LED 灯带的电源该买多大,末端为什么会变暗?

电视墙后的灯带,插头那头亮、远端那个角落暗一截;或者书桌下的电源烫得手放不住。两件事都出在卷盘上印着的两个数字——每米瓦数和电压——而且都能在把灯带贴上墙之前用算术解决。

核心要点

  • 电源规格 = 每米瓦数 × 米数 × 1.25,再向上取整到市售的下一档。5 m 的 14.4 W/m 灯带要买 100 W。
  • 不只看电源,还要核对控制器的单通道电流上限。72 W 在 12 V 下是 6 A,在 24 V 下是 3 A。
  • 末端变暗就是压降。末端电压低于标称值的 90%——10.8 V 或 21.6 V——就从同一个电源注入电源。
  • 绝不要把两个电源的电源导轨接到同一条灯带上。把灯带在电气上分段,只让数据线跨过去。
  • 做全白测试:全白、最高亮度、十分钟,然后摸电源和控制器。
只涉及低压侧

这里的全部内容都是电源与灯带之间的 12 V 或 24 V。市电布线、拆开电源、交流侧的任何操作:在大多数辖区都是电工的活,许多辖区更是法律要求。

两卷硅胶 LED 霓虹柔性灯带正在测试,一卷发出青色光,另一卷发出暖黄色光,并连接到显示电压和电流读数的工作台电源。
测量而非估算:将两卷灯带接到工作台电源上,让显示屏直接呈现给定电压下的实际电流,而不是根据数据表计算。

算出灯带实际吃多少电

找每米功率。卷盘、包装盒或商品页面上通常写作“W/m”或“每米瓦数”。乘以长度:

总负载(W)= 每米瓦数 × 米数

一条 14.4 W/m、长 5 m 的灯带是 72 W。然后加余量。长期以额定输出运行的电源会发热,而热就是电源损坏的原因:

电源规格 = 总负载 × 1.25,向上取整到市售的下一档

72 W × 1.25 = 90 W,所以买 100 W。100 W 电源跑 72 W 处在舒适区间,温度更低,寿命也比一直以 96% 负载运行的 75 W 电源长得多。电源额定值远高于负载从来不是问题:电源只输出负载实际需要的电流,额定值是上限,不是固定输出。唯一必须精确匹配的是电压——24 V 电源接到 12 V 灯带上,灯带立刻烧毁。

灯带长度总负载该买的电源12 V 下的电流24 V 下的电流
4.8 W/m5 m24 W30 W2 A1 A
9.6 W/m5 m48 W60 W4 A2 A
14.4 W/m5 m72 W100 W6 A3 A
14.4 W/m10 m144 W200 W12 A6 A

这三个每米功率是卷盘上最常见到的:4.8 W/m 是灯珠稀疏的单色灯带,9.6 W/m 是密排的单色灯带,14.4 W/m 是典型的 RGB 灯带。电流两列是下一节要用的数字。

没有标明 W/m,不要按 LED 数量猜。每米 LED 数量相同的两条灯带,因所用 LED 不同,功耗可能相差两三倍。没标功率的灯带没法配电源——仅这一点就足以让你对它多留个心眼。

桌面上的控制器、手机与一条亮着蓝光的 LED 灯带,接在台架电源上。
工作台上的灯带、控制器,以及给两者供电的电源。加长灯带时最容易被忘掉的就是控制器——它有自己的上限,跟电源的上限不是一回事。

核对控制器的额定值,不只是电源的

这一步最常被跳过,也是我们最常见到出问题的地方。

控制器位于电源与灯带之间,每个控制器的每个输出通道都有最大电流。100 W 电源可以轻松输出超过控制器能通过的电流。有人说“我买的电源够大,灯还是变暗而且发热”,瓶颈几乎总在控制器输出,而不是电源。

把负载换算成电流来核对:

电流(A)= 功率 ÷ 电源电压

72 W 在 12 V 系统里是 6 A,在 24 V 系统里是 3 A。拿它对照控制器的单通道额定值。彩色灯带的总电流会分到各通道——但不要假定分得均匀,因为全白会同时驱动所有通道,这是最恶劣的工况,也是该按它定规格的工况。

全白测试。不管打算跑什么效果,先把灯带设为全白、最高亮度,运行十分钟,然后摸控制器和电源。彩色效果很少同时让所有通道满负荷,勉强够用的安装可能几周看着都正常,直到第一次有人选白光才过热。全白下温度合适,跑什么都合适——包括整夜亮着,规格选对的低压电源本来就是为此设计的。

末端为什么会变暗

灯带里的铜箔很薄,有电阻。沿途每颗 LED 都通过它前面的铜箔取电,每一段铜箔都会掉一点电压。到末端时,LED 拿到的电压低于起始端,所以更暗。

由此得出三个有用的结论:

电压在这里比在任何地方都要紧。同样的瓦数,24 V 灯带的电流只有 12 V 的一半,同样的铜箔掉的电压也只有一半,而这点压降在更高的标称值里占比更小——总效果只有四分之一。常见的单端供电极限——12 V 灯带约 5 m、24 V 约 10 m——就是这么来的。电视背后用 12 V 没问题;沿着 10 m 的灯槽走,先选 24 V,再考虑要不要注入。

