من الصعب الاستغناء عن مصابيح LED في تصميم المعدات الإلكترونية ، وكذلك في تصنيع تركيبات الإضاءة الاقتصادية. إن موثوقيتها وسهولة تركيبها ورخصتها النسبية تجذب انتباه مطوري التركيبات المنزلية والصناعية. لذلك ، يهتم العديد من المستخدمين بحلول الدائرة لتشغيل LED ، مما يعني توريدًا مباشرًا لجهد الطور إليه. سيكون غير المتخصصين في مجال الإلكترونيات والكهربائيين مفيدًا لتعلم كيفية توصيل LED بـ 220 فولت.
الميزات التقنية للصمام الثنائي
بحكم التعريف ، فإن الصمام الذي تشبه دائرته الصمام الثنائي التقليدي هو نفس أشباه الموصلات التي تنقل التيار في اتجاه واحد وتنبعث الضوء عند تدفقه. لم يتم تصميم انتقال العمل الخاص بها للجهود المرتفعة ، لذلك يكفي القليل من الفولتات حتى يضيء عنصر LED. ميزة أخرى لهذا الجهاز هي الحاجة إلى توفير جهد ثابت له ، لأنه مع 220 فولت بالتناوب ، سيومض LED بتردد شبكة (50 هرتز). ويعتقد أن العين البشرية لا تستجيب لمثل هذه الومضات ولا تضره. ولكن مع ذلك ، وفقًا للمعايير الحالية ، من الضروري استخدام إمكانات ثابتة لعملها. خلاف ذلك ، يجب تطبيق تدابير حماية خاصة ضد الفولتية العكسية الخطيرة.
يتم توصيل معظم عينات معدات الإضاءة التي تستخدم فيها الثنائيات كعناصر إضاءة بالشبكة من خلال محولات خاصة - برامج تشغيل. هذه الأجهزة ضرورية للحصول على جهد ثابت 12 أو 24 أو 36 أو 48 فولت من مصدر التيار الكهربائي الرئيسي. على الرغم من توزيعها الواسع في الحياة اليومية ، إلا أن الحالات ليست شائعة عندما تجبر الظروف المرء على الاستغناء عن السائق. في هذه الحالة ، من المهم أن تكون قادرًا على تشغيل مصابيح 220 فولت.
القطب الصمام
للتعرف على مخططات الأسلاك وأسلاك عنصر الصمام الثنائي ، تحتاج إلى معرفة كيف يبدو شكل الصمام. يتم استخدام المثلث كتعيين رسومي له ، ويحيط أحد أركانه بشريط عمودي قصير - في الرسم التخطيطي يطلق عليه الكاثود. ويعتبر الناتج لتدفق التيار المباشر من الخلف. يتم توفير جهد إيجابي من مصدر الطاقة ، وبالتالي فإن اتصال الإدخال يسمى الأنود (عن طريق القياس مع الأنابيب الإلكترونية).
تحتوي مصابيح LED الصناعية على ناتجين فقط (أقل شيوعًا ، ثلاثة أو حتى أربعة). ثلاث طرق معروفة لتحديد قطبيتها:
- طريقة بصرية تسمح لك بتحديد أنود عنصر بروز مميز على أحد الساقين ؛
- استخدام جهاز متعدد في وضع "اختبار الصمام الثنائي" ؛
- عن طريق مصدر طاقة بجهد ثابت للإخراج.
لتحديد القطبية في الطريقة الثانية ، يتم توصيل الطرف الموجب لكابل القياس في جهاز الاختبار في العزل الأحمر بطرف اتصال واحد من الصمام الثنائي ، والسالب الأسود للطرف الآخر. إذا أظهر الجهاز جهدًا أماميًا بترتيب نصف فولت ، يقع الأنود على الطرف الزائد. إذا ظهرت علامة اللانهاية أو "0L" على الشاشة ، فإن الكاثود يقع في هذه النهاية.
عند التحقق من مصدر طاقة بجهد 12 فولت ، يجب توصيل زائده بطرف واحد من الصمام من خلال المقاوم المحدد 1 كيلو أوم. إذا أضاء الصمام الثنائي ، يقع أنوده على الجانب الزائد من مصدر الطاقة ، وإذا لم يكن كذلك ، على الطرف الآخر.
طرق الاتصال
إن أبسط نهج لحل مشكلة الجهد العكسي غير المقبول للصمام الثنائي هو تثبيت مقاوم إضافي على التوالي معه ، والذي يمكن أن يحد من 220 فولت. تلقى هذا العنصر اسم جهاز التبريد ، لأنه "يبدد" الطاقة الزائدة على نفسه ، تاركًا LED ضروريًا لتشغيله ليكون 12-24 فولت.
يحل التثبيت التسلسلي للمقاوم المحدد أيضًا مشكلة الجهد العكسي عند تقاطع الصمام الثنائي ، والذي ينخفض إلى نفس القيم. كتعديل لاتصال متسلسل مع تحديد الجهد ، دارة مختلطة أو مجتمعة لتوصيل مصابيح LED من 220 فولت.
يمكن ترتيب توصيل LED وفقًا لمخطط يستخدم فيه الصمام الثنائي التقليدي بدلاً من المقاوم ، مع وجود جهد انهيار عكسي مرتفع (يفضل أن يصل إلى 400 فولت أو أكثر). لهذه الأغراض ، من الأنسب أخذ منتج نموذجي للعلامة التجارية 1N4007 مع مؤشر معلن يصل إلى 1000 فولت في الخصائص. عندما يتم تثبيته في سلسلة متسلسلة (لتصنيع إكليل ، على سبيل المثال) ، يتم تصحيح الجزء العكسي للموجة عن طريق الصمام الثنائي شبه الموصل. في هذه الحالة ، تؤدي وظيفة التحويلة التي تحمي رقاقة عنصر الضوء من الانهيار.
تجاوز الصمام مع الصمام الثنائي التقليدي (اتصال مضاد للتوازي)
وهناك نسخة شائعة أخرى من "تحييد" نصف الموجة العكسية هي استخدام ، مع مقاوم التبريد ، LED آخر يتم تشغيله بالتوازي ونحو العنصر الأول. في هذه الدائرة ، "يغلق" الجهد العكسي من خلال الصمام الثنائي المتوازي ويحد من المقاومة الإضافية المتصلة في سلسلة.
يشبه هذا المزيج من اثنين من مصابيح LED الإصدار السابق ، ولكن مع اختلاف واحد. يعمل كل واحد منهم مع الجزء "الجيبي" الخاص به من الجيب الجيبي ، مما يوفر للعنصر الآخر الحماية من الانهيار.
العيب الكبير في مخطط الاتصال من خلال مقاومة التبريد هو الكمية الكبيرة من الطاقة غير المنتجة المستهلكة في وضع الخمول عليه.
هذا ما يؤكده المثال التالي. السماح باستخدام مقاوم تخميد من 24 كيلو أوم و LED بتيار عمل 9 مللي أمبير. الطاقة التي تبددها المقاومة ستكون 9x9x24 = 1944 ميجاوات (بعد التقريب - حوالي 2 واط). لكي يعمل المقاوم في الوضع الأمثل ، يتم اختياره بقيمة P لا تقل عن 3 واط. يتم استهلاك جزء ضئيل للغاية من الطاقة على LED نفسه.
من ناحية أخرى ، عند استخدام العديد من عناصر LED المتصلة بالسلسلة ، لا يُنصح بوضع مقاوم تبريد من اعتبارات الوضع الأمثل لتوهجها. إذا اخترت قيمة مقاومة صغيرة جدًا ، فستحترق بسرعة بسبب التيار الكبير وتبديد الطاقة الكبير. لذلك ، تكون وظيفة عنصر تحديد التيار في دائرة التيار المتناوب أكثر طبيعية في المكثف ، حيث لا يتم فقدان الطاقة.
الحد من المكثفات
تتميز أبسط دائرة لتوصيل مصابيح LED من خلال مكثف حد C بالميزات التالية:
- يتم توفير سلاسل الشحن والتفريغ التي توفر أنماط تشغيل للعنصر التفاعلي ؛
- هناك حاجة إلى مصباح LED آخر لحماية الرئيسي من الجهد العكسي ؛
- لحساب السعة للمكثف ، يتم استخدام صيغة تم الحصول عليها تجريبياً يتم فيها استبدال أرقام محددة.
لحساب قيمة C الاسمية ، تحتاج إلى مضاعفة القوة الحالية في الدائرة بالمعامل المشتق تجريبياً من 4.45. بعد ذلك ، يجب تقسيم المنتج الناتج على الفرق بين الجهد المحدد (310 فولت) وانخفاضه على LED.
على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك توصيل مكثف بصمام ثنائي أو RGB LED تقليدي مع انخفاض الجهد عند تقاطعه يساوي 3 فولت والتيار من خلاله 9 مللي أمبير. وفقًا للصيغة المدروسة ، ستكون سعتها 0.13 μF. لإدخال تعديل على قيمته الدقيقة ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المكون الحالي يؤثر على حجم هذه المعلمة إلى حد أكبر.
تعتبر الصيغة التجريبية التي تم إنشاؤها بواسطة التجربة صالحة فقط لحساب السعات والمعلمات لمصابيح 220 فولت LED المثبتة في الشبكات بتردد 50 هرتز. في نطاقات التردد الأخرى لجهد الإمداد (في المحولات ، على سبيل المثال) ، يجب إعادة حساب عامل 4.45.
الفروق الدقيقة في الاتصال بشبكة 220 فولت
عند استخدام مخططات مختلفة لتوصيل LED بشبكة 220 فولت ، يمكن بعض الفروق الدقيقة ، مع الأخذ بعين الاعتبار ما سيساعد على تجنب الأخطاء الأولية في تبديل الدوائر الكهربائية. وهي تتعلق بشكل أساسي بحجم التيار المتدفق عبر الدائرة عند تزويدها بالطاقة. لفهمها ، تحتاج إلى النظر في أبسط نوع من أجهزة الإضاءة للزينة ، والتي تتكون من مجموعة كاملة من عناصر LED أو مصباح عادي يعتمد عليها.
يتم إيلاء اهتمام كبير لميزات العمليات التي تحدث في قاطع الدائرة في وقت إمداد الطاقة. لضمان وضع تبديل "ناعم" ، من الضروري لحام مقاوم التبريد وإشارة LED بالتوازي مع جهات الاتصال الخاصة به ، مما يشير إلى حالة التشغيل.
يتم اختيار قيمة المقاومة وفقًا للطرق الموضحة سابقًا.
فقط بعد التبديل مع المقاوم في الدائرة يكون الشريط نفسه مع رقائق عناصر LED. لا يتم توفير الثنائيات الواقية فيه ، بحيث يتم اختيار قيمة مقاومة التبريد من حساب التيار المتدفق على طول الدائرة ، يجب ألا تتجاوز قيمة الترتيب 1 مللي أمبير.
يؤدي ضوء مؤشر LED في هذه الدائرة وظيفة الحمل ، مما يحد من التيار. نظرًا لصغر حجمه ، سوف يتوهج بشكل خافت جدًا ، ولكن هذا يكفي للوضع الليلي. تحت تأثير نصف الموجة العكسية ، يتم كبت الجهد جزئيًا عند المقاوم ، والذي يحمي الصمام الثنائي من الانهيار غير المرغوب فيه.
دارة سائق جليدي 220 فولت
من الطرق الأكثر موثوقية لتشغيل مصابيح LED من الشبكة هي استخدام محول خاص أو برنامج تشغيل يخفض الجهد إلى مستوى آمن. الغرض الرئيسي للسائق لمصباح LED 220 فولت هو الحد من التيار من خلاله ضمن القيمة المسموح بها (وفقًا لجواز السفر). ويشمل محرك جهد ، وجسر مقوم ودائرة كهربائية صغيرة مثبتة.
خيار السائق بدون استقرار الحالي
إذا كنت ترغب في تجميع جهاز تزويد الطاقة لمصابيح LED من 220 فولت بيديك ، فستحتاج إلى معرفة ما يلي:
- عند استخدام مثبت الإخراج ، يتم تقليل سعة التموج بشكل كبير ؛
- في هذه الحالة ، يتم فقدان جزء من الطاقة على الدائرة الدقيقة نفسها ، مما يؤثر على سطوع توهج الأجهزة المشعة ؛
- عند استخدام المنحل بالكهرباء عالي السعة بدلاً من المثبت ذي العلامة التجارية ، لا يتم تنعيم النبضات تمامًا ، ولكنها تظل ضمن الحدود المقبولة.
مع الإنتاج الذاتي للسائق ، يمكن تبسيط الدائرة عن طريق استبدال الدائرة المصغرة الناتجة بالكهرباء.
أمان الاتصال
عند العمل مع دائرة لتوصيل الثنائيات بشبكة 220 فولت ، فإن الخطر الرئيسي هو مكثف محدد متصل على التوالي معهم. تحت تأثير التيار الكهربائي ، يتم شحنه إلى خطر محتمل على البشر. لتجنب المشاكل في هذه الحالة ، يوصى بما يلي:
- توفير دائرة مقاومة تفريغ خاصة يتم التحكم فيها بواسطة زر منفصل في الدائرة ؛
- إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، قبل بدء الصبغة بعد فصلها من التيار الكهربائي ، يجب تفريغ المكثف باستخدام شفرة مفك البراغي ؛
- لا تقم بتركيب المكثفات القطبية في دائرة طاقة الصمام الثنائي ، حيث يصل التيار العكسي لها إلى القيم التي يمكن أن "تحرق" الدائرة.
من الممكن توصيل عناصر LED عند 220 فولت فقط بمساعدة عناصر خاصة تم إدخالها في الدائرة بالإضافة إلى ذلك. في هذه الحالة ، يمكنك الاستغناء عن محول تنازلي وإمدادات طاقة ، تُستخدم تقليديًا لتوصيل الإضاءة المنخفضة الجهد. تتمثل المهمة الرئيسية للعناصر الإضافية في مخطط اتصال 220 فولت LED في تحديد وتصحيح التيار من خلاله ، بالإضافة إلى حماية تقاطع أشباه الموصلات من نصف الموجة العكسية.
