LED prijungimas prie 220V
Šviesos diodai plačiai naudojami kaip šviesos šaltiniai. Tačiau jie skirti žemai maitinimo įtampai, todėl dažnai reikia įjungti šviesos diodą 220 voltų buitiniame tinkle. Turint mažai žinių apie elektrotechniką ir gebant atlikti paprastus skaičiavimus, tai įmanoma.
Prisijungimo būdai
Standartinės daugumos šviesos diodų veikimo sąlygos yra 1,5–3,5 V įtampa ir 10–30 mA srovė. Prietaisą prijungus tiesiai prie buitinio elektros tinklo, jo tarnavimo laikas bus dešimtosios sekundės dalys. Visos problemos, susijusios su šviesos diodų prijungimu prie padidintos įtampos tinklo, palyginti su standartine darbo įtampa, susilpnina perteklinę įtampą ir apriboja srovę, teknčią per šviesą skleidžiantį elementą. Tvarkyklės - elektroninės grandinės - susidoroja su šia užduotimi, tačiau jos yra gana sudėtingos ir susideda iš daugybės komponentų.Jų naudojimas yra prasmingas maitinant LED matricą su daugybe šviesos diodų. Yra paprastesnių būdų sujungti vieną elementą.
Sujungimas su rezistoriumi
Akivaizdžiausias būdas yra nuosekliai sujungti rezistorių su šviesos diodu. Tai sumažins perteklinę įtampą ir apribos srovę.
Šio rezistoriaus apskaičiavimas atliekamas tokia seka:
- Tegul yra šviesos diodas, kurio vardinė srovė yra 20 mA, o įtampos kritimas yra 3 V (tiksnius parametrus žr. vadove). Darbinei srovei geriau paimti 80% vardinės vertės - šviesos sąlygomis LED tarnaus ilgiau. Idarbas = 0,8 Inom = 16 mA.
- Esant papildomai varžai, tinklo įtampa nukris, atėmus įtampos kritimą per šviesos diodą. Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. Akivaizdu, kad beveik visa įtampa bus ant rezistoriaus.
Svarbu! Skaičiuojant reikia naudoti ne dabartinę tinklo įtampos vertę (220 V), o amplitudės (piko) reikšmę - 310 V.
- Papildomos varžos reikšmė randama pagal Ohmo dėsnį: R = Urab / Irab. Kadangi srovė parenkama miliamperais, varža bus kiloomais: R \u003d 307/16 \u003d 19,1875. Artimiausia vertė iš standartinio diapazono yra 20 kOhm.
- Norint rasti rezistoriaus galią pagal formulę P=UI, darbinė srovė turi būti padauginta iš įtampos kritimo per gesinimo varžą. Esant 20 kOhm, vidutinė srovė bus 220 V / 20 kOhm = 11 mA (čia galite atsižvelgti į efektyvią įtampą!), O galia bus 220 V * 11 mA = 2420 mW arba 2,42 W. Iš standartinio diapazono galite pasirinkti 3 W rezistorių.
Svarbu! Šis skaičiavimas yra supaprastintas, jame ne visada atsižvelgiama į šviesos diodo įtampos kritimą ir jo įjungimo būseną varžą, tačiau praktiniais tikslais tikslumo pakanka.
Taigi galite prijungti grandinę nuosekliai sujungti šviesos diodai. Skaičiuojant reikia padauginti vieno elemento įtampos kritimą iš bendro jų skaičiaus.
Aukštos atvirkštinės įtampos diodo (400 V ar daugiau) serijinis prijungimas
Aprašytas metodas turi reikšmingą trūkumą. Šviesos diodas, kaip ir bet kuris įrenginys, pagrįstas p-n sandūra, jis praleidžia srovę (ir šviečia) tiesiogine kintamosios srovės pusbangiu. Su atvirkštine puse banga jis užrakinamas. Jo atsparumas yra didelis, daug didesnis nei balasto atsparumas. O tinklo įtampa, kurios amplitudė 310 V, taikoma grandinei, nukris daugiausia ant šviesos diodo. Ir jis nėra skirtas veikti kaip aukštos įtampos lygintuvas ir gali greitai sugesti. Siekiant kovoti su šiuo reiškiniu, dažnai rekomenduojama serijiniu būdu įtraukti papildomą diodą, kuris gali atlaikyti atvirkštinę įtampą.
Tiesą sakant, įjungus šį įjungimą, tiekiama atvirkštinė įtampa tarp diodų bus padalinta maždaug per pusę, o ant jo krintant apie 150 V ar šiek tiek mažiau šviesos diodas bus šiek tiek šviesesnis, tačiau jo likimas vis tiek bus liūdnas.
Šviesos diodo manevravimas įprastu diodu
Ši schema yra daug efektyvesnė:
Čia šviesą skleidžiantis elementas yra prijungtas priešais ir lygiagrečiai papildomam diodui. Esant neigiamai pusei bangos, atsidarys papildomas diodas, o visa įtampa bus nukreipta į rezistorių. Jei anksčiau atliktas skaičiavimas buvo teisingas, pasipriešinimas neperkais.
