Jak projektowane i produkowane są taśmy LED?

Za każdym razem, gdy zapada zmierzch, światło taśmy LED w nocy wypływa z trajektorii rzeki gwiazd, gwiazd spadających z okien i koron drzew wijących się między nimi, takich jak tysiące przecinających się meteorów, a kolor ekranu ściennego budynku zmienia się w tysiącach kolorów. Pasmo światła miękko rozlewa się w dół, delikatnie owijając każdy kąt, dzięki czemu wieczorna bryza przynosi romantyczny kolor.

Przyjaciele! Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, w jaki sposób produkowane są taśmy LED, które pięknie świecą w nocy? Czy jesteś ciekawy procesu projektowania i produkcji taśm LED lub chciałbyś poznać szczegóły produkcji, takie jak majsterkowanie lub odniesienie przy zakupie? Dziś opowiem więcej o tym interesującym procesie projektowania i produkcji taśm LED.

Z jakich surowców wykonane są taśmy LED?

Surowce do produkcji elastycznych taśm świetlnych LED obejmują głównie koraliki LED, płytki PCB, przewody, taśmy itp. Wśród nich dioda LED jest sercem paska; jakość diody LED bezpośrednio określa jasność i żywotność paska. Płytka drukowana jest jak naczynia krwionośne paska, odpowiedzialne za przekazywanie mocy do diody LED; przewód jest prądem od kontrolera do nośnika LED; taśma jest jak ochraniacz paska i może być mocno przymocowana do paska, aby zapewnić solidną instalację paska LED.

Mój ostatni artykuł zawiera szczegółowe wprowadzenie na temat koralików i taśmy do lamp LED; zainteresowani przyjaciele mogą kliknąć, aby zrozumieć.

Jak wybrać odpowiednią diodę LED do taśmy LED?
Jak ocenić i wybrać jakość taśmy samoprzylepnej z paskiem świetlnym？

Co to jest płytka PCB z taśmą LED?

Tutaj dochodzimy do zrozumienia innego ważnego materiału dla taśm LED: Płytki PCB.

Płytka PCB do taśmy LED to elastyczna płytka drukowana, zwana również płytką drukowaną FPC (elastyczny obwód drukowany), która jest rodzajem płytki drukowanej wykonanej z elastycznego materiału o właściwościach zginania, lekkości, wysokiej gęstości okablowania itp. Można ją zginać, zwijać i dostosowywać do złożonych układów przestrzennych.

Główne materiały składowe FPC obejmują podłoże, materiał przewodzący, klej i folię pokrywającą. Każdy materiał odgrywa ważną rolę w wydajności i funkcji FPC, aby spełnić potrzeby różnych projektów obwodów. Poniżej przedstawiono typowe warstwy FPC:

1. Warstwa bazowa (folia bazowa): Zwykle stosuje się poliimid (poliimid, określany jako PI) lub poliester (poliester, określany jako PET), specyfikacje grubości 1/2 milimetra, 1 milimetr i 2 milimetry; powszechnie stosuje się 1/2 milimetra i 1 milimetr.

2. Warstwa folii miedzianej (folia miedziana)Miedź kalandrowana (miedź RA) i miedź elektrolityczna (miedź ED) to dwa rodzaje specyfikacji grubości dla 1/3 uncji, 1/2 uncji, 1 uncji itp. Miedź kalandrowana (RA) jest wykonana z blachy miedzianej; po wielu wielokrotnych walcowaniach jej krystalizacja jest łuszcząca się, a miedź elektrolityczna (ED) jest wytwarzana przez specjalną maszynę do elektrolizy w okrągłym bębnie katodowym w ciągłej produkcji. Ogólnie rzecz biorąc, FPC wymaga dynamicznego wyboru gięcia miedzi kalandrowanej (RA); FPC potrzebuje tylko 3-5 razy gięcia (gięcia montażowego) miedzi elektrolitycznej (ED). Miedź elektrolityczna ze względu na właściwości przewodzące i przewagę kosztową; większość obecnych płyt oświetleniowych wykorzystuje miedź elektrolityczną.

3. Klejeżywica epoksydowa, stosowana do łączenia folii miedzianej z podłożem, zapewniająca wytrzymałość i trwałość; kleje akrylowe, stosowane w niektórych specjalnych zastosowaniach, zapewniające lepszą elastyczność i odporność chemiczną.

4. Warstwa wierzchniaTen sam materiał co warstwa bazowa, izolacja, rezystor lutowniczy i ochrona; powszechnie stosowana grubość 0,5 mm.

Jak wybrać płytkę PCB do taśmy LED?

Płytka PCB taśmy LED ma pojedyncze i podwójne panele; pojedynczy panel ma zwykle dwie grubości 0,07 mm i 0,11 mm. Należy zauważyć, że w przypadku zastosowania białej folii pokrywającej, grubość pojedynczego panelu wzrośnie o 18 um; dwustronne płytki mają zwykle trzy grubości 0,11 mm, 0,12 mm i 0,2 mm. Podobnie, jeśli używana jest biała folia nakładkowa, grubość dwustronnej płyty wzrasta o 36 um. W niektórych specjalnych zastosowaniach lub produktach wysokiej klasy grubość FPC może wynosić od 0,3 mm do 0,55 mm, aby spełnić wyższe właściwości mechaniczne, elektryczne lub wymagania dotyczące zarządzania temperaturą.

Grubość miedzi na płytce PCB zwykle odnosi się do grubości miedzianej warstwy laminatu, która jest zwykle wyrażana w uncjach na stopę kwadratową (oz), np. 1 oz, 2 oz itp. Jeśli grubość miedzi wzrośnie, przewodność elektryczna powinna być lepsza, a zdolność przewodzenia prądu jest również większa, ale sama miedź jest metalem szlachetnym. Miedź o grubości 2 uncji jest droższa niż 1 uncja, ponieważ zużywa się dwa razy więcej miedzi; koszt wzrośnie.

Grubość miedzi na płytce PCB wpływa na cenę płytki. Jeśli płytka PCB taśmy LED musi przenosić wyższy prąd, na przykład moc 20 W/m, może potrzebować 2 uncji grubej miedzi, aby zmniejszyć ciepło i poprawić wydajność. Cena pojedynczego panelu o grubości 1 uncji miedzi wynosi około 0,07 USD / decymetr kwadratowy; grubość 2 uncji miedzi może wzrosnąć do 0,11-0,14 USD (materiał + wzrost opłaty manipulacyjnej o około 60-100%). Grubość miedzi wzrasta co 1 uncję, a następnie koszt PCB taśmy LED może wzrosnąć o 30%-50%.

Chociaż grubość miedzi zwiększa koszty, może to być konieczny wybór projektowy. Jeśli projekt nie wymaga grubej miedzi, użycie grubej miedzi jest stratą kosztów, więc projekt musi być połączony z wydajnością elektryczną, potrzebami rozpraszania ciepła i decyzjami budżetowymi. Obecnie więcej płyt PCB jest używanych w płytach dwustronnych; pojedynczy panel ma zastosowanie tylko w przypadkach, gdy jasność nie jest wysoka, a odległość jest niewielka; udział w rynku bardzo niewielki to płyty dwustronne; płyty dwustronne są stosunkowo drogie, ale szerzej stosowane.

W jaki sposób projektowana jest taśma LED z szeregowo-równoległymi kombinacjami diod LED?

Taśmy świetlne LED mają różne gęstości diod LED i zwykle mają różną liczbę diod LED na metr, co daje różne kombinacje łańcuchów i równoległości. Na przykład SignliteLED produkuje taśmy z 60 diodami LED na metr, 128 diodami LED na metr i 140 diodami LED na metr. Tutaj weźmiemy 60 diod LED/metr jako przykład, aby zobaczyć, jak diody LED są skonfigurowane w kombinacjach szeregowo-równoległych. Po pierwsze, napięcie zasilania jest różne; będzie ono miało inną relację szeregowo-równoległą, listwa zasilana napięciem 12V i kombinacja szeregowo-równoległa 3 serii 20s; jeśli jest to zasilanie 24V, relacja szeregowo-równoległa wynosi 6 serii 10s.

Przykład: Zakładając, że wartość Vf diody LED wynosi 3V, jak pokazano na rysunku 1 poniżej, jest to obwód zasilania 12V, relacja szeregowo-równoległa wynosi 3 szeregi i 2 równoległe; po podłączeniu 3 diod LED szeregowo, całkowite napięcie diod LED szeregowo wyniesie 3V×3 = 9V. Pozostałe 12 V - 9 V = 3 V jest dzielone przez rezystor ograniczający prąd R, aby zapewnić stabilną pracę diod LED i uniknąć uszkodzenia spowodowanego przepięciem. Należy pamiętać, że jeśli liczba diod LED w pojedynczym łańcuchu jest zbyt duża (np. 4 połączone szeregowo wymagają 12V), może to prowadzić do braku marginesu napięcia dla rezystora ograniczającego prąd, wpływając na kontrolę jasności.

Rysunek 2 poniżej przedstawia obwód zasilania 24 V; relacja między szeregiem a równoległością wynosi 6 szeregów i 2 równoległości. Po podłączeniu 6 diod LED szeregowo, całkowite napięcie diod LED szeregowo wynosi 3V × 6 = 18V. Pozostałe 24V - 18V = 6V jest dzielone przez rezystor ograniczający prąd R. Następnie, dostosowując rozmiar rezystora R, napięcie jest dzielone przez rezystor ograniczający prąd. Następnie, dostosowując wielkość rezystora R, można zmienić prąd diod LED, zmieniając w ten sposób jasność diod LED.

Jak obliczyć rezystancję taśmy LED?

W przypadku taśm LED prawidłowy dobór rezystancji ma kluczowe znaczenie. Prawo Ohma (V=IR) jest podstawowym prawem do obliczania rezystancji. Jak pokazano na poniższym schemacie: Jeśli używamy zasilania 24 V, a każda dioda LED wymaga 3 V, to zapotrzebowanie na napięcie dla 6 diod LED wynosi 18 V. Dlatego napięcie na rezystorze powinno wynosić 24V - 18V = 6V. Jeśli prąd płynący przez obwód wynosi 0,03 A, to zgodnie z prawem Ohma wartość rezystancji wynosi 6 V ÷ 0,03 A = 200 omów.

Inną godną uwagi kwestią jest konieczność uwzględnienia mocy rezystora, aby wytrzymać wzór na moc: P = UI; napięcie zasilania rezystora na powyższym schemacie wynosi 6V. Jeśli prąd płynący przez rezystor wynosi 0,03A, to moc rezystora oblicza się w następujący sposób: 6V×0.03A = 0.18W. Następnie wybieramy rezystor układu, który musi być większy niż 0,18 W, po sprawdzeniu wartości rezystora 0805, która wynosi 0,125 W, podczas gdy wartość rezystora pakietów 1206 wynosi 0,125 W. A wartość rezystancji pakietu 1206 wynosi 0,25 W; jeśli wybór wartości rezystancji pakietu 0805 jest oczywiście mały, musimy wybrać rezystancję pakietu 1206. Tak zaprojektowany rezystor może zapewnić stabilność prądu i odporność na długotrwałą pracę niezawodności.

Wybór prawidłowej wartości rezystancji może zapewnić bezpieczną pracę taśmy LED, aby uniknąć przegrzania lub uszkodzenia. Jeśli wartość rezystora jest zbyt duża, może to prowadzić do zbyt małego natężenia prądu, a dioda LED może nie świecić normalnie; natomiast jeśli wartość rezystora jest zbyt mała, może to prowadzić do zbyt dużego natężenia prądu, powodując problemy z bezpieczeństwem.

Warto zauważyć, że rzeczywiste zastosowanie może wymagać uwzględnienia większej liczby czynników, takich jak wpływ zmian temperatury na wartość rezystancji, moc diody LED i inne czynniki. Dlatego w praktycznych zastosowaniach zaleca się wybranie odpowiedniej wartości rezystancji zgodnie z konkretnymi potrzebami i przeprowadzenie niezbędnych testów i regulacji.

Ponadto rozsądny dobór rezystancji może również zoptymalizować wydajność obwodu. Na przykład, dostosowując wartość rezystora, można zmienić jasność diody LED. W niektórych przypadkach może być konieczne równoległe podłączenie wielu rezystorów w celu rozłożenia prądu, aby zapewnić stabilność i niezawodność obwodu.

Krótko mówiąc, prawidłowe obliczenie i wybór odpowiedniej wartości rezystora ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego działania taśm LED. Zrozumienie i zastosowanie prawa Ohma może pomóc nam lepiej kontrolować obwód i zapewnić bezpieczne i wydajne działanie świateł LED.

Dlaczego liczba diod LED w taśmach LED jest różna?

Obecnie na rynku liczba diod LED na metr jest różna; typowe specyfikacje to 60, 120, 180 i 240 diod LED na metr. Dlaczego jest ich tak wiele? Głównym powodem jest to, że różni klienci mają różne wymagania dotyczące jasności, które obejmują scenariusze zastosowań, zużycie energii, rozpraszanie ciepła, kontrolę kosztów i efekt instalacji itp. Im większa liczba diod LED, tym wyższa powinna być jasność na jednostkę powierzchni.

Na przykład dekoracyjne oświetlenie taśmowe LED może nie wymagać zbyt dużej gęstości; użyj 60 diod LED na metr, aby to osiągnąć, podczas gdy oświetlenie funkcjonalne może wymagać 180 diod LED na metr lub większej gęstości. Pomieszczenia komercyjne mogą wymagać użycia świateł taśmowych o dużej gęstości, aby stworzyć atmosferę, podczas gdy ogólna rodzina może uznać, że wystarczy średnia gęstość 120 diod LED na metr.

Ponadto interwał cięcia może wpływać na liczbę kulek lampy w projekcie. Jest to 60 diod LED na metr, przy założeniu, że każde 3 lub 6 diod LED stanowi punkt cięcia. Długość dwóch punktów cięcia nie jest taka sama; 3 diody LED jako grupa mają odległość cięcia 50 mm, a 6 diod LED jako grupa ma odległość cięcia 100 mm.

Koszt jest również czynnikiem. Więcej diod LED oznacza większy koszt materiałów, a cena może być wyższa. Różne gęstości diod LED pasków świetlnych, aby zaspokoić różne budżety konsumentów. Niska gęstość (60 diod LED na metr) jest odpowiednia dla użytkowników z ograniczonym budżetem, podczas gdy wysoka gęstość (180 diod LED na metr) jest odpowiednia dla użytkowników, którzy szukają efektu.

Im więcej diod LED, tym wyższa może być moc; zużycie energii i ciepło wzrosną, więc należy zwrócić uwagę na projekt. Taśma LED o dużej gęstości może wymagać lepszej konstrukcji rozpraszania ciepła; w przeciwnym razie wpłynie to na żywotność taśmy.

Efekt instalacji: Gęstość diod LED jest wysoka; światło jest bardziej ciągłe i jednolite, co pozwala uniknąć pojawiania się oczywistych ciemnych obszarów lub jasnych przerw. Jest to ważne w miejscach, w których potrzebne są płynne efekty świetlne, takich jak tła telewizyjne lub gabloty. Taśma LED o niskiej gęstości może być bardziej elastyczna w instalacji zginania, ponieważ odstępy między diodami LED są duże, a zginanie nie jest łatwe do pojawienia się koncentracji ciśnienia wytłaczania, takiego jak taśma LED w kształcie litery S.

Oprócz zakupu taśmy LED, należy zsynchronizować moc taśmy (np. 10 W lub 20 W na metr); oświetlenie taśmowe o dużej gęstości może wymagać wyższego wsparcia zasilania.

Jak poprawić wydajność świetlną taśmy LED?

Aby poprawić skuteczność świetlną taśm LED, najbardziej bezpośrednim sposobem jest zakup diod LED o wyższej jasności lub zwiększenie liczby diod LED, ale w rezultacie koszt również odpowiednio wzrośnie; w końcu cena diod LED o wysokiej jasności będzie znacznie wyższa. Zwykle jasność diody LED SMD2835 26-28 lm ma cenę około 0,0025 USD. Jeśli użyjesz diod LED 30-32 lm, cena wyniesie 0,0035 USD. Zgodnie z obliczeniem 1 metra ze 120 diodami LED, koszt 1-metrowego paska świetlnego wzrósł o 0,12 USD.

Innym sposobem na zwiększenie wydajności świetlnej jest odpowiednie zwiększenie liczby diod LED połączonych szeregowo w celu zmniejszenia mocy traconej na rezystancji. Metoda ta stosunkowo poprawia wydajność, a koszt nie wzrasta zbytnio.

1. Zakładając, że na metr przypada 120 diod LED o mocy 10 W i napięciu 24 V oraz 6 diod LED na grupę, to 1 metr diod LED na 6 serii po 20, a każda grupa diod LED ma natężenie 10 ÷ 24 V ÷ 20 = 0,021 A. Patrząc na tabelę poniżej diod LED, wartość Vf = 2,77V. Obliczyliśmy, że wartość napięcia rezystora wynosi 24V - 2,77V × 6 = 7,38V. Który jest zużywany w pojedynczym rezystorze na bezużyteczną moc 7,38V × 0,021 = 0,155W; wszystkie rezystory zużywają całkowitą bezużyteczną moc 0,155W × 20 = 3,1W; 3,1 ÷ 10 × 100% = 31%. W rezultacie wydajność świetlna taśmy LED wynosi 69%.

2. Spójrzmy na 120 diod LED 10W na metr, aby zmienić wydajność liczby serii: 8 diod LED na grupę, następnie obwód szeregowy dla 8 serii po 15 i prąd każdej grupy koralików lampy: 10 ÷ 24 ÷ 15 = 0,028A; sprawdź poniższą tabelę. 28 mA odpowiada wartości Vf = 2,8 V, obliczamy wartość napięcia rezystora: 24V - 2,8V × 8 = 1,6V, które jest zużywane w rezystorze na bezużyteczną moc: 1,6V × 0,028 = 0,045W. Wszystkie rezystory zużyte przez całkowitą bezużyteczną moc wynoszą 0,045 × 15 = 0,675 W, zużyte w rezystorze na współczynnik mocy: 0,675 ÷ 10 × 100% = 6,75%, w wyniku czego sprawność emitująca światło taśmy wynosi 93,25%.

Z powyższych dwóch zestawów obliczeń wynika, że 8 diod LED połączonych szeregowo jest bardziej wydajnych niż 6 diod LED połączonych szeregowo; wydajność wzrosła o około 25%, a wydajność oświetlenia szeregowego z wieloma diodami LED wzrosła. Należy jednak zwrócić uwagę na problem spadku napięcia taśmy LED. Dioda LED musi być wybrana z małą wartością Vf, aby zapewnić, że po długim dystansie istnieje wystarczający margines napięcia, aby dioda LED działała prawidłowo. Ponadto, przy zastosowaniu tej serii multi-LED o długości 5 metrów, najlepiej jest zwiększyć moc uzupełniającą. W przeciwnym razie doprowadzi to do braku marginesu napięcia na rezystorze ograniczającym prąd, wpływając na jasność tylnej części paska.

Taśmy LED o wysokiej skuteczności świetlnej z energooszczędnością, długą żywotnością, wysoką jasnością, ochroną środowiska i elastycznymi zaletami konstrukcyjnymi stały się głównym wyborem nowoczesnego oświetlenia, szczególnie odpowiedniego do dążenia do wysokiej wydajności, estetyki i zrównoważonego rozwoju dla użytkownika.

SignliteLED jest zaangażowany w poprawę skuteczności świetlnej taśmy LED. 128 diod LED/m to rozwój naszych klientów dzięki taśmom LED o wysokiej jasności. W porównaniu z podobnymi 120 lm/m na rynku, wydajność świetlna osiąga 180 lm/w; wydajność świetlna została skutecznie poprawiona o około 25%, który jest obecnie jednym z najlepiej sprzedających się produktów.

Jak produkowane są taśmy LED?

Produkcja taśm LED to delikatny proces, obejrzyj nasz film o produkcji taśm LED, aby zrozumieć cały proces produkcji taśm LED.

Jaka jest odpowiednia temperatura robocza diody LED paska świetlnego?

W codziennym użytkowaniu temperatura powierzchni taśmy LED nie jest wysoka (około 50 ℃ lub mniej) jako standard odniesienia. Jeśli temperatura jest zbyt wysoka, należy sprawdzić warunki rozpraszania ciepła lub zmniejszyć intensywność użytkowania. Taśma LED o temperaturze roboczej między 40 ℃ a 60 ℃ jest odpowiednia; zakres ten opiera się na wewnętrznych elementach elektronicznych taśmy i materiałach ustawionych przez odporność na temperaturę, aby zapewnić stabilną pracę taśmy i utrzymanie dobrego efektu świetlnego i żywotności.

Czynniki wpływające na temperaturę LED pasek

Moc i jasność: Moc i jasność taśmy LED mają bezpośredni wpływ na jej temperaturę pracy. Im wyższa moc, tym większa jasność paska, a ciepło generowane podczas pracy odpowiednio wzrośnie.

Korzystanie ze środowiskaŚrodowisko użytkowania taśmy LED również będzie miało wpływ na jej temperaturę. Używanie taśmy w zamkniętej lub słabo wentylowanej przestrzeni może prowadzić do gromadzenia się ciepła, co zwiększy temperaturę.

Instalacja: Metoda instalacji taśmy LED i konstrukcja systemu rozpraszania ciepła są również ważnymi czynnikami wpływającymi na temperaturę. Rozsądna instalacja i okablowanie mogą zapewnić równomierne rozpraszanie ciepła taśmy i uniknąć nadmiernego zginania lub składania taśmy, aby nie wpływać na jej wydajność cieplną.

Nadmierna temperatura doprowadzi do przyspieszonego rozpadu światła i skróci żywotność taśmy LED. Temperatura złącza LED (temperatura chipa) zwykle nie przekracza 85 ℃ ~ 105 ℃ (obowiązują specyfikacje producenta); wysokie temperatury przyspieszą rozpad światła. Żywotność diody LED jest zwykle związana z temperaturą; na każde 10 ℃, żywotność diody LED może być odpowiednio zmniejszona o 10%. Dlatego bardzo ważne jest kontrolowanie temperatury w rozsądnym zakresie. Producenci zazwyczaj podają maksymalną temperaturę pracy; na przykład niektóre taśmy LED mogą być oznaczone maksymalną temperaturą 60°C lub 70°C, ale w praktyce zaleca się, aby nie przekraczać 55°C w celu utrzymania stabilności i żywotności.  

Poniższy wykres jest zestawem danych testowych temperatury i żywotności diod LED:

Taśmy świetlne LED: Należy unikać używania ich w środowiskach zamkniętych lub o wysokiej temperaturze. Jeśli jest to na zewnątrz, należy również wziąć pod uwagę zmiany temperatury otoczenia. Potrzebne są lepsze środki rozpraszania ciepła, a instalacja jest połączona z radiatorami o profilu aluminiowym; Należy również pamiętać, że światła taśmowe LED mogą stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa, jeśli są instalowane w pobliżu łatwopalnych materiałów o wysokiej temperaturze, i wtedy należy upewnić się, że rozpraszanie ciepła i miejsce instalacji są bezpieczne.

Aby skutecznie obniżyć temperaturę koralika lampy, ustawienia mocy powinny być rozsądne; przy wysokim prądzie roboczym koralika lampy temperatura również wzrośnie. Tak więc prąd roboczy koralika lampy jest ściśle kontrolowany w granicach 30 mA, co jest najbardziej idealne. Oprócz wyboru miedzi o grubości 2OZ nad taśmą LED, wzmocniony zostanie również efekt rozpraszania ciepła.

Podsumowanie

The elastyczna taśma LED Proces produkcyjny jest stosunkowo prosty, ale każde z tych ogniw jest bardzo ważne i musi być ściśle kontrolowane tylko poprzez ścisły proces produkcyjny w celu wytworzenia dobrej jakości taśm LED, aby zaspokoić popyt konsumentów. Precyzyjne zarządzanie procesem produkcji taśm LED ma na celu osiągnięcie wysokiej niezawodności i taniej masowej produkcji rdzenia produktu, co bezpośrednio wpływa na konkurencyjność przedsiębiorstw na rynku.