Das Studium des internen Schaltplans von LED-Streifen führt Sie tief in die Konstruktion dieser superflexiblen Leuchte ein. Wenn Sie also den LED-Streifen von Grund auf kennenlernen möchten, ist dieser Artikel genau das Richtige für Sie!
Die Leiterplatte des LED-Lichtbandes verleiht der Leuchte eine band- oder seilartige Struktur. Es ist im Grunde der Hauptkonstruktionskörper des LED-Streifens, in dem sich andere winzige Komponenten befinden. Dazu gehören LED-Chips, Widerstände, Kondensatoren usw. Und all diese Worte zusammen bringen den LED-Streifen zum Leuchten. Für eine optimale Beleuchtungsleistung ist jedoch die Nennspannung von entscheidender Bedeutung.
In diesem Artikel habe ich alle grundlegenden Informationen zum internen Schaltplan von LED-Streifenlichtern und ihren Spannungsanforderungen behandelt. Wenn Sie mit LED-Streifenlichtern nicht vertraut sind und mehr darüber wissen möchten, ist dieser Leitfaden die beste Option für den Anfang.
Interner Schaltplan von LED-Streifenlichtern
Das interne Schema der superdünnen und flexiblen LED-Streifen wird Sie begeistern; Sie bestehen aus zahlreichen winzigen Komponenten. Die grundlegenden internen Komponenten von LED-Streifen sind wie folgt:
- LED-Perle
Eine LED-Perle ist der Hauptbestandteil eines LED-Streifens, der Licht aussendet. Sie bestehen aus Halbleiterpartikeln, die leuchten, wenn Strom durch sie geleitet wird. Innerhalb der LED-Streifen sind zahlreiche winzige LED-Perlen angeordnet. Diese Perlen können unterschiedlich groß sein. Die Lichtleistung der LED-Lichtbänder hängt von der Anzahl, Größe und Form dieser Perlen ab. Weitere Informationen finden Sie hier: Zahlen und LEDs: Was bedeuten 2835, 3528 und 5050?
- Leiterplatte
Alle Elemente der LED-Streifen sind auf einer Leiterplatte, meist PCB genannt, angeordnet. Diese Platinen sind superflexibel, sodass Sie die Lichtbänder nach Bedarf formen können. Das Interessanteste an der Leiterplatte ist, dass sie überall im Gehäuse Schnittmarkierungen aufweist. Sie können es entsprechend der Markierung mit einer Schere zuschneiden. Dies hilft Ihnen, die Streifen entsprechend den Installationsanforderungen zu dimensionieren. Überprüfen Können Sie LED-Streifen schneiden und anschließen: Vollständige Anleitung um zu lernen, wie man LED-Streifen schneidet.
- Widerstand
Der Widerstand in den LED-Streifen steuert den Stromfluss innerhalb der Streifen. Wenn die Leuchten übermäßigem Strom ausgesetzt werden, werden sie beschädigt. Um eine solche Situation zu verhindern, werden Widerstände installiert. Es hält den Spannungs- und Stromfluss unter Kontrolle und gewährleistet so eine optimale Leistung.
- Kondensator
Der Kondensator wird in LED-Streifen eingesetzt, um eine gleichmäßige und gleichmäßige Ausleuchtung zu gewährleisten. Es stabilisiert die Stromversorgung und reduziert Flackern oder andere unerwünschte elektrische Effekte. Allerdings sind nicht alle LED-Streifen mit Kondensatoren ausgestattet. Es ist normalerweise in modernen Lichtbändern mit ICs zu finden; Einfache LED-Streifen können auch über einen Kondensator verfügen.
- Dioden
Es ist wichtig, die Richtung des Stromflusses durch die LED-Streifen aufrechtzuerhalten. Wenn der Strom versehentlich umgekehrt fließt, werden die LED-Chips beschädigt. Aus diesen Gründen werden Dioden eingesetzt, um sicherzustellen, dass der Strom nur in eine Richtung fließt. Hierbei handelt es sich um Halbleiterbauelemente, die auch über die Fähigkeit zur Farbsteuerung verfügen. Zum Beispiel in RGBX-LED-Streifenkönnen Sie die Intensität jeder Farbe (Rot, Grün und Blau) steuern, indem Sie den durch jede Diode fließenden Strom anpassen. Somit können Sie bis zu 16 Millionen Farbtöne erzeugen. Klicken Sie hier, um mehr zu erfahren: RGB vs. RGBW vs. RGBIC vs. RGBWW vs. RGBCCT LED-Lichtleisten.
