LED灯条内部原理图及电压信息

研究 LED 灯带的内部原理图将带您深入了解这款超级灵活灯具的构造。 所以,如果您想从根本上了解LED灯带,这篇文章就是为您准备的!

LED 灯带的 PCB 使灯具具有带状或绳状结构。 它基本上是 LED 灯条的主要结构体,其他微小组件也驻留在其中。 这些包括LED芯片、电阻、电容等。所有这些词组合起来使LED灯带发光。 然而,额定电压对于确保最佳照明性能至关重要。

在这篇文章中,我涵盖了有关LED灯带内部原理图及其电压要求的所有基本信息。 如果您不熟悉 LED 灯条并想了解它们,本指南将是您开始的最佳选择 - 

LED灯带内部原理图 

超薄柔性LED灯带的内部原理图会让你惊叹不已; 它们由许多微小的部件组成。 LED灯带的基本内部元件如下:

led灯条的组成部分
  • LED灯珠

LED灯珠是LED灯条发光的主要部件。 它们由半导体颗粒制成,当电流通过时会发光。 LED灯条内排列着许多微小的LED灯珠。 这些珠子可以有不同的尺寸。 LED 灯条的照明输出取决于这些灯珠的数量、尺寸和形状。 要了解更多信息,请检查此 - 数字和 LED:2835、3528 和 5050 是什么意思?

  • 电路板 

LED 灯条的所有元件均布置在印刷电路板(通常称为 PCB)中。 这些板非常灵活,可让您根据需要塑造条形灯的形状。 PCB 最有趣的事实是它们在整个电路板上都有切割标记。 您可以使用剪刀按照标记进行切割。 这有助于您根据安装需要调整条带的尺寸。 查看 你能切割 LED 灯条吗以及如何连接:完整指南 了解如何切割 LED 灯条。

  • 电阻 

LED 灯条中的电阻控制灯条内的电流。 如果灯具通过过大的电流,它们就会被损坏。 安装电阻器就是为了防止这种情况发生。 它可以控制电压和电流,确保最佳性能。 

  • 电容器

该电容器用于 LED 灯条,以确保均匀一致的照明。 它可以稳定电源并减少闪烁或其他不需要的电气效应。 然而,并非所有 LED 灯带都配备电容器。 它通常出现在带有IC的高级灯带中; 基本 LED 灯条也可能有一个电容器。

  • 发光二极管 

保持流经 LED 灯条的电流方向至关重要。 如果万一电流反向流动,就会损坏LED芯片。 由于这些原因,使用二极管来确保电流仅沿一个方向流动。 这些是也具有颜色控制能力的半导体器件。 例如,在 RGBX LED灯条,您可以通过调整流过每个二极管的电流来控制每种颜色(红色、绿色和蓝色)的强度。 因此,它允许您创建多达 16 万种色调。 检查此以了解更多信息: RGB vs. RGBW vs. RGBIC vs. RGBWW vs. RGBCCT LED 灯条

  • 铜迹线

LED 灯带 PCB 上的铜迹线充当电导体。 它为电流从电源流向各个 LED 灯条和其他组件创建了一条路径。 因此,它连接 LED 芯片、电阻器、二极管和其他电路。 这可确保整个 LED 灯条长度的电力分布均匀。 

电压的基本原理 

LED灯带的电压取决于两个因素-

LED 的电压、其组件和电源

在确定LED灯条的电压时,需要考虑三个因素。 这些如下- 

  • LED电压

条形灯中使用的 LED 具有单独的电压要求。 该电压通常称为“正向电压”或“VF”。 它是LED发光所需的最低电压。 该电压的要求因 LED 的类型和颜色而异。 例如,白光 LED 通常需要 3 至 3.4 伏左右的电压。 对于其他颜色的光,这可能会有所不同。 下图显示了不同颜色 LED 的正向电压范围 -

LED颜色 典型 VF 范围
红色1.8至2.1伏
琥珀色2至2.2伏
橘色1.9至2.2伏
黄色1.9至2.2伏
绿色2至3.1伏
蓝色3至3.7伏
白色3至3.4伏
  • 组件电压兼容性

LED灯带由不同的组件组成。 这些包括电阻器、二极管和电容器。 每个组件的电压都必须与 LED 的电压匹配。 如果电压不匹配,可能会损坏组件或导致故障。 

  • 电源电压

电源电压称为“输入电压”或“电源电压”。 它是提供给灯具的外部电压。 由于LED灯带对电压敏感,因此必须确保LED及其组件的电压与电源电压匹配。 例如,如果您有 12 伏 LED 灯带,则必须使用 12 伏电源。 如果使用更高或更低的电压,LED 灯带将无法发挥最佳性能。 

LED 的配置

LED 灯带的 LED 可以采用两种配置方式排列:串联和并联。 这些将在下面讨论 - 

串联电路 

在串联电路中,PCB 的 LED 是首尾相连的。 也就是说,一个 LED 芯片的末端连接到另一个 LED 芯片的起始端。 结果,电流依次流过每个 LED。 在串联电路中,等量的电流流过所有 LED,电压相加。 例如,如果 LED 灯带中有 n 个 LED,则灯带的总电压将是单个 LED 的 VF 的 n 倍。

串联电路

优点:

  • 有效利用电源电压。
  • 需要更少的连接和组件
  • 简单的电路配置 

缺点: 

  • 一个 LED 故障可能会破坏整个电路
  • LED 之间 Vf 的差异会导致照明不均匀

并联电路 

在并联电路中,多个 LED 并排连接,每个 LED 都有一个不同的分支。 每个分支都直接连接到电源。 因此,每个组件上的电压保持恒定。 然而,电流分布在分支之间。

并联电路

优点:

  • 如果一个 LED 发生故障,其他 LED 继续运行
  • 每个LED均可独立控制
  • 设施先进的照明功能,如色彩混合或动画 

缺点: 

  • 复杂的电路配置 
  • 需要更多接线
  • 功率分布不均匀
  • 所有LED的亮度并不相同

LED 灯条的额定电压 

通常,LED灯条被认为是低压灯具。 但也可提供高压型号。 LED灯带的额定电压如下- 

低压LED灯条

大多数 LED 灯条通常采用 12V 或 24V 电压。 第一种是室内照明的理想选择; 您还会在汽车照明中找到它们—— 房车 12 伏 LED 灯完整指南。 同时,24V LED灯带主要用于户外或商业照明。 比较这两种灯带,24V LED 灯带比 12V LED 灯带效率更高。 要了解如何选择 LED 灯带的额定电压,请遵循以下指南 - LED灯带电压如何选择? 12V还是24V? 不过,也可提供 5V 的低压 LED 灯条。 大多数 USB 电源 LED 灯带的额定电压通常为 5V。 下面,我添加了低压 LED 灯带的快速比较图 - 

低压 LED 灯带比较:5V、12V、24V
LED灯带总电压电阻两端电压电阻器上“浪费”的功率百分比应用领域
5V(每组 1 个 LED)2V40%便携式设备USB供电的照明 DIY项目 小型重点照明
12V(每组 3 个 LED)3V25%汽车照明房车照明橱柜下照明家居装饰和重点照明
24V(每组 6 或 7 个 LED)3V12.5%商业许可证 和工业照明建筑照明大型装置 户外标牌 和照明

高压 LED 灯条 

您不需要潜水员或笨重的变压器 高压LED灯带。 它们可以具有不同的额定电压,包括 AC110V、120V、230V 和 240V。 只需一个插件即可长达 50 米。 这些使得高压 LED 灯条适用于商业和户外照明。 

高压LED灯带的应用

LED 灯条压降

当电流在 LED 灯条内流动时,电压沿着 LED 灯条的长度下降,称为 LED 灯条的压降。 由于电压下降,LED灯条的亮度随着远离电源的长度逐渐降低。 影响电压降的因素如下: 

  1. LED灯条总电流
  2. 线材长度和直径
  3. PCB中铜的长度和厚度

要了解有关 LED 灯带压降的更多信息,请查看以下内容: 什么是LED灯带压降?

如何减少LED灯带压降? 

由于电压下降,亮度和整体照明输出受到严重影响。 以下是您可以通过以下方式降低 LED 灯条压降的方法:

1.使用高压LED灯带

高压LED灯带不易出现电压下降。 如果您在使用12V或24V LED灯带时遇到压降问题,我建议您选择高压LED灯带。 它可以是适合您照明用途的 48Vdc 或 36Vdc LED 灯带或 110Vac、120Vac(或更高)。 但无论您选择什么,都要确保LED灯条的电压与电源电压兼容。 

2、缩短LED灯带长度 

电压降和电流流动电阻随着长度的增加而增加。 

 长度 ⬆ 电压 ⬆ 电压降 ⬇

这就是为什么缩短 LED 灯条的长度会降低电压降。 要了解有关 LED 灯带的长度及其电压的更多信息,请检查以下内容: 最长的 LED 灯带有哪些?

3. 多条并联接线

当连接多个 LED 灯条以增加长度时,会导致电压下降。 因此,随着长度的增加,LED 灯带的亮度开始逐渐变暗。 为了避免此类问题,请将电源的并行接线连接到每个新添加的 LED 灯条。 这将减少电压降。 

4.使用更厚更宽的PCB

LED 灯条的所有组件均布置在其印刷电路板或 PCB 内。 它还包含电阻器。 随着长度的增加,电阻也会增加,从而导致电压下降。 但您可以通过使用更厚更宽的 PCB 来降低电压降。 

您必须精确提供指定的电压吗?

LED 对电压敏感。 因此,必须为 LED 灯条提供准确的电压才能获得最佳性能。 然而,LED 的输入电压存在一个容差范围。 如果供电电压超过允许范围,灯具将会损坏。

LED 的工作电压称为正向电压或 VF。 例如,如果 LED 的 VF 为 3.2 伏,容差为 ±0.1 伏。 这表明LED灯带可以在3.1伏至3.3伏范围内正常工作。 如果供电电压超过此值,就会损坏 LED。 这就是为什么最好完全按照规格提供电压。 

常见问题

当电流流过元件时,供电电压能量的减少称为电压降。 这可能是由多种原因引起的,包括电流负载、电阻、电线长度增加等。 

LED 灯条是低压灯具,通常为 12V 或 24V。 但高压 LED 灯带的电压也可以高达 240V (AC)。

LED灯条可以是恒压的,也可以是恒流的。

恒压:

需要固定电压,通常为12V或24V。

安装更容易。

常见于家庭使用。

恒流:

以固定电流运行,如 350mA。

用于专业环境。

需要专门的司机。

根据您的项目需求进行选择。

12V或24V的低压LED灯带需要变压器将电源的高电压转换为合适的额定值。 但高压 LED 灯带不需要任何变压器。 

不可以,24V LED 灯带不能在 12V 电压下运行。 24V 的正向电压需要精确的电源电压。 如果提供的电压较低,它将无法正常工作或根本无法工作。

检查 LED 灯带的包装,了解其额定电压。 如果包装中找不到带体的额定电压,请检查带体的额定电压。 

底线 

LED 灯带是适合多种应用的多功能照明灯具。 它们有高电压和低电压两种版本。 但无论您选择什么电压,请确保其与输入电压匹配。 要了解有关 LED 灯条的更多信息,请查看这篇文章 - LED灯条如何工作?
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