LED ストリップ ライトの主な入力電圧は、それぞれ 12 Vdc と 24 Vdc です。 それらは安全で、取り扱いが簡単です。 しかし、よく耳にするのは、LED ストリップの一方の端が明るく、もう一方の端が暗いということです。 なんで？

答えは電圧降下です。 実際、これは低電圧照明システムではごく普通のことです。
この記事では、次のことについて説明します。

LEDストリップの電圧降下とは何ですか?

LED ストリップの電圧降下は、電源と LED 自体の間で失われる電圧の量です。
回路内の抵抗が大きいほど、電圧降下が大きくなります。

LEDストリップのDC回路では、ワイヤーとストリップライト自体を通過するにつれて電圧が徐々に低下します。 そのため、ワイヤーまたはストリップを延長すると、ストリップ ライトの片側が反対側よりも明るくなります。

なぜ LED ストリップの電圧降下が発生するのですか?

最初の理由は、どの長さのワイヤにも一定量の電気抵抗があることです。 ワイヤーが長いほど、抵抗が大きくなります。 電気抵抗によって電圧降下が発生し、電圧降下によって LED が暗くなります。

XNUMX つ目の理由は、PCB 自体に抵抗があることです。 PCB の抵抗は電圧の一部を消費し、電気エネルギーを熱エネルギーに変換します。

PCB の抵抗は、断面のサイズ (PCB ボードの幅と銅の厚さに対応) に関連しています。 PCB の断面積が大きいほど、抵抗は小さくなります。 PCB の長さが長くなるほど、抵抗が大きくなります。

電圧降下を見つけるには？

LED の電圧降下は白色の LED ストリップで最も目立つため、色が変化する LED ストリップの白色光を開いて電圧降下を観察できます。

長距離の白色光 LED ストリップを走らせて、電圧降下が見られるかどうか見てみましょう。 下の写真では、最初 (位置「1」) は真っ白で、距離を走った後 (位置「2」) に白いライトが徐々に黄色に変わり、LED ストリップの最後 (位置「3」）、電圧の低下により白色光が赤色に変わります。

(注意: LED ライトストリップが巻かれているときは、長時間点灯しないでください。LED ストリップが損傷します。)

LEDストリップ電圧はLEDチップに関連しています。 以下は、いくつかのカラー チップ ドライブに必要な順方向電圧です。

• 青色LEDチップ：3.0～3.2V
• 緑色 LED チップ: 3.0-3.2V
• 赤色 LED チップ: 2.0-2.2V

注： 白色 LED は青色チップを使用し、表面に蛍光体を追加します。

青色チップの駆動電圧は、緑色および赤色チップの駆動電圧よりも大きくなります。 したがって、白色LEDストリップライトの電圧が低下し、現在の電圧が青色チップに必要な電圧を満たさない場合、ライトストリップは黄色(緑と赤の混合色)と赤を表示します。これは、必要な電圧よりも低いためです。白い光。

すべての LED ストリップ ライトに電圧降下がありますか?

基本的に、5Vdc、12Vdc、および 24Vdc などのすべての低電圧 LED ストリップには、電圧降下の問題があります。 同じ消費電力であれば、電圧が低いほど電流が大きくなるからです。 オームの法則によれば、電圧は抵抗に電流を掛けた値に等しくなります。 導体の抵抗は一定です。 電流が大きいほど、電圧降下が大きくなります。 これが、人々が電気を送電するために高電圧を使用する理由でもあります。

110VAC、220VAC、230VAC などの高電圧 LED ストリップには、通常、電圧降下の問題はありません。 片端給電の場合、高電圧 LED ライト ストリップの最大走行距離は最大 50 メートルです。 電圧に電流を掛けたものに等しい電力によると、高電圧LEDストリップの電圧は110Vまたは220Vであるため、高電圧LEDストリップの電流は非常に小さいため、電圧降下も小さくなります。

　 定電流 LED ライト ストリップ、一般に24Vdcで、電圧降下の問題はありません。 定電流 LED ストリップには IC があるため、これらの IC は LED に流れる電流を一定に保つことができます。 LEDを流れる電流が一定である限り、LEDの明るさも一定です。 

実は定電流LEDライトの電圧も下がってしまいます。 たとえば、定電流 LED ライトストリップの端の電圧も 24V より低くなります。 通常の状況では、電圧降下によって LED を流れる電流が減少し、輝度が低下します。 ただし、定電流 LED ストリップには IC があるため、これらの IC は LED を通過する電流を一定に保つことができます。これは、特定の電圧範囲 (たとえば、24V ~ 19V) 内である必要があります。

LED ストリップの電圧降下は有害ですか?

LED ストリップの電圧降下は、通常、LED に供給される電圧が当初の予想よりも低い形式であるため、LED に悪影響を与えることはありません。

ただし、電圧降下は通常、電気エネルギーが抵抗器の熱エネルギーに変換されることを表し、大量の熱を発生します。 これは、LED ストリップが熱に弱い素材の中または近くに取り付けられている場合に問題を引き起こす可能性があります。 また、3M の接着剤と LED は熱に弱いため、過度の電圧降下が問題になる場合があります。

電圧降下に影響を与える要因は何ですか?

