긴 LED 스트립 조명 설치에서 전압 강하를 방지하는 방법

장거리 LED 스트립 조명 설치에서 전압 강하는 불균등한 밝기와 수명 단축을 일으키는 핵심 문제입니다. 저전압 LED 스트립(12V/24V)의 전류가 거리가 증가함에 따라 감소함에 따라 와이어 저항으로 인한 전압 손실은 원거리의 조명 성능에 상당한 영향을 미칩니다.

개입하지 않으면 전압 강하는 전면부에 과도한 밝기와 후면부의 어두움을 유발하여 과전류로 인해 칩 노화를 가속화할 수 있습니다. 또한 전압 변동은 국부적인 과열 또는 드라이버 회로 고장과 같은 연쇄 반응을 유발할 수 있습니다.

따라서 전압 강하를 체계적으로 해결하려면 전원 공급 장치 설계, 회로 최적화 및 장비 선택을 포괄하는 다차원 접근이 필요합니다.

전압 강하란 무엇입니까?

LED 스트립의 전압 강하는 LED 및 회로 기판과 같은 구성 요소를 통해 흐르면서 전류가 마주하는 저항으로 인해 작동 중에 발생하는 전압의 점진적인 감소를 나타냅니다. 이 현상은 스트립 전체에 걸쳐 밝기 감소와 고르지 않은 조명을 유발합니다.

평신도의 용어로 스트립의 시작과 끝 사이에 일관되지 않은 밝기로 나타납니다. 전원 근처의 섹션이 더 밝게 나타나고 후행 끝이 눈에 띄게 어두워집니다.

전압 강하는 LED 스트립의 밝기와 미적 매력에 영향을 줄 뿐만 아니라 수명을 단축시킬 수 있습니다. 따라서 전압 강하 문제를 정확하게 이해하고 해결하는 것은 LED 스트립의 성능을 향상시키는 데 매우 중요합니다.

아래 그림과 같이: LED 스트립에 대한 입력 전압이 12V일 때, 5m 거리를 이동한 후 전압 강하 9.01V로 이 3V 차이는 전압 강하를 나타냅니다.

LED 스트립이 길수록 전압 강하가 커집니다. 5%를 초과하는 전압 강하는 LED 칩의 작동 전류를 감소시켜 결과적으로 밝기를 감소시킬 수 있습니다.

전압 강하는 전위차 또는 전압으로도 알려진 전하를 이동시키는 전기장의 능력을 설명하는 물리량입니다. 전선(와이어 또는 저항기 등)을 통해 전류가 흐르면 도체의 저항으로 인해 전기 에너지가 열로 변환되어 단자 간 전위차가 감소합니다.

관련 독서: LED 스트립의 전압 강하: 원인 및 해결 방법.

LED 스트립 조명의 전압 강하 원인

LED 스트립 조명의 전압 강하는 조명 균일성에 영향을 미치는 일반적인 문제이며, 입력 와이어 저항 손실, PCB 동박의 불충분한 전도도, 입력 전압이 지나치게 낮습니다. 아래에서 이 세 가지 측면을 분석합니다.

와이어 저항

와이어 저항은 도체를 통해 흐르는 전류에 의해 발생하는 대립의 정도를 측정하는 물리량입니다. 전류 흐름을 방해하는 도체의 능력을 나타내며 옴(Ω)으로 측정됩니다. 그 크기는 와이어 재료, 길이, 단면적 및 온도에 따라 다릅니다.

구리 및 알루미늄과 같은 금속은 낮은 저항률을 가지는 반면 합금과 반도체 재료는 더 높은 저항을 나타냅니다. 더 긴 와이어는 더 큰 저항을 나타내고 더 큰 단면적은 저항을 줄입니다. 또한 온도 상승은 특정 재료(예: 금속)에서 저항을 높일 수 있습니다.

작동 중에 전원과 라이트 스트립 사이에 적절한 크기의 배선이 사용되었는지 확인하십시오. 두꺼운 전선은 저항이 낮아 전기를 더 효율적으로 전송합니다. 전력 부하(와트) 및 와이어 길이(피트)를 기준으로 아래 표를 사용하여 편리한 전압 강하 관리를 위해 적절한 와이어 크기를 선택할 수 있습니다.

