LEDin kytkeminen 220 V:iin
LEDejä käytetään laajasti valonlähteinä. Mutta ne on suunniteltu alhaiselle syöttöjännitteelle, ja usein on tarpeen kytkeä LED päälle 220 voltin kotitalousverkossa. Vähän sähkötekniikan tuntemuksella ja kyvyllä suorittaa yksinkertaisia laskelmia tämä on mahdollista.
Yhteysmenetelmät
Useimpien LEDien vakiokäyttöolosuhteet ovat 1,5-3,5 V jännite ja 10-30 mA virta. Kun laite liitetään suoraan kotitalouksien sähköverkkoon, sen käyttöikä on sekunnin kymmenesosia. Kaikki ongelmat, jotka liittyvät LEDien liittämiseen verkkoon, jossa on korkeampi jännite verrattuna standardikäyttöjännitteeseen, liittyvät ylijännitteen takaisinmaksuun ja valoa emittoivan elementin läpi kulkevan virran rajoittamiseen. Ajurit - elektroniset piirit - selviävät tästä tehtävästä, mutta ne ovat melko monimutkaisia ja koostuvat suuresta määrästä komponentteja.Niiden käyttö on järkevää, kun LED-matriisia käytetään useilla LEDeillä. On olemassa yksinkertaisempia tapoja yhdistää yksi elementti.
Liittäminen vastuksella
Ilmeisin tapa on kytkeä vastus sarjaan LEDin kanssa. Se pudottaa ylijännitettä ja rajoittaa virtaa.
Tämän vastuksen laskenta suoritetaan seuraavassa järjestyksessä:
- Olkoon LED, jonka nimellisvirta on 20 mA ja jännitehäviö 3 V (katso todelliset parametrit käsikirjasta). On parempi ottaa 80% nimellisarvosta käyttövirralle - LED valossa kestää pidempään. Iwork = 0,8 Inom = 16 mA.
- Lisävastuksen osalta verkkojännite laskee miinus LEDin jännitehäviö. Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. On selvää, että melkein kaikki jännite on vastuksella.
Tärkeä! Laskettaessa ei ole tarpeen käyttää verkkojännitteen (220 V) nykyistä arvoa, vaan amplitudin (huippu) arvoa - 310 V.
- Lisäresistanssin arvo saadaan Ohmin lain mukaan: R = Urab / Irab. Koska virta valitaan milliampeereina, vastus on kiloohmeina: R \u003d 307/16 \u003d 19,1875. Lähin arvo vakioalueelta on 20 kOhm.
- Jotta vastuksen teho saadaan selville kaavalla P=UI, käyttövirta on kerrottava jännitehäviöllä sammutusvastuksen yli. Nimellisarvolla 20 kOhm keskimääräinen virta on 220 V / 20 kOhm = 11 mA (tässä voit ottaa huomioon tehollisen jännitteen!), Ja teho on 220 V * 11 mA = 2420 mW tai 2,42 W. Vakiovalikoimasta voit valita 3 W vastuksen.
Tärkeä! Tämä laskenta on yksinkertaistettu, se ei aina ota huomioon LEDin ylittävää jännitehäviötä ja sen päällekytkentävastusta, mutta käytännön syistä tarkkuus on riittävä.
Joten voit yhdistää ketjun sarjaan kytketyt LEDit. Laskettaessa on tarpeen kertoa yhden elementin jännitehäviö niiden kokonaismäärällä.
Korkean vastajännitediodin sarjaliitäntä (400 V tai enemmän)
Kuvatulla menetelmällä on merkittävä haittapuoli. Valodiodi, kuten mikä tahansa p-n-liittimeen perustuva laite, se läpäisee virran (ja hehkuu) vaihtovirran suoralla puoliaaltolla. Käänteisellä puoliaalolla se on lukittu. Sen vastus on korkea, paljon suurempi kuin painolastin vastus. Ja ketjuun syötetty verkkojännite, jonka amplitudi on 310 V, putoaa enimmäkseen LEDiin. Ja sitä ei ole suunniteltu toimimaan suurjännitetasasuuntaajana, ja se voi epäonnistua melko pian. Tämän ilmiön torjumiseksi on usein suositeltavaa sisällyttää sarjaan lisädiodi, joka kestää käänteistä jännitettä.
Itse asiassa tällä kytkennällä kohdistettu käänteinen jännite jakautuu noin puoleen diodien välillä ja LED on hieman vaaleampi, kun siihen putoaa noin 150 V tai hieman vähemmän, mutta sen kohtalo on silti surullinen.
LEDin vaihto tavanomaisella diodilla
Seuraava järjestelmä on paljon tehokkaampi:
Tässä valoa emittoiva elementti on kytketty vastapäätä ja rinnakkain lisädiodin kanssa. Negatiivinen puoliaalto lisädiodi avautuu ja kaikki jännite syötetään vastukseen. Jos aiemmin tehty laskenta oli oikein, vastus ei ylikuumene.
Kahden LEDin peräkkäinen liitäntä
Edellistä piiriä tutkiessa ei voi kuin tulla - miksi käyttää turhaa diodia, kun se voidaan korvata samalla valonlähteellä? Tämä on oikea perustelu. Ja loogisesti kaava syntyy uudelleen seuraavassa versiossa:
Tässä samaa LEDiä käytetään suojaelementtinä. Se suojaa ensimmäistä elementtiä käänteisen puoliaallon aikana ja säteilee samanaikaisesti. Siniaallon suoralla puoliaaltolla LEDit vaihtavat rooleja. Piirin etuna on virtalähteen täysi käyttö. Yksittäisten elementtien sijaan voit kytkeä päälle LED-ketjuja eteen- ja taaksepäin. Samaa periaatetta voidaan käyttää laskennassa, mutta LEDien jännitehäviö kerrotaan yhteen suuntaan asennettujen LEDien lukumäärällä.
Kondensaattorin kanssa
Kondensaattoria voidaan käyttää vastuksen sijasta. Vaihtovirtapiirissä se käyttäytyy jonkin verran vastuksen tavoin. Sen vastus riippuu taajuudesta, mutta kotitalousverkossa tämä parametri ei muutu. Laskemiseen voit ottaa kaavan X \u003d 1 / (2 * 3,14 * f * C), jossa:
- X on kondensaattorin reaktanssi;
- f on taajuus hertseinä, tarkasteltavassa tapauksessa se on 50;
- C on kondensaattorin kapasitanssi faradeina, uF:ksi muuntamiseen käytetään kerrointa 10-6.
Käytännössä käytetään seuraavaa kaavaa:
C \u003d 4,45 * Iwork / (U-Ud), jossa:
- C on vaadittu kapasitanssi mikrofaradeina;
- Irab - LEDin käyttövirta;
- U-Ud - syöttöjännitteen ja valoa säteilevän elementin jännitehäviön välinen ero - on käytännön merkitystä käytettäessä LED-ketjua. Yhtä LEDiä käytettäessä on mahdollista ottaa riittävällä tarkkuudella U-arvo 310 V.
Kondensaattoreita voidaan käyttää vähintään 400 V käyttöjännitteellä.Tällaisille piireille ominaisten virtojen lasketut arvot on annettu taulukossa:
| Käyttövirta, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Liitäntäkondensaattorin kapasiteetti, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
Tuloksena saadut arvot ovat melko kaukana kapasiteettien vakioalueesta. Joten 20 mA:n virralla poikkeama nimellisarvosta 0,25 μF on 13%, ja 0,33 μF - 14%. vastus voidaan valita paljon tarkempi. Tämä on järjestelmän ensimmäinen haittapuoli. Toinen on jo mainittu - 400 V ja sitä suuremmat kondensaattorit ovat melko suuria. Eikä siinä vielä kaikki. Painolastisäiliötä käytettäessä piiri kasvaa lisäelementeillä:
Resistanssi R1 on asetettu turvallisuussyistä. Jos piiri saa virtaa 220 V:sta ja irrotetaan sitten verkosta, kondensaattori ei purkaudu - ilman tätä vastusta purkausvirtapiiri puuttuu. Jos kosketat vahingossa säiliön liittimiä, voit helposti saada sähköiskun. Tämän vastuksen resistanssi voidaan valita useisiin satoihin kiloohmeihin, toimintakunnossa se on ohitettu kapasitanssilla, eikä se vaikuta piirin toimintaan.
Vastus R2 tarvitaan rajoittamaan kondensaattorin latausvirran syöttöä. Ennen kuin kapasitanssi on ladattu, se ei toimi virranrajoittimena, ja tänä aikana LEDillä voi olla aikaa epäonnistua. Täällä sinun on valittava useiden kymmenien ohmien arvo, sillä se ei myöskään vaikuta piirin toimintaan, vaikka se voidaan ottaa huomioon laskennassa.
Esimerkki LEDin kytkemisestä päälle valokytkimessä
Yksi yleisimmistä esimerkeistä LEDin käytännön käytöstä 220 V:n piirissä on kodin kytkimen off-tilan ilmaiseminen ja sen sijainnin löytäminen pimeässä. Tässä LED toimii noin 1 mA virralla - hehku on himmeä, mutta havaittavissa pimeässä.
Tässä lamppu toimii lisävirranrajoittimena kytkimen ollessa auki-asennossa ja ottaa pienen osan käänteisjännitteestä. Mutta suurin osa käänteisjännitteestä syötetään vastukseen, joten LED on suhteellisen suojattu täällä.
Video: MIKSI EI ASENTAA VALOKYTKINTÄ
Turvallisuus
Olemassa olevissa asennuksissa työskentelyn turvatoimia säätelevät työsuojelusäännöt sähköasennusten käytön aikana. Ne eivät koske kotipajaa, mutta niiden perusperiaatteet tulee ottaa huomioon, kun LED kytketään 220 V verkkoon. Pääasiallinen turvallisuussääntö minkä tahansa sähköasennuksen kanssa työskennellessä on, että kaikki työt on suoritettava jännitteettöminä, jolloin vältetään virheellinen tai tahaton, luvaton päällekytkentä. Kytkimen poiskytkennän jälkeen jännitteen puuttumisen tulee olla tarkista testerillä. Kaikki muu on dielektristen käsineiden, mattojen, väliaikaisen maadoituksen jne. vaikea tehdä kotona, mutta meidän on muistettava, että turvatoimia on vähän.