Jaký je výkon LED pásku a jak jej určit?

Výkon LED pásku je druhým parametrem po jmenovitém napětí, kterému spotřebitelé věnují pozornost. Poté se kontroluje vhodnost pásky pro určité počasí nebo mikroklima a další parametry.

Výkon LED pásku závisí na dvou charakteristikách - provozním napájecím napětí a proudu spotřebovaném každou LED. Výkon se rovná součinu napětí LED diod proudem (ampérage). Síla proudu při sériovém zapojení LED (v sestavách pro 12, 24, 220 voltů) je stejná - závisí na vlastnostech konkrétního světelného prvku, ze kterého je (zcela stejný) světelný pásek sestavený.

Nedoporučuje se sestavovat LED různého výkonu do jedné sestavy - LED s nízkou spotřebou svítí jasněji, větší - mnohem tlumeněji. Pokud je ve svítidle budič, ve kterém je stabilizován proudovou silou pro LED nižšího výkonu, tak svítidlo nebude svítit, nebo bude záře rozpixelovaná, fragmentovaná, v závislosti na výkonu každé LED. V případě připojení dlouhé pásky s různými (ne stejnými) LED ke zdroji s napětím vyšším než několik voltů dojde k vyhoření nízkopříkonových LED a po nich, pokud dojde k tepelnému průrazu, a LED má stát se obyčejným dirigentem, zbytek shoří.

Navzdory skutečnosti, že i LED ze stejné šarže se mírně liší v napětí (v setinkách voltu), může dojít k mírnému "nesouladu".

Pro výpočet výkonu slouží tabulka hodnot jmenovitého napětí a proudu. Podle ní mají LED diody různých jmenovitých hodnot navzájem různou spotřebu proudu. Například světelné prvky podobné běžným LED vyrobeným v SSSR, které byly zase instalovány v zobrazovacím panelu dálkového telefonního zařízení (rádiové reléové zařízení), se liší spotřebou proudu 15-30 miliampérů s napětím šíření 2,7-3,2 voltů ... V žádném případě byste tyto parametry neměli překračovat – v ideálním případě by se LED dioda neměla téměř vůbec zahřívat. Zahřívání je povoleno na teplotu ne vyšší, než je teplota těla zdravého člověka (ne teplejší než prst). Vždy pamatujte, že LED není výbojka nebo žárovka, neměla by generovat téměř žádné teplo. Pokud na takovou LED použijete napětí 3,4-3,8 V, pak se zahřívání stane významnějším - až do teploty 50-55 stupňů a napětí více než 4 volty zcela povede k jeho zrychlené degradaci (tzv. LED se zahřeje až na 70 stupňů, poté se jednoduše propadne - "prorazí" teplem a stane se nepoužitelným).

Uveďme příklad. 220voltová páska, pracující v dlouhých úsecích na SMD LED, má 60 kusů na sekci. Samozřejmě pokud počítáte s charakteristikou, bez přetěžování by v případě samosběru vyšlo 80 jednotlivých LEDek objednaných stranou v Číně. Zde se počítá s tím, že páska odpracuje minimálně deklarovaných 25 tisíc hodin a „nepřeruší“ někde mezi 2000 a 3000 hodinami skutečné práce, jak tomu často bývá v důsledku záměrného překročení provozních parametrů.

Tak, SMD-5050 má výkon 0,1 wattu. 60 kusů - již 6 wattů. Světelný tok 1metrové pásky je 480 lumenů (8 lumenů na LED).Spotřebu proudu "ze zásuvky" zjistíte vydělením 6 W 220 V. Ve výsledku dostaneme 27 mA spotřebovaných ze sítě. Ve skutečnosti jsou ale nějaké ztráty (až 5%) způsobeny diodovým můstkem - ten se mírně zahřívá, takže ve skutečnosti páska při napětí 220 V spotřebuje 30 mA střídavého proudu. A když vezmeme (jak to často bývá) odvod tepla přetížených LED, tak dalších 40-50 procent půjde na teplo. Jako příklad - LED žárovky, jejichž patice dokonce spálí ruku (70 stupňů, +50 až pokojová teplota, ve formě tepla), pak tepelné ztráty LED a usměrňovače (nebo driveru) mají za následek 60% nebo více. Výsledkem je, že místo 30 mA při 220 voltech bude celá sestava odebírat 50 miliampérů.

Vezměme si jako příklad všechny stejné LED diody - SMD-5050. Na metr (60 ks) je jejich světelný tok odhadován na 6 W se spotřebou 10-15 (zbývající watty, jak již bylo zmíněno, jdou do tepla kvůli nesprávnému výpočtu). Pokud taková páska svítí 6 W na metr, pak po celé délce, předpokládejme, chodby (100 metrů, první patro továrny nebo závodu, přechod mezi dílnami) vydá páska 600 W světla . V tomto případě bude spotřeba stejná jako u elektrického sporáku s jedním hořákem nebo elektrického radiátoru s olejem - kilowatty nebo více. Pásky napájené z 220 V se často zapínají přes automatickou pojistku na "fázovém" vodiči linky - její provozní proud se rovná několika ampérům. Změní-li se svítivost pásku z napěťového rázu ve velkém směru, tato automatická pojistka „vystřelí“, otevře vedení a pásek se vybije.

Pokud osvětlení 220 V světelnou páskou nevyžaduje nic jiného než usměrňovač s filtrem (kondenzátorem) pro stejné napětí, pak 5-, 12- a 24-voltové minisestavy potřebují přídavný měnič. Jako druhý je použit proudový budič nebo stabilizovaný napájecí zdroj pro stejné nízké napětí, počítáno s malou rezervou, aby se zabránilo poklesu výkonu.

Nejjednodušším příkladem je ovladač ve standardních žárovkách s paticí E-27. 3W žárovka obsahuje 5-6 LED zapájených do kruhové desky s hliníkovým podkladem. Ten se používá jako odvod tepla. Praktické rady od domácích stavitelů, kteří takové žárovky opravovali, se scvrkají na zvýšení odporu jednoho z rezistorů v obvodu tak, že se ovladač téměř netopí.

Například místo minimálních 18 ohmů musíte dát odpor na 40. Připájení dalších LED stejného typu do mezery v sestavě světla nedává výsledek: řidič má "výkonovou rezervu". Jeho mikroobvod stále přejde do "přetížení", protože je nastaven proud, který je odebírán s rezervou. Taková žárovka opravdu svítí 3-5W, ale na přebytečné teplo spotřebuje minimálně stejné množství energie. 3wattové žárovky používají 5-6 duálních LED (zapojených v párech s vnitřním sériovým zapojením, dvojité krystaly), z nichž každá spotřebovává 6 V. V praxi výrobce, aby lampa svítila co nejjasněji, přiřadí všech 8 voltů jednomu dvojkrystalu. Pět takových krystalů je 40 voltů, 6 - 48.

Pokud je žárovka navržena pro 10 krystalů a ukazuje, že její výkon je 5 W, pak ovladač generuje stejnosměrný proud o napětí 80 voltů - normálně by měl dávat pouze 60. Dalších 5-10 W je rozptýleno pro zbytečné přehřívání. Technologie pro výpočet převodníku je porušena a brzy po zakoupení vyhoří spolu s jednou nebo více LED. Aby se tomu zabránilo, domácí řemeslníci změnou omezovacího odporu, který řídí proud mikroobvodu, dosáhnou normálního provozu. Žárovka přitom nesvítí o 3 (nebo 5) wattů, ale o 2-2,5 (3-4), její jas se sníží na polovinu.Faktem je, že i v nepřetíženém režimu jsou zachovány ztráty 5-32% pro malé teplo generované budičem (v závislosti na složitosti obvodu a kvalitě elektronických součástek).

Závěr: při výpočtu převodníku se nesmí nechat přehřát. Pokud je výkon 1 m pásky 6 wattů, použijte napájecí zdroj nebo driver s rezervou chodu 2-3x. V tomto příkladu je jeho výkon (maximální, nikoli špičkový) 12-18 wattů. Zaokrouhlete toto číslo a investujte do 20wattového napájecího adaptéru.

Praktickým příkladem je pokus změřit potřebu světla pomocí již zakoupených LED žárovek suterénního typu. Pokud jsou pro kuchyň-obývací pokoj venkovského domu zapotřebí 3 desetiwattové žárovky (do velkého lustru), začněte od této hodnoty. Vaším úkolem je spočítat, jak dlouho bude potřeba nástěnná (nebo stropní) páska po obvodu místnosti.

Jako příklad - všechny stejné světelné pásy na světelných prvcích SMD-5050. Jeden metr je šest wattů. Chcete-li vytvořit světelný tok takového výkonu, vezměte 5 m takové pásky. Uvolňuje se po metrech - v kotouči po celkové délce uvedené na obalu. Projde podél jedné ze stěn, například nad pohovkou a dveřmi, ze strany jedné z delších protilehlých stěn. Obě tři žárovky a pět metrů světelné pásky ideálně spotřebují 30 wattů za hodinu nepřetržitého provozu. Zda skutečné parametry odpovídají deklarovaným, si můžete ověřit porovnáním výkonu LED různých značek.