Dviejų šviesos diodų sujungimas
Nagrinėjant ankstesnę grandinę, kyla mintis - kam naudoti nenaudingą diodą, kai jį galima pakeisti tuo pačiu šviesos skleidėju? Tai teisingas samprotavimas. Ir logiškai mąstant, schema atgimsta tokia versija:
Čia tas pats šviesos diodas naudojamas kaip apsauginis elementas. Jis apsaugo pirmąjį elementą atvirkštinės pusbangos metu ir spinduliuoja tuo pačiu metu. Esant tiesioginei sinusoidės pusės bangai, šviesos diodai keičia savo vaidmenis. Grandinės pranašumas yra visiškas maitinimo šaltinio panaudojimas. Vietoj pavienių elementų galite įjungti šviesos diodų grandines pirmyn ir atgal. Skaičiuojant galima naudoti tą patį principą, tačiau šviesos diodų įtampos kritimas padauginamas iš viena kryptimi sumontuotų šviesos diodų skaičiaus.
Su kondensatoriumi
Vietoj rezistoriaus galima naudoti kondensatorių. Kintamosios srovės grandinėje jis elgiasi kaip rezistorius. Jo atsparumas priklauso nuo dažnio, tačiau namų ūkio tinkle šis parametras nesikeičia. Skaičiavimui galite naudoti formulę X \u003d 1 / (2 * 3,14 * f * C), kur:
- X yra kondensatoriaus varža;
- f – dažnis hercais, nagrinėjamu atveju lygus 50;
- C yra kondensatoriaus talpa faradais, norint konvertuoti į uF, naudokite koeficientą 10-6.
Praktikoje naudojama ši formulė:
C \u003d 4,45 * Iwork / (U-Ud), kur:
- C – reikalinga talpa mikrofaradose;
- Irab - šviesos diodo veikimo srovė;
- U-Ud – skirtumas tarp maitinimo įtampos ir įtampos kritimo per šviesą skleidžiantį elementą – turi praktinę reikšmę naudojant LED grandinę. Naudojant vieną šviesos diodą, galima pakankamai tiksliai paimti U reikšmę, lygią 310 V.
Galima naudoti kondensatorius, kurių darbinė įtampa ne mažesnė kaip 400 V.Tokioms grandinėms būdingų srovių apskaičiuotos vertės pateiktos lentelėje:
| Darbinė srovė, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Balasto kondensatoriaus talpa, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
Gautos vertės yra gana toli nuo standartinio pajėgumų diapazono. Taigi, esant 20 mA srovei, nuokrypis nuo 0,25 μF nominalios vertės bus 13%, o nuo 0,33 μF - 14%. galima pasirinkti rezistorių daug tikslesnis. Tai pirmasis schemos trūkumas. Antrasis jau buvo minėtas - 400 V ir daugiau kondensatoriai yra gana dideli. Ir tai dar ne viskas. Naudojant balasto baką, grandinė apauga papildomais elementais:
Atsparumas R1 nustatytas saugumo sumetimais. Jei grandinė maitinama nuo 220 V, o po to atjungiama nuo tinklo, kondensatorius neišsikraus - be šio rezistoriaus iškrovos srovės grandinės nebus. Jei netyčia paliesite konteinerio gnybtus, galite lengvai gauti elektros smūgį. Šio rezistoriaus varžą galima pasirinkti keliais šimtais kiloomų, darbinėje būsenoje jis yra manevruojamas talpos ir neturi įtakos grandinės darbui.
Rezistorius R2 reikalingas norint apriboti kondensatoriaus įkrovimo srovės įsiveržimą. Kol talpa nebus įkrauta, ji neveiks kaip srovės ribotuvas, o per tą laiką šviesos diodas gali sugesti. Čia reikia pasirinkti kelių dešimčių omų vertę, tai taip pat neturės įtakos grandinės veikimui, nors į tai galima atsižvelgti skaičiuojant.
Šviesos diodo įjungimo šviesos jungiklyje pavyzdys
Vienas iš įprastų šviesos diodo praktinio panaudojimo 220 V grandinėje pavyzdžių – rodyti buitinio jungiklio išjungtą būseną ir palengvinti jo vietą tamsoje. Šviesos diodas čia veikia maždaug 1 mA srove – švytėjimas bus silpnas, bet pastebimas tamsoje.
Čia lempa tarnauja kaip papildomas srovės ribotuvas, kai jungiklis yra atviroje padėtyje, ir įgaus nedidelę atvirkštinės įtampos dalį. Tačiau pagrindinė atvirkštinės įtampos dalis yra nukreipta į rezistorių, todėl šviesos diodas čia yra gana apsaugotas.
Vaizdo įrašas: KODĖL NEĮDIEGITE APŠVIETIMO JUNGIKLO
Saugumas
Saugos priemones dirbant esamuose įrenginiuose reglamentuoja Darbo apsaugos eksploatuojant elektros įrenginius taisyklės. Jie netaikomi namų dirbtuvėms, tačiau jungiant šviesos diodą prie 220 V tinklo būtina atsižvelgti į jų pagrindinius principus. Pagrindinė saugos taisyklė dirbant su bet kokia elektros instaliacija – visi darbai turi būti atliekami išjungus įtampą, pašalinant klaidingą ar netyčinį, neleistiną įjungimą. Išjungus jungiklį, įtampos nebuvimas turi būti patikrinkite su testeriu. Visa kita yra dielektrinių pirštinių, kilimėlių naudojimas, laikinas įžeminimas ir kt. sunku padaryti namuose, tačiau turime atsiminti, kad saugumo priemonių yra nedaug.