Alimentation des bandes LED de 20 m

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Je vais alimenter quelque 20 m de bandes LED à 24 V. Après avoir testé les bandes, je peux voir que cela va tirer environ 6 A.

Bien sûr, lorsque vous insérez de l'énergie d'un côté, la chute de tension à travers la bande est suffisamment importante pour faire une différence significative dans la luminosité des LED vers l'extrémité de la bande.

Je voudrais insérer l'alimentation des deux côtés de la bande, comme indiqué ci-dessous où j'ai modélisé la résistance entre les lignes électriques.

Ma préoccupation en ce que les deux lignes 24 V pourraient en quelque sorte rivaliser, ayant une perte de puissance indésirable entre elles.

Ma question est de savoir s'il s'agit d'une véritable préoccupation ou non? Serait-il préférable de couper la ligne 24 V vers le milieu de la bande?

Schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab


Edit: je pense que j'étais un peu ambigu. Pour être clair, je vais utiliser une seule alimentation, en insérant de la puissance aux deux extrémités (je ne sais pas si cela fait une différence).

Makoto
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Le diagramme à deux dimensions ici a, pour autant que je puisse le voir, quatre coins . Comment ces coins correspondent-ils aux "deux extrémités"?
hmakholm a quitté Monica
@HenningMakholm: Les lignes 0V et 24V d'une telle bande LED s'étendent sur toute la longueur de la bande. Peu importe où vous le coupez, vous aurez ces lignes. Ainsi, vous avez 2 terminaux à chaque extrémité.
MSalters
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@MSalters: Mais quels sont ces "2 terminaux à chaque extrémité" dans le diagramme? Est-ce "deux en haut et deux en bas" ou "deux à gauche et deux à droite"?
hmakholm a quitté Monica
@HenningMakholm voir ma réponse ici: electronics.stackexchange.com/questions/307110/… Le deuxième diagramme illustre une bande LED 12V qui peut être coupée tous les 2 pouces. Pour 24V, le principal est le même, seules les LED sont 6, pas 3 dans chaque groupe.
Todor Simeonov
@HenningMakholm: Deux à gauche, deux à droite. Vous pouvez le comprendre à partir du fait que les lignes 0V et 24V doivent être respectivement en bas et en haut, du positionnement des sources de tension.
MSalters

Réponses:

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Vous n'avez pas besoin de deux blocs d'alimentation. Un seul suffit. Connectez simplement le fil positif à un côté de la bande et le négatif à l'autre. Ensuite, vous aurez une tension égale à chaque groupe de LED et cela garantira une luminosité égale de toutes les LED.

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

L'utilisation de deux alimentations distinctes présente certains inconvénients:

  • Au milieu de la bande, la tension sera inférieure aux deux extrémités. Les LED au milieu brillent moins que les LED aux deux extrémités.
  • L'une des fournitures peut échouer et ne pas être remarquée pendant longtemps, jusqu'à ce que quelqu'un voit la différence d'un bout à l'autre.
  • Deux alimentations sont presque toujours plus chères et l'installation d'une connexion au secteur (230VAC / 115VAC) entraîne des coûts supplémentaires.

Mise à jour: lorsque le courant à travers la bande est supérieur à celui que la bande peut gérer en toute sécurité, vous devez couper la bande en morceaux et alimenter chaque pièce séparément. Cependant, les pièces coupées peuvent également être alimentées comme je le suggère ci-dessus pour assurer des tensions et une luminosité égales.

Todor Simeonov
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C'est une façon vraiment soignée d'obtenir une luminosité égale. Je crains que tout le courant passe par cette première section de la bande, ce qui, à 6A, pourrait être problématique. De plus, la luminosité à égalité ne sera pas aussi brillante que la pleine luminosité à 24V
Makoto
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@DrFriedParts Oui, mais la résistance du fil de retour de terre supplémentaire est maintenant un obstacle pour TOUTES les LED, la luminosité sera donc égale. Vous voudrez peut-être faire des calculs / simulations pour confirmer que vous vous trompez.
Bimpelrekkie
@Makoto - environ 6A à travers les traces de bande - oui, cela pourrait être un problème. Consultez la fiche technique du fabricant si vous en avez une. Cependant, même si vous coupez la bande pour réduire le flux de courant, il est préférable de l'alimenter aux deux extrémités pour une tension et une luminosité égales. À propos de la baisse: la luminosité sera un peu inférieure, mais la plupart des blocs d'alimentation ont un potentiomètre et vous pouvez augmenter légèrement la tension.
Todor Simeonov
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Ce n'est pas vraiment génial - maintenant, vous devez exécuter la jambe basse jusqu'à l'autre extrémité de la bande. Plus de 20 m pour un fil standard de 18ga (pour ce type d'installation), vous ajoutez simplement plus de longueur à la boucle globale et plus de chute de tension globale. Ce n'est pas une pratique d'installation recommandée. Cette question appartient vraiment à l'amélioration de l'habitat et non à l'électronique SE, pour être honnête - à moins que vous ne soyez un installateur d'éclairage, vous ne savez probablement pas quelle est la pratique standard de l'industrie pour ces types de systèmes. Je suis sûr que ce n'est pas l'un d'entre eux.
J ...
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Je n'ai pas vu de photo mais je suis d'accord, s'il s'agit de traces de largeur égale, alors tout écart de fabrication entre les deux serait négligeable. Je voulais juste le souligner parce que certaines bandes sont faites avec un plan de masse sur la couche inférieure de la planche et une trace d'alimentation plus mince sur la couche supérieure.
kjgregory
4

