Сечение провода для подключения светодиодной ленты 12 вольт к блоку питания
Обновлено: 06.07.2024
Приобрести или собрать светодиодный (LED) светильник мало – нужны ещё и провода, чтобы подвести к диодной сборке электропитание. От того, насколько толстым будет сечение провода, зависит, как далеко от ближайшей розетки или распредкоробки его можно «пробросить».
Критерии определения размера провода
Прежде чем определиться, какой размер будет у проводов, прикидывают, какая суммарная мощность будет у готового светильника или светодиодной ленты, какую мощность «потянет» блок питания или драйвер. Наконец, марка кабеля выбирается исходя из представленного на местном рынке электрики ассортимента.
Драйвер иногда размещается на значительном удалении от светоэлементов. Рекламные щиты подсвечиваются на расстоянии в 10 м и более от пускорегулирующего устройства. Вторая область применения такого решения – интерьерный дизайн больших торговых залов, где светолента располагается на потолке или непосредственно под ним, а не рядом с работниками магазина или гипермаркета. Порой напряжение, идущее на вход светоленты, существенно отличается от величины, выдаваемой устройством питания. Вследствие уменьшенного сечения провода и увеличенной длины кабеля ток и напряжение теряются в проводах. С этой точки зрения кабель рассматривается как эквивалентный резистор, иногда достигающий величины от одного до более чем десятка Ом.
Чтобы ток не терялся в проводах, сечение кабеля увеличивается в соответствии с параметрами ленты.
Напряжение 12 вольт более предпочтительно, чем 5 – чем оно выше, тем меньше потери. Этот подход используется в драйверах, выдающих вместо 5 или 12 несколько десятков вольт, а светодиоды соединены в последовательные группы. Ленты на 24 вольта позволяют частично решить проблему потери лишней мощности в проводах, сэкономив при этом на самой меди в кабеле.
Так, для светодиодной панели, набранной из нескольких длинных лент и потребляющей 6 ампер, на 1 м кабеля приходится 0,5 мм2 сечения в каждом из проводов. Чтобы избежать потерь, «минус» соединяют на корпус конструкции (если она тянется далеко – от блока питания до ленты), а «плюс» пускают по отдельному проводу. Такой расчёт используют в автомобилях – здесь вся бортовая сеть предусматривает питание по однопроводным линиям, вторым проводом для которых служит сам кузов (и кабина водителя). Для 10 А это 0,75 мм2, для 14 – 1. Зависимость эта нелинейная: для 15 А используют 1,5 мм2, для 19 – 2, наконец, для 21 – 2,5.
Если речь идёт о питании светолент с рабочим напряжением в 220 вольт, то под конкретный автоматический предохранитель лента выбирается по токовой нагрузке, заметно меньшей, чем ток срабатывания автомата. Однако когда стоит задача сделать выключение форсированным (очень быстрым), то нагрузка от ленты превысит некоторый предел, обозначенный на автомате.
Низковольтным лентам не грозит превышение силы тока. Выбирая кабель, потребитель рассчитывает, что возможное падение питающего напряжения при слишком длинном кабеле будет покрыто почти полностью.
Линия должна оказаться максимально короткой – низкое напряжение требует большего сечения кабеля.
По нагрузке ленты
Мощность ленты равна силе тока, умноженной на питающее напряжение. В идеале 60-ваттная светолента при 12 вольтах потребляет 5 ампер. А значит, не следует её подключать через кабель, чьи провода имеют меньшее сечение. Для бесперебойной работы выбирают наибольший запас прочности – и оставляют дополнительные 15% сечения. Но поскольку найти провода с 0,6 мм2 сечения трудно, сразу увеличивают до 0,75 мм2. Существенное падение напряжения при этом практически исключено.
По мощности блока
Реальная мощностная отдача блока питания или драйвера – значение, заявленное производителем изначально. Оно зависит от схемы и параметров каждой из комплектующих, из которых состоит данное устройство. Кабель, подключаемый к светоленте, не должен по проводимой мощности оказаться меньше, чем суммарная мощность светодиодов и общая мощность драйвера. В противном случае ток на светоленте окажется не весь. Возможен значительный нагрев кабеля – правило Джоуля-Ленца никто не отменял: проводник с током, превышающим его верхний предел, становится как минимум тёплым. Повышенная температура, в свою очередь, ускоряет износ изоляции – она становится хрупкой и со временем растрескивается. Драйвер, работающий с перегрузкой, также существенно нагревается – а это, в свою очередь, ускоряет его собственный износ.
