12V低压灯带的原理,及如何计算功率?

由 - mark
2021.07.10 05:13 PM

除了可以接220V市电的高压灯带之外,还有另外一类的LED灯带存在,就是低压灯带了。低压,顾名思义,是输入电压是直流DC12V,或者是24V (当然也有36V和48V,见得会少一些)的LED灯带。


低压灯带的好处是:

  • 使用安全,就算是碰到灯带也不会有触电危险。
  • 可以随意5cm或者10cm一节剪裁,适用于DIY不同长度的使用场景。
  • 比高压灯带有更多的功能,如:RGB幻彩效果,色温转换,甚至是流水、跑马效果等。
  • 容易匹配电源。不需要很专业的知识,只需要了解功率以及电压就可以完美匹配。

既然好处多多,我们来了解下原理,以及如何计算他的功率吧。


12V低压灯带原理

12V低压灯带的原理,其实比较简单。 我们知道,贴片SMD的LED灯珠的电压一般是3-4V之间。 我们把3颗贴片LED灯珠串联在一起,就可以得到9-12V左右的压降。


接下来,我们把很多段3颗灯珠的电路并联在一起,我们就可以得到长度很长的LED低压灯带,也就是说,我们就可以用12VDC的恒压电源供电LED了。



12V LED 灯带
12V LED 灯带

这里有几个地方需要注意:


1. 每颗LED灯珠的电压其实都是不同的。不过,通过筛选出特别接近电压的灯珠,我们可以得到比较稳定的压降灯带。例如,我们都选3.0-3.1V之间的LED灯珠来制作灯带。敲黑板!!一些低价的LED灯带,并没有严格筛选LED灯珠的电压段,因此,使用起来不仅仅影响稳定性,还会有色温和亮度不统一的情况。


2. 如果了解LED的伏安特性,您会知道,在大于LED工作电压的时候,比如5V以上,允许经过LED灯珠的电流会变得非常非常大。而大电流的通过,会导致LED灯珠芯片因为高温而烧坏。所以,我们不能直接把3颗LED灯珠就这样串起来。如何是好呢?


SMD贴片电阻,作为限流作用,就出现在LED灯带上面了。对了,就是低压灯带上,除了LED灯珠之外的一颗颗小黑点,就是有固定阻值的贴片电阻。 有了这些电阻的存在,就算是恒压驱动器的输出电压有波动,也不至于一下子就烧坏LED灯珠了,起到了保护灯珠的作用。 


不同的贴片电阻的阻值,很直接地影响到通过这一串LED灯珠的电流,换言之,LED灯带的功率,以及亮度,也是由这些电阻的阻值来决定的。


3. 因为每一串3颗SMD贴片LED灯珠,外加一粒贴片电阻,组成了一个小电路。然后我们把无数这些小电路并联起来,就可以得到一条长长的灯带。所以为什么低压灯带是可以随意裁剪的。裁剪之后,虽然长度不同,但因为输入电压还是保持不变,还是可以用回之前一样的驱动电源。

12V LED灯带的功率如何计算?

好了,我们知道了12V LED灯带的电压是12VDC,那么,它的功率如何计算呢?


从上面我们可以知道,贴片电阻决定了每串,也就是每截LED的电流。我们拿SMD2835规格的12V低压灯带为例,假设电阻的阻值设定在:限制每串LED灯珠的电流是30mA; 单颗2835贴片灯珠的额定电压是60mA,为什么要设定在30mA呢?因为在保证亮度的前提下,越低电流就越有助于降低灯珠的发热情况,提高发光光效,以及延长灯带的使用寿命。


现在我们可以计算每截灯带的功率了。 


功率 (W) =  电压 (V)x 电流 (A)   也就是:功率=12V x 30mA = 0.36W.


又假设,我们一米的灯带,是有120颗SMD 2835灯珠,因此也就是有120/3=40串一样的并联起来,一米灯带的功率也就是: 0.36W x 40 = 14.4W。


如果一米只有60颗灯珠,就是有60/3=20并,这条灯带的功率就是:0.36W x 20 = 7.2W。


整卷12V LED灯带
整卷12V LED灯带

市面上的灯带都写14.4W一米,实际上有吗?

市场上的LED灯带种类繁多,鱼目混珠,标称的功率会不会跟实际一样,可要细心分辨才行。


一般来说,作为制造企业,早期的低压SMD5050灯带,基本上写上:功率< 14W/M。 意思就是每米的功率会小于14W。这就让人模棱两可了,一米你做个3W,也是小于14W啊。你做到12W,也是小于14W。 3W一米和12W一米,不容分说,肯定亮度不一样了。


合格的LED灯带制造商,会写出准确的LED耗电功率,例如:功率12W/m。 通过产品的标签,我们就可以计算出合适我们具体长度的灯带所匹配的电源功率了。


当然,不排除有虚标的情况,包括灯带和电源。如何分辨呢?


这里给大家讲解一下非专业人士,没有专业仪器下,如何分辨灯带的好坏,或者功率够不够大。


  1. 首先,我们看下一米的SMD灯珠有多少。越多的灯珠,一般来说功率也会越高。一般一米的灯珠数量有60,90,120,180,200,甚至是240颗都会有。越多灯珠,功率和亮度自然也会越大。
  2. 我们还可以看一下灯带柔性版的厚度。柔性版,就是柔性可弯曲的线路板。借助于柔性这个特点,LED低压灯带的使用场景才会如此广泛。柔性版上白色(也有黄色的)绝缘层下,就是铜皮。铜皮是用来走电流的,我们知道功率越大,所需要的电流也越大。如果说柔性版上只是单面有铜皮,那这个灯带的功率就不会很大。相反,如果柔性版上下两侧都有铜皮,而且铜皮比较厚,那这条灯带的功率就会比较大。
  3. 通电点亮看亮度。亮度越高,一般来说功率也会越大。

以上是不用功率表或者专业仪器,仅仅通过目测来分别灯带功率的几个办法,希望能帮到大家。如果你有更多的问题,不妨留言给我们,或者看我们其他更多的LED科普文章。