- Kupferspuren
Die Kupferleiterbahnen auf der Platine der LED-Streifen fungieren als elektrischer Leiter. Es schafft einen Pfad für den Strom, der von der Stromquelle zu einzelnen LED-Streifen und anderen Komponenten fließt. Somit verbindet es LED-Chips, Widerstände, Dioden und andere Schaltkreise. Dadurch wird eine gleichmäßige Stromverteilung über die gesamte Länge des LED-Streifens gewährleistet.
Grundlegende Grundlagen zur Spannung
Die Spannung von LED-Streifen hängt von zwei Faktoren ab:
Die Spannung der LEDs, ihrer Komponenten und der Stromversorgung
Bei der Bestimmung der Spannung der LED-Streifen müssen Sie drei Faktoren berücksichtigen. Diese sind wie folgt:
- LED-Spannung
Die in den Lichtbändern verwendeten LEDs haben einen individuellen Spannungsbedarf. Diese Spannung wird üblicherweise als „Durchlassspannung“ oder „VF“ bezeichnet. Es handelt sich um die Mindestspannung, die eine LED benötigt, um Licht auszusenden. Der Bedarf an dieser Spannung variiert je nach Art und Farbe der LED. Beispielsweise benötigt eine weiße LED in der Regel etwa 3 bis 3.4 Volt. Dies kann bei anderen Lichtfarben variieren. Die folgende Tabelle zeigt Ihnen den Durchlassspannungsbereich von LEDs für verschiedene Farben.
| LED-Farbe | Typischer VF-Bereich |
| Rot | 1.8 bis 2.1 Volt |
| Bernstein | 2 bis 2.2 Volt |
| Orange | 1.9 bis 2.2 Volt |
| Gelb | 1.9 bis 2.2 Volt |
| Grün | 2 bis 3.1 Volt |
| Blau | 3 bis 3.7 Volt |
| Weiß | 3 bis 3.4 Volt |
- Spannungskompatibilität der Komponenten
LED-Streifen bestehen aus verschiedenen Komponenten. Dazu gehören Widerstände, Dioden und Kondensatoren. Die Spannung jeder dieser Komponenten muss mit der Spannung der LED übereinstimmen. Wenn die Spannung nicht übereinstimmt, kann es zu Schäden an den Komponenten oder zu Fehlfunktionen kommen.
- Versorgungsspannung
Die Spannung des Netzteils wird als „Eingangsspannung“ oder „Versorgungsspannung“ bezeichnet. Es handelt sich um die externe Spannung, die dem Gerät zugeführt wird. Da LED-Lichtbänder spannungsempfindlich sind, muss unbedingt darauf geachtet werden, dass die Spannung der LEDs und ihrer Komponenten mit der Spannung der Stromquelle übereinstimmt. Wenn Sie beispielsweise einen 12-Volt-LED-Streifen haben, müssen Sie ein 12-Volt-Netzteil verwenden. Wenn Sie eine höhere oder niedrigere Spannung verwenden, funktionieren die LED-Streifen nicht optimal.
Konfiguration der LEDs
Die LEDs eines LED-Lichtbandes können in zwei Konfigurationsarten angeordnet werden: in Reihe und parallel. Diese werden im Folgenden besprochen:
Serienschaltung
In einer Reihenschaltung sind die LEDs der Platine Ende an Ende verbunden. Das heißt, das Ende eines LED-Chips ist mit dem Anfang des anderen verbunden. Dadurch fließt der Strom nacheinander durch jede LED. In einer Reihenschaltung wird durch alle LEDs die gleiche Strommenge geleitet und die Spannung addiert. Wenn Sie beispielsweise n LEDs in einem LED-Streifen haben, beträgt die Gesamtspannung des Streifenlichts das n-fache der VF einer einzelnen LED.
Vorteile:
- Nutzen Sie die Versorgungsspannung effizient.