オームの法則によると、電圧は電流×抵抗に等しくなります。

ワイヤーの抵抗は、ワイヤーの長さとサイズによって決まります。 LED ストリップの PCB 抵抗は、PCB の銅の長さと厚さによって決まります。

したがって、LED ストリップの電圧降下の程度は、主な要因によって決定できます: LED ストリップの総電流、ワイヤの長さと直径、LED ストリップの長さ、PCB 銅の厚さ。

LEDストリップの総電流

LED ストリップの仕様により、1 メートルの LED ストリップの電力を知ることができるため、LED ストリップの総電力を計算できます。

LEDストリップの総電流は、総電力を電圧で割った値に等しくなります。

したがって、総電力が大きいほど、総電流が大きくなり、電圧降下が大きくなります。 したがって、高出力の LED ストリップの電圧降下は、低出力の LED ストリップの電圧降下よりも深刻です。

逆に、電圧が低いほど電流が大きくなり、電圧降下が激しくなります。 したがって、12V LED ストリップの電圧降下は 24V ストリップより深刻です。

ワイヤーの長さと直径

ワイヤの抵抗は、主に導体の材質、導体の長さ、および導体の断面積によって決まります。 

ワイヤの抵抗は、主に導体の材質、導体の長さ、および導体の断面積によって決まります。 ワイヤが長いほど抵抗が大きくなり、断面積が小さいほど抵抗が大きくなります。

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PCB の銅の長さと厚さ

PCB はワイヤに似ており、どちらも導体であり、それ自体に抵抗があります。 PCB の導電性材料は銅です。 PCB が長いほど、抵抗が大きくなります。 PCB 内の銅の断面積が大きいほど、抵抗は小さくなります。
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電圧降下を避けるには？

LED ストリップには電圧降下の問題がありますが、次の方法で回避できます。

並列接続

より長い LED ストリップを取り付ける必要がある場合は、5 メートルごとにストリップを電源に並列に接続することをお勧めします。

LEDストリップライトの両端の電源

市販されている LED ストリップの推奨最大長は 5 メートルです。 10 メートルの LED ストリップを取り付ける必要がある場合は、LED ストリップの両端を電源に接続できます。

複数の電源を使用する

単一のユニットの代わりに複数の電源を使用すると、より良い輝度を得ることができます。 電源から遠く離れすぎないように、戦略的な計画が必要です。

高電圧 48Vdc または 36Vdc LED ストリップを使用

電圧降下の問題を回避するために、より高い入力電圧の LED ストリップを使用してください。

たとえば、48V と 36V の代わりに 24V、12V、5V を使用します。

電圧が高いほど電流が少なくなるため、電圧降下が少なくなります。

厚い銅 PCB で LED ストリップを使用する

銅は、電気配線で最も一般的に使用される材料です。 これは、電気をよく通し、銀に比べて比較的安価だからです。 

銅の厚さは通常オンスで測定されます。 銅線が太いほど、より多くの電流が流れます。 

2オンスの使用をお勧めします。 または3オンス。 電圧降下を避けるためのハイパワーLEDストリップ用。

銅線が太いほど、内部抵抗が低くなります。 

したがって、銅線の方が電力効率が高くなります。 

また、放熱性にも優れています。

大きいサイズのワイヤーを使用

場合によっては、LED ストリップが取り付けられている場所が LED 電源から遠く離れていることがあります。 次に、LED ストリップと電源を接続するために使用する必要があるワイヤのサイズを検討する必要があります。 もちろん、ワイヤーのサイズは大きいほど良いです。 許容できる電圧降下を知る必要があり、このワイヤの長さがどのくらいの電圧降下を引き起こすかを知る必要があります。

以下の手順に従って、ワイヤのサイズを決定できます。

ステップ 1. ワット数を計算する

XNUMX メートルあたりの電力は LED ストリップのパッケージ ラベルで確認できます。合計電力は、XNUMX メートルあたりの電力に合計メートル数を掛けたものです。 次に、合計電力を電圧で割り、合計電流を取得します。

ステップ 2. LED ストリップとドライバーの間の距離を測定する

LED ストリップと LED 電源装置の間の距離を測定します。 これはワイヤのサイズに直接影響します。

ステップ 3. 適切なサイズのワイヤーを選択する

を使用してワイヤの電圧降下を計算できます。 電圧降下計算機.

電卓でさまざまなワイヤ直径を変更して、さまざまなワイヤ直径に対応する電圧降下を確認できます。 

このようにして、適切なサイズのワイヤを見つけます (電圧降下を許容できる)。

超ロング定電流LEDストリップを使用

　 超ロング定電流（CC）LEDストリップライト リールごとに50メートル、30メートル、20メートル、15メートルを達成でき、一方の端で電源に接続するだけでよく、最初と最後の明るさは同じです。

回路に定電流 IC コンポーネントを追加することにより、超ロング定電流 LED ストリップは、LED を流れる電流を特定の電圧範囲 (たとえば、24V ～ 19V) 内で一定に保つことができるため、LED の輝度は一貫性のある。

まとめ

電圧降下の問題は解決できますが、時間と費用がかかります。 お金を節約したい場合は、LED ストリップを電源に並列に接続するか、LED ストリップの両端を電源に接続できます。 時間を節約する必要がある場合は、より厚い銅 PCB の LED ストリップまたは非常に長い定電流 LED ストリップを選択できます。 しかし、時には時は金なりです。

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