解决:从同一个电源注入电源

办法是不让全部电流流过整条灯带。从同一个电源另拉一对导线,直接接到灯带后段的某个位置——通常是末端——接在那里的电源导轨上。

上图:LED 灯带只在起始端供电,电压从起始端的 12 V 降至末端约 10 V,灯带绘制为逐渐变暗。下图:同一灯带由一个电源从两端供电,全长电压保持接近 12 V,亮度均匀。
一个电源,两路电缆。电流现在只需流过一半距离,因此压降大幅降低——数据线仍然只从起始端接入。
  1. 用同一个电源从两端供电。一个电源,两路电缆。电流实际要走的距离变成灯带的一半,压降显著降低。
  2. 两端极性必须一致。两端都是正接正、负接负。第二个供电点极性接反,就是把电源短路。
  3. 用确实比灯带铜箔粗的电缆。目的就是提供一条电阻更低的路径。细门铃线几乎没用。
  4. 不要把数据线接到第二个供电点。可寻址灯带的电源可以在任何位置注入,但数据信号仍必须从起始端进入、沿单一方向传输。在末端注入数据没有帮助,反而会扰乱信号链。
绝不要把两个独立电源接到同一条灯带

两个电源的输出电压总会有细微差异,它们会通过灯带相互灌电流。超长灯带非得用两个电源,就把灯带分成电气上独立的区段,只连数据线,绝不连电源导轨。

怎么判断需不需要注入

把灯带设为全白,用万用表量末端焊盘之间的电压,对照你系统那一行:

标称电压低于 90%:注入电源低于 85%:谁都看得出来
12 V低于 10.8 V低于 10.2 V
24 V低于 21.6 V低于 20.4 V

延长现有灯带,还是新建第二路

灯带长到一定程度,答案就不再是继续加长。问对问题,两种方案很容易选。

情况做法
尚未超过灯带标明的最大连续长度,也未超过控制器通道额定值 延长现有灯带
已超过最大连续长度,但效果必须连贯 延长灯带,并在末端注入电源
已超过控制器的额定电流 第二个控制器。此时限制不在电源
新增区段在另一个房间或另一个表面 新建第二路,用独立控制器。强行让一路灯带跨两个空间,电缆会布到让你后悔的位置
希望两个区段显示不同效果 第二个控制器——一个通道同一时间只能做一件事

每种可寻址灯带还受控制器可寻址像素数的限制;例如我们的 Y16 像素平台每个控制器最多 1000 个像素。超过之后,多出的 LED 要么不亮,要么从头重复图案。这个限制写在控制器规格里,应用里改不了。

运行成本,以及该关掉什么

装饰灯带的负载很小。5 m 的 14.4 W/m 灯带全白时 72 W——相当于一只老式白炽灯泡。每天四小时不到 0.3 kWh,多数装饰效果的功耗远低于全白的一半,因为它们从不同时驱动所有通道。不管你的电价多少,这都不是该担心的地方。灯关着时电源的空载功耗,按一年累计反而更该关注——所以我们更希望你在插座处关掉,而不是让电源永久空载。

市面主流灯带怎么躲开远端变暗

品牌灯带用限制总长而不是补电来对付压降。它们的上限就是上面那套算术,只是由厂商替你算好。

灯带电压与电源最长运行上限怎么执行已知投诉
Philips Hue Lightstrip Plus V424 V,20 W 适配器(0.83 A),1600 lm2 m 基础段加 1 m 延长段,最长 10 m飞利浦声明 10 m 内亮度不变;再长就得买第二套基础套装背胶经不起重新粘贴
Govee RGBIC 灯带 M1(H61E1)24 V,5 m 套装 72 W,每米 730 lm,每米 60 颗 LED5 m 套装可延到 10 m控制器和适配器随套装配好,不能换更大电源几周内脱胶是最常见的投诉
LIFX SuperColor Lightstrip每段自带 Wi-Fi 控制器10 m,总负载 30 W由总负载而不是压降设上限只支持 2.4 GHz Wi-Fi
我们的12 V 或 24 V 无源灯带,电源按负载乘 1.25 选由控制器每路额定值和补电位置决定电源你自己选、自己补电跳过补电这一步,远端就先暗

Govee 给 5 m、每米 14.4 W 的灯带配 72 W 适配器,余量是 1.44 倍,和上文的 1.25 倍接近。差别在于它们的余量固定在盒子里,而我们的电源由你来选,这才使得从同一个电源补电成为可能。

来源:Hue Home Lighting:Lightstrip Plus 各版本差异The Ambient:Govee M1 评测LIFX Lightstrip 120 英寸套装

看到什么,什么原因,怎么做

现象原因处理
末端比起始端暗,白光下更明显 压降 从同一个电源在末端注入电源
末端偏暖或偏粉 压降;蓝色和绿色先变暗 注入电源,或把灯带拆分
电源烫得拿不住 接近额定值运行 按负载 × 1.25 重新选规格
电源正常,控制器发烫,灯带变暗 超过控制器的通道额定值 第二个控制器;限制不在电源
电源嗡嗡响 接近极限运行,或某个调光频率让元件机械振动 先核对负载;负载在舒适范围内,就先换一个电源试,再怀疑控制器
多出的 LED 不亮,或图案从头重复 超过控制器的像素上限 第二个控制器

从卷盘上读出 W/m,乘以长度,加四分之一,再核对控制器的电流并做全白测试。全白下末端仍低于 90%,就从同一个电源注入。

如果你希望我们帮你核对灯带与电源方案,请咨询我们