Регулируемые драйверы и стабилизированные источники питания подстраиваются так, чтобы светодиоды (в идеале) нагревались не теплее, чем человеческий палец.
По марке кабеля
Марка кабеля – сведения о его характеристиках, скрытые под специальным шифром. Перед выбором оптимального кабеля потребитель ознакомится с характеристиками каждого из образцов в ассортименте. Лучшим вариантом считаются кабели с проводами многопроволочного плетения – им не страшны лишние сгибания-разгибания в пределах разумного (без резких изгибов). Если всё-таки резкого перегиба не избежать, старайтесь вторично его в том же месте не допустить. Толщина (сечение) сетевого шнура, которым адаптер подключается к осветительной сети 220 В, может не превышать 1 мм2 на каждый провод. Для трёхцветных светодиодов применяют четырёхпроводный (четырёхжильный) кабель.
Что потребуется для пайки?
Кроме паяльника, для пайки нужен припой (можно применить стандартный – 40-й, в котором 40% свинца, остальное – олово). Понадобятся также канифоль и паяльный флюс. Вместо флюса можно использовать лимонную кислоту. В эпоху СССР был распространён хлористый цинк – особая паяльная соль, благодаря которой лужение проводников выполнялось за секунду-две: припой почти моментально растекался по свежезачищенной меди.
Чтобы не перегреть контакты, используйте паяльник с мощностью 20 или 40 Вт. Стоваттный паяльник мгновенно перегревает дорожки на печатной плате и светодиоды – им паяют толстые провода и проволоку, а не тонкие дорожки и проводки.
Как припаивать?
Обрабатываемый стык – двух деталей, или детали и провода, или двух проводов – должен быть предварительно покрыт флюсом. Без флюса нанести припой даже на свежую медь затруднительно, что чревато перегревом светодиода, дорожки платы или провода.
Общий принцип любой пайки – нагретый до нужной температуры (часто это 250-300 градусов) паяльник опускается в припой, где его жало набирает одну или несколько капель сплава. Затем он погружается на небольшую глубину в канифоль. Температура должна быть такой, чтобы канифоль кипела на конце жала – а не тут же сгорала, разбрызгиваясь при этом. Нормально нагретый паяльник быстро плавит припой – он превращает канифоль в пар, а не дым.
При пайке соблюдайте полярность источника питания. Присоединённая «задом наперёд» (пользователь перепутал при пайке «плюс» и «минус») лента не будет светиться – светодиод, как и любой диод, заперт и не пропускает ток, при котором он светился бы. Встречно-параллельно включённые светоленты используются при внешнем дизайне (экстерьере) зданий, построек и сооружений, где их можно питать переменным током. Полярность подключения светолент при питании их переменным током неважна. Поскольку люди находятся на улице значительно меньше, чем в помещениях, мерцающий свет не так критичен для человеческого глаза. Внутри, на объекте, где человек долго, несколько часов или весь день кропотливо трудится, мерцающее с частотой 50 герц освещение способно утомить глаза уже за час-другой. А это значит, что внутри помещений светоленты питаются уже постоянным током, что вынуждает пользователя соблюдать полярность комплектующих светильника при пайке.
Для готовой светоленты зачастую применяют поставляемые в комплекте штатные клеммы и клеммники, что позволяет легко заменить провода, саму ленту или драйвер питания, не разбирая всю подсистему. Клеммы и клеммники могут соединяться с проводами методом пайки, обжима (с помощью специального обжимного инструмента) либо на винтовых соединениях. В результате система обретёт законченный вид. Но и для исключительно паяной проводки качество работы светоленты ничуть не пострадает. Во всех случаях сборки и установки световых изделий требуется некоторый навык, позволяющий собрать, прикрепить и подключить их быстро и качественно.
Светодиодная лента пользуется огромной популярностью при создании декоративного освещения в интерьере, также широко используется профессионалами в рекламном и дизайнерском бизнесе.
Важно! Сечение кабеля зависит от проходящего по нему тока.