- Es werden weniger Anschlüsse und Komponenten benötigt
- Einfache Schaltungskonfiguration
Nachteile:
- Ein LED-Ausfall kann den gesamten Stromkreis stören
- Schwankungen der Vf zwischen den LEDs können zu ungleichmäßiger Beleuchtung führen
Parallelschaltung
In einer Parallelschaltung werden mehrere LEDs mit jeweils einem eigenen Zweig nebeneinander verbunden. Jeder dieser Zweige ist direkt an die Stromquelle angeschlossen. Dadurch bleibt die Spannung an jeder Komponente konstant. Allerdings wird der Strom auf die Zweige verteilt.
Vorteile:
- Fällt eine LED aus, funktionieren andere weiterhin
- Jede LED kann unabhängig angesteuert werden
- Bietet erweiterte Beleuchtungsfunktionen wie Farbmischung oder Animation
Nachteile:
- Komplexe Schaltungskonfiguration
- erfordern mehr Verkabelung
- Ungleichmäßige Stromverteilung
- Die Helligkeit aller LEDs ist nicht gleich
Spannungswerte für LED-Streifen
Normalerweise gelten LED-Streifen als Niederspannungsleuchten. Es sind aber auch Hochspannungsvarianten erhältlich. Die Spannungswerte der LED-Streifen sind wie folgt:
Niederspannungs-LED-Streifen
Die meisten LED-Streifenleuchten sind normalerweise mit 12 V oder 24 V erhältlich. Die erste ist ideal für die Innenbeleuchtung; Sie finden sie auch in der Autobeleuchtung. Der vollständige Leitfaden für 12-Volt-LED-Leuchten für Wohnmobile. Mittlerweile werden 24-V-LED-Streifen hauptsächlich für die Außen- oder Gewerbebeleuchtung verwendet. Beim Vergleich beider Streifen ist ein 24-V-LED-Streifen effizienter als ein 12-V-LED-Streifen. Befolgen Sie diese Richtlinie, um zu erfahren, wie Sie die Nennspannung für LED-Streifen auswählen. Wie wähle ich die Spannung des LED-Streifens? 12V oder 24V? Es sind jedoch auch Niedervolt-LED-Streifen mit 5 V erhältlich. Die meisten LED-Streifen mit USB-Stromversorgung haben normalerweise eine Nennspannung von 5 V. Unten füge ich eine kurze Vergleichstabelle von Niederspannungs-LED-Streifen hinzu:
| Vergleich der Niederspannungs-LED-Streifen: 5 V vs. 12 V vs. 24 V | |||
| Gesamtspannung des LED-Streifens | Spannung am Widerstand | % Leistung, die durch Widerstände „verschwendet“ wird | Anwendung |
| 5V (1 LED pro Gruppe) | 2V | 40% | Tragbare GeräteUSB-betriebene Beleuchtung DIY-Projekte Kleine Akzentbeleuchtung |
| 12 V (3 LEDs pro Gruppe) | 3V | 25% | Automobilbeleuchtung, Wohnmobilbeleuchtung, Unterschrankbeleuchtung, Wohndekoration und Akzentbeleuchtung |
| 24 V (6 oder 7 LEDs pro Gruppe) | 3V | 12.5% | Gewerbliche Anwendungen und IndustriebeleuchtungArchitekturbeleuchtungGroßinstallationen Beschilderung im Außenbereich und Beleuchtung |
Hochspannungs-LED-Streifen
Sie benötigen dafür keine Taucher oder umständlichen Transformatoren Hochvolt-LED-Streifen. Sie können unterschiedliche Nennspannungen haben, einschließlich AC110V, 120V, 230V und 240V. Mit nur einem Plug-In können sie bis zu 50 Meter lang sein. Dadurch eignen sich Hochvolt-LED-Lichtbänder für die Gewerbe- und Außenbeleuchtung.
Anwendung von Hochvolt-LED-Streifen
- Straßenbeleuchtung
- Stadionbeleuchtung
- Industrieanlagen
- Beleuchtung des Außenbereichs
- High-Bay-Beleuchtung
- Große Gewerbeflächen
- Buchtbeleuchtung
- Treppenbeleuchtung
Spannungsabfall im LED-Streifen
Die Spannung nimmt entlang der Länge des LED-Streifens ab, da der Strom darin fließt. Dies wird als Spannungsabfall des LED-Streifens bezeichnet. Aufgrund des Spannungsabfalls nimmt die Helligkeit des LED-Streifens mit zunehmender Entfernung von der Stromquelle allmählich ab. Die Faktoren, die den Spannungsabfall beeinflussen, sind folgende:
- Der Gesamtstrom des LED-Streifens
- Länge und Durchmesser des Drahtes
- Länge und Dicke des Kupfers in der Leiterplatte
Weitere Informationen zum Spannungsabfall von LED-Streifen finden Sie hier: Was ist der Spannungsabfall des LED-Streifens?
Wie kann der Spannungsabfall bei LED-Streifen reduziert werden?
Durch den Spannungsabfall werden die Helligkeit und die Gesamtlichtleistung stark beeinträchtigt. Hier sind die Möglichkeiten, wie Sie den Spannungsabfall des LED-Streifens auf folgende Weise reduzieren können:
1. Verwenden Sie Hochspannungs-LED-Streifen
Hochvolt-LED-Streifen sind weniger anfällig für Spannungsabfälle. Wenn bei Verwendung von 12-V- oder 24-V-LED-Streifen Probleme mit dem Spannungsabfall auftreten, empfehle ich Ihnen, sich für Hochspannungs-LED-Streifen zu entscheiden. Es kann sich um einen LED-Streifen mit 48 VDC oder 36 VDC oder 110 VAC, 120 VAC (oder höher) handeln, der Ihrem Beleuchtungszweck entspricht. Aber was auch immer Sie wählen, stellen Sie sicher, dass die Spannung des LED-Streifens mit der Spannung der Stromquelle kompatibel ist.
2. Verkürzen Sie die Länge des LED-Streifens
Mit zunehmender Länge nehmen der Spannungsabfall und der Stromflusswiderstand zu.
Länge ⬆ Spannung ⬆ Spannungsabfall ⬇
Aus diesem Grund verringert sich der Spannungsabfall, wenn die Länge des LED-Streifens verkürzt wird. Weitere Informationen zur Länge von LED-Streifen und ihrer Spannung finden Sie hier: Was sind die längsten LED-Streifen?
3. Parallelverdrahtung mehrerer Streifen
Wenn Sie mehrere LED-Streifen verbinden, um die Länge zu erhöhen, kommt es zu einem Spannungsabfall. Dadurch nimmt die Helligkeit des LED-Streifens mit zunehmender Länge allmählich ab. Um solche Probleme zu vermeiden, schließen Sie parallele Kabel von der Stromquelle an jeden neu hinzugefügten LED-Streifen an. Dadurch wird der Spannungsabfall verringert.
4. Verwenden Sie eine dickere und breitere Leiterplatte
Alle Komponenten des LED-Streifens sind auf seiner Leiterplatte bzw. PCB angeordnet. Es enthält auch den Widerstand. Mit zunehmender Länge steigt auch der Widerstand, was zu einem Spannungsabfall führt. Sie können den Spannungsabfall jedoch verringern, indem Sie eine dickere und breitere Leiterplatte verwenden.
Müssen Sie genau die angegebene Spannung liefern?
LEDs sind spannungsempfindlich. Deshalb ist es für eine optimale Leistung wichtig, die LED-Lichtbänder mit einer genauen Spannung zu versorgen. Allerdings gibt es einen Toleranzbereich, bis zu dem LEDs Spannung aufnehmen können. Wenn die zugeführte Spannung den Toleranzwert überschreitet, wird das Gerät beschädigt.
Die Betriebsspannung von LEDs wird als Vorwärtsspannung oder VF bezeichnet. Wenn beispielsweise die VF einer LED 3.2 Volt beträgt, mit einer Toleranz von ±0.1 Volt. Dies zeigt an, dass das LED-Streifenlicht im Bereich von 3.1 Volt bis 3.3 Volt ordnungsgemäß funktionieren kann. Wenn die zugeführte Spannung diesen Wert überschreitet, wird die LED beschädigt. Deshalb ist es besser, die Spannung genau nach Spezifikation bereitzustellen.
Häufig gestellte Fragen
Fazit
Die LED-Lichtbänder sind vielseitige Beleuchtungskörper, die für mehrere Anwendungen geeignet sind. Sie sind sowohl in Hoch- als auch in Niederspannung erhältlich. Unabhängig davon, welche Spannung Sie wählen, stellen Sie sicher, dass sie mit der Eingangsspannung übereinstimmt. Um mehr über LED-Streifenlichter zu erfahren, lesen Sie diesen Artikel: Wie funktionieren LED-Streifenlichter?
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