Hogyan válasszunk tápegységet! Elromlott a régi – erősebbet vehetek? Akkor biztos jobban fogja bírni – vagy nem?

Mit jelent az hogy erősebb?  – Az erősebb azt jelentené, hogy nagyobb átmenő teljesítményre képes.
Oké, de milyen paraméterekre is gondoltunk?
És nagyon nem mindegy, hogy áramgenerátoros, vagy feszültséggenerátoros tápellátást igényel a fogyasztónk.

.
LED szalag szobavilágítás – fantázia

Feszültségszabályozott tápegységek

A közgondolkodás alapvetően a fix feszültségű tápellátást ismeri, függetlenül attól, hogy talán szakszerűbb a feszültséggenerátoros szó, de ezt a kifejezést sokan még soha nem hallották. Ilyen például egy 5 Voltos, 12 Voltos, vagy 24 Voltos adapter, vagy egy laptoptöltő is. Ha 12 Voltos, akkor az mindig 12 Voltos feszültség kimenetű, és ha mondjuk 60 Wattos, azaz 60 VoltAmperes- akkor 60 Wattig terhelhető, azaz a kimenő áram a rákötött fogyasztó teljesítményétől függ. Jelen esetben a kimenő árama 0 és 5 Amper közötti értékű lehet. Ha 30 Wattos fogyasztót kötünk rá akkor 2,5 Amper lesz a kimenő árama.

Nagyobb átmenő áramot biztosító tápegységek

Ha egy ilyen feszültséggenerátoros tápellátás esetén az erősebb táp azt jelenti, hogy nagyobb Amperszámút választunk, azaz egy 5 Amperes 60Wattos helyett egy 6 Amperes 72 Wattosat, vagy akár egy 10 Amperes 120 Wattosat – semmi akadálya, jó döntést hozunk. Ebben a tekintetben 2 dolgot kell mérlegelnünk:

  1. Egyes tápegységeket úgy készítik és erre a gyártó nyilatkozata kitér, hogy van amelyik tartósan maximum 80%-ig terhelhető és olyan is van amely tartósan 100%-os terhelés mellett is üzemeltethető. Ha a gyártó nem tesz közzé ilyen információt akkor azt kell feltételeznünk hogy tartósan maximum 80%-os terheléssel üzemeltethető csak. Tehát fizikai szempontból nem okozunk hibát, ha nagyobb Amperszámú tápegységet választunk. Ugyanakkor a nagyobb teljesítményű tápegység drágább, így könnyen abba a hibába eshetünk, hogy feleslegesen vásárolunk drágább tápegységet.
  2. A másik hiba, hogy nagyobb lehet a fogyasztásunk. Itt nem kell látványos fogyasztásnövekedésre gondolni, hanem arról van szó, hogy egy tápegység minél kisebb terhelésű annál gyengébb lehet a hatásfoka. Természetesen minél megbízhatóbb minőségű tápegységet választunk erre annál kisebb ennek a mértéke. Ha egy 40 Wattos fogyasztót 60 Wattos tápegységgel működtetünk – lehetséges, hogy az összfogyasztás 46 Watt lesz, de ha 100 Wattos tápegységgel működtetjük, akkor 50 Watt lesz. (Ezek csak példaszámok.) A fogyasztónk ugyanúgy 40 Wattot fog fogyasztani, tehát ha ez egy LED szalag mindkét esetbe ugyanúgy fog világítani, csak amíg 60 Wattos adapterrel működtetjük, akkor 6 Watt lesz az adapter saját fogyasztása, ha pedig 100 Wattossal, akkor annak 10 Watt lesz a saját fogyasztása. És ez nem feltétlen azért mert rosszabb a 100 Wattos táp hatásfoka (tételezzünk fel, hogy ugyanaz a műszaki konstrukció), hanem csak azért mert a 60 Wattos tápot 66%-on üzemeltetjük, míg a 100 Wattosat csak 40%-on. Természetesen mondhatjuk, hogy mit számít ez a 4 Watt különbség – ez igaz, csak így már jobban megérthetjük miért is van sokféle teljesítményméret.

