A LED csatlakoztatása 220V-ra
A LED-eket széles körben használják fényforrásként. De alacsony tápfeszültségre tervezték, és gyakran be kell kapcsolni a LED-et egy 220 voltos háztartási hálózatban. Kevés elektrotechnikai ismeretekkel és egyszerű számítások elvégzésének képességével ez lehetséges.
Csatlakozási módok
A legtöbb LED normál működési feltételei 1,5-3,5 V feszültség és 10-30 mA áram. Ha a készüléket közvetlenül a háztartási elektromos hálózatra csatlakoztatják, élettartama tizedmásodperc lesz. A LED-ek szabványos üzemi feszültséghez képest megnövelt feszültségű hálózathoz való csatlakoztatásának minden problémája a többletfeszültség visszafizetésében és a fénykibocsátó elemen átfolyó áram korlátozásában rejlik. Az illesztőprogramok - elektronikus áramkörök - megbirkóznak ezzel a feladattal, de meglehetősen összetettek és nagyszámú alkatrészből állnak.Használatuk akkor van értelme, ha sok LED-et tartalmazó LED-mátrixot táplálnak. Egy elem csatlakoztatásának egyszerűbb módjai is vannak.
Csatlakozás ellenállással
A legkézenfekvőbb módja az ellenállás sorba kapcsolása a LED-del. Ez csökkenti a túlfeszültséget, és korlátozza az áramot.
Ennek az ellenállásnak a kiszámítása a következő sorrendben történik:
- Legyen egy LED 20 mA névleges áramerősséggel és 3 V feszültségeséssel (a tényleges paramétereket lásd a kézikönyvben). Jobb, ha az üzemi áram névleges értékének 80% -át veszi fel - a LED fényviszonyok mellett tovább fog élni. Iwork=0,8 Inom=16 mA.
- A kiegészítő ellenálláson a hálózati feszültség csökken, mínusz a LED feszültségesése. Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. Nyilvánvalóan szinte az összes feszültség az ellenálláson lesz.
Fontos! A számítás során nem a hálózati feszültség aktuális értékét (220 V), hanem az amplitúdó (csúcs) értékét - 310 V - kell használni.
- A járulékos ellenállás értéke Ohm törvénye szerint kerül meghatározásra: R = Urab / Irab. Mivel az áramot milliamperben választják ki, az ellenállás kiloohmban lesz megadva: R \u003d 307/16 \u003d 19,1875. A standard tartományhoz legközelebbi érték 20 kOhm.
- Az ellenállás teljesítményének a P=UI képlet segítségével történő meghatározásához az üzemi áramot meg kell szorozni a kioltási ellenállás feszültségesésével. 20 kOhm névleges értéknél az átlagos áramerősség 220 V / 20 kOhm = 11 mA (itt az effektív feszültséget is figyelembe veheti!), A teljesítmény pedig 220V * 11mA = 2420 mW vagy 2,42 W. A standard tartományból választhat egy 3 W-os ellenállást.
Fontos! Ez a számítás leegyszerűsített, nem mindig veszi figyelembe a LED feszültségesését és bekapcsolási ellenállását, de gyakorlati célokra a pontosság elegendő.
Így csatlakoztathat egy láncot sorba kapcsolt LED-ek. A számítás során meg kell szorozni az egyik elem feszültségesését azok teljes számával.
Nagy fordított feszültségű dióda soros csatlakozása (400 V vagy több)
A leírt módszernek van egy jelentős hátránya. Fénykibocsátó dióda, mint minden p-n átmeneten alapuló eszköz, közvetlen váltóáram félhullámmal engedi át az áramot (és világít). Fordított félhullámmal zárva van. Ellenállása nagy, sokkal nagyobb, mint az előtétellenállás. A láncra adott 310 V amplitúdójú hálózati feszültség pedig leginkább a LED-en fog leesni. És nem úgy tervezték, hogy nagyfeszültségű egyenirányítóként működjön, és hamarosan meghibásodhat. Ennek a jelenségnek a leküzdése érdekében gyakran ajánlott egy további diódát sorba kapcsolni, amely ellenáll a fordított feszültségnek.
Valójában ezzel a bekapcsolással a rákapcsolt fordított feszültség nagyjából a felére oszlik el a diódák között, és a LED valamivel világosabb lesz, ha kb. 150 V vagy valamivel kevesebb esik rá, de a sorsa így is szomorú lesz.
LED tolatása hagyományos diódával
A következő séma sokkal hatékonyabb:
Itt a fénykibocsátó elem a kiegészítő diódával szemben és párhuzamosan van csatlakoztatva. Negatív félhullám esetén a kiegészítő dióda kinyílik, és az összes feszültség az ellenállásra kerül. Ha a korábban végzett számítás helyes volt, akkor az ellenállás nem fog túlmelegedni.
Két LED egymás melletti csatlakoztatása
Az előző áramkör tanulmányozása során nem jön a gondolat - miért használjunk haszontalan diódát, ha helyettesíthető ugyanazzal a fénysugárzóval? Ez a helyes érvelés. És logikailag a séma a következő verzióban születik újjá:
Itt ugyanazt a LED-et használják védőelemként. Megvédi az első elemet a fordított félhullám alatt, és egyben sugároz. Egy szinuszos direkt félhullámmal a LED-ek szerepet cserélnek. Az áramkör előnye a tápegység teljes kihasználása. Egyedi elemek helyett LED-láncokat kapcsolhat előre és hátrafelé. Ugyanez az elv használható a számításhoz, de a LED-ek feszültségesését megszorozzuk az egy irányban beszerelt LED-ek számával.
Kondenzátorral
Ellenállás helyett kondenzátor is használható. AC áramkörben némileg ellenállásként viselkedik. Ellenállása a frekvenciától függ, de a háztartási hálózatban ez a paraméter változatlan. A számításhoz használhatja az X \u003d 1 / (2 * 3,14 * f * C) képletet, ahol:
- X a kondenzátor reaktanciája;
- f a frekvencia hertzben, a szóban forgó esetben 50;
- C a kondenzátor kapacitása faradokban, uF-re való konvertáláshoz használjon 10-es tényezőt-6.
A gyakorlatban a következő képletet használják:
C \u003d 4,45 * Iwork / (U-Ud), ahol:
- C a szükséges kapacitás mikrofaradokban;
- Irab - a LED működési árama;
- Az U-Ud - a tápfeszültség és a fénykibocsátó elem feszültségesése közötti különbség - gyakorlati jelentőséggel bír LED-lánc használatakor. Egyetlen LED használata esetén az U érték 310 V-nak megfelelő pontossággal vehető.
A kondenzátorok legalább 400 V üzemi feszültséggel használhatók.Az ilyen áramkörökre jellemző áramok számított értékeit a táblázat tartalmazza:
| Üzemi áram, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Előtét kondenzátor kapacitása, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
A kapott értékek meglehetősen messze vannak a szabványos kapacitástartománytól. Tehát 20 mA áram esetén a 0,25 μF névleges értéktől való eltérés 13%, 0,33 μF-től pedig 14%. ellenállás választható sokkal pontosabb. Ez a rendszer első hátránya. A másodikat már említettük - a 400 V-os és nagyobb kondenzátorok meglehetősen nagyok. És ez még nem minden. Ballaszttartály használatakor az áramkört további elemekkel benőtt:
Az R1 ellenállás biztonsági okokból van beállítva. Ha az áramkört 220 V-ról táplálják, majd leválasztják a hálózatról, akkor a kondenzátor nem kisül - ezen ellenállás nélkül a kisülési áramkör hiányzik. Ha véletlenül megérinti a tartály érintkezőit, könnyen áramütést szenvedhet. Ennek az ellenállásnak az ellenállása több száz kiloohmban választható, működő állapotban kapacitással van söntölve, és nem befolyásolja az áramkör működését.
Az R2 ellenállásra szükség van a kondenzátor töltőáramának korlátozására. Amíg a kapacitás nincs feltöltve, nem szolgál áramkorlátozóként, és ezalatt a LED-nek lehet ideje meghibásodni. Itt több tíz ohmos értéket kell választania, ez szintén nem lesz hatással az áramkör működésére, bár a számításnál figyelembe lehet venni.
Példa a LED bekapcsolására egy lámpakapcsolóban
A LED 220 V-os áramkörben való gyakorlati alkalmazásának egyik gyakori példája a háztartási kapcsoló kikapcsolt állapotának jelzése és a helyének könnyebb megtalálása a sötétben. A LED itt körülbelül 1 mA áramerősséggel működik - a ragyogás halvány lesz, de sötétben észrevehető.
Itt a lámpa kiegészítő áramkorlátozóként szolgál, amikor a kapcsoló nyitott helyzetben van, és a fordított feszültség egy kis részét veszi fel. De a fordított feszültség fő része az ellenállásra kerül, így a LED itt viszonylag védett.
Videó: MIÉRT NE BESZERELNI VILÁGÍTÁSI KAPCSOLÓT
Biztonság
A meglévő berendezésekben végzett munkavégzés biztonsági óvintézkedéseit az elektromos berendezések üzemeltetése közbeni munkavédelmi szabályok szabályozzák. Otthoni műhelyre nem vonatkoznak, de alapelveiket figyelembe kell venni a LED 220 V-os hálózatra történő csatlakoztatásakor. Bármilyen elektromos berendezéssel végzett munka során a fő biztonsági szabály az, hogy minden munkát feszültségmentesen kell végezni, kiküszöbölve a hibás vagy akaratlan, jogosulatlan bekapcsolást. A kapcsoló kikapcsolása után a feszültség hiányának kell lennie ellenőrizze tesztelővel. Minden más dielektromos kesztyű, szőnyeg, ideiglenes földelés stb. nehéz megtenni otthon, de emlékeznünk kell arra, hogy kevés biztonsági intézkedés van.