Допустим нам надо подключить светодиодную ленту суммарной мощностью P=60Вт. Постоянное напряжение U= 12 В, длина медных проводов от блока питания (БП) до ленты L = 6 м. Ток I = P/U = 60/12 = 5А.
Воспользуемся таблицей 1 и получим результат, что для данного примера необходимо сечение провода S = 0,5 мм². Проверим это значение с учетом потери напряжения в кабеле.
Адрес
Россия, Барнаул
Заполните форму, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.
NewDiod - светодиодные решения для дома и бизнеса © 2021. Все права защищены.Политика конфиденциальности
Общие положения
Некоторые объекты, размещенные на сайте, являются интеллектуальной собственностью компании "NewDiod - светодиодные решения для дома и бизнеса". Использование таких объектов установлено действующим законодательством РФ.
На сайте "NewDiod - светодиодные решения для дома и бизнеса" имеются ссылки, позволяющие перейти на другие сайты. Компания "NewDiod - светодиодные решения для дома и бизнеса" не несет ответственности за сведения, публикуемые на этих сайтах и предоставляет ссылки на них только в целях обеспечения удобства для посетителей своего сайта.
Личные сведения и безопасность
Компания "NewDiod - светодиодные решения для дома и бизнеса" гарантирует, что никакая полученная от Вас информация никогда и ни при каких условиях не будет предоставлена третьим лицам, за исключением случаев, предусмотренных действующим законодательством Российской Федерации.
В определенных обстоятельствах компания "NewDiod - светодиодные решения для дома и бизнеса" может попросить Вас зарегистрироваться и предоставить личные сведения. Предоставленная информация используется исключительно в служебных целях, а также для предоставления доступа к специальной информации.
Личные сведения можно изменить, обновить или удалить в любое время в разделе "Аккаунт" > "Профиль".
Как и многие другие сайты, "NewDiod - светодиодные решения для дома и бизнеса" использует технологию cookie, которая может быть использована для продвижения нашего продукта и измерения эффективности рекламы. Кроме того, с помощь этой технологии "NewDiod - светодиодные решения для дома и бизнеса" настраивается на работу лично с Вами. В частности без этой технологии невозможна работа с авторизацией в панели управления.
Сведения на данном сайте имеют чисто информативный характер, в них могут быть внесены любые изменения без какого-либо предварительного уведомления.
Чтобы отказаться от дальнейших коммуникаций с нашей компанией, изменить или удалить свою личную информацию, напишите нам через форму обратной связи
Правильно выбранное сечение кабеля поможет избежать заметные потери яркости светодиодной ленты (СДЛ). Поэтому данному расчету следует выделить особое внимание.
Требования к величине сечения кабеля при подключении LED-ленты с напряжением 12, 24 В гораздо выше, чем для сетей на 220 В. Это связано с тем, что падение напряжения (потери мощности) в проводах при протекании одного и того же тока в единицы вольт при напряжении 220 В незначительно, а для 12 В — существенно.
Пример расчёта сечения кабеля
Например, подключаем светодиодную ленту суммарной мощностью P = 60 Вт, постоянное напряжение 12 В, длина медных проводов от блока питания (БП) до ленты L = 6 м. Ток I = P/U = 60/12 = 5 А. Если выбрать сечение жилы провода по таблице 1, которая составлена для переменного напряжения 220 В, то сечение провода будет S = 0,5 мм².
Таблица 1. Для подбора сечения кабеля для медного кабеля при напряжении 220 и 380 В.
Теперь подсчитаем потери напряжения на двухжильном кабеле по формуле (1):
Uk = ((ρ × 2 × L) / S) × I, (1)
где ρ — удельное сопротивление провода [Ом·мм 2 /м], для медного провода оно равно 0,0175. В результате расчета получим потери напряжения на кабеле Uk = 2,1 В. То есть до ленты «дойдет» всего 9,9 В (рис. 2) вместо 12 В. Таким образом, сечение 0,5 мм² нам явно не подходит.