Tehát egy túlméretezett táp nem csak beszerzéskor drágább, hanem folyamatosan többet is fogyaszthat. Erre mondhatjuk, hogy ez igaz, de legalább kevésbé melegszik. Oké, de azért azt is vegyük figyelembe, hogy egy gondos gyártói tervezéssel figyelembe vették a melegedési tényezőt is.

Ha már a nagyobb áramú tápokról beszéltünk érdemes megemlíteni, hogy mi a helyzet ha kisebb áramú tápot alkalmazunk a szükségesnél?
Általában a mai tápegységek rendelkeznek túláramvédelemmel. Ez típusonként más érték lehet, van ahol 10-20%-os ez az érték és van ahol akár 50%-os is. Ez azt jelenti, hogy van olyan 60 Wattos (5 Amperes) amely még 90 Wattos terhelés mellett, azaz 7,5 Amper átmenő áram mellett is működik és a túláramvédelem nem kapcsolja le. Ez véletlenül sem jelenti azt, hogy bátran túlterhelhetnénk a tápegységeket tartósan. Ez garantáltan idő előtti meghibásodáshoz vezet. Másrészt túlmelegedés elleni védelemmel is rendelkeznek a tápok. Tehát, ha a túláramvédelem még nem is kapcsolja le, majd a túlmelegedés elleni védelem lekapcsolja. Ki akarna úgy működtetnie egy eszközt, hogy folyamatosan ki-be kapcsolja magát. Másrészt ha egy túlterhelt állapotban működtetjük is és látszólag “jól bírja” – egészen biztos, hogy rövidebb élettartamú lesz a termékünk. Ne éljünk vissza a tápegységek azon tulajdonságával, hogy a feltüntetett maximális terhelhetőségük felett is működnek!

Nagyobb feszültséget biztosító tápegységek

Na ez az a halott ötlet. Nem a tápegységünk pusztul el elsősorban, hanem a rákötött fogyasztó. Ha egy 12 Voltos LED szalagot 24 Voltos tápegységgel működtetünk, akkor rövid ideig örülhetünk, hogy milyen erős fénye lett -“jaj de szépen világít!” – majd egyszer csak szétég az egész. A LED szalag ugyanakkora áramot fog felvenni, de kétszeres feszültségnél kétszeres lesz a fogyasztás. Kétszeres hőtermelés az eredménye, és ha nem arra tervezték, akkor nem fog tudni mit kezdeni a hővel. És rövidzár is keletkezhet, ami még nagyobb áramot jelent. Rendben mondhatjuk, hogy egy modern táp rövidzár védelemmel is rendelkezik, de ha a tápegység túl is éli a fogyasztónkat akkor is elveszítettük. Olyan megoldásba már bele sem szabad gondolni, ha egy naiv döntéshozó arra gondol, hogy 60 Wattos a LED szalagom (és 12 Voltos), akkor veszek egy 24 Voltos adaptert ami szintén 60 Wattos. Ez pedig a duplán halott ötlet. Ez a 60 Wattos LED szalag mindenképp 5 Amper áramot vesz fel, akkor is ha 12 Voltot kap és akkor is ha 24 Voltot. Csakhogy ha 24 Voltot kap akkor rögtön nem 60 Watt lesz a szalag fogyasztása hanem 120 Watt – és nagyon nem erre tervezték. Ráadásul a 60 Wattos 24 Voltos tápegységünk csak 2,5 Ampert tud leadni, 5 Amperes áramigénynél garantáltan, lekapcsolja az elektronikát a túláramvédelem. És akkor örvendezzünk, mert nem ég szét a LED szalagunk.

Ha már LED-ről és a fentebb említett kisebb áramú tápról értekeztünk, érdemes kitérni, hogy mi a helyzet akkor, ha kisebb feszültségű táppal akarunk egy fogyasztót működtetni.
A LED szalagnál maradva egy 24 Voltos LED szalag nem fog világítani 12 Volttal, esetleg ha RGB szalagunk van akkor a piros. Ugyanúgy egy 12 Voltos nem fog működni 5 Volttal. Egyes konstrukciók esetén előfordulhat némi kis fény. Aki ilyen próbálkozásra adja a fejét általában azt mondja, hogy gondolta, hogy nem fog a 24 Voltos úgy világítani, 12 Volttal, de azért fele fényre számított volna. Hát nem a diódáknak van egy nyitófeszültsége, (a LED is dióda), az alatt nem hogy csak egy kicsit működik, hanem semennyire. Tehát erősen konstrukciófüggő, hogy melyik menyire fog világítani- Általában semennyire, mert általánosságban azt lehet mondani, hogy a LED üzemi feszültségének 2/3 részénél van a nyitófeszültség. Avagy fordítva számolva a nyitófeszültség másfélszeresével szokták üzemeltetni. Természetesen ez nincs mindig így de talán a LED szalagokra elmondható. Egyértelmű, hogy egy nagy teljesítményre kiélezett nagy hűtőbordás LED jobban túlhajtható, de azokhoz nem ilyen tápegységeket fogunk vásárolni. Az RGB szalagok esetében azért találkozunk olyannal, hogy a piros még éppen világít, mert zöldhöz és a kékhez viszonyítva kissé túl van hajtva annak érdekében, hogy közel azonos legyen a fényárama a másik két színnel, mert a piros LED-eknek rosszabb a hatásfoka.

.
LED fantázia

Áramgenerátoros tápegységek

Ha eddig nem foglalkoztál villamossági dolgokkal, de annyit azért tudsz, hogy vannak különböző feszültséget leadó tápegységek, amelyek éppen annyi áramot adnak le amennyire a rákötött fogyasztónak szüksége van és elég annyit tudni, hogy a tápegység legalább annyi teljesítmény leadására legyen képes amennyi a fogyasztónak kell – és mindenki boldog lesz. Erre lehet, hogy pont most tudod meg tőlem, hogy olyan tápegységek is vannak – amelyek pont fordított logikájúak, és ha megérted a lényegét – lehet, hogy egy pillanatra “ledobja agyad a láncot”. De sebaj! Legalább, ha elromlik a LED-paneled tápegysége nem azon kezdesz agyalni, hogy hány Voltos tápegységet vegyél hozzá, mert csak guvad a szemed amikor azt látod a rossz tápegységen, hogy például a kimenete 42-50 Voltig. Hogy mi van? – el sem tudják dönteni, hogy mennyi!

Szóval az áramgenerátoros tápegység (szebbik nevén, a LED-ek esetébe LED-meghajtó) lényeg, hogy a kimenő áram nem változik. Például 350mA-es, vagy éppen 950mA-es. Ez pont olyan dolog mint a fentebb részletezett feszültséggenerátoros tápoknál a 12 Voltos mindig 12, a 24 Voltos mindig 24 és az áramerősség igazodik a fogyasztó teljesítményéhez. Az áramgenerátoros tápegységnél az áram nagysága nem változik, és a feszültség nagysága igazodik a fogyasztó teljesítményéhez. Ez a megoldás körültekintőbb alkalmazást igényel. Amíg a feszültséggenerátoros tápegységeknél általában nincs meghatározott minimális áramfelvételi követelmény amely érték alatt nem működnek, tehát egy 5 Amperes feszültséggenerátoros tápegység 0 és 5 Amper közötti áramfelvételű fogyasztók esetén bármelyik ráköthető, ha a feszültség egyezik. Az áramgenerátoros tápegységek esetében mindig van a kimenő feszültségnek alsó értéke is, nem csak felső. Például egy 950mA-es LED-meghatón az szerepel, hogy 42-50 Volt akkor ez azt jelenti, hogy sem 50 Voltnál nagyobb sem 42 Voltnál kisebb feszültséget nem fog leadni. Azaz 42×0,95 és 50×0,95 – azaz 39,9 és 47,5 Watt közötti teljesítményű fogyasztó köthető rá amennyiben a fogyasztó 950 milliamperes áramgenerátoros meghajtást igényel. Ha van egy 45 Wattos LED panelünk, ami 950mA-es áramgenerátoros, akkor 45/0,95 – azaz 47 Volt feszültségigényű. Tehát az a jó választás ha új áramgenerátoros tápot akarunk vásárolni a régi LED-lámpánkhoz ha tápon olyan feszültség tartomány szerepel, hogy beleesik a 47,36 Volt és természetesen 950mA-es árammeghajtású. Minden más megoldás rossz.

Nagyobb áramot biztosító a tápegység:

Instabil működést okoz, mert a táp kimenő árama nem igazodik a fényforrás alacsonyabb áramigényéhez, ami a feszültség ingadozásához vagy hullámzásához vezethet. Ez a fogyasztó működésének zavarát okozhatja. Megnő a hőtermelés, mert a táp továbbra is a maximális áramot generálja, felesleges energiát pazarolva. Ha a tápegység túl nagy áramerősséget ad le, a LED-eken átfolyó áram meghaladja a telítési áramot. Ez a megnövekedett áram túlmelegedéshez vezet a LED-ekben. A túlmelegedés károsítja a LED-ek szerkezetét, ami rövidíti az élettartamukat, és végleges meghibásodásukhoz vezethet.
Ezenkívül ha túl van az áramerősség a telítési áramon a feszültségigény olyan magas lehet, amire a tápegység nem képes, így az a túlterhelés miatt lekapcsol jobb esetben, de ha a határérték alatt marad akkor folyamatos nagyobb teljesítmény károsíthatja a tápegység alkatrészeit.

Említsük meg azt is, hogy amikor a tervezettnél kisebb áramot biztosító áramgenerátoros tápegységgel próbálkoznánk. Túláramot okozunk a tápegységnek, hiszen a LED fényforrásunk igénye meghaladja a táp áramkorlátját. Ez a táp túlmelegedéséhez, károsodásához, sőt a fogyasztó tönkretételéhez is vezethet. A LED-ek nem fognak elegendő áramot kapni, ami megnöveli a LED-eken átfolyó feszültséget, mivel a LED-ek megpróbálják fenntartani teljesítményt. De ez a feszültségnövekedés fogja kompenzálni az áram csökkenését. A teljesítmény hiába lesz azonos értékű, ha a feszültség nő, akkor fényáram helyett a melegedés fog fokozódni, a diódákra így a LED-ekre is jellemző nemlineáris feszültség-áram karakterisztika miatt. Ez a LED-ek gyengébb fényerősségéhez vezet túlmelegedéssel. Ez rövidíti a LED-ek élettartamát, és végleges meghibásodásukhoz vezethet.

Nagyobb feszültséget biztosító a tápegység:

Az áramgenerátoros meghajtású LED panelek specifikus feszültségre vannak tervezve. Ha a tápegység túl magas feszültséget biztosít, a LED-ek nem fognak bekapcsolni. Bizonyos esetekben a LED-ek villogni vagy gyengén világítani fognak, mielőtt meghibásodnak. Ha a tápegység csak kisebb mértékben magasabb feszültséget biztosít, mint a LED panel igénye, a LED-ek túl sok energiát kaphatnak, ami túlmelegedéshez vezethet. A feszültség emelkedésével az áram növekedése lassul (nemlineáris feszültség-áram karakterisztika), és egy ponton eléri a telítést. Egy ponton már a túl magas feszültség mellett az átfolyó áram nem fog tovább növekedni. A LED-ek túl sok energiát kapnak, ami túlmelegedéshez vezethet. A túlmelegedés csökkentheti a LED-ek fényerősségét, és rövidítheti az élettartamukat.

Az áramgenerátoros tápellátás érzékeny a fogyasztó áram- és feszültségigényének változásaira. A táp maximális átmenő teljesítményénél nagyobb igény túlterheléshez, károsodáshoz és instabilitáshoz vezethet, míg a táp kapacitásánál kisebb igény működési zavarokat és hatékonyságcsökkenést okozhat. A megfelelő működés és a károk elkerülése érdekében csakis a táp és a fogyasztó kompatibilitásával biztosítható.

.
LED szalag tárgyaló világítás – fantázia


Ez a cikk azért született, mert az egyik vásárlóm természetesnek gondolta, vesz egy 950mA-es áramgenerátoros tápot, ami 42 és 50 Volt közötti feszültségtartományban működik. Mit sem tudva az áramgenerátoros meghajtás lényegéről, a LED-paneljének tökre ment tápegysége helyére szánta.
Csakhogy a LED-panel 600mA-es meghajtásra volt tervezve. Azt tudta, hogy 36 Wattos, amiből egyértelműen következik, hogy panel 60 Volt feszültségigényű. Arra számított, hogy mivel ez a táp csak 50 Voltos, nem lesz probléma, ha majd nem világít olyan erősen, hiszen 17%-kal kisebb a feszültség, ez a kisebb fény is elég lesz.
Szerencsére egyáltalán nem kapcsolt be a táp, így nem sikerült a LED-panelt 58%-kal nagyobb Amperrel tönkretenni. A vélhető ok nem csak annyi, hogy a táp működési feszültségtartományán felül még 17%-kal nagyobb feszültségre lett volna szüksége, hanem az, hogy a LED-ek nemlineáris feszültség-áram karakterisztikája miatt, a LED ennél az áramnál már a telítési tartomány olyan szakaszába került volna, ami már kiugróan meghaladná a tervezett 60 Voltos üzemi feszültséget is. Így szerencsére megmenekült a LED-panel a tönkretételtől.

Ha úgy érzed, hogy ez poszt túl sztorizós és kevés benne a szakmaiság akkor ezt olvasd el inkább:

  • EZT a posztot – direkt mesterséges intelligenciával írattam. Semmi sztori, csak a szárak és következetes tényezők felsorolása látható.
  • Ha jobban elmélyednél az áramgenerátoros LED-meghajtás hibalehetőségeiben akkor EZT a cikket ajánlom.
  • Ha pedig a LED-ek nemlineáris feszültség-áram karakterisztikája érdekel akkor EZT a posztot ajánlom.

Mi ez az egész?

  • Rendszeresen kapunk árajánlat kéréseket vevőinktől, amelyek összetettebb rendszerek, így egyértelműen nem tudják eldönteni a webáruház kínálatából, hogy pontosan miből és mennyire van szükségük.
  • Esetleg olyan információkra is rákérdeznek, melyek fontossága nekünk sem tűnt fel.
  • Segítséget kérnek egy problémájuk megoldásában.
  • Ezeket az információkat emailban megküldtük nekik.
  • Számos esetben, ezek olyan információk, melyeket úgy ítélünk meg, hogy más érdeklődők számára is segítségül szolgálhatnak, így a HOW-TO kategória csoportban anonimizálva közzétesszük őket.
  • FONTOS! A közölt termékek az idő múlásával megszűnhetnek, vagy a újabb változatuk kerülhet forgalomba, amitől egyes tulajdonságaik megszűnhettek, vagy a gyártó újjal ruházhatja fel.
  • De a legfontosabb, hogy az idő múlásával az árak garantáltan változnak. Megtehetnénk, hogy az árakat kitöröljük ezekből a cikkeből, azonban amikor több féle megoldást hasonlítunk össze, ha az idő múlásával az összegek nem is lesznek érvényesek, de tendenciájukat, nagyságrendjeiket tekintve, mégis csak többletinformációt nyújhatnak, így egyelőre ott maradnak az árak is.
.

Ha a böngésződben futtatod a uBlock, vagy hasonló kiegészítőt, (vagy magát a javascriptet,) akkor blokkolod a képek és a menürendszer megjelenítését. Kapcsold ki, ha élvezhető tartalmat akarsz látni!

^
^