Priključitev LED na 220V

LED kot svetlobni viri se pogosto uporabljajo. Vendar so zasnovani za nizkonapetostno napajanje in pogosto je treba v domačem omrežju 220 voltov vklopiti LED. Z malo znanja o elektrotehniki in sposobnostjo izvajanja preprostih izračunov je to mogoče.

Načini povezovanja

Standardni pogoji delovanja za večino LED - napetost 1,5-3,5 V in tok 10-30 mA. Ko napravo priključite neposredno na gospodinjsko električno omrežje, bo njena življenjska doba desetinka sekunde. Vse težave pri povezovanju LED diod v omrežju so se povečale v primerjavi z običajno obratovalno napetostjo, zmanjšale za poplačilo presežne napetosti in omejile tok, ki teče skozi svetleči element. Gonilniki - elektronska vezja - se spopadajo s to nalogo, vendar so precej zapleteni in sestavljeni iz velikega števila komponent. Njihova uporaba je smiselna pri napajanju LED matrike z veliko LED. Obstajajo preprostejši načini povezovanja enega elementa.

Povezava z uporom

Najbolj očiten način je serijsko povezovanje upora z LED. Ta upor bo nosil dodatno napetost in omejil tok.

Diagram povezave LED z balastnim uporom.

Izračun tega upora poteka v tem zaporedju:

1. Recimo, da obstaja LED z nazivnim tokom 20 mA in padcem napetosti 3 V (dejanske parametre si je treba ogledati v priročniku). Za delovni tok je bolje vzeti 80% nazivnega - LED v osvetljenih pogojih bo živel dlje. Irab=0,8 Inom=16 mA.
2. Na dodatnem uporu bo padec napetosti v napajalnem vodu minus padec napetosti na LED. Urab=310-3=307 V. Jasno je, da bo skoraj vsa napetost v uporu.

Pomembno! Pri izračunu ne smete uporabiti efektivne omrežne napetosti (220 V), temveč konično napetost 310 V.

1. Vrednost dodanega upora določa Ohmov zakon: R=Urab/Irab. Ker je tok izbran v miliamperih, bo upor v kiloohmih: R=307/16= 19,1875. Najbližja vrednost iz standardnega območja je 20 kOhm.
2. Če želite ugotoviti moč upora s formulo P=UI, morate delovni tok pomnožiti s padcem napetosti na dušilnem uporu. Z nazivno vrednostjo 20 kOhm bo povprečni tok 220 V/20 kOhms=11 mA (tukaj lahko upoštevate efektivno napetost!), moč pa 220 V*11 mA=2420 mW ali 2,42 W. Iz standardne ponudbe lahko izberete 3W upor.

Pomembno! Ta izračun je poenostavljen, ne upošteva padca napetosti na LED in njenega upora v odprtem stanju, vendar je za praktične namene natančnost zadostna.

Upor z močjo 3 W.

Lahko povežete verigo LED v seriji. Pri izračunu pomnožite padec napetosti enega elementa s skupnim številom elementov.

Serijska povezava diode z visoko povratno napetostjo (400 V ali več)

Ta metoda ima pomembno pomanjkljivost. LEDkot vsaka naprava, ki temelji na p-n spoju, prenaša tok (in sveti) na sprednjem polvalu izmeničnega toka. V obratnem polvalu je zaklenjen. Njegova odpornost je visoka, veliko višja od odpornosti balasta.In omrežna napetost amplitude 310 V, ki se uporablja za vezje, bo padla večinoma na LED. In ni zasnovan za delovanje kot visokonapetostni usmernik in lahko kmalu odpove. Za boj proti temu pojavu je pogosto priporočljivo vključiti dodatno diodo v serijo, da prenese povratno napetost.

Preklopna shema z dodatno diodo.

Pravzaprav se bo s to vključitvijo uporabljena povratna napetost razdelila približno na polovico med diodami in LED bo nekoliko svetlejša pri padcu za približno 150 V ali nekoliko manj, vendar bo njena usoda še vedno nesrečna.

Preklop LED z navadno diodo

To vezje je veliko bolj učinkovito:

Shema z dodatno diodo.

Pri tem je svetleči element preklopljen v nasprotju in vzporedno z dodatno diodo. Pri negativnem polvalu se dodatna dioda odpre in vsa napetost se prenese na upor. Če je bil prejšnji izračun pravilen, se upor ne bo pregrel.

Vzporedna povezava dveh LED

Ko preučujete prejšnje vezje, si ne morete kaj, da ne bi pomislili - zakaj bi uporabljali neuporabno diodo, če jo lahko zamenjate z enakim oddajnikom svetlobe? To je pravilno razmišljanje. In logično je, da se vezje ponovno rodi v naslednji različici:

Shema z dodatno LED.

Tukaj se ista LED uporablja kot zaščitni element. Ščiti prvi element med reverznim polvalovanjem in pri tem seva. Na desnem polvalu sinusnega vala LED diode zamenjajo vloge. Pozitivna stran vezja je popolna izkoriščenost napajanja. Namesto posameznih elementov lahko vključite verige LED diod v smeri naprej in nazaj. Za izračun je mogoče uporabiti isti princip, vendar se padec napetosti na LED diodah pomnoži s številom LED diod, nameščenih v eno smer.

Uporaba kondenzatorja

Namesto upora lahko uporabimo kondenzator. V izmeničnem tokokrogu se obnaša podobno kot upor. Njegov upor je odvisen od frekvence, vendar je v domačem vezju ta parameter konstanten.Za izračun lahko uporabite formulo X=1/(2*3,14*f*C), kjer je:

• X je reaktanca kondenzatorja;
• f - frekvenca v hertzih, v našem primeru je 50;
• C - kapacitivnost kondenzatorja v faradih, za pretvorbo v μF uporabite koeficient 10^-6.

V praksi se uporablja formula:

C=4,45*Irab/(U-Ud), kjer je:

• C - zahtevana kapacitivnost v μF;
• Irab - delovni tok LED;
• U-Ud - razlika med napajalno napetostjo in padcem napetosti na svetlečem elementu - je praktičnega pomena pri uporabi verige LED. Če se uporablja ena LED, se lahko domneva, da je U-vrednost 310 V z zadostno natančnostjo.

Kondenzatorji se lahko uporabljajo z delovno napetostjo najmanj 400 V. Izračunske vrednosti za tokove, ki so značilni za takšna vezja, so podane v tabeli:

Dobljene vrednosti so precej daleč od standardne serije kapacitivnosti. Torej, za tok 20 mA je odstopanje od 0,25 uF 13%, od 0,33 uF pa 14%. Upor lahko izberete veliko bolj natančno. To je prva pomanjkljivost vezja. Drugi je bil že omenjen - kondenzatorji pri 400 V in več imajo precej velike dimenzije. In to še ni vse. Pri uporabi balastnega kondenzatorja je vezje poraščeno z dodatnimi elementi:

Vezje z balastnim kondenzatorjem.

Upor R1 je nastavljen iz varnostnih razlogov. Če se vezje napaja iz 220 V in se nato odklopi iz omrežja, se kondenzator ne bo izpraznil - brez tega upora ne bo tokokroga praznjenja. Če se po nesreči dotaknete sponk kondenzatorja, lahko zlahka dobite električni udar. Upornost tega upora je mogoče izbrati kot nekaj sto kilohmov, v delovnem stanju je šuntiran s kapacitivnostjo in ne vpliva na delovanje vezja.

Upor R2 je potreben za omejitev vdora polnilnega toka kondenzatorja.Medtem ko kondenzator ni napolnjen, ne bo služil kot omejevalnik toka in v tem času lahko LED dioda odpove. Tukaj bi morali izbrati vrednost nekaj deset ohmov, tudi to ne bo vplivalo na delovanje vezja, čeprav se lahko upošteva pri izračunu.

Primer vgradnje LED v stikalo za luči

Eden pogostih primerov praktične uporabe LED v 220-voltnem tokokrogu je prikaz izklopljenega stanja gospodinjskega stikala in olajšanje iskanja njegove lokacije v temi. LED tukaj deluje pri toku približno 1 mA - sij ne bo svetel, vendar bo opazen v temi.

Vezje indikacije stanja stikala.

Tukaj svetilka služi kot dodatni omejevalnik toka, ko je stikalo odprto, in bo prevzela majhen del povratne napetosti. Toda večina povratne napetosti se nanaša na upor, zato je LED tukaj razmeroma zaščitena.

Video: ZAKAJ NE namestite osvetljenega stikala

Varnostni inženiring

Varstvo pri delu v obstoječih inštalacijah urejajo varnostni predpisi za obratovanje električnih inštalacij. Ne veljajo za domačo delavnico, vendar je treba pri priključitvi LED na omrežje 220 V upoštevati njihova osnovna načela. Glavno pravilo varnosti pri delu s katero koli električno instalacijo - vsa dela je treba izvajati z izklopljeno napetostjo, razen napačnega ali nenamernega, nepooblaščenega aktiviranja. Po odklopu odklopnika mora biti odsotnost napetosti preveri s testerjem. Vse ostalo - uporaba dielektričnih rokavic, preprog, uvedba začasne ozemljitve itd. Je težko izvajati doma, vendar se moramo zavedati, da varnostni ukrepi niso dovolj.