Для расчета кабеля есть специальные таблицы, в которых кабель подбирается исходя из падения напряжения. Но для практических расчетов мы используем упрощенные формулы (2) и (3):
S = 0,5×I, если длина двухжильных проводов менее 10 м; (2)
S = 0,75×I, если длина двухжильных проводов от 10 м до 30 м. (3)
То есть для нашего случая сечение кабеля должно быть S = 0,5 × 5 = 2,5 мм². Разница в пять раз между тем, что мы подсчитали, и между тем, что неправильно выбирают по привычке по таблице 1. Теперь подсчитаем потери напряжения в нашем кабеле с сечением 2,5 мм²: Uk = 0,42 В, что вполне приемлемо, поскольку непосредственно на светодиодной ленте будет 11,58. Блок питания обычно имеют подстроечный резистор (рис. 3), который позволяет отрегулировать напряжение до 12,42 В. Тогда на светодиодной ленте будут положенные 12 В. На БП производители обычно выставляют напряжение 12,5 В, по всей видимости, уже предполагая, что будут какие-то разумные потери.
Рис. 3. Подстрочный резистор у блока питания.
Обращаем внимание, что сечения кабеля можно уменьшить в 2 раза если использовать светодиодную ленту с напряжением питания 24 В. Так, для нашего примера, если бы мы использовали ленту на 24В той же мощности 60 Вт, ток был бы 2,5 А, тогда по формуле (2) требуемое сечение кабеля 1,25 мм². Для систем с большой мощностью рекомендуем использовать светодиодные ленты на 24 В.
Заключительные рекомендации
Используйте вышеуказанные формулы (2) и (3) для расчета сечения кабеля, поскольку из-за неправильного выбора сечения можно потерять заметную часть светового потока. Проверяйте напряжение на концах кабеля перед подключением ленты. Лучше использовать кабель хорошего качества, соответствующий ГОСТу. Некоторые производители могут использовать медь с большим числом примесей, тогда удельное сопротивление ρ будет больше и, соответственно, потери напряжения будут еще больше, чем теоретически рассчитано выше.
Декоративная подсветка с помощью светодиодных лент вошла в моду сравнительно недавно. Многие пользователи еще не успели разобраться в специфике эксплуатации и особенностях подключения светильников. В частности, не все могут правильно подобрать кабель для светодиодной ленты. Это важный вопрос, так как неграмотно выполненное соединение может стать причиной выхода подсветки из строя.
Допустимое напряжение питания светодиодной ленты
Большинство светодиодных лент рассчитаны на питание от источника постоянного тока 12 вольт. Есть образцы, рассчитанные на 24 или 48 В. Кроме этого, существуют LED ленты, которые напрямую подключаются к сети переменного тока 220 В. Все необходимые параметры указываются на упаковке или на подложке светильника. Необходимо понимать, что требования для низковольтных лент гораздо выше, чем к светильникам на 220 В.
Для подключения используется специальный блок питания ленты, соответствующий требованиям светильника. Режим подачи энергии для светодиодов не допускает превышения номинальных значений. Это вызовет сильный перегрев и усиленную деградацию LED элементов. Если напряжение ниже, яркость свечения уменьшается. Поэтому важно организовать подачу на контакты светодиодной ленты номинального тока. Экспериментальным путем определено, что большинство светодиодных лент могут работать при 10 % недостатке напряжения, но снижение его еще больше чрезмерно снижает яркость свечения.
Выбор кабеля для диодной ленты
Нередко приходится располагать драйвер на большом расстоянии от самой ленты. Это встречается при создании подсветки рекламных конструкций, интерьеров и прочих объемных объектов. Иногда напряжение, поступающее на вход, не соответствует выходным показателям блока питания. Это вызвано тем, что сечение провода слишком мало, из-за большой длины возникает падение напряжения. Поэтому необходимо предварительно сделать расчет сечения провода и подобрать наиболее подходящий образец.
Светодиодные ленты, которые напрямую подключаются к сети 220 В, нуждаются в установке защиты. При этом, надо понимать, что основным показателем является сила тока. Проще всего руководствоваться общепринятыми соотношениями:
| Сила тока | Сечение кабеля |
| 6 А | 0,5 мм 2 |
| 10 А | 0,75 мм 2 |
| 14 А | 1 мм 2 |
| 15 А | 1,5 мм 2 |
| 19 А | 2 мм 2 |
| 21 А | 2,5 мм 2 |
Внимание! Исходя из этих значений можно определить, какой автомат нужен для лент с питанием от 220 В. При этом, надо выбирать устройство с меньшими параметрами, так как устройство срабатывает с некоторой задержкой, а надо обеспечить опережение отсечки ленты при превышении силы тока.