Remarque: Comme demandé à l'origine, la question posait la connexion de deux alimentations en parallèle.

Ne faites pas ça (s'il vous plaît).

Comme vous le suggérez correctement, les fournitures doivent être en parfait équilibre pour que cela fonctionne correctement. Cela signifie que, à moins que les tensions de référence, l'architecture, les conditions environnementales, les conditions de fabrication et le regroupement ne soient identiques, ce qui ne peut pas se produire dans la pratique, une alimentation transportera une fraction de l'autre alimentation en tant que charge.

Ce qui se passe exactement dépend des détails de la conception des alimentations. Il peut aller d'une alimentation qui se déconnectera simplement (auquel cas il est inutile de l'ajouter) à de grands courants circulaires qui entraînent une génération de chaleur supplémentaire (inefficacité, usure, dommages), la destruction de pièces, un incendie ou même des dommages propulsifs.

De nombreux blocs d'alimentation sont mal construits et mal étiquetés. Au mieux, vous comptez sur les mécanismes de sécurité (fusibles, diodes, etc.) dans le cas nominal pour assurer un fonctionnement régulier. Crasher votre voiture délibérément parce que vous avez des sacs gonflables n'est pas un bon plan.

La connexion des sorties de 2 alimentations électriques non coordonnées est dangereuse et ne doit jamais être tentée.

Faites cela à la place ...

  1. Soit vous pouvez insérer de l'énergie depuis le milieu de la bande pour réduire le changement apparent de luminosité, soit ...

  2. Il suffit de couper la bande au milieu et d'alimenter chaque moitié séparément des deux extrémités (1 bande alimentée par 1 extrémité chacune).

Mises à jour: alimentation unique; les deux extrémités

OP suggère maintenant qu'il utilisera une seule alimentation et se connectera aux deux extrémités. Si vous utilisez un seul approvisionnement aux deux extrémités, la question devient comment allez-vous obtenir l'approvisionnement unique à l'autre bout?

Il y a plusieurs façons de le faire, mais regardons quelques extrêmes:

L'alimentation est à une extrémité

Ce scénario est exactement le même que précédemment (ci-dessus), mais nous avons maintenant un chemin externe pour transporter le courant qui ne fait pas partie de la bande LED (la bande LED a également cette voie intégrée). En supposant que les conducteurs que nous utilisons en externe sont beaucoup plus grands que ceux en interne, cela aidera à réduire les pertes à l'extrémité distante, vous augmenterez la luminosité relative entre les extrémités proches et lointaines, au prix de plus de câbles et d'efforts d'installation. Le milieu sera toujours plus faible et le câble de distribution que vous utilisez pour acheminer le courant vers l'extrémité éloignée devra être de très faible résistance (grand diamètre ou plusieurs brins) pour maximiser l'effet.

L'alimentation est au milieu

La meilleure chose à faire (la plus simple, la moins chère, la plus rapide) est de simplement appuyer au centre sur la bande LED. Appliquez la puissance du centre de la bande au lieu des extrémités. Vous n'avez pas besoin de câblage supplémentaire. La charge actuelle dans chaque jambe est maintenant la moitié de ce qu'elle était auparavant et, par conséquent, les changements de tension / luminosité entre les deux jambes sont la moitié de ce qu'ils étaient dans une configuration d'alimentation finale.

Ajouter un fil de retour supplémentaire

Certaines des autres réponses ont proposé cette solution, mais n'ont pas discuté des conséquences de ce fil supplémentaire. Pour le comprendre, vous aurez besoin d'un fil important pour cette voie. Un fil 24AWG est d'environ 0,08 Ohms / mètre. À 6A et 20 mètres, vous perdrez près de 60W de puissance dans cette ligne de retour et votre tension LED passera de 24V à moins de 15V. Vos LED seront très faibles. Si vous augmentez le fil à 8AWG, la perte de puissance tombera à environ 1,5 W et la tension d'alimentation des LED sera d'environ 23,8 V, mais le coût de ce fil dépassera le coût des LED - ce qui suggère que vous pourriez obtenir un meilleur éclairage global (sans parler de la facilité d'installation, des coûts inférieurs et de l'efficacité plus élevée - durée de vie plus longue / facture d'énergie réduite) avec des bandes plus courtes (par exemple à alimentation centrale).

Gérer la luminosité

Les gens sont la clé de changements soudains de luminosité. Les installations standard géreront au mieux l'œil humain. Pour une longue course droite, par exemple, garder l'équilibre et la symétrie est la clé.

entrez la description de l'image ici

Ce type de topologie évite les modèles de luminosité soudains en "dents de scie" ou les longs fondus que les gens ont tendance à remarquer. L'idée est de répartir vos courses de manière sensée et de les alimenter de manière à minimiser les variations globales et les changements brusques.

Pour des séries encore plus longues ou pour minimiser davantage les variations, comme ci-dessus, il est acceptable d'alimenter les deux extrémités des bandes et de continuer la subdivision selon les besoins. La plupart des fabricants de bandes LED publieront des directives d'installation concernant la longueur maximale recommandée d'un pied pour tout type de bande donné, vous devriez donc faire de leur mieux pour lire et suivre ces directives.

entrez la description de l'image ici

DrFriedParts
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Vérifiez mon montage: j'utilise une seule alimentation connectée aux deux extrémités
Makoto
1
La connexion des sorties de 2 alimentations électriques non coordonnées est dangereuse et ne doit jamais être tentée. C'est UNIQUEMENT VRAI lorsque les alimentations n'entrent pas dans la régulation de courant lorsque leur courant maximum passe. Essayez-le avec deux fournitures de laboratoire, réglez l'alimentation A sur 24 V, 0,5 A et l'alimentation B sur 24 V, 0,5 A, chargez maintenant avec 24 V 0,7 A. Si les courants sont partagés également (c'est très peu probable), augmentez la tension légèrement sur un approvisionnement. Ensuite, celui-ci entrera en limitation de courant.
Bimpelrekkie
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Se fier à la réglementation actuelle est dangereux, en particulier dans les applications grand public. C'est l'équivalent de suggérer que dormir à côté d'un feu ouvert dans un appartement est sûr car l'alarme incendie retentit si les murs prennent feu. Les mécanismes de sécurité sont un dernier recours en cas de situation hors nominal. De nombreuses bandes LED que vous trouvez en ligne sont vendues avec des alimentations bon marché conçues par la Chine qui manquent de protections de base, sont étiquetées à tort comme étant des alimentations plus capables qu'elles ne le sont réellement, fonctionnent à chaud et utilisent des composants de qualité inférieure (souvent recyclés). UL n'approuverait pas cela à vendre.
DrFriedParts
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@DrFriedParts, ce serait bien si vous essayez d'expliquer pourquoi ma solution ne fonctionnerait pas . J'ai réalisé de nombreuses installations en utilisant cette approche et elles fonctionnent depuis des années. Et je ne vois aucune raison théorique ou pratique pour laquelle ils ne devraient pas fonctionner. Je ne dis pas que j'ai 100% raison, mais lorsque vous dites que quelqu'un a tort, veuillez signaler les erreurs. C'est pourquoi nous sommes tous ici - pour apprendre quelque chose de nouveau chaque jour.
Todor Simeonov
@Todor - Pourriez-vous m'aider à mieux comprendre votre inquiétude? Tout d'abord, il est devenu difficile de savoir exactement quelle est votre solution à ce stade. Cela dit, je n'ai pas dit qu'aucune des idées proposées ne fonctionnerait. J'ai dit que certaines configurations sont dangereuses.
DrFriedParts
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Il s'agit moins d'un problème EE que d'un problème d'installation et de conditionnement.

Vous ne pouvez pas mettre 6 ampères sur un bus de 2 ampères

La bande LED est composée de nombreux segments. Chaque segment est composé de 6 LED en série avec une résistance, et entre chaque segment se trouve une ligne "CUT".

En bas de la bande entière se trouvent deux traces de PCB, qui sont un bus positif et négatif. Ils desservent tous les segments. Ces traces ont une intensité limitée . Sur les bandes monochromes 12V, les traces sont dimensionnées pour alimenter un segment de 5m (2A), ou absolument au plus deux segments de 5m en série, en comptant sur la chute de tension (bien en deçà de 4A). Il est hors de question d'exécuter 6A sur une bande 12V. Avec les bandes 24 V, elles peuvent être construites de la même manière que les bandes 12 V, ou leurs traces peuvent être plus minces, car elles n'ont besoin que de la moitié de l'intensité pour faire la même chose.

Mais même si vous avez utilisé les bandes dans leurs limites de conception, cela peut entraîner une gradation notable . N'oubliez pas que les LED ne sont pas linéaires - leur courbe VI est assez raide et la courbe I-lum n'est pas non plus plate. Ils ne sont pas linéaires (quadratiques) comme les incandescentes, une petite chute de tension devient beaucoup plus faible. Il peut être vu même sur une seule bande 12V, en comparant une extrémité à l'autre. Vous utilisez 24V, ce qui vous aidera d'un facteur de 2 à 4 en fonction de la réduction du bus PCB.

Alimentation à partir des points 1/4 et 3/4 ...

Une bande de 20 mètres correspond probablement à quatre bandes de 5 mètres. Placez vos blocs d'alimentation entre les bandes 1 et 2 ... et entre les bandes 3 et 4. De cette façon, chaque branche de votre alimentation ne fournit qu'une seule bande de 5 m. Les bandes sont conçues pour cela.

... ou utilisez le chargeur

Si vous regardez des fils de trolleybus, ils ont 2 conducteurs nus dans la rue à environ 2 pieds l'un de l'autre. Ensuite, tous les quelques pôles, ils ont un cavalier sur deux fils d'alimentation beaucoup plus lourds qui longent les pôles - ce sont des mangeoires . Voici une photo de Dayton. Notez que le cintre et le câble croisé sont "chauds" et alimentent le fil gauche (+), isolant le fil droit (-), puis sautés à une mangeoire (notez les doubles mangeoires). Ces cavaliers existent tous les 4 à 6 pôles.

entrez la description de l'image ici

Tu fais la même chose. Vous choisissez un câble d'alimentation de taille suffisante pour éviter une chute de tension, puis vous le liez partout où vous le pouvez . Il en résulte que les traces de PCB et le chargeur sont entièrement mis en parallèle, mais il n'y a rien de mal à mettre en parallèle le chargeur lorsqu'il est CC. C'est ce chargeur est .

Il existe des raisons non liées de ne pas mettre en parallèle des circuits alternatifs ou parallèles avec une protection de circuit embarquée.

Si la chute de tension est mauvaise, plusieurs alimentations ne le sont pas

Deux blocs d'alimentation CC l'un à côté de l'autre peuvent avoir un problème car ils sont étroitement connectés. Mais ici, vous parlez d'avoir besoin de plusieurs alimentations en raison d'une chute de tension. Cette «distance» électrique signifie que vous avez beaucoup moins de chances d'avoir un problème avec les combats de fournitures. Tant que leurs tensions de sortie sont plus proches les unes des autres que la chute de tension entre elles, elles doivent toutes les deux supporter leur poids. Le système de trolleybus comprend de nombreuses sous-stations alimentant 600 V CC dans le système. Ce sont des machines simples, et elles ne peuvent pas se battre en raison de la distance et des diodes (faisant partie du redresseur) qui empêchent le retour en arrière.

Harper - Rétablir Monica
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En théorie, vous pourriez faire ce que vous proposez, mais il y aura des problèmes pratiques dont vous devez être conscient.

Il est probable que les deux alimentations 24 V ne fournissent pas exactement la même tension. Disons que l'alimentation V1 délivre 24,00 V mais que l'alimentation V3 délivre 24,05 V.

Dans ce cas, V3 prendra la majeure partie de la charge et V1 ne prendra que moins de la moitié de la charge. Ce n'est que lorsque les tensions sont exactement les mêmes qu'ils partageront la charge également.

Ce n'est pas un problème tant que vous utilisez deux alimentations 6 A et non deux alimentations 3 A.

La luminosité de la LED sera cependant plus égale, maintenant les LED du milieu brûleront le moins.

Regardez la réponse de Todor pour une meilleure solution!

Bimpelrekkie
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Vous oubliez que les alimentations sont régulées, ce qui signifie qu'elles se battent pour maintenir la tension là où elles le souhaitent. Non, je ne le suis pas, les alimentations ne peuvent fournir que du courant, alors connectez-en deux en parallèle et celui réglé sur la tension inférieure ne fournira aucun courant jusqu'à ce que la tension de sortie tombe en dessous de la tension qu'il souhaite maintenir. Je suggère d'obtenir deux fournitures de laboratoire et de l'essayer par vous-même. Ce n'est que lorsque vous utilisez une charge électronique (celles-ci peuvent agir comme une alimentation et une charge) que vous avez raison. Mais ce sont des instruments de laboratoire coûteux, pas nécessaires pour piloter certaines LED.
Bimpelrekkie
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@DrFriedParts Évidemment, vous 1) n'avez jamais essayé cela et / ou 2) si vous l'avez utilisé, vous utilisez une alimentation "impaire" sans aucune protection contre le courant d'entrée inverse. Utilisez des fournitures de laboratoire appropriées et aucun courant ne circulera . Pour faire passer le courant, l'alimentation 3 V devrait être une charge active .
Bimpelrekkie du
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Tous, sauf ceux conçus pour un fonctionnement en parallèle, présenteront une charge. Certes, les SMPS grand public bon marché envisagés ici font Hmm, généralement les SMPS grand public bon marché ne sont pas conçus pour être utilisés en parallèle. La plupart fourniront plus que leur courant nominal (ils n'ont pas de limite de courant appropriée). Je vous suggère de connecter un SMPS aussi bon marché et de connecter une tension légèrement plus élevée que sa tension nominale à sa sortie et de voir si du courant circule. 99 sur 100 ont une diode à la sortie empêchant le courant de circuler, donc je ne vois pas comment ils peuvent même charger la sortie.
Bimpelrekkie
Ce n'est certainement pas le cas de la plupart des fournitures de laboratoire, car elles ont presque toujours une sorte d'étage de sortie linéaire après le redresseur AC / DC. Prenons l'exemple de HP / Agilent / Keysight E3631A: gerrysweeney.com/wp-content/plugins/download-attachments/…
DrFriedParts
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Il s'agit d'un cas classique où un peu de connaissance est une chose dangereuse. Votre erreur ressort clairement de la phrase «résistance à travers les lignes électriques». Si vos lignes électriques sont longues de plusieurs kilomètres, vous devez en tenir compte. Sinon, non. C'est si simple.

Bien sûr, si vous utilisez un câble très fin, vous devrez peut-être tenir compte de sa résistance. Cependant, votre plus gros problème est que le câble est maintenant un élément chauffant et risque de faire fondre l'isolant et / ou de déclencher un incendie. Si vous avez prêté attention aux valeurs nominales actuelles de vos câbles, la résistance des câbles est négligeable et peut être ignorée en toute sécurité.

Graham
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Les lignes électriques sur une bande LED sont vraiment minces et la résistance est importante, en témoigne la nette baisse de luminosité.
Makoto
7
C'est tout simplement faux. La chute de tension est une préoccupation réelle dans les applications d'éclairage à basse tension. Si vous pensez que vous pouvez ignorer la chute de tension lors de ce type d'installation, vous ne savez tout simplement pas de quoi vous parlez.
J ...
@Makoto Quelle importance? À 6 A, chaque baisse de 1 V signifie que vous avez dissipé 6 W de puissance dans la résistance, ce qui représente un risque d'incendie absolu. Vous voudrez probablement vérifier comment vous les connectez. Peut-être que vous pouvez vous en sortir avec le câble mince fourni avec une seule bande, mais pour plusieurs bandes, vous devrez remplacer ce câble par quelque chose capable de gérer le courant.
Graham
avec 5m, (environ 1A), alimenté comme Todor a suggéré qu'il y ait une chute de 3,5v. donc environ 3,5 watts. Mais le plan actuel est de séparer les lignes en sections de 5 m
Makoto
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La dissipation de puissance de 6 W n'est pas un problème si elle est répartie sur 10 mètres. Le problème est que mettre 6A sur une trace PCB faite pour 2A va causer beaucoup plus que 6W. @Agent_L vous avez droit à une intensité beaucoup plus élevée sur les mêmes fils à l'intérieur d'un châssis, car les distances sont courtes et les utilisateurs ne peuvent pas le contacter. Par exemple, 14AWG n'est pas déraisonnable pour 30A dans un châssis. Pour ma part, j'utilise des fils toronnés 20AWG pour connecter les bandes LED, car le solide 18AWG est trop rigide et tirera les connecteurs ou déchirera les fils soudés des plots de PCB. Attention, j'ai généralement au plus une section de 4 'de bande.
Harper - Rétablir Monica