LED pievienošana 220V
Gaismas diodes tiek plaši izmantotas kā gaismas avoti. Bet tie ir paredzēti zemam barošanas spriegumam, un bieži vien ir nepieciešams ieslēgt LED 220 voltu mājsaimniecības tīklā. Ar nelielām zināšanām elektrotehnikā un spēju veikt vienkāršus aprēķinus tas ir iespējams.
Savienojuma metodes
Standarta darbības apstākļi lielākajai daļai gaismas diožu ir 1,5-3,5 V spriegums un 10-30 mA strāva. Ierīci pieslēdzot tieši mājsaimniecības elektrotīklam, tās kalpošanas laiks būs sekundes desmitdaļas. Visas problēmas, kas saistītas ar gaismas diožu pievienošanu tīklam ar paaugstinātu spriegumu salīdzinājumā ar standarta darba spriegumu, ir saistītas ar liekā sprieguma atmaksu un strāvas ierobežošanu, kas plūst caur gaismu izstarojošo elementu. Draiveri - elektroniskās shēmas - tiek galā ar šo uzdevumu, taču tie ir diezgan sarežģīti un sastāv no liela skaita komponentu.To izmantošanai ir jēga, ja tiek darbināta LED matrica ar daudzām gaismas diodēm. Ir vienkāršāki veidi, kā savienot vienu elementu.
Savienojums ar rezistoru
Visredzamākais veids ir savienot rezistoru virknē ar LED. Tas samazinās lieko spriegumu un ierobežos strāvu.
Šī rezistora aprēķins tiek veikts šādā secībā:
- Lai ir gaismas diode ar nominālo strāvu 20 mA un sprieguma kritumu 3 V (faktiskos parametrus skatiet rokasgrāmatā). Darba strāvai labāk ņemt 80% no nominālās - gaismas apstākļos LED kalpos ilgāk. Idarbs = 0,8 Inom = 16 mA.
- Papildu pretestībā tīkla spriegums samazināsies mīnus sprieguma kritums pāri LED. Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. Acīmredzot gandrīz viss spriegums būs uz rezistora.
Svarīgs! Aprēķinot, ir jāizmanto nevis strāvas tīkla sprieguma vērtība (220 V), bet gan amplitūdas (pīķa) vērtība - 310 V.
- Papildu pretestības vērtību nosaka saskaņā ar Oma likumu: R = Urab / Irab. Tā kā strāva ir izvēlēta miliampēros, pretestība būs kiloomos: R \u003d 307/16 \u003d 19,1875. Tuvākā vērtība no standarta diapazona ir 20 kOhm.
- Lai atrastu rezistora jaudu, izmantojot formulu P=UI, darba strāva jāreizina ar sprieguma kritumu pāri dzēšanas pretestībai. Ar nominālu 20 kOhm vidējā strāva būs 220 V / 20 kOhm = 11 mA (šeit jūs varat ņemt vērā efektīvo spriegumu!), Un jauda būs 220 V * 11 mA = 2420 mW vai 2,42 W. No standarta diapazona varat izvēlēties 3 W rezistoru.
Svarīgs! Šis aprēķins ir vienkāršots, tas ne vienmēr ņem vērā sprieguma kritumu pāri LED un tā ieslēgšanas pretestību, taču praktiskiem nolūkiem precizitāte ir pietiekama.
Tātad jūs varat savienot ķēdi sērijveidā savienotas gaismas diodes. Aprēķinot, ir jāreizina sprieguma kritums vienam elementam ar to kopējo skaitu.
Augsta apgrieztā sprieguma diodes (400 V vai vairāk) sērijas savienojums
Aprakstītajai metodei ir būtisks trūkums. Gaismas diode, tāpat kā jebkura ierīce, kuras pamatā ir p-n pāreja, tā šķērso strāvu (un spīd) ar tiešu maiņstrāvas pusviļņu. Ar reverso pusviļņu tas ir bloķēts. Tā pretestība ir augsta, daudz augstāka par balasta pretestību. Un ķēdei pieliktais tīkla spriegums ar amplitūdu 310 V nokritīsies galvenokārt uz LED. Un tas nav paredzēts darbam kā augstsprieguma taisngriezis un diezgan drīz var neizdoties. Lai cīnītos pret šo parādību, bieži tiek ieteikts sērijveidā iekļaut papildu diode, kas spēj izturēt pretējo spriegumu.
Faktiski ar šo ieslēgšanu pieliktais apgrieztais spriegums tiks sadalīts aptuveni uz pusi starp diodēm, un LED būs nedaudz gaišāks, kad uz tā nokrīt aptuveni 150 V vai nedaudz mazāk, taču tā liktenis joprojām būs bēdīgs.
Gaismas diodes manevrēšana ar parasto diodi
Sekojošā shēma ir daudz efektīvāka:
Šeit gaismas izstarojošais elements ir savienots pretēji un paralēli papildu diodei. Ar negatīvu pusviļņu atvērsies papildu diode, un viss spriegums tiks pievadīts rezistoram. Ja iepriekš veiktais aprēķins bija pareizs, tad pretestība nepārkarst.
Divu gaismas diožu savstarpējais savienojums
Pētot iepriekšējo shēmu, nevar neatnākt doma - kāpēc izmantot nederīgu diode, ja to var aizstāt ar tādu pašu gaismas izstarotāju? Tas ir pareizs pamatojums. Un loģiski, ka shēma atdzimst šādā versijā:
Šeit tas pats LED tiek izmantots kā aizsargelements. Tas aizsargā pirmo elementu apgrieztā pusviļņa laikā un vienlaikus izstaro. Ar tiešu sinusoīda pusviļņu gaismas diodes maina lomas. Ķēdes priekšrocība ir pilnīga barošanas avota izmantošana. Atsevišķu elementu vietā varat ieslēgt gaismas diožu ķēdes uz priekšu un atpakaļ. Aprēķiniem var izmantot to pašu principu, bet sprieguma kritums pāri gaismas diodēm tiek reizināts ar vienā virzienā uzstādīto gaismas diožu skaitu.
Ar kondensatoru
Rezistora vietā var izmantot kondensatoru. Maiņstrāvas ķēdē tas darbojas kā rezistors. Tā pretestība ir atkarīga no frekvences, bet mājsaimniecības tīklā šis parametrs nemainās. Aprēķiniem varat izmantot formulu X \u003d 1 / (2 * 3,14 * f * C), kur:
- X ir kondensatora pretestība;
- f ir frekvence hercos, aplūkojamajā gadījumā tā ir vienāda ar 50;
- C ir kondensatora kapacitāte farādos, lai pārveidotu par uF, izmantojiet koeficientu 10-6.
Praksē tiek izmantota šāda formula:
C \u003d 4,45 * Iwork / (U-Ud), kur:
- C ir nepieciešamā kapacitāte mikrofarados;
- Irab - gaismas diodes darbības strāva;
- U-Ud - starpība starp barošanas spriegumu un sprieguma kritumu pāri gaismu izstarojošajam elementam - ir praktiska nozīme, izmantojot LED ķēdi. Izmantojot vienu LED, ir iespējams ar pietiekamu precizitāti uzņemt U vērtību, kas vienāda ar 310 V.
Kondensatorus var izmantot ar darba spriegumu vismaz 400 V.Šādām shēmām raksturīgo strāvu aprēķinātās vērtības ir norādītas tabulā:
| Darba strāva, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Balasta kondensatora jauda, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
Iegūtās vērtības ir diezgan tālu no standarta jaudu diapazona. Tātad 20 mA strāvai novirze no nominālās vērtības 0,25 μF būs 13%, bet no 0,33 μF - 14%. var izvēlēties rezistoru daudz precīzāk. Šis ir pirmais shēmas trūkums. Otrs jau minēts - 400 V un vairāk kondensatori ir diezgan lieli. Un tas vēl nav viss. Izmantojot balasta tvertni, ķēde ir aizaugusi ar papildu elementiem:
Pretestība R1 ir iestatīta drošības nolūkos. Ja ķēde tiek darbināta no 220 V un pēc tam tiek atvienota no tīkla, kondensators neizlādēsies - bez šī rezistora izlādes strāvas ķēdes nebūs. Ja nejauši pieskaraties konteinera spailēm, var viegli gūt elektriskās strāvas triecienu. Šī rezistora pretestību var izvēlēties vairākos simtos kiloomu, darba stāvoklī tas ir šunts ar kapacitāti un neietekmē ķēdes darbību.
Rezistors R2 ir nepieciešams, lai ierobežotu kondensatora uzlādes strāvas iedarbināšanu. Kamēr kapacitāte nav uzlādēta, tā nedarbosies kā strāvas ierobežotājs, un šajā laikā gaismas diodei var būt laiks sabojāties. Šeit jums jāizvēlas vairāku desmitu omu vērtība, tas arī neietekmēs ķēdes darbību, lai gan to var ņemt vērā aprēķinā.
Gaismas slēdža gaismas diodes ieslēgšanas piemērs
Viens no izplatītākajiem piemēriem LED praktiskajai izmantošanai 220 V ķēdē ir norādīt mājsaimniecības slēdža izslēgto stāvokli un atvieglot tā atrašanās vietas atrašanu tumsā. LED šeit darbojas ar strāvu aptuveni 1 mA - spīdums būs vājš, bet tumsā pamanāms.
Šeit lampa kalpo kā papildu strāvas ierobežotājs, kad slēdzis ir atvērtā stāvoklī, un uzņems nelielu daļu no pretējā sprieguma. Bet galvenā apgrieztā sprieguma daļa tiek pielietota rezistoram, tāpēc gaismas diode šeit ir salīdzinoši aizsargāta.
Video: KĀPĒC NE UZSTĀDĪT APGAISMOJUMA SLĒDZI
Drošība
Drošības pasākumus, strādājot esošās iekārtās, reglamentē Noteikumi par darba aizsardzību elektroietaišu ekspluatācijas laikā. Tie neattiecas uz mājas darbnīcu, taču to pamatprincipi ir jāņem vērā, pievienojot LED 220 V tīklam. Galvenais drošības noteikums, strādājot ar jebkuru elektroinstalāciju, ir tāds, ka visi darbi jāveic ar noņemtu spriegumu, novēršot kļūdainu vai patvaļīgu, nesankcionētu ieslēgšanos. Pēc slēdža izslēgšanas jābūt sprieguma neesamībai pārbaudiet ar testeri. Viss pārējais ir dielektrisko cimdu lietošana, paklājiņi, pagaidu zemējums utt. grūti izdarīt mājās, taču jāatceras, ka drošības pasākumu ir maz.