Для низковольтных лент превышение силы тока не грозит. При выборе кабеля руководствуются величиной падения напряжения между выходом блока питания и контактами ленты. Кроме этого, необходимо стараться максимально ограничивать длину 12-вольтовой линии, поскольку именно она определяет величину расхождения параметров в начале и конце кабеля.
Существует несколько критериев определения размера провода:
По нагрузке ленты
Мощность ленты — это произведение силы тока на напряжение. Поскольку оно известно, легко определить потребляемый ток. Например, 60-ваттная светодиодная лента с напряжением питания 12 В потребляет 5 А. Исходя из этого, по таблице легко определить минимальное сечение — 0,5 мм 2 . Рекомендуется прибавлять небольшой запас прочности и выбирать провод на 10-15 % толще, чем полученное расчетное значение. Это обеспечит нормальный режим работы и снизит величину падения напряжения.
По мощности блока
Мощность драйвера — это неизменяемая величина. Она определяется особенностями схемы, возможностями деталей, использованных в конструкции блока. Кабель для светодиодной ленты должен соответствовать выходным параметрам драйвера, иначе ток на ленту будет поступать с ограничениями. Кроме этого, необходимо сразу выбирать подходящий по своим характеристикам источник питания для данной ленты. Правильным решением будет сначала купить подсветку, и только потом выбрать оптимальный тип драйвера к ней. После этого производят расчет сечения, руководствуясь изложенной выше методикой.
Существуют драйверы с возможностью настройки напряжения на выходе. Эта функция позволяет добиться оптимальной яркости, но во время настройки надо измерять напряжение на светодиодной ленте, чтобы избежать превышений номинала и перегрузки LED элементов.
По марке провода
Марка кабеля представляет собой зашифрованную информацию о его параметрах. Для того, чтобы выбрать оптимальный вариант, надо иметь представление о маркировке проводов, наличии плюсов и минусов каждой разновидности. Специалисты рекомендуют использовать медные многожильные виды кабеля. Они обладают хорошим набором эксплуатационных качеств, легко переносят нагрузки усталости и не ломаются. Помимо материала надо обращать внимание на сечение (его предварительно рассчитывают) и тип изоляции.
Монтаж и пайка проводов
Монтаж и подключение кабеля светодиодной ленты необходимо производить внимательно, соблюдая полярность и рекомендации производителя. От качества соединений зависит соблюдение режима работы ленты и срок ее службы. Для соединения можно использовать штатный LED коннектор, который позволяет быстро и достаточно качественно собрать всю подсветку. Его достоинствами являются:
- простота использования — для работы с такими приспособлениями не требуется предварительная подготовка;
- высокая скорость сборки;
- не нужны никакие инструменты;
- если при соединении допущены ошибки, переделать соединение легко и быстро.
Важно! Однако, механические коннекторы со временем окисляются и перестают обеспечивать качественное соединение. Поэтому специалисты рекомендуют применять пайку. Для нее нужен паяльник, припой и флюс. Необходимо иметь некоторый навык подобных работ, иначе есть риск замкнуть контакты или перегреть ленту.
Размещение блоков питания
Блок питания должен находиться максимально близко к светодиодной ленте. С этим нередко возникают проблемы, так как несущие поверхности редко позволяют скрытно разместить прибор. Иногда приходится низковольтную линию протягивать на большое расстояние. Специалисты не рекомендуют делать кабель длиннее 35 м, так как его сопротивление будет слишком большим. Многие пользователи решают вопрос иначе — они прячут драйвер в опорной конструкции, за выступами или в углублениях.
Кабель проводят до блока, а низковольтную линию делают максимально короткой. Этот вариант встречается чаще всего. Единственным недостатком является необходимость проводить длинный провод под высоким напряжением, что не всегда удобно или безопасно.
Основные выводы
Подбор кабеля для светодиодной ленты — важная и необходима процедура. Она позволяет улучшить режим свечения ленты, продлить срок службы подсветки. Правильный выбор кабеля производят по следующим критериям:
- потребляемый ток;
- падение напряжения;
- условия монтажа и соединения.
Расчет сечения кабеля не представляет сложности, но есть более простой способ. Надо найти в сети интернет один из онлайн-калькуляторов и воспользоваться им для быстрого и точного расчета.
Свои методы определения параметров кабеля для светодиодной ленты излагайте в комментариях.
Читайте также: