Det er vanskeligt at undvige LED'er i design af elektronisk udstyr såvel som ved fremstilling af økonomiske belysningsarmaturer. Deres pålidelighed, lette installation og relative billighed tiltrækker opmærksomheden hos udviklere af husholdnings- og industrikarmaturer. Derfor er mange brugere interesseret i kredsløbsløsninger til at tænde for LED'en, hvilket indebærer en direkte forsyning af fasespænding til den. Ikke-specialister inden for elektronik og elektrikere vil være nyttige til at lære at tilslutte LED til 220V.
Tekniske egenskaber ved dioden
Per definition er en LED, hvis kredsløb ligner en konventionel diode, den samme halvleder, der transmitterer strøm i en retning og udsender lys, når den strømmer. Dets arbejdsovergang er ikke designet til høje spændinger, så bare et par volt er nok til, at LED-elementet lyser. En anden egenskab ved denne enhed er behovet for at levere en konstant spænding til den, da LED'en blinker med 220 volt vekslende med en netfrekvens (50 Hz). Det menes, at det menneskelige øje ikke reagerer på sådanne blink, og at de ikke skader ham. Men ikke desto mindre er det ifølge de nuværende standarder nødvendigt at bruge konstant potentiale til sit arbejde. Ellers skal der anvendes særlige beskyttelsesforanstaltninger mod farlige reversspændinger.
De fleste prøver af lysudstyr, hvor dioder bruges som lyselementer, er forbundet til netværket gennem specielle konvertere - drivere. Disse enheder er nødvendige for at opnå en konstant 12, 24, 36 eller 48 volt fra kildens netspænding. På trods af deres store distribution i hverdagen er situationer ikke ualmindelige, når omstændigheder tvinger en til at klare sig uden en chauffør. I dette tilfælde er det vigtigt at kunne tænde for 220 V lysdioder.
LED-pol
For at gøre dig bekendt med ledningsdiagrammerne og kabelføring af diodeelementet, skal du finde ud af, hvordan LED-udspændingen ser ud. Som dets grafiske betegnelse bruges en trekant, hvoraf et hjørner er tilstødet af en kort lodret strimmel - i diagrammet kaldes den katoden. Det betragtes som output for jævnstrøm, der strømmer ind bagfra. Et positivt potentiale leveres fra strømkilden, og derfor kaldes inputkontakten anoden (analogt med elektroniske rør).
Industrielle LED'er har kun to udgange (sjældnere tre eller endda fire). Der kendes tre metoder til bestemmelse af deres polaritet:
- en visuel metode, der giver dig mulighed for at bestemme anodet for et element ved en karakteristisk fremspring på et af benene;
- ved hjælp af et multimeter i tilstanden "Diode Test";
- ved hjælp af en strømforsyning med en konstant udgangsspænding.
For at bestemme polariteten på den anden måde er den positive ende af målekablet på testeren i rød isolering forbundet til den ene kontaktterminal på dioden og den sorte minus den ene til den anden. Hvis enheden viser en forspænding i størrelsesordenen en halv volt, er anoden placeret på plusenden. Hvis der vises et uendeligt tegn eller “0L” på displayet, er katoden placeret i denne ende.
Når man tjekker fra en 12 Volt strømforsyning, skal dens plus forbindes til den ene ende af LED'en gennem en 1 kΩ begrænsningsmodstand. Hvis dioden lyser, er dens anode placeret på plussiden af strømforsyningen, og hvis ikke, i den anden ende.
Forbindelsesmetoder
Den enkleste metode til at løse problemet med en uacceptabel revers spænding for en diode er at installere en ekstra modstand i serie med den, hvilket kan begrænse 220 volt. Dette element har modtaget navnet på den slukkende, da det "spreder" overskydende strøm på sig selv, hvilket efterlader LED'en, der er nødvendig for at dens drift er 12-24 volt.
Seriel installation af en begrænsende modstand løser også problemet med omvendt spænding ved krydset mellem dioden, der falder til de samme værdier. Som en modifikation af serieforbindelse med spændingsbegrænsning overvejes et blandet eller kombineret kredsløb til tilslutning af 220 V. LED'er. I den har en seriemodstand flere parallelt tilsluttede dioder pr. Modstand.
LED-forbindelsen kan arrangeres i henhold til et skema, hvor en konventionel diode bruges i stedet for en modstand, der har en høj revers nedbrudsspænding (fortrinsvis op til 400 volt eller mere). Til disse formål er det mest praktisk at tage et standardprodukt af mærket 1N4007 med en angivet indikator på op til 1000 volt i egenskaberne. Når den installeres i en rækkefølgende kæde (f.eks. Ved fremstilling af en krans), korrigeres den modsatte del af bølgen af en halvlederdiode. I dette tilfælde udfører den funktionen som en shunt, der beskytter lyselementchippen mod sammenbrud.
