Hoe worden LED Strip Lights ontworpen en geproduceerd?

Telkens wanneer de avondschemering valt, stroomt het LED-striplicht in de nacht uit het traject van de rivier van sterren, raam-druppelende sterren en boomtoppen die zich ertussen kronkelen, zoals duizenden meteoren die oversteken, en de kleur van het muurscherm van het gebouw verandert in duizenden kleuren. De lichtband loopt zachtjes naar beneden, zachtjes omhullend elke hoek, zodat de avondbries een romantische kleur brengt.

Vrienden! Heb je je ooit afgevraagd hoe ze die LED-stripverlichting produceren die 's nachts prachtig schijnt? Ben je nieuwsgierig naar het ontwerp- en productieproces van LED stripverlichting, of wil je de productiedetails weten, zoals doe-het-zelf of referentie bij aankoop? Vandaag ga ik je meer vertellen over dit interessante ontwerp- en productieproces van LED stripverlichting.

Uit welke grondstoffen bestaan LED stripverlichting?

De grondstoffen voor de productie van LED flexibele lichtstrips bestaan voornamelijk uit LED kralen, printplaten, draden, tapes, enzovoort. De LED is het hart van de strip; de kwaliteit van de LED bepaalt direct de helderheid en levensduur van de strip. De printplaat is als de bloedvaten van de strip, verantwoordelijk voor het overbrengen van stroom naar de LED; draad is de stroom van de controller naar het LED-medium; tape is als de beschermer van de strip en kan stevig worden bevestigd aan de strip om ervoor te zorgen dat de LED-strip installatie solide is.

Over LED-lamp kralen en tape, mijn laatste artikel heeft een gedetailleerde inleiding; geïnteresseerde vrienden kunnen klikken om te begrijpen.

Hoe de juiste LED kiezen voor LED Stripverlichting
Hoe te beoordelen en kies de kwaliteit van led licht strip plakband？

Wat is een printplaat voor LED-stripverlichting?

Hier komen we bij een ander belangrijk materiaal voor LED stripverlichting: PCB-printplaten.

Een printplaat voor een LED stripverlichting is een flexibele printplaat, ook wel FPC printplaat (flexible printed circuit) genoemd. Dit is een soort printplaat van flexibel materiaal met de eigenschappen buigbaar, licht, bedrading met hoge dichtheid enzovoort. De printplaat kan worden gebogen, gekruld en aangepast aan complexe ruimte-indelingen.

De belangrijkste samenstellende materialen van FPC zijn substraat, geleidend materiaal, lijm en afdekfolie. Elk materiaal speelt een belangrijke rol in de prestaties en functie van FPC om te voldoen aan de behoeften van verschillende circuitontwerpen. Hieronder volgen de gebruikelijke lagen van FPC:

1. Basislaag (Base Film): Meestal wordt polyimide (polyimide, PI genoemd) of polyester (polyester, PET genoemd) gebruikt met een dikte van 1/2 mm, 1 mm en 2 mm.

2. Koperfolie laag (Copper Foil)Gekalanderd koper (RA koper) en elektrolytisch koper (ED koper) zijn twee soorten diktespecificaties voor 1/3 oz, 1/2 oz, 1 oz, etc. Gekalanderd koper (RA) wordt gemaakt van koperplaat; na vele herhaalde walsen is de kristallisatie schilferig in de organisatie, en elektrolytisch koper (ED) wordt gemaakt door een speciale elektrolyse machine in de ronde kathode trommel in continue productie. In het algemeen heeft de FPC een dynamische buigselectie van gekalanderd koper (RA) nodig; de FPC heeft slechts een 3-5-voudige buigselectie (montage buiging) van elektrolytisch koper (ED) nodig. Elektrolytisch koper voor de geleidende eigenschappen en kostenvoordeel, de meeste van de huidige lichtborden gebruik van elektrolytisch koper.

3. Lijmenepoxyhars, gebruikt om de koperfolie aan het substraat te hechten voor sterkte en duurzaamheid; acrylaatlijmen, gebruikt in sommige speciale toepassingen voor meer flexibiliteit en chemische weerstand.

4. Deklaag: hetzelfde materiaal als de basislaag, isolatie, soldeerstop en bescherming; algemeen gebruikte dikte van 0,5 mm.

Hoe kies je een printplaat voor een LED-stripverlichting?

De printplaat van de LED stripverlichting heeft enkele en dubbele panelen; het enkele paneel heeft meestal twee diktes van 0,07 mm en 0,11 mm. Als er witte afdekfolie wordt gebruikt, neemt de dikte van het enkele paneel met 18 um toe; dubbelzijdige printplaten hebben meestal drie diktes van 0,11 mm, 0,12 mm en 0,2 mm. Op dezelfde manier neemt de dikte van een dubbelzijdige plaat toe met 36 um als er een witte overlayfilm wordt gebruikt. Bij sommige speciale toepassingen of hoogwaardige producten kan de dikte van de FPC tussen 0,3 mm en 0,55 mm bedragen om te voldoen aan hogere mechanische eigenschappen, elektrische eigenschappen of vereisten voor thermisch beheer.

De koperdikte van een PCB verwijst meestal naar de dikte van de koperlaag van het laminaat, die meestal wordt uitgedrukt in ounces per vierkante voet (oz), zoals 1 oz, 2 oz, enz. Als de koperdikte toeneemt, zou de elektrische geleiding beter moeten zijn en de stroomdragende capaciteit ook sterker, maar koper zelf is een edelmetaal. 2 oz koperdikte is duurder dan 1 oz omdat er twee keer zoveel koper wordt gebruikt; de kosten zullen stijgen.

De koperdikte van de printplaat beïnvloedt de prijs van de lichtprintplaat. Als de printplaat van een LED-stripverlichting een hogere stroom moet dragen, bijvoorbeeld een vermogen van 20 W/m, kan het 2 oz dik koper nodig hebben om de warmte te verminderen en de efficiëntie te verbeteren. De prijs voor een enkel paneel met 1 oz koperdikte is ongeveer 0,07 USD/vierkante decimeter; 2 oz koperdikte kan toenemen tot 0,11-0,14 USD (materiaal + verwerkingskosten toename van ongeveer 60-100%). Koperdikte verhoogt elke 1 oz, dan kunnen de kosten van LED strip PCB stijgen 30%-50%.

Hoewel de koperdikte de kosten verhoogt, kan het een noodzakelijke ontwerpkeuze zijn. Als het ontwerp geen dik koper vereist, is het gebruik van dik koper kostenverspilling, dus moet het ontwerp worden gecombineerd met de elektrische prestaties, de behoefte aan warmteafvoer en budgetbeslissingen. Momenteel worden meer printplaten gebruikt in dubbelzijdige printplaten; enkelzijdige printplaten zijn alleen van toepassing op gelegenheden waar de helderheid niet hoog is en de afstand kort; het marktaandeel van het gebruik van zeer weinig dubbelzijdige printplaten; dubbelzijdige printplaten zijn relatief duur, maar worden op grotere schaal gebruikt.

Hoe wordt een LED stripverlichting ontworpen met LED serie-parallelle combinaties?

LED lichtstrips hebben verschillende LED dichtheden en hebben meestal verschillende aantallen LED's per meter, die verschillende string en parallelle combinaties hebben. SignliteLED produceert bijvoorbeeld strips met 60 LED's/meter, 128 LED's/meter en 140 LED's/meter. Hier nemen we 60 LED's/meter als voorbeeld om te zien hoe LED's worden ingesteld in serie-parallelle combinaties. Allereerst verschilt de voedingsspanning; deze zal een andere serie-parallelle verhouding hebben, een 12V voedingsstrip en een serie-parallelle combinatie van 3 series 20s; als het een 24V voeding is, is de serie-parallelle verhouding 6 series 10s.

Voorbeeld: Ervan uitgaande dat de Vf-waarde van de LED 3V is, zoals weergegeven in Figuur 1 hieronder is een 12V voedingscircuit, de serie-parallelle relatie is 3 serie en 2 parallel; na het aansluiten van 3 LED's in serie, zal de totale spanning van de LED's in serie 3V×3 = 9V zijn. De resterende 12V - 9V = 3V wordt gedeeld door de stroombegrenzende weerstand R om ervoor te zorgen dat de LED's stabiel werken en om schade door overspanning te voorkomen. Merk op dat als het aantal LED's in één string te groot is (bijvoorbeeld 4 in serie hebben 12V nodig), er mogelijk geen spanningsmarge is voor de stroombegrenzingsweerstand, waardoor de helderheidsregeling wordt beïnvloed.

Figuur 2 hieronder is een 24V voedingsschakeling; de verhouding tussen serie en parallel is 6 serie en 2 parallel. Na het aansluiten van 6 LED's in serie is de totale spanning van de LED's in serie 3V × 6 = 18V. De resterende 24V - 18V = 6V wordt gedeeld door de stroombegrenzende weerstand R. Door vervolgens de grootte van de weerstand R aan te passen, wordt de spanning gedeeld door de stroombegrenzende weerstand. Door de grootte van weerstand R aan te passen, kan de stroom van de LED's worden veranderd, waardoor de helderheid van de LED's verandert.

Hoe bereken je de weerstand van LED-stripverlichting?

Bij LED stripverlichting is de juiste keuze van de weerstand cruciaal. De wet van Ohm (V=IR) is de basiswet voor het berekenen van de weerstand. Zoals weergegeven in het diagram hieronder: Als we een voeding van 24 volt gebruiken en elke LED heeft 3V nodig, dan is de benodigde spanning voor in totaal 6 LED's 18V. Daarom moet de spanning over de weerstand 24V - 18V = 6V zijn. Als de stroom door het circuit 0,03 Ampère is, dan is volgens de wet van Ohm de weerstandswaarde 6V ÷ 0,03A = 200 Ohm.

Een andere opmerkelijke kwestie is de noodzaak om rekening te houden met het vermogen van de weerstand om de vermogensformule te weerstaan: P = UI; de voedingsspanning van de weerstand in het bovenstaande diagram is 6V. Als de stroom die door de weerstand loopt 0,03A is, dan wordt het vermogen van de weerstand als volgt berekend: 6V×0,03A = 0,18W. Vervolgens selecteren we de chipweerstand, die groter moet zijn dan 0,18W, na controle van de weerstandswaarde van 0805, die 0,125W is, terwijl de weerstandswaarde van 1206-pakketten 0,125W is. En de weerstandswaarde van een 1206-pakket is 0,25 W; als de weerstandswaarde van een 0805-pakket duidelijk klein is, moeten we de weerstand van een 1206-pakket kiezen. Deze ontwerpweerstand kan de stabiliteit van de stroom en de weerstand van het werk van betrouwbaarheid op lange termijn waarborgen.

Het kiezen van de juiste weerstandswaarde kan zorgen voor een veilige werking van de LED-strip om oververhitting of schade te voorkomen. Als de weerstandswaarde te groot is, kan dit leiden tot te weinig stroom en kan de LED geen normaal licht geven; als de weerstandswaarde te klein is, kan dit leiden tot te veel stroom en veiligheidsproblemen veroorzaken.

Het is vermeldenswaard dat de werkelijke toepassing mogelijk meer factoren in overweging moet nemen, zoals het effect van temperatuurveranderingen op de weerstandswaarde, het vermogen van de LED en andere factoren. Daarom wordt in praktische toepassingen aanbevolen om de juiste weerstandswaarde te kiezen op basis van de specifieke behoeften en de nodige tests en aanpassingen uit te voeren.

Daarnaast kan een redelijke keuze van de weerstand ook de prestaties van het circuit optimaliseren. Door bijvoorbeeld de weerstandswaarde aan te passen, kan de helderheid van de LED worden veranderd. In sommige gevallen kan het nodig zijn om meerdere weerstanden parallel te schakelen om de stroom te spreiden en zo de stabiliteit en betrouwbaarheid van de schakeling te garanderen.

Kortom, het correct berekenen en kiezen van de juiste weerstandswaarde is cruciaal voor de goede werking van LED stripverlichting. Als we de wet van Ohm begrijpen en toepassen, kunnen we het circuit beter controleren en zorgen voor een veilige en efficiënte werking van LED stripverlichting.

Waarom zijn er verschillende aantallen LED's in LED stripverlichting?

Op de markt is het aantal LED's per meter verschillend; gangbare specificaties zijn 60, 120, 180 en 240 LED's per meter. Waarom zijn er zoveel verschillende soorten? De belangrijkste reden is dat verschillende klanten verschillende helderheidseisen hebben, waaronder toepassingsscenario's, energieverbruik, warmteafvoer, kostenbeheersing en installatie-effect, enz. Hoe hoger het aantal LED's, hoe hoger de helderheid per oppervlakte-eenheid moet zijn.

Bijvoorbeeld, decoratieve LED stripverlichting heeft misschien geen al te hoge dichtheid nodig; gebruik 60 LED's per meter om hieraan te voldoen, terwijl functionele verlichting 180 LED's per meter of een hogere dichtheid kan vereisen. Commerciële ruimten kunnen stripverlichting met een hoge dichtheid nodig hebben om een sfeer te creëren, terwijl het algemene gezin een gemiddelde dichtheid van 120 LED's per meter voldoende kan vinden.

Bovendien kan het knipinterval van invloed zijn op het aantal lampkralen in het ontwerp. Hetzelfde is 60 LED's per meter, ervan uitgaande dat elke 3 LED's of 6 LED's een knippunt zijn. De lengte van de twee snijpunten is niet hetzelfde; 3 LED's als groep hebben een snijafstand van 50 mm en 6 LED's als groep hebben een snijafstand van 100 mm.

De kosten zijn ook een factor. Meer LED's betekent meer materiaalkosten en de prijs kan hoger zijn. Lichtstrips met verschillende LED-dichtheden voor verschillende budgetten. Lage dichtheid (60 LED's per meter) is geschikt voor gebruikers met een beperkt budget, terwijl hoge dichtheid (180 LED's per meter) geschikt is voor gebruikers die op zoek zijn naar effect.

Hoe meer LED's, hoe hoger het vermogen; het stroomverbruik en de warmte zullen toenemen, dus je moet aandacht besteden aan het ontwerp. Een LED-strip met een hoge dichtheid heeft mogelijk een beter ontwerp voor warmteafvoer nodig, anders heeft dit invloed op de levensduur van de strip.

Installatie-effect: De LED-dichtheid is hoog; het licht is continuer en gelijkmatiger om het ontstaan van duidelijke donkere gebieden of lichtintervallen te voorkomen. Dit is belangrijk op plaatsen waar vloeiende lichteffecten nodig zijn, zoals tv-achtergronden of vitrines. En een LED-strip met een lage dichtheid kan flexibeler zijn in buigende installatie omdat de LED-afstand groot is en buigen niet gemakkelijk is om extrusiedrukconcentratie te verschijnen, zoals een S-vormige LED-strip.

Naast het kopen van een LED stripverlichting, moet je het vermogen van de strip synchroniseren (zoals 10W of 20W per meter); stripverlichting met een hoge dichtheid vereist mogelijk een hogere ondersteuning voor de voeding.

Hoe kan ik de lichtefficiëntie van een LED stripverlichting verbeteren?

Om het lichtrendement van LED stripverlichting te verbeteren, is de meest directe manier om LED's met een hogere helderheid te kopen of het aantal LED's te verhogen, maar het resultaat is dat de kosten ook dienovereenkomstiger zullen stijgen; de prijs van LED's met een hoge helderheid zal immers veel hoger zijn. Gewoonlijk heeft een LED met een helderheid van 26-28 lm SMD2835 een prijs van ongeveer 0,0025 USD. Als je 30-32 lm LED's gebruikt, is de prijs 0,0035 USD. Volgens de berekening van 1 meter met 120 LED's zijn de kosten van 1 meter lichtband 0,12 USD hoger.

Een andere manier om de lichtefficiëntie te verhogen is door het aantal LED's in serie te verhogen om het vermogen dat verloren gaat in de weerstand te verminderen. Deze methode verbetert de efficiëntie relatief en de kosten stijgen niet te veel.

1. Als we aannemen dat er 120 LED's zijn met 10W vermogen per meter en een spanning van 24V, en 6 LED's per groep, dan heeft 1 meter LED's voor 6 series van 20 en elke groep LED's een stroom van 10 ÷ 24V ÷ 20 = 0,021A. Als we in de tabel onder de LED's kijken, zien we dat de Vf-waarde = 2,77V. We hebben berekend dat de spanningswaarde van de weerstand 24V - 2,77V × 6 = 7,38V is. Die wordt in één weerstand verbruikt op het nutteloze vermogen van 7,38V × 0,021 = 0,155W; alle weerstanden verbruiken het totale nutteloze vermogen van 0,155W × 20 = 3,1W; 3,1 ÷ 10 × 100% = 31%. Dit resulteert in een lichtrendement van de LED-strip van 69%.

2. Laten we eens kijken naar de 120 LED's 10W per meter om de efficiëntie van het aantal series te veranderen: 8 LED's voor een groep, dan is het circuit van de serie voor de 8 series 15 en elke groep lampenkralen stroom: 10 ÷ 24 ÷ 15 = 0,028A; controleer de onderstaande tabel. 28 mA overeenkomt met de waarde van de Vf = 2,8 V, berekenden we de waarde van de weerstandsspanning: 24V - 2,8V × 8 = 1,6V, die wordt verbruikt in de weerstand op de nutteloze macht: 1,6V × 0,028 = 0,045W. Alle weerstanden die verbruikt worden door het totale nutteloze vermogen zijn 0,045 × 15 = 0,675W, wat verbruikt wordt in de weerstand op de vermogensverhouding: 0,675 ÷ 10 × 100% = 6,75%, waardoor het lichtrendement van de strip 93,25% is.

Uit de bovenstaande twee reeksen berekeningen kan worden opgemaakt dat 8 LED's in serie efficiënter zijn dan 6 LED's in serie; de efficiëntie nam toe met ongeveer 25% en de efficiëntie van het licht van meerdere LED's in serie nam toe. Maar er is een probleem dat moet worden opgemerkt, namelijk het probleem van de spanningsval van de LED-strip. LED moet worden geselecteerd met een kleine Vf waarde om ervoor te zorgen dat na een lange afstand is er genoeg spanningsmarge voor de LED om goed te werken. Bovendien is het bij het gebruik van deze multi-LED-serie met een lengte van 5 meter het beste om het aanvullende vermogen te verhogen. Anders ontstaat er geen spanningsmarge op de stroombegrenzingsweerstand, wat de helderheid van de achterkant van de strip beïnvloedt.

Hoge lichtopbrengst LED strip verlichting met energiebesparing, lange levensduur, hoge helderheid, milieubescherming en flexibel ontwerp voordelen zijn uitgegroeid tot de mainstream keuze van de moderne verlichting, met name geschikt voor het nastreven van een hoge efficiëntie, esthetiek en duurzaamheid voor de gebruiker.

SignliteLED heeft zich toegelegd op het verbeteren van de lichtopbrengst van de LED stripverlichting. 128 lm/m is de ontwikkeling van onze klanten met LED-strips met een hoog lichtrendement. Vergeleken met de vergelijkbare 120 lm/m in de markt, bereikt het lichtrendement 180 lm/w; het lichtrendement is effectief verbeterd met ongeveer 25%, wat momenteel een van de best verkopende producten is.

Hoe worden LED Strip Lights gemaakt?

De productie van LED Strip Lights is een delicaat proces. Bekijk onze LED Strip Lights Productie video om het hele productieproces van LED Strip Lights te begrijpen.

Wat is de juiste bedrijfstemperatuur van de LED van een LED-stripverlichting?

Bij dagelijks gebruik is de oppervlaktetemperatuur van een LED stripverlichting niet heet (ongeveer 50℃ of minder) als referentiestandaard. Als de temperatuur te hoog is, moet je problemen oplossen met de warmteafvoer of de gebruiksintensiteit verminderen. Een LED strip met een werktemperatuur tussen 40 ℃ en 60 ℃ is geschikt; dit bereik is gebaseerd op de interne elektronische componenten en materialen van de strip die door de temperatuurbestendigheid zijn ingesteld om ervoor te zorgen dat de strip stabiel werkt en een goed verlichtingseffect en levensduur behoudt.

Factoren die de temperatuur van de LED strip

Vermogen en helderheid: Het vermogen en de helderheid van de LED stripverlichting hebben een directe invloed op de bedrijfstemperatuur. Hoe hoger het vermogen, hoe groter de helderheid van de strip en hoe meer warmte er wordt gegenereerd tijdens het werk.

Gebruik van de omgevingDe omgeving waarin de LED stripverlichting wordt gebruikt, heeft ook invloed op de temperatuur. Gebruik van de strip in een gesloten of slecht geventileerde ruimte zal waarschijnlijk leiden tot warmteontwikkeling, waardoor de temperatuur zal stijgen.

Installatie: De installatiemethode van de LED stripverlichting en het ontwerp van het warmtedissipatiesysteem zijn ook belangrijke factoren die de temperatuur beïnvloeden. Een redelijke installatie en bedrading kunnen zorgen voor een gelijkmatige warmteafvoer van de strip en voorkomen dat de strip overmatig wordt gebogen of gevouwen, zodat de thermische prestaties niet worden beïnvloed.

Een te hoge temperatuur leidt tot versneld lichtverval en verkort de levensduur van de LED-strip. LED junction temperatuur (chip temperatuur) over het algemeen niet meer dan 85 ℃ ~ 105 ℃ (specifiek voor de fabrikant specificaties prevaleren), hoge temperaturen zal het licht verval te versnellen. De levensduur van de LED is meestal gerelateerd aan de temperatuur; voor elke 10 ℃ kan de levensduur van de LED dienovereenkomstig worden verminderd met 10%. Het is dus heel belangrijk om de temperatuur binnen een redelijk bereik te houden. Fabrikanten geven over het algemeen de maximale bedrijfstemperatuur op; op sommige LED strips staat bijvoorbeeld een maximum van 60°C of 70°C, maar in de praktijk wordt aanbevolen om niet boven de 55°C te gaan om de stabiliteit en levensduur te behouden.  

De volgende grafiek is een set LED temperatuur- en levensduurtestgegevens ter referentie:

LED-lichtstrips: Probeer het gebruik in krappe ruimtes of bij hoge temperaturen te vermijden. Als het buiten is, moet er mogelijk ook rekening worden gehouden met variaties in de omgevingstemperatuur. Er zijn betere maatregelen voor warmteafvoer nodig en de installatie wordt gecombineerd met koellichamen van aluminiumprofielen. Houd er ook rekening mee dat LED stripverlichting een veiligheidsrisico kan vormen als ze wordt geïnstalleerd in de buurt van brandbare materialen met hoge temperaturen, en dit is wanneer je ervoor moet zorgen dat de warmteafvoer en de installatielocatie veilig zijn.

Om de temperatuur van de lampkraal effectief te verlagen, moeten de vermogensinstellingen redelijk zijn; met een krachtige werkstroom van de lampkraal zal de temperatuur ook stijgen. Daarom wordt de werkstroom van de lampkraal strikt gecontroleerd tot 30 mA, wat het meest ideaal is. Door 2OZ dik koper boven de LED-strip te kiezen, wordt ook het effect van de warmteafvoer versterkt.

Samenvatting

De flexibele LED-strip productieproces is relatief eenvoudig, maar elk van deze schakels is zeer belangrijk en moet strikt worden gecontroleerd alleen door middel van een strikt productieproces om goede kwaliteit LED-strips te produceren om te voldoen aan de vraag van de consument. Fijn beheer van de LED strip productieproces is het bereiken van een hoge betrouwbaarheid en lage kosten massaproductie van de kern van het product, die rechtstreeks van invloed op het concurrentievermogen van bedrijven in de markt.