Menyambungkan LED ke 220V
LED digunakan secara meluas sebagai sumber cahaya. Tetapi mereka direka untuk voltan bekalan rendah, dan selalunya terdapat keperluan untuk menghidupkan LED dalam rangkaian isi rumah 220 volt. Dengan sedikit pengetahuan tentang kejuruteraan elektrik dan keupayaan untuk melakukan pengiraan mudah, ini mungkin.
Kaedah sambungan
Keadaan operasi standard untuk kebanyakan LED ialah voltan 1.5-3.5 V dan arus 10-30 mA. Apabila peranti disambungkan terus ke rangkaian elektrik isi rumah, hayatnya ialah sepersepuluh saat. Semua masalah menyambungkan LED ke rangkaian voltan meningkat berbanding voltan operasi standard turun untuk membayar balik voltan berlebihan dan mengehadkan arus yang mengalir melalui elemen pemancar cahaya. Pemacu - litar elektronik - mengatasi tugas ini, tetapi ia agak rumit dan terdiri daripada sejumlah besar komponen.Penggunaannya masuk akal apabila menghidupkan matriks LED dengan banyak LED. Terdapat cara yang lebih mudah untuk menyambungkan satu elemen.
Menyambung dengan perintang
Cara yang paling jelas ialah menyambungkan perintang secara bersiri dengan LED. Ia akan menurunkan voltan berlebihan, dan ia akan mengehadkan arus.
Pengiraan perintang ini dijalankan dalam urutan berikut:
- Biarkan ada LED dengan arus undian 20 mA dan penurunan voltan 3 V (lihat manual untuk parameter sebenar). Adalah lebih baik untuk mengambil 80% daripada nominal untuk arus operasi - LED dalam keadaan cahaya akan hidup lebih lama. Iwork=0.8 Inom=16 mA.
- Pada rintangan tambahan, voltan sesalur akan jatuh tolak penurunan voltan merentasi LED. Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. Jelas sekali, hampir semua voltan akan berada pada perintang.
Penting! Apabila mengira, adalah perlu untuk menggunakan bukan nilai semasa voltan utama (220 V), tetapi nilai amplitud (puncak) - 310 V.
- Nilai rintangan tambahan didapati mengikut hukum Ohm: R = Urab / Irab. Oleh kerana arus dipilih dalam miliamp, rintangan akan berada dalam kiloohms: R \u003d 307/16 \u003d 19.1875. Nilai terdekat dari julat standard ialah 20 kOhm.
- Untuk mencari kuasa perintang menggunakan formula P=UI, arus operasi mesti didarab dengan penurunan voltan merentasi rintangan pelindapkejutan. Dengan penarafan 20 kOhm, arus purata akan menjadi 220 V / 20 kOhm = 11 mA (di sini anda boleh mengambil kira voltan berkesan!), Dan kuasa akan menjadi 220V * 11mA = 2420 mW atau 2.42 W. Daripada julat standard, anda boleh memilih perintang 3 W.
Penting! Pengiraan ini dipermudahkan, ia tidak selalu mengambil kira penurunan voltan merentasi LED dan rintangan pada keadaannya, tetapi untuk tujuan praktikal ketepatan adalah mencukupi.
Jadi anda boleh menyambung rantaian LED bersambung siri. Apabila mengira, adalah perlu untuk mendarabkan penurunan voltan pada satu elemen dengan jumlah bilangannya.
Sambungan siri diod voltan terbalik tinggi (400 V atau lebih)
Kaedah yang diterangkan mempunyai kelemahan yang ketara. Diod pemancar cahaya, seperti mana-mana peranti berdasarkan persimpangan p-n, ia melepasi arus (dan bercahaya) dengan separuh gelombang terus arus ulang alik. Dengan separuh gelombang terbalik, ia dikunci. Rintangannya tinggi, jauh lebih tinggi daripada rintangan balast. Dan voltan sesalur dengan amplitud 310 V yang digunakan pada rantai akan jatuh kebanyakannya pada LED. Dan ia tidak direka untuk berfungsi sebagai penerus voltan tinggi, dan boleh gagal tidak lama lagi. Untuk memerangi fenomena ini, selalunya disyorkan untuk memasukkan dalam siri diod tambahan yang boleh menahan voltan terbalik.
Malah, dengan menghidupkan ini, voltan terbalik yang digunakan akan dibahagikan kira-kira separuh antara diod, dan LED akan menjadi lebih ringan apabila kira-kira 150 V atau kurang sedikit jatuh ke atasnya, tetapi nasibnya akan tetap menyedihkan.
Memancarkan LED dengan diod konvensional
Skim berikut adalah lebih cekap:
Di sini, elemen pemancar cahaya disambungkan bertentangan dan selari dengan diod tambahan. Dengan separuh gelombang negatif, diod tambahan akan dibuka, dan semua voltan akan digunakan pada perintang. Jika pengiraan yang dibuat sebelum ini adalah betul, maka rintangan tidak akan terlalu panas.
Sambungan belakang ke belakang dua LED
Apabila mengkaji litar sebelumnya, pemikiran tidak boleh tidak datang - mengapa menggunakan diod yang tidak berguna apabila ia boleh digantikan dengan pemancar cahaya yang sama? Ini adalah penaakulan yang betul. Dan secara logiknya skema itu dilahirkan semula dalam versi berikut:
Di sini, LED yang sama digunakan sebagai elemen pelindung. Ia melindungi elemen pertama semasa separuh gelombang terbalik dan memancar pada masa yang sama. Dengan separuh gelombang langsung sinusoid, LED menukar peranan. Kelebihan litar adalah penggunaan penuh bekalan kuasa. Daripada elemen tunggal, anda boleh menghidupkan rantaian LED ke arah hadapan dan belakang. Prinsip yang sama boleh digunakan untuk pengiraan, tetapi penurunan voltan merentasi LED didarab dengan bilangan LED yang dipasang dalam satu arah.
Dengan kapasitor
Kapasitor boleh digunakan sebagai ganti perintang. Dalam litar AC, ia berkelakuan agak seperti perintang. Rintangannya bergantung pada kekerapan, tetapi dalam rangkaian isi rumah parameter ini tidak berubah. Untuk pengiraan, anda boleh mengambil formula X \u003d 1 / (2 * 3.14 * f * C), di mana:
- X ialah tindak balas pemuat;
- f ialah kekerapan dalam hertz, dalam kes yang dipertimbangkan ia bersamaan dengan 50;
- C ialah kemuatan kapasitor dalam farad, untuk menukar kepada uF gunakan faktor 10-6.
Dalam amalan, formula berikut digunakan:
C \u003d 4.45 * Iwork / (U-Ud), di mana:
- C ialah kapasitansi yang diperlukan dalam mikrofarad;
- Irab - arus operasi LED;
- U-Ud - perbezaan antara voltan bekalan dan penurunan voltan merentasi elemen pemancar cahaya - adalah kepentingan praktikal apabila menggunakan rantaian LED. Apabila menggunakan LED tunggal, adalah mungkin untuk mengambil nilai U bersamaan dengan 310 V dengan ketepatan yang mencukupi.
Kapasitor boleh digunakan dengan voltan operasi sekurang-kurangnya 400 V.Nilai yang dikira untuk ciri arus bagi litar tersebut diberikan dalam jadual:
| Arus kendalian, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Kapasiti kapasitor balast, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
Nilai yang terhasil agak jauh daripada julat kapasiti standard. Jadi, untuk arus 20 mA, sisihan daripada nilai nominal 0.25 μF akan menjadi 13%, dan dari 0.33 μF - 14%. perintang boleh dipilih jauh lebih tepat. Ini adalah kelemahan pertama skim ini. Yang kedua telah disebutkan - kapasitor 400 V dan ke atas agak besar. Dan bukan itu sahaja. Apabila menggunakan tangki balast, litar ditumbuhi dengan unsur tambahan:
Rintangan R1 ditetapkan untuk tujuan keselamatan. Jika litar dikuasakan dari 220 V, dan kemudian diputuskan dari rangkaian, maka kapasitor tidak akan dilepaskan - tanpa perintang ini, litar arus nyahcas tidak akan hadir. Jika anda secara tidak sengaja menyentuh terminal bekas, mudah terkena renjatan elektrik. Rintangan perintang ini boleh dipilih dalam beberapa ratus kilo-ohm, dalam keadaan kerja ia dihalau oleh kapasitansi dan tidak menjejaskan operasi litar.
Perintang R2 diperlukan untuk mengehadkan kemasukan arus pengecasan kapasitor. Sehingga kapasitansi dicas, ia tidak akan berfungsi sebagai pengehad semasa, dan pada masa ini LED mungkin mempunyai masa untuk gagal. Di sini anda perlu memilih nilai beberapa puluh ohm, ia juga tidak akan memberi kesan ke atas operasi litar, walaupun ia boleh diambil kira dalam pengiraan.
Contoh menghidupkan LED dalam suis lampu
Salah satu contoh biasa penggunaan praktikal LED dalam litar 220 V adalah untuk menunjukkan keadaan mati suis isi rumah dan menjadikannya lebih mudah untuk mencari lokasinya dalam gelap. LED di sini beroperasi pada arus kira-kira 1 mA - cahaya akan menjadi malap, tetapi ketara dalam gelap.
Di sini lampu berfungsi sebagai pengehad arus tambahan apabila suis berada dalam kedudukan terbuka, dan akan mengambil sebahagian kecil daripada voltan terbalik. Tetapi bahagian utama voltan terbalik digunakan pada perintang, jadi LED agak dilindungi di sini.
Video: KENAPA TIDAK UNTUK MEMASANG SUIS BERLAMPU
Keselamatan
Langkah berjaga-jaga keselamatan semasa bekerja dalam pemasangan sedia ada dikawal oleh Peraturan untuk perlindungan buruh semasa operasi pemasangan elektrik. Mereka tidak digunakan untuk bengkel rumah, tetapi prinsip asasnya mesti diambil kira apabila menyambungkan LED ke rangkaian 220 V. Peraturan keselamatan utama apabila bekerja dengan mana-mana pemasangan elektrik ialah semua kerja mesti dijalankan dengan voltan dikeluarkan, menghapuskan pensuisan yang salah atau tidak sengaja, tanpa kebenaran. Selepas mematikan suis, ketiadaan voltan mestilah semak dengan penguji. Segala-galanya ialah penggunaan sarung tangan dielektrik, tikar, pembumian sementara, dll. sukar untuk dilakukan di rumah, tetapi kita harus ingat bahawa terdapat beberapa langkah keselamatan.