LED-bypass med en konventionel diode (anti-parallel forbindelse)
En anden almindelig version af "neutraliseringen" af den modsatte halvbølge er sammen med en slukkemodstand at bruge en anden LED, der tændes parallelt og mod det første element. I dette kredsløb lukkes omvendt spænding gennem en parallelt tilsluttet diode og er begrænset af den yderligere seriemodstand, der er forbundet.
Denne forbindelse af to LED'er ligner den forrige version, men med en forskel. Hver af dem arbejder med "sin" del af sinusformen, hvilket giver det andet element beskyttelse mod sammenbrud.
En betydelig ulempe ved forbindelsesskemaet gennem en slukningsmodstand er den betydelige mængde uproduktiv strøm, der forbruges tomgang på den.
Dette bekræftes af følgende eksempel. Lad en dæmpningsmodstand på 24 kOhm og en LED med en arbejdsstrøm på 9 mA bruges. Effekten, der adskilles af modstanden, vil være 9x9x24 = 1944 mW (efter afrunding - ca. 2 watt). For at modstanden skal fungere i optimal tilstand vælges den med en P-værdi på mindst 3 watt. På selve LED'en bruges en meget ubetydelig del af energien.
På den anden side, når man bruger flere seriekoblede LED-elementer, anbefales det ikke at sætte en slukkemodstand ud fra hensynet til den optimale tilstand af deres glød. Hvis du vælger en meget lille modstandsværdi, brænder den hurtigt ud på grund af den store strøm og betydelige strømafledning. Derfor er funktionen af det strømbegrænsende element i et vekselstrømskredsløb mere naturlig at udføre på en kondensator, hvor energi ikke går tabt.
Kondensatorbegrænsning
Det enkleste kredsløb til tilslutning af LED'er gennem en begrænsningskondensator C er kendetegnet ved følgende funktioner:
- ladning og afladningskæder er tilvejebragt, der tilvejebringer driftsformer for det reaktive element;
- der er behov for endnu en LED for at beskytte netspændingen mod omvendt spænding;
- For at beregne kondensatorens kapacitet anvendes en empirisk opnået formel, hvor specifikke tal er substitueret.
For at beregne værdien af den nominelle C skal du multiplicere strømstyrken i kredsløbet med den empirisk afledte koefficient på 4,45. Herefter skal det resulterende produkt divideres med forskellen mellem begrænsningsspændingen (310 volt) og dens fald på lysdioden.
Overvej som et eksempel at forbinde en kondensator til en RGB eller en konventionel LED-diode med et spændingsfald ved dens kryds svarende til 3 volt og en strøm igennem den på 9 mA. I henhold til den betragtede formel vil dens kapacitans være 0,13 μF. For at indføre en ændring af dens nøjagtige værdi skal det tages i betragtning, at den aktuelle komponent i større grad påvirker størrelsen af denne parameter.
Den empiriske formel, der er fastlagt ved eksperimentet, er kun gyldig til beregning af kapaciteter og parametre for 220 V LED'er installeret i netværk med en frekvens på 50 Hz. I andre frekvensområder af forsyningsspændinger (for eksempel i omformere) skal en faktor 4,45 genberegnes.
Nuancerne ved at oprette forbindelse til et 220 volt netværk
Når man bruger forskellige skemaer til tilslutning af LED til 220 V-netværket, er nogle nuancer mulige under hensyntagen til, hvad der vil hjælpe med at undgå elementære fejl ved skift af elektriske kredsløb. De er hovedsageligt relateret til størrelsen på den strøm, der strømmer gennem kredsløbet, når der tilføres strøm til det. For at forstå dem skal du overveje den enkleste type belysningsanordning til dekoration, der består af et helt sæt LED-elementer eller en almindelig lampe baseret på dem.
Der er meget opmærksom på funktionerne i processerne, der forekommer i afbryderen på strømforsyningstidspunktet. For at sikre en "blød" koblingsfunktion er det nødvendigt at lodde en slukkemodstand og en LED-indikator parallelt med dens kontakter, hvilket indikerer tændingstilstanden.
Modstandsværdien vælges i henhold til de tidligere beskrevne metoder.
Kun efter en kontakt med en modstand i kredsløbet er selve båndet med chips af LED-elementer. Der er ikke tilvejebragt beskyttelsesdioder i den, så værdien af slukkemodstanden vælges fra beregningen af strømmen, der flyder langs kredsløbet, bør den ikke overstige en værdi i størrelsesordenen 1 mA.
LED-indikatorlampen i dette kredsløb udfører funktionen af belastningen og begrænser strømmen yderligere. På grund af sin