12볼트 전압 강하 차트(5% 강하)
철사 선승	12W	24W	36W	48W	60W	72W	84 W	96 W	108W	120W
22 아아	16피트	8피트	5피트	4f.	3피트	3피트	2피트	2피트	2피트	2피트
20 AWG	25피트	13피트	8피트	6피트	5피트	4피트	4피트	3피트	3피트	3피트
18 아아	42피트	21피트	14피트	10피트	8피트	7피트	6피트	5피트	5피트	4피트
16 아아	75피트	38피트	25피트	19피트	15피트	13피트	11피트	9피트	8피트	8피트
14 아아	117 4.	58피트	39피트	29피트	23피트	19피트	17피트	15피트	13피트	12피트
12 아아	183피트	92피트	61피트	46피트	37피트	31피트	26피트	23피트	20피트	18피트
10 AWG	275피트	138피트	92피트	69피트	55피트	46피트	39피트	34피트	31피트	28피트
24볼트 전압강하 차트(5% 강하)
철사 선승	12W	24W	36W	48W	60W	72W	84 W	96 W	108W	120W
22 아아	73피트	37피트	24피트	18피트	15피트	12피트	10피트	9피트	8피트	7 TT.
20 AWG	117피트	58피트	39피트	29피트	23피트	19피트	17피트	15피트	13피트	12피트
18 아아	183피트	92피트	61 F+.	46피트	37피트	31피트	26피트	23피트	20피트	18피트
16 아아	300피트	150피트	100피트	75피트	60피트	50피트	43피트	38피트	33피트	30피트
14 아아	475피트	238피트	158피트	119피트	95피트	79피트	68피트	59피트	53피트	48피트
12 아아	750피트	375피트	250피트	188피트	150피트	125피트	107피트	94피트	83피트	75피트
10 AWG	1092피트	546피트	364피트	273피트	218피트	182피트	156피트	136피트	121피트	109피트

언급:

1. 총 부하를 와트로 계산합니다.
2. 전원에서 LED 스트립까지의 거리를 측정합니다.
3. 적절한 와이어 게이지를 선택합니다.

LED 스트립의 작동 길이를 최소화하십시오. 가장 좋은 방법은 중간 섹션에서 전원을 공급하는 것입니다.

예를 들어, 방을 비추기 위해 50피트 스트립이 필요하다고 가정합니다. 전원을 중앙에 배치하고 스트립을 연속적인 50피트 길이의 하나가 아닌 왼쪽과 오른쪽으로 달리는 2개의 25피트 섹션으로 분할하는 것이 좋습니다. 정확히 반으로 나눌 필요는 없습니다. 더 편리한 경우 20피트 및 30피트 섹션으로 분할하는 것이 허용됩니다.

중간에 전원을 배치하는 것이 불가능한 경우 두 번째 옵션은 전원에서 스트립의 중간까지 적절한 크기의 와이어(전압 강하 차트 참조)를 실행하는 것입니다. 이렇게 하면 적절한 크기의 와이어(LED 스트립 자체보다 낮은 저항을 제공함)가 무거운 리프팅을 처리하는 동안 주행 시작 시 전원을 유지합니다.

LED 스트립용 동박 제한

구리박은 표준 재료에 비해 우수한 열전도율을 제공하지만 고온 환경에서 쉽게 산화되어 열 분산 효율을 줄입니다. 고온에서 장기간 작동하면 구리 호일 분해가 가속화되어 스트립의 수명이 단축될 수 있습니다.

동박은 얇고 부서지기 쉽습니다. 설치 또는 사용 중 외부 압력 또는 구부러짐이 파손되어 단락 또는 작동하지 않는 조명이 발생할 수 있습니다.

또한 구리 호일은 습하거나 고온 환경에서 쉽게 부식되므로 수명을 연장하기 위해 추가적인 항산화 처리(예: 니켈 도금 또는 실란 커플링제 코팅)가 필요합니다.

전원 공급 장치 전압 레벨(12V vs 24V vs 48V)

12V, 24V 및 48V LED 스트립은 전압 강하 충격 및 성능 비교에서 상당한 차이를 나타냅니다.

• 12V 스트립은 낮은 전압과 더 높은 전류로 인해 눈에 띄는 라인 손실을 경험합니다. 밝기는 5미터 이내에서 안정적으로 유지되지만 5미터 이상에서 상당한 전압 강하가 발생하여 꼬리 끝에서 밝기가 감소합니다.

• 24V 스트립은 전류를 절반으로 줄여 라인 손실을 줄이고 10m 이상의 무전압 전송을 가능하게 합니다.

• 48V 스트립은 동일한 전력으로 12V 스트립의 1/4에 불과한 더 낮은 전류에서 작동하므로 전압 강하를 최소화합니다. 초장거리 조명(예: 30미터 이상)에 적합하지만 안정적인 전원 공급이 필요합니다.

24V 스트립은 일반적으로 12V 스트립보다 더 높은 전력과 밝기를 제공합니다. 더 높은 전압에서 작동하는 48V 스트립은 더 많은 밝기 향상을 위해 더 많은 LED 칩을 구동할 수 있습니다. 고전압 스트립(24V/48V)은 전류를 덜 소비하고 더 낮은 라인 손실을 겪기 때문에 장기간 사용에 더 에너지 효율적입니다.

12V 스트립은 더 높은 전류를 필요로 하여 더 큰 열 방출을 요구하며 밀폐된 공간에서 과열되기 쉽습니다. 24V/48V: 낮은 전류는 열 스트레스를 줄여주지만 고전압 환경에서는 절연 보호가 보장되어야 합니다. 12V 스트립은 초기 비용이 낮지만 길이가 길어지면 추가 변압기 또는 배선이 필요하므로 잠재적으로 전체 비용이 증가합니다.

12V vs 24V vs 48V LED 스트립 성능 비교

LED 스트립 유형	DC12V	직류24V	DC48V
현재	더 높음	Lower	최하위의
설치 거리	≤5m	≤10m	30m 이하
비용	장거리 전력 공급 비용 증가	저렴한 비용	비교적 경제적인
길이를 잘라	단거리	중간 거리	비교적 장거리
안전	저전압, 비교적 안전	안전한	안전성이 낮고 단열재를 필요로 합니다
열 방출	Poor	Good	꽤 좋은

요약: 전압 선택에는 거리, 밝기, 비용 및 안전의 균형이 필요합니다. 단거리 주거용으로 12V, 중장거리 상업용 24V, 초장거리 또는 고전력 프로젝트의 경우 48V를 우선시합니다.

블로그 읽기 "12V, 24V 또는 48V LED 스트립 시스템을 선택해야 하는 경우는? (상업용으로 업데이트됨)"더 배우기 위해.

전압 강하를 계산하는 방법?

LED 스트립의 전압 강하를 계산하려면 전류, 와이어 저항 및 길이와 같은 요소를 고려해야 합니다.

기본 공식: 전압 강하 = 전류 × 와이어 저항

어디:

• 전류(A) = 총 스트립 전력(W) ÷ 작동 전압(V)
• 도체 저항(Ω) = 저항률(구리선: 0.0175 Ω·mm²/m) × 도체 길이(m) ÷ 도체 단면적(mm²)

예시: 24V LED 스트립, 240W 전력, 40M 도체 길이, 4mm² 와이어 게이지:

전류 = 240 ÷ 24 = 10A

저항 = 0.0175 × 40 ÷ 4 = 0.175Ω

전압 강하 = 10A × 0.175Ω = 1.75V

저전압 시스템(예: 12V/24V)에서 전압 강하는 일반적으로 정격 전압의 5%를 초과하지 않습니다(예: 24V 시스템은 ≤1.2V 낙하를 허용합니다). 전압 강하가 사양을 초과하면 와이어 게이지를 높이거나 전원 공급 거리를 줄이십시오.

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ÌWire 선택 권장 사항: 장거리(>10m)의 경우 전류를 줄이기 위해 24V/48V 시스템을 우선시하고, 12V LED 스트립용 단일 엔드 전원 공급 장치는 5m 이하, 24V ≤10미터, 이중 엔드 전원 공급 장치는 20미터까지 확장할 수 있습니다.

실용적인 테스트: 멀티미터는 LED 회로에서 직렬 저항의 전압 분배 효과를 확인할 수 있습니다.

전압 강하를 방지하는 실용적인 솔루션

회로 저항 및 전류 손실로 인한 LED 스트립의 전압 강하는 조명 균일성과 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 다음은 전압 강하를 방지하는 몇 가지 효과적인 방법입니다.

양쪽 끝에서 전력 주입

듀얼 엔드 전원 공급 장치: 더 긴 스트립의 경우 스트립의 시작과 끝 모두에 전원을 연결하여 이중 끝 전원 공급 장치 솔루션을 구현합니다. 이를 통해 전체 스트립에 안정적인 전압 공급이 보장되어 불균일한 밝기가 방지됩니다. 가능하다면 스트립을 따라 중간 전력점을 추가하여 전압 강하를 더욱 줄입니다.

여러 개의 전원 주입 지점

세그먼트 제어: 긴 LED 스트립을 여러 섹션으로 나눕니다. 각각은 독립적인 드라이버로 구동됩니다. 이 접근 방식은 전체 시스템 안정성과 밝기 균일성을 향상시키면서 섹션당 전압 강하를 효과적으로 최소화합니다.

스트립 레이아웃 및 연결 최적화: 배선이 기능적이고 미학적으로 만족스러우며 엉키거나 과도하게 구부러진 케이블을 피합니다. 스트립을 연결할 때 느슨하거나 잘못된 연결로 인해 추가 저항 및 전압 강하를 방지하기 위해 안전하고 안정적인 접점을 보장합니다.

24V 또는 48V LED 스트립 사용

24V 또는 48V LED 스트립을 사용하면 전압 강하 문제를 효과적으로 완화하여 12V 스트립에 비해 훨씬 적은 영향을 나타냅니다. 12V 스트립은 5미터 이상에서 눈에 띄는 밝기 감쇠를 경험하지만 24V 스트립은 추가 전원 없이 최대 10미터 길이를 지원합니다. 유연한 절단 지점(6개의 LED마다)으로 인해 장거리 설치에 이상적입니다.

3동전압에서 48V 스트립은 24V 스트립의 전류의 절반만을 소비합니다. 전력 손실 공식 Q=i²R에 따라 48V 시스템은 현저히 감소된 열 손실과 더 낮은 전압 강하 비율을 나타냅니다. 48V 시스템은 더 많은 고정 장치를 직렬로 연결하여 배선과 인건비를 줄이고 24V 스트립으로 빈번한 전원 부스터를 제거하여 설치를 간소화합니다. 24V 스트립은 열을 덜 발생시켜 확장된 작동에 적합하며 48V 시스템은 에너지 효율성을 더욱 최적화합니다.

더 두꺼운 전선

더 두꺼운 전선을 사용하거나 전선 길이를 줄이십시오. 와이어 저항은 전압 강하를 유발하는 주요 요인입니다. 따라서 더 두꺼운 와이어를 사용하면 저항을 줄이고 전압 강하 문제를 완화할 수 있습니다. 또한 스트립과 전원 사이의 와이어 길이를 최소화하면 저항과 전압 강하를 효과적으로 줄일 수 있습니다.

정전류 솔루션 사용

정전류 LED 스트립은 정확한 전류 조절을 통해 정전압 스트립에 내재된 전압 변동 유도 전압 강하를 근본적으로 해결합니다.

그들의 핵심 이점은 세 가지 측면에서 나타납니다. 첫째, 정전류 회로는 전류 흐름을 자동으로 조정합니다. 라인 임피던스가 증가하거나 전원 공급 장치 전압이 변동할 때, 그들은 LED 전류 안정성을 설정 값(예: 20mA ±3%)으로 유지하여 시작부터 끝까지 일관된 밝기를 보장합니다. 둘째, 일정한 전류는 LED의 국부적 과열로 인한 가속된 빛의 붕괴를 방지합니다. 테스트 결과 LED 수명이 30% 이상으로 정전류 드라이브에서 연장되었습니다.

또한, 이 솔루션은 라인 저항에 대한 낮은 감도를 나타냅니다. 얇은 와이어(예: 28 AWG) 또는 장거리 배선을 사용하더라도 동적 전압 강하 보상은 라인 손실을 오프셋하도록 동적으로 조정됩니다. 이 디자인은 장거리 장식 라이트 스트립과 같은 유연한 배선이 필요한 시나리오에 특히 적합하여 일관된 LED 스트립 밝기를 보장합니다.

RGB/RGBW 스트립에서 앰프/리피터 사용

RGB/RGBW 스트립의 장거리 전송 중에 저항과 간섭으로 인해 신호가 저하되어 스트립 끝에서 고르지 않은 밝기 또는 색상 왜곡을 유발합니다. 12V 스트립(일반적으로 ≤5미터)의 경우 앰프/리피터는 장거리(예: 30+ 미터)에서 안정적인 제어를 가능하게 합니다. 고전압 스트립(예: 24V/48V)은 전류 소비가 낮고 전압 강하가 감소하여 앰프/리피터에 대한 의존도를 최소화합니다. 12V 스트립을 사용할 때는 전압 강하를 보상하기 위해 10m마다 리피터를 설치하십시오.

요약하자면, LED 스트립 전압 강하는 해결을 위해서는 전원 공급 방식 개선, 배선 및 레이아웃 최적화, 보조 장비 활용 등 다면적 접근 방식이 필요합니다. 사용자는 특정 조건에 따라 적절한 솔루션을 선택하여 LED 스트립 설치의 성능과 미적 매력을 향상시킬 수 있습니다.

디자이너 및 구매자를 위한 권장 사항

현대적인 조명 디자인의 핵심 요소로서 LED 스트립 조명의 전압 사양(12V/24V/48V)은 프로젝트 결과와 사용자 경험에 직접적인 영향을 미칩니다.

12V 시스템은 안전성과 유연성이 뛰어나 가정 장식에 이상적입니다. 24V 시스템은 전압 강하와 절단 편의성 사이에서 균형을 이루며 상업용 설정을 위한 주류 선택이 되었습니다. 초저 라인 손실이 있는 48V 시스템은 대규모 조명 프로젝트를 위해 특별히 설계되었습니다.

설계자는 전송 거리, 안전 요구 사항 및 비용 고려 사항을 기반으로 선택해야 합니다. 구매자는 실제 애플리케이션 요구 사항을 우선시하고 더 높은 전압 사양을 맹목적으로 추구하는 것을 피해야 합니다.

LED 스트립 전압 정격 비교

전압 등급므	주요 장점	적합한 응용	고려
12v ․	높은 안전성(감전 위험 없음), 눈 보호용 부드러운 조명, 쉬운 설치(자체 접착식 뒷면)	가정 장식(어린이 방/계단/내각), 단거리 주변 조명(연구/발코니), 보조 장비 조명	장시간 동안 전압 강하를 방지하기 위해 5 미터 이상의 전력 연장이 필요합니다.
24V ․	최소 전압 강하(전력 부스트 없이 10m 지원), 유연한 절단(6개의 조명마다 절단), 안전과 효율성의 균형	가정 장식, 상업용 디스플레이 케이스/라이트박스, 중급 프로젝트 조명	12V 시스템보다 약간 높은 비용이 드는 전용 전원 공급 장치가 필요합니다.
48V	최소 라인 손실(현재 24V의 절반), 초장거리 시리즈 연결, 높은 프로젝트 안정성	대규모 건축 조명, 장거리 벽세탁, 고밀도 조명 프로젝트	엄격한 배선 요구 사항을 갖춘 전문적인 설치 필요

디자인 선택 권장 사항

Ì안전 우선순위 시나리오(예: 가정/어린이 공간): 안전과 설치 용이성을 위해 12V 시스템을 선택하십시오. 주변 조명 효과를 위해 RGB 스트립과 페어링하십시오.

Ì상업용 단기간 적용: 24V 스트립을 균형 잡힌 비용과 성능을 위해 추천합니다. 디스플레이 케이스 조명의 경우 절단점에서 일관된 밝기를 유지합니다.

ㆍ대규모 프로젝트: 48V 시스템을 채택하여 라인 손실을 최소화합니다. 예를 들어, 50미터 이상의 건축 윤곽 조명을 직렬로 연결할 때 48V 전압 강하는 12V의 1/4에 불과합니다.

구매자 가이드

ÌResidential 사용자: 12V 스트립을 선택할 때 방수 등급(예: 발코니용 IP65) 및 원격 제어 기능을 우선시하십시오. 균일한 조명을 보장하려면 고밀도 LED(예: 60 LED/미터)를 선택합니다.

24V/48V 스트립의 경우, 공급업체의 전압 강하 테스트 데이터를 확인하고 5M/10M 밝기 감쇠 비교 보고서를 요청합니다.

비용 관리: 12V 시스템은 초기 비용이 낮지만 장기간에 걸쳐 전력을 보충해야 하며, 48V 시스템은 단위 비용이 높지만 배선과 노동력은 절약할 수 있으므로 총 수명 주기 비용을 종합적으로 평가합니다.

중요 참고 사항: 모든 전압은 수명을 단축시키는 전압 변동을 방지하기 위해 고품질 전원 공급 장치가 필요합니다. 습기가 많은 환경(예: 욕실/정원)에서는 항상 방수 모델(IP65 이상)을 선택합니다. 장거리 설치 전에 전압 강하를 테스트하고 필요한 경우 세그먼트 전원 공급 장치를 사용하십시오.