che ciò faccia la differenza).


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Il diagramma bidimensionale qui ha, per quanto posso vederlo, quattro angoli . In che modo questi angoli corrispondono a "entrambe le estremità"?
Hmakholm lasciò Monica il

@HenningMakholm: le linee 0V e 24V di una tale striscia LED corrono lungo la lunghezza della striscia. Non importa dove lo tagli, avrai quelle linee. Quindi, hai 2 terminali alle due estremità.
MSalters

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@MSalters: Ma quali sono quei "2 terminali alle due estremità" nel diagramma? Sono "due in alto e due in basso" o "due a sinistra e due a destra"?
Hmakholm ha lasciato Monica il

@HenningMakholm vedi la mia risposta qui: electronics.stackexchange.com/questions/307110/… Il secondo diagramma illustra una striscia LED 12V che può essere tagliata ogni 2 pollici. Per 24 V il principale è lo stesso, solo i LED sono 6, non 3 in ciascun gruppo.
Todor Simeonov,

@HenningMakholm: due a sinistra, due a destra. Puoi capire questo dal fatto che le linee 0V e 24V devono essere rispettivamente in basso e in alto, dal posizionamento delle sorgenti di tensione.
MSalters,

Risposte:


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Non hai bisogno di due alimentatori. Uno è abbastanza. Basta collegare il filo positivo su un lato della striscia e il negativo sull'altro. Quindi avrai la stessa tensione su ciascun gruppo di LED e questo assicurerà la stessa luminosità di tutti i LED.

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab

L'uso di due alimentatori separati presenta alcuni inconvenienti:

  • Nel mezzo della tensione della striscia sarà inferiore a entrambe le estremità. I LED al centro brilleranno meno dei LED ad entrambe le estremità.
  • Una delle forniture potrebbe non funzionare e non essere notata per molto tempo, fino a quando qualcuno non vede la differenza da un capo all'altro.
  • Due alimentatori sono quasi sempre più costosi e l'installazione della connessione di alimentazione (230VAC / 115VAC) comporta costi aggiuntivi.

Aggiornamento: quando la corrente attraverso la striscia è superiore a quella che la striscia potrebbe gestire in modo sicuro, è necessario tagliare la striscia a pezzi e alimentare ogni pezzo separatamente. Tuttavia, i pezzi tagliati possono anche essere alimentati come suggerito sopra per garantire tensioni e luminosità uguali.


Questo è un modo davvero accurato per ottenere la stessa luminosità. La mia preoccupazione è che tutta la corrente passerà attraverso quella prima sezione sulla striscia, che a 6A potrebbe essere problematica. Anche la luminosità allo stesso modo non sarà altrettanto brillante rispetto alla piena luminosità a 24 V
Makoto

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@DrFriedParts Sì, ma la resistenza del filo di ritorno a terra extra è ora un ostacolo per TUTTI i LED, quindi la luminosità sarà uguale. Potresti voler fare alcuni calcoli / simulazioni per confermare che ti sbagli.
Bimpelrekkie,

@Makoto - circa 6A attraverso le tracce della striscia - sì, potrebbe essere un problema. Consultare la scheda tecnica del produttore, se presente. Tuttavia, anche se si taglia la striscia per ridurre il flusso di corrente, è meglio alimentarla da entrambe le estremità per garantire la stessa tensione e luminosità. Circa il calo: la luminosità sarà un po 'meno, ma la maggior parte dei blocchi di potenza ha un potenziometro e puoi aumentare un po' la tensione.
Todor Simeonov,

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Questo non è esattamente eccezionale - ora devi correre la gamba bassa fino all'altra estremità della striscia. Oltre 20 m per il filo standard 18ga (per questo tipo di installazione) stai solo aggiungendo più lunghezza al circuito generale e più caduta di tensione complessiva. Questa non è una procedura di installazione consigliata. Questa domanda appartiene davvero al miglioramento domestico e non all'elettronica SE, a dire il vero - a meno che tu non sia un installatore di illuminazione, probabilmente non sai quale sia la pratica standard del settore per questi tipi di sistemi. Sono abbastanza sicuro che questo non sia uno di questi.
J ...

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Non ho visto un'immagine ma sono d'accordo, se sono tracce di larghezza uguale, quindi eventuali discrepanze di fabbricazione tra i due sarebbero trascurabili. Volevo solo evidenziarlo perché alcune strisce sono realizzate con un piano di massa sullo strato inferiore della scheda e una traccia di alimentazione più sottile sullo strato superiore.
kjgregory,

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Nota: come inizialmente richiesto, la domanda si poneva collegando due materiali di consumo in parallelo.

Non farlo (per favore).

Come suggerito correttamente, le forniture devono essere in perfetto equilibrio affinché questo funzioni correttamente. Ciò significa che a meno che le tensioni di riferimento, l'architettura, le condizioni ambientali, le condizioni di produzione e il binning siano identiche, cosa che non può avvenire in pratica, una fornitura trasporterà una frazione dell'altra alimentazione come carico.

Ciò che accade esattamente dipende dai dettagli del design degli alimentatori. Può variare da un alimentatore a una semplice disconnessione (nel qual caso è inutile aggiungerlo) a grandi correnti circolari che si traducono in ulteriore generazione di calore (inefficienza, usura, danni), distruzione di parti, incendi o persino danni propulsivi.

Molti alimentatori là fuori sono mal costruiti e etichettati male. Nella migliore delle ipotesi fai affidamento sui meccanismi di sicurezza (fusibili, diodi, ecc.) delle ipotesi, nel caso nominale Per garantire un funzionamento regolare. Arrestare la macchina deliberatamente perché hai gli airbag non è un buon piano.

Collegare le uscite di 2 alimentatori non coordinati è pericoloso e non dovrebbe mai essere tentato.

Fallo invece ...

  1. Puoi inserire la potenza dal centro della striscia per ridurre l'apparente cambiamento di luminosità o ...

  2. Basta tagliare la striscia nel mezzo e alimentare ciascuna metà separatamente da entrambe le estremità (1 striscia alimentata da 1 estremità ciascuna).

Aggiornamenti: fornitura singola; entrambe le estremità

OP ora suggerisce che utilizzerà una sola fornitura e si connetterà ad entrambe le estremità. Se si utilizza una singola fornitura ad entrambe le estremità, la domanda diventa: come si otterrà la fornitura singola fino alla fine?

Esistono molti modi per farlo, ma diamo un'occhiata ad alcuni estremi:

L'alimentazione è a un'estremità

Questo scenario è esattamente lo stesso di prima (sopra), ma ora abbiamo un percorso esterno per trasportare la corrente che non fa parte della striscia LED (la striscia LED ha anche questo percorso incorporato). Supponendo che i conduttori che utilizziamo esternamente siano molto più grandi di quelli interni, contribuirà a ridurre le perdite all'estremità, aumentando la luminosità relativa tra estremità vicine e lontane, a scapito di più cavi e sforzi di installazione. La parte centrale sarà ancora più attenuata e il cavo di distribuzione utilizzato per portare la corrente verso l'estremità lontana dovrà avere una resistenza molto bassa (grande diametro o molti fili) per massimizzare l'effetto.

L'alimentazione è nel mezzo

La cosa migliore da fare (più semplice, più economica, più veloce) è semplicemente toccare al centro la striscia LED. Applicare energia dal centro della striscia anziché dalle estremità. Non è necessario alcun cablaggio aggiuntivo. Il carico di corrente in ciascuna gamba è ora la metà di quello che era prima e quindi i cambiamenti di tensione / luminosità tra le due gambe sono la metà di quello che erano in una configurazione alimentata.

Aggiungi un filo di ritorno aggiuntivo

Alcune delle altre risposte hanno proposto questa soluzione, ma non hanno discusso delle conseguenze di quel filo aggiuntivo. Per capirlo, avrai bisogno di un filo significativo per quel percorso. Un filo da 24 AWG è circa 0,08 ohm / metro. A 6 A e 20 metri, perderai quasi 60 W di potenza in questa linea di ritorno e la tua tensione LED scenderà da 24 V a meno di 15 V. I tuoi LED saranno molto fiochi. Se si aumenta il cavo a 8 AWG, la perdita di potenza scenderà a circa 1,5 W e la tensione di alimentazione del LED sarà di circa 23,8 V, ma il costo di quel cavo supererà il costo dei LED, suggerendo che si potrebbe ottenere una migliore illuminazione generale (per non parlare della facilità di installazione, dei costi più bassi e della maggiore efficienza - durata più lunga / bolletta energetica inferiore) con strisce più corte (ad es. alimentazione centrale).

Gestire la luminosità

Le persone chiave per improvvisi cambiamenti di luminosità. Le installazioni standard gestiranno l'occhio umano nel miglior modo possibile. Per un lungo rettilineo, ad esempio, mantenere l'equilibrio e la simmetria è la chiave.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Questo tipo di topologia evita improvvisi schemi di luminosità a "dente di sega" o lunghe dissolvenze che le persone tendono a notare. L'idea è quella di spezzare le tue corse in modo sensato e nutrirle in modo da ridurre al minimo le variazioni generali e i cambiamenti improvvisi.

Per tirature ancora più lunghe o per minimizzare ulteriormente le variazioni, come sopra, è accettabile alimentare entrambe le estremità delle strisce e continuare a suddividere secondo necessità. La maggior parte dei produttori di strisce LED pubblicherà le linee guida di installazione relative alla lunghezza massima consigliata di una gamba per ogni tipo di striscia, pertanto è consigliabile fare del proprio meglio per leggere e seguire tali linee guida.

inserisci qui la descrizione dell'immagine


Controlla la mia modifica: sto utilizzando una sola fornitura collegata ad entrambe le estremità
Makoto,

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Collegare le uscite di 2 alimentatori non coordinati è pericoloso e non dovrebbe mai essere tentato. Questo è SOLO VERO quando le forniture non entrano nella normativa corrente quando scorre la loro corrente massima. Provalo con due alimentatori da laboratorio, imposta l'alimentazione A su 24 V, 0,5 A e l'alimentazione B su 24 V, 0,5 A, ora carica con 24 V 0,7 A. Se le correnti sono condivise equamente (è molto improbabile), aumenta la tensione leggermente su una fornitura. Quindi quello entrerà nel limite attuale.
Bimpelrekkie,

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Fare affidamento sulla normativa vigente è pericoloso, specialmente nelle applicazioni dei consumatori. Ciò equivale a suggerire che dormire accanto a un fuoco aperto in un appartamento è sicuro perché l'allarme antincendio suonerà se le pareti prendono fuoco. I meccanismi di sicurezza sono l'ultima risorsa in caso di una situazione non nominale. Molte strisce LED che trovi online sono vendute con alimentatori progettati in Cina a basso costo che non dispongono di protezioni di base, sono etichettati erroneamente come alimentatori più capaci di quanto non siano in realtà, funzionano a caldo e utilizzano componenti scadenti (spesso riciclati). UL non lo approverebbe in vendita.
DrFriedParts

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@DrFriedParts sarebbe bene se provassi a spiegare perché la mia soluzione non avrebbe funzionato . Ho realizzato numerose installazioni usando questo approccio e funzionano da anni. E non vedo ragioni teoriche o pratiche che non dovrebbero funzionare. Non sto dicendo che ho ragione al 100%, ma quando dici che qualcuno ha torto, per favore fai notare gli errori. Ecco perché siamo tutti qui - per imparare qualcosa di nuovo ogni giorno.
Todor Simeonov,

@Todor - Potresti aiutarmi a capire meglio la tua preoccupazione? Innanzitutto, non è ancora chiaro quale sia la tua soluzione esattamente a questo punto. Detto questo, non ho detto che nessuna delle idee proposte non avrebbe funzionato. Ho detto che alcune configurazioni sono pericolose.
DrFriedParts,

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Questo è meno un problema di EE e più un problema di installazione e confezionamento.

Non è possibile inserire 6 A su un bus da 2 A

La striscia LED è composta da numerosi segmenti. Ogni segmento è composto da 6 LED in serie con un resistore e tra ogni segmento c'è una linea "CUT".

In fondo all'intera striscia ci sono due tracce PCB, che sono un bus positivo e negativo. Servono ogni segmento. Queste tracce hanno un'ampiezza finita . Sulle strisce monocromatiche a 12 V, le tracce sono dimensionate per alimentare un segmento di 5 m (2A) o assolutamente al massimo due segmenti di 5 m in serie, contando sulla caduta di tensione (ben meno di 4 A). Correre 6A attraverso una striscia da 12 V è fuori discussione. Con le strisce da 24 V, potrebbero essere costruite allo stesso modo delle strisce da 12 V o le loro tracce potrebbero essere più sottili, dal momento che hanno bisogno solo della metà dell'ampiezza per fare la stessa cosa.

Ma anche se hai usato le strisce entro i loro limiti di progettazione, questo può comunque causare un notevole oscuramento. Ricorda che i LED non sono lineari: la loro curva VI è piuttosto ripida e neanche la curva I-lum è piatta. Non sono lineari (quadratici) come gli incandescenti, una piccola caduta di tensione diventa molto più fioca. Può essere visto anche in una singola striscia da 12 V, confrontando un'estremità all'altra. Stai funzionando a 24V, il che aiuterà da un fattore 2 a 4 a seconda di quanto hanno ridotto i bus PCB.

Feed dai punti 1/4 e 3/4 ...

Una striscia da 20m è probabilmente quattro strisce da 5m. Posiziona i tuoi alimentatori tra le strisce 1 e 2 ... e tra le strisce 3 e 4. In questo modo ogni gamba della tua alimentazione fornisce solo una striscia da 5 m. Le strisce sono costruite per questo.

... O usa l'alimentatore

Se guardi mai i fili del filobus, hanno 2 conduttori scoperti sulla strada a circa 2 'di distanza. Quindi ogni pochi poli, hanno un ponticello su due cavi di alimentazione molto più pesanti che corrono lungo i poli - quelli sono alimentatori . Ecco una foto di Dayton. Si noti che il gancio e il filo incrociato sono "caldi" e alimentano il filo sinistro (+), isolando il filo destro (-), quindi ponticellato a un alimentatore (notare i doppi alimentatori). Questi ponticelli esistono ogni 4-6 poli.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Fai la stessa cosa. Scegliere un cavo di alimentazione di dimensioni sufficienti per evitare la caduta di tensione, quindi collegarlo insieme ovunque possibile . Ciò comporta che le tracce del PCB e l'alimentatore siano completamente parallele, ma non c'è nulla di sbagliato nel parallelizzare l'alimentatore quando è in corrente continua. Questo è ciò che alimentatore è .

Vi sono ragioni non correlate per non collegare in parallelo circuiti CA o paralleli con protezione dei circuiti di bordo.

Se la caduta di tensione è negativa, non lo sono più alimentatori

Due alimentatori CC uno accanto all'altro potrebbero avere un problema perché sono strettamente collegati. Ma qui, stai parlando della necessità di più alimentatori a causa della caduta di tensione. Quella "distanza" elettrica significa che è molto meno probabile che tu abbia un problema con i rifornimenti di combattimento. Fintanto che le loro tensioni di uscita sono più vicine tra loro rispetto alla caduta di tensione tra di loro, entrambi devono portare il loro peso. Il sistema di filobus ha molte sottostazioni che alimentano 600 V CC nel sistema. Sono macchine semplici e non possono combattersi a causa della distanza e dei diodi (come parte del raddrizzatore) che impediscono il backfeeding.


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In teoria potresti fare quello che proponi, ma ci saranno problemi pratici di cui devi essere consapevole.

È probabile che entrambi gli alimentatori a 24 V non forniscano esattamente la stessa tensione. Diciamo che l'alimentazione V1 eroga 24,00 V ma l'alimentazione V3 eroga 24,05 V.

In tal caso V3 prenderà la maggior parte del carico e V1 prenderà solo meno della metà del carico. Solo quando le tensioni sono esattamente le stesse condivideranno il carico equamente.

Questo non è un problema se si utilizzano due materiali di consumo da 6 A e non due materiali da 3 A.

La luminosità del LED sarà comunque più uguale, ora i LED al centro bruceranno il meno luminoso.

Guarda la risposta di Todor per una soluzione migliore!


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Stai dimenticando che gli alimentatori sono regolati, il che significa che combattono per mantenere la tensione dove lo desiderano. No, non lo sono, gli alimentatori possono solo fornire corrente, quindi collegane due in parallelo e quello impostato sulla tensione inferiore non fornirà corrente finché la tensione di uscita non scende al di sotto della tensione che desidera mantenere. Suggerisco di procurarsi due materiali di laboratorio e provarlo da soli. Solo quando si utilizza un carico elettronico (questi possono fungere da alimentazione e carico) avresti ragione. Ma questi sono strumenti di laboratorio costosi, non necessari per pilotare alcuni LED.
Bimpelrekkie,

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@DrFriedParts Ovviamente 1) non hai mai provato questo e / o 2) se l'hai fatto stai usando un alimentatore "dispari" senza alcuna protezione della corrente di ingresso inversa. Utilizzare materiali di laboratorio adeguati e non scorre corrente . Per effettuare il flusso di corrente, l'alimentazione a 3 V dovrebbe essere un carico attivo .
Bimpelrekkie,

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Tutti tranne quelli progettati per il funzionamento in parallelo presenteranno un carico. Certamente gli SMPS consumer economici qui contemplati fanno Hmm, di solito gli SMPS consumer non sono progettati per essere usati in parallelo. La maggior parte erogherà più della loro corrente nominale (non hanno un limite di corrente adeguato). Suggerisco di collegare un SMPS così economico e di collegare una tensione leggermente superiore alla sua tensione nominale alla sua uscita e vedere se scorre corrente. 99 su 100 hanno un diodi in uscita corrente evitando che scorre in modo non vedo come anche possono caricare l'uscita.
Bimpelrekkie,

Questo non è assolutamente vero per la maggior parte dei materiali di consumo in laboratorio poiché hanno quasi sempre una sorta di stadio di uscita lineare dopo il raddrizzatore CA / CC. Prendi HP / Agilent / Keysight E3631A come esempio: gerrysweeney.com/wp-content/plugins/download-attachments/…
DrFriedParts

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Questo è un classico caso in cui una piccola conoscenza è pericolosa. Il tuo errore è chiaro dalla frase "resistenza attraverso le linee elettriche". Se le tue linee elettriche sono lunghe chilometri, allora devi considerarlo. Altrimenti no. È così semplice.

Naturalmente, se si utilizza un cavo molto sottile, potrebbe essere necessario considerare la sua resistenza. Tuttavia, il problema più grande è che il cavo è ora un elemento riscaldante e rischia di sciogliere l'isolamento e / o provocare un incendio. Se hai prestato attenzione alle attuali classificazioni sui tuoi cavi, la resistenza nei cavi è insoddisfacente e può essere tranquillamente ignorata.


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Le linee elettriche su una striscia LED sono davvero sottili e la resistenza è significativa, evidenziata dal chiaro calo di luminosità.
Makoto,

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Questo è semplicemente sbagliato. La caduta di tensione è una vera preoccupazione nelle applicazioni di illuminazione a bassa tensione. Se pensi di poter ignorare la caduta di tensione quando esegui questo tipo di installazione, semplicemente non sai di cosa stai parlando.
J ...

@Makoto Quanto è significativo? A 6 A, ogni caduta di 1 V significa che hai 6 W di potenza dissipata nella resistenza, e questo è assolutamente un rischio di incendio. Molto probabilmente vorrai controllare come li stai collegando. Forse puoi cavartela con il cavo sottile fornito con una singola striscia, ma per più strisce dovresti sostituire quel cavo con qualcosa in grado di gestire la corrente.
Graham,

con 5m, (circa 1A), alimentato come Todor ha suggerito un calo di 3,5v. quindi circa 3,5 watt. Ma il piano attuale è quello di separare le linee in sezioni di 5m
Makoto,

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6W di dissipazione di potenza non sono un grosso problema se distribuiti su 10 metri. Il problema è che mettere 6A su una traccia PCB fatta per 2A causerà molto più di 6W. @Agent_L ti è consentita un'ampiezza molto maggiore sugli stessi fili all'interno di uno chassis, perché le distanze sono brevi e gli utenti non possono contattarlo. Ad esempio 14AWG non è irragionevole per 30A in uno chassis. Io per primo uso fili a filo 20AWG per collegare strisce LED, perché il solido 18AWG è troppo rigido e strapperà i connettori o strapperà i fili saldati dai pad PCB. Intendiamoci, in genere ho al massimo una sezione di 4 'di strip.
Harper - Ripristina Monica il
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