Der LED-Streifen ist an einem Ende heller und am anderen Ende dunkler. Warum? Die Antwort ist Spannungsabfall. Unter Spannungsabfall versteht man die Spannung, die auf dem Weg zum LED-Lichtband abfällt.
In diesem Leitfaden erfahren Sie:
- Was ist ein Spannungsabfall bei LED-Streifen und warum tritt er auf?
- So erkennen Sie einen Spannungsabfall an Ihrem eigenen Streifen
- Die Hauptfaktoren, die darüber entscheiden, wie schlimm es sein wird
- Sechs praktische Möglichkeiten, dies zu vermeiden – von der Parallelverkabelung bis zur Konstantstromleiste
Inhaltsverzeichnis
- Was ist der Spannungsabfall bei LED-Streifen?
- Warum kommt es zu einem Spannungsabfall bei LED-Streifen?
- Wie erkennt man einen Spannungsabfall?
- Wie vermeide ich einen Spannungsabfall?
- Verwenden Sie großen Draht
- Verwenden Sie einen superlangen Konstantstrom-LED-Streifen
- Häufig gestellte Fragen zum Spannungsabfall bei LED-Streifen
- Abschluss
Was ist der Spannungsabfall bei LED-Streifen?
KayTai ist ein Profi Hersteller von LED-Streifenleuchten in China. Wir informieren Sie über den Spannungsabfall bei LEDs.
Der Spannungsabfall des LED-Streifens ist der Spannungsverlust zwischen der Stromversorgung und den LEDs selbst. Je größer der Widerstand im Stromkreis ist, desto höher ist der Spannungsabfall.
Im Gleichstromkreis des LED-Streifens nimmt die Spannung allmählich ab, während sie durch den Draht und den Lichtstreifen selbst fließt. Die Verlängerung des Drahts oder Streifens führt also dazu, dass eine Seite Ihrer Lichtbänder heller ist als die andere Seite.
Warum kommt es zu einem Spannungsabfall bei LED-Streifen?
KayTai weiß mehr über den Spannungsabfall bei LED-Streifen.
- Drahtwiderstand. Jede Drahtlänge hat einen bestimmten elektrischen Widerstand. Je länger der Draht, desto größer der Widerstand. Elektrischer Widerstand verursacht einen Spannungsabfall und ein Spannungsabfall führt dazu, dass Ihre LEDs gedimmt werden.
- PCB-Widerstand. Die Leiterplatte selbst hat einen Widerstand. Der Widerstand der Leiterplatte verbraucht einen Teil der Spannung und wandelt die elektrische Energie in Wärmeenergie um.
- Die Leiterplattengröße ist wichtig. Der Leiterplattenwiderstand hängt von der Querschnittsgröße ab (entsprechend der Leiterplattenbreite und der Kupferdicke). Je größer der Leiterplattenquerschnitt, desto kleiner ist der Widerstand; Je länger die Leiterplattenlänge ist, desto größer ist der Widerstand.
Wie erkennt man einen Spannungsabfall?
Der LED-Spannungsabfall ist am weißen LED-Streifen am deutlichsten zu erkennen, sodass Sie das weiße Licht am farbwechselnden LED-Streifen öffnen können, um den Spannungsabfall zu beobachten.
Lassen Sie uns sehen, ob wir einen Spannungsabfall feststellen können, indem wir einen LED-Streifen mit weißem Licht über große Distanzen betreiben. Im Bild unten sehen wir, dass der Anfang (Position „1“) klar weiß ist und nach einer Strecke (Position „2“) das weiße Licht allmählich gelb wird und am Ende des LED-Streifens (Position „3“) aufgrund des Spannungsabfalls das weiße Licht rot wird.
Die Spannung des LED-Streifens hängt von den LED-Chips ab. Nachfolgend sind die Durchlassspannungen aufgeführt, die für mehrere Farbchip-Antriebe erforderlich sind.
| LED-Chip | Vorwärtsspannung |
|---|---|
| Blauer LED-Chip | 3,0 – 3,2 V |
| Grüner LED-Chip | 3,0 – 3,2 V |
| Roter LED-Chip | 2,0 – 2,2 V |
Notiz: Die weiße LED verwendet einen blauen Chip und fügt dann Leuchtstoffe auf der Oberfläche hinzu. Die Ansteuerspannung der blauen Chips ist größer als die der grünen und roten Chips.
Wenn also die Spannung des weißen LED-Streifenlichts abfällt und die aktuelle Spannung nicht die von den blauen Chips benötigte Spannung erreichen kann, zeigt der Lichtstreifen Gelb (grüne und rote Mischfarbe) und Rot an, da diese niedriger sind als die vom weißen Licht benötigte Spannung.
Haben alle LED-Streifen einen Spannungsabfall?
Im Grunde alle Niedervolt-LED-StreifenB. 5 VDC, 12 VDC und 24 VDC, treten Spannungsabfallprobleme auf. Die folgende Tabelle zeigt den Vergleich der drei Hauptstreifenfamilien:
| Streifentyp | Stromspannung | Spannungsabfall? | Maximaler Lauf, einseitiger Vorschub |
|---|---|---|---|
| Niederspannung | 5V / 12V / 24V Gleichstrom | Ja, üblich | ca. 5 m (12V) |
| Hochspannung | 110V / 220V / 230V Wechselstrom | Selten | Bis zu 50 m |
| Konstantstrom | 24V DC + IC | Kompensiert durch IC | 15 – 50 m |
Niederspannungsleisten (5V / 12V / 24V)
Diese führen leicht zu einem Spannungsabfall. Denn bei gleicher Leistungsaufnahme gilt: Je niedriger die Spannung, desto größer der Strom. Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Spannung gleich dem Widerstand multipliziert mit dem Strom. Der Widerstand eines Leiters ist konstant. Je größer der Strom, desto größer der Spannungsabfall. Dies ist auch der Grund, warum Menschen Hochspannung zur Stromübertragung nutzen!
Hochspannungsleisten (110V / 220V / 230V)
Bei Hochspannungs-LED-Streifen wie 110 VAC, 220 VAC und 230 VAC tritt im Allgemeinen kein Spannungsabfall auf. Bei einseitiger Stromeinspeisung kann die maximale Laufweite von Hochvolt-LED-Lichtleisten bis zu 50 Meter betragen.
Entsprechend der Leistung, die der Spannung multipliziert mit dem Strom entspricht, beträgt die Spannung des Hochspannungs-LED-Streifens 110 V oder 220 V, sodass der Strom des Hochspannungs-LED-Streifens sehr gering ist, sodass auch der Spannungsabfall gering ist.
Konstantstromleisten (24V mit IC)
Bei der Konstantstrom-LED-Lichtleiste, im Allgemeinen 24 VDC, tritt kein Spannungsabfall auf. Da Konstantstrom-LED-Streifen über ICs verfügen, können diese ICs den durch die LEDs fließenden Strom konstant halten. Solange der Strom durch die LED konstant ist, ist auch die Helligkeit der LED konstant.
Tatsächlich sinkt auch die Spannung des Konstantstrom-LED-Lichts. Beispielsweise ist die Spannung am Ende des Konstantstrom-LED-Lichtstreifens auch niedriger als 24 V. Unter normalen Umständen führt ein Spannungsabfall zu einem Abfall des Stroms durch die LED, was zu einer geringeren Helligkeit führt.
Da sich jedoch auf den Konstantstrom-LED-Streifen ICs befinden, können diese ICs den durch die LEDs fließenden Strom konstant halten, der innerhalb eines bestimmten Spannungsbereichs (z. B. 24 V ~ 19 V) liegen muss.
Ist ein Spannungsabfall bei LED-Streifen schädlich?
Ein Spannungsabfall bei LED-Streifen ist in der Regel nicht schädlich für die LEDs, da die ihnen zugeführte Spannung geringer ist als ursprünglich erwartet.
Der Spannungsabfall stellt jedoch normalerweise die Umwandlung elektrischer Energie in thermische Energie des Widerstands dar, der viel Wärme erzeugt.
Dies kann zu Problemen führen, wenn Ihr LED-Streifen in oder in der Nähe von wärmeempfindlichen Materialien installiert wird. 3M-Klebstoffe und LEDs sind zudem etwas wärmeempfindlich, sodass übermäßige Spannungsabfälle ein Problem darstellen können.
Welche Faktoren beeinflussen den Spannungsabfall?
Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Spannung gleich dem Strom mal dem Widerstand. Der Widerstand des Drahtes wird durch seine Länge und Größe des Drahtes bestimmt. Der Widerstand der LED-Streifen-Leiterplatte wird durch die Länge und die Dicke des Kupfers in der Leiterplatte bestimmt.
Der Grad des Spannungsabfalls von LED-Streifen kann also durch drei Hauptfaktoren bestimmt werden: den Gesamtstrom des LED-Streifens, die Länge und den Durchmesser des Drahtes sowie die Dicke des Kupfers in der Leiterplatte.
Erinnern: Spannungsabfall = Strom × Widerstand. Wenn Sie den Strom oder den Widerstand unterbrechen, schrumpft der Tropfen.
1. Der Gesamtstrom des LED-Streifens
Durch die Spezifikation des LED-Streifens können wir die Leistung des 1-Meter-LED-Streifens kennen, sodass wir die Gesamtleistung des LED-Streifens berechnen können. Der Gesamtstrom des LED-Streifens entspricht der Gesamtleistung geteilt durch die Spannung.
Je größer also die Gesamtleistung, desto größer der Gesamtstrom und desto stärker der Spannungsabfall. Daher ist der Spannungsabfall bei LED-Streifen mit hoher Leistung gravierender als bei LED-Streifen mit geringer Leistung.
Alternativ gilt: Je niedriger die Spannung, desto höher der Strom und desto stärker der Spannungsabfall. Daher ist der Spannungsabfall des 12-V-LED-Streifens gravierender als der des 24-V-Streifens.
2. Die Länge und der Durchmesser des Drahtes
Der Widerstand des Drahtes wird hauptsächlich durch das Material des Leiters, die Länge des Leiters und den Querschnitt des Leiters bestimmt. Je länger der Draht, desto größer der Widerstand, und je kleiner der Querschnitt, desto größer der Widerstand. Um die Berechnungen einfacher zu gestalten, können Sie sich das Wire Resistance Calculation Tool ansehen.
3. Die Länge und Dicke des Kupfers in der Leiterplatte
Leiterplatten ähneln Drähten, sie sind beide Leiter und haben selbst einen Widerstand. Das leitende Material einer Leiterplatte ist Kupfer. Je länger die Leiterplatte ist, desto größer ist der Widerstand. Je größer der Kupferquerschnitt innerhalb der Leiterplatte ist, desto kleiner ist der Widerstand. Sie können sich das PCB-Widerstandsberechnungstool ansehen, um Berechnungen einfacher zu gestalten.
Faktoren auf einen Blick
| Faktor | Auswirkung auf den Spannungsabfall | So reduzieren Sie es |
|---|---|---|
| Gesamtstrom des Streifens | Höhere Leistung = höherer Strom = mehr Abfall | Verwenden Sie eine höhere Spannung (24 V über 12 V). |
| Drahtlänge und -durchmesser | Längerer/dünnerer Draht = mehr Drop | Verwenden Sie kurze, dicke Drähte |
| Leiterplattenlänge und Kupferdicke | Längere Leiterplatte / dünnes Kupfer = mehr Abfall | Wählen Sie 2oz – 3oz Kupfer-Leiterplattenstreifen |
Wie vermeide ich einen Spannungsabfall?
Obwohl beim LED-Streifen das Problem des Spannungsabfalls auftritt, können wir es mit den folgenden Methoden vermeiden.
Parallele Verbindungen
Wenn längere LED-Streifen installiert werden müssen, empfiehlt es sich, alle 5 Meter Streifen parallel an die Stromversorgung anzuschließen.
Stromversorgung an beiden Enden des LED-Lichtstreifens
Die empfohlene maximale Länge der auf dem Markt erhältlichen LED-Streifen beträgt 5 Meter. Wenn Sie einen 10 Meter langen LED-Streifen installieren müssen, können Sie beide Enden des LED-Streifens an die Stromversorgung anschließen.
Verwenden Sie mehrere Netzteile
Die Verwendung mehrerer Netzteile anstelle eines einzelnen Geräts ist eine gute Idee, um eine bessere Helligkeit zu erzielen. Es erfordert strategische Planung, damit Sie nicht zu weit von der Stromquelle entfernt sind.
Verwenden Sie Hochspannungs-LED-Streifen mit 48 V DC oder 36 V DC
Verwenden Sie LED-Streifen mit höherer Eingangsspannung, um Spannungsabfallprobleme zu vermeiden. Verwenden Sie beispielsweise 48 V, 36 V und 24 V anstelle von 12 V und 5 V. Denn eine höhere Spannung bedeutet einen geringeren Strom und einen geringeren Spannungsabfall.
Verwenden Sie LED-Streifen mit dicker Kupferplatine
Kupfer ist das am häufigsten verwendete Material für elektrische Leitungen. Dies liegt daran, dass es Elektrizität gut leitet und im Vergleich zu Silber relativ kostengünstig ist. Die Dicke von Kupfer wird üblicherweise in Unzen gemessen. Je dicker der Kupferdraht ist, desto mehr Strom fließt durch ihn.
Wir empfehlen die Verwendung von 2 Unzen. oder 3 Unzen. für Hochleistungs-LED-Streifen zur Vermeidung von Spannungsabfällen. Je dicker der Kupferdraht, desto geringer ist der Innenwiderstand. Daher bietet der Kupferdraht eine höhere Energieeffizienz. Darüber hinaus ist es besser für die Wärmeableitung.
Kurze Faustregel: Halten Sie 12-V-Leitungen unter 5 Metern und 24-V-Leitungen unter 10 Metern pro Endeinspeisung. Brauchen Sie länger? Beide Enden einspeisen, parallel verdrahten oder auf eine Konstantstromleiste umstellen.
Verwenden Sie großen Draht
Manchmal ist der Ort, an dem der LED-Streifen installiert wird, weit von der LED-Stromversorgung entfernt. Dann müssen wir überlegen, welche Kabelgröße wir verwenden müssen, um den LED-Streifen und das Netzteil zu verbinden.
Je größer der Drahtdurchmesser, desto besser. Wir müssen wissen, wie hoch der Spannungsabfall ist, den wir akzeptieren können, und wissen, welche Länge des Kabels den Spannungsabfall verursacht. Sie können die Größe des Drahtes bestimmen, indem Sie die folgenden Schritte ausführen:
Schritt 1. Berechnen Sie die Wattzahl
Sie können die Leistung pro Meter auf dem Verpackungsetikett des LED-Streifens überprüfen. Die Gesamtleistung ist also die Leistung pro Meter multipliziert mit der Gesamtzahl der Meter. Teilen Sie dann die Gesamtleistung durch die Spannung, um den Gesamtstrom zu erhalten.
Schritt 2. Messen Sie den Abstand zwischen dem LED-Streifen und dem Treiber
Messen Sie den Abstand zwischen dem LED-Streifen und dem LED-Netzteil. Dies wirkt sich direkt auf die Drahtgröße aus.
Schritt 3. Wählen Sie die richtige Drahtgröße
Sie können den Spannungsabfall des Kabels mit dem Spannungsabfallrechner berechnen. Sie können versuchen, verschiedene Drahtdurchmesser im Rechner zu ändern, um den Spannungsabfall entsprechend den verschiedenen Drahtdurchmessern zu ermitteln. Finden Sie auf diese Weise einen Draht mit der richtigen Größe (mit einem akzeptablen Spannungsabfall).
Bevor Sie die gesamte Strecke verkabeln, überprüfen Sie sie So schneiden und verbinden Sie LED-Streifen So bleiben Ihre Gelenke und Verbindungen sauber.
Verwenden Sie einen superlangen Konstantstrom-LED-Streifen
Das superlange Konstantstrom-LED-Lichtband (CC) kann 50 Meter, 30 Meter, 20 Meter und 15 Meter pro Rolle erreichen und muss nur an einem Ende an die Stromversorgung angeschlossen werden, und die Helligkeit am Anfang und am Ende ist gleich.
Durch das Hinzufügen von Konstantstrom-IC-Komponenten zum Schaltkreis kann der superlange Konstantstrom-LED-Streifen sicherstellen, dass der Strom durch die LED innerhalb eines bestimmten Spannungsbereichs (z. B. 24 V ~ 19 V) konstant gehalten werden kann, sodass die Helligkeit der LED konstant bleibt.
Viele Konstantstromstreifen verwenden COB-Technologie, das kontinuierliche Chips mit dem Konstantstromtreiber für eine nahtlose, gleichmäßige Lichtlinie kombiniert.
Häufig gestellte Fragen zum Spannungsabfall bei LED-Streifen
Schnelle Antworten auf die Fragen, die Käufer am häufigsten zum Spannungsabfall von LED-Streifen stellen.
Q1. Wie lange kann ein 12-V- oder 24-V-LED-Streifen laufen, bevor die Spannung abfällt?
Halten Sie bei Standard-12-V-Streifen die Länge jedes Strangs auf etwa 5 Meter von einem Ende aus. 24-V-Streifen können ungefähr doppelt so weit laufen (bis zu etwa 10 Meter), bevor der Tropfen sichtbar wird. Für längere Strecken speisen Sie beide Enden ein, verwenden Sie eine Parallelverkabelung oder wählen Sie eine Konstantstromleiste.
- 12V: ~5m pro Endeinspeisung
- 24V: bis zu ~10m pro Endeinspeisung
- Konstantstrom: 15–50 m pro Rolle
Q2. Sind 12 V oder 24 V besser, um einen Spannungsabfall zu vermeiden?
24V ist besser. Bei gleicher Wattzahl verbraucht ein 24-V-Streifen die Hälfte des Stroms wie ein 12-V-Streifen, und ein geringerer Strom bedeutet weniger Spannungsabfall entlang des Kabels und der Leiterplatte. 48-V- und 36-V-Streifen reduzieren es noch weiter.
- Höhere Spannung = geringerer Strom = weniger Abfall
- 24V läuft länger als 12V
- 48V/36V für längste Laufzeiten
Q3. Warum ist mein LED-Streifen an einem Ende heller?
Das ist ein klassischer Spannungsabfall. Die LEDs in der Nähe des Netzteils erhalten die volle Spannung, während das andere Ende weniger Spannung erhält, da die Spannung entlang des Kabels und der Leiterplatte des Streifens verloren geht. Das andere Ende wird ebenfalls dunkler und kann bei weißen oder RGBW-Streifen zu Farbverschiebungen führen.
- Überprüfen Sie den weißen Kanal – er zeigt „Drop First“ an
- Das ferne Ende wird erst gelb und dann rot
- Beschicken Sie das andere Ende oder laufen Sie parallel
Q4. Kann ein Spannungsabfall meine LED-Streifen beschädigen?
Normalerweise nicht – die LEDs werden einfach dunkler. Das Hauptproblem ist die Wärme: Die verlorene Spannung wird im Draht und in der Leiterplatte zu Wärme, die bei sehr langen oder hohen Belastungen zu einer Belastung des hitzeempfindlichen Klebers und der Chips führen kann. Durch die richtige Verkabelung wird dies vermieden.
- Dimmen ist an sich harmlos
- Übermäßige Hitze ist das eigentliche Risiko
- Halten Sie die Läufe innerhalb der Nennlänge
F5. Welche Spannung benötige ich für die Installation eines langen LED-Streifens?
Wenn Ihre Gesamtstrecke länger als etwa 10 Meter ist, erhöhen Sie die Spannung oder verwenden Sie Konstantstromstreifen. Wählen Sie 24 V für mittlere Strecken und ziehen Sie 48 V, 36 V oder einen 24 V-Konstantstromstreifen für 15–50 Meter lange Projekte in Betracht.
- Unter 5 m: 12 V sind in Ordnung
- 5–10 m: 24 V verwenden
- 10m+: Konstantstrom oder 48V/36V
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen: Unter Spannungsabfall versteht man den Spannungsverlust des Netzteils beim Anschluss langer LED-Streifen. Dies kann dazu führen, dass die Helligkeitsverteilung auf der Platine nicht mit der Helligkeit des LED-Streifens übereinstimmt und so aussieht.
Um dies zu vermeiden, können Sie entweder superlange Konstantstrom-LED-Streifen wählen oder beide Enden der LED-Streifen an das gleiche Netzteil anschließen. Ich bevorzuge es, beide Enden der LED-Streifen an die gleiche Stromversorgung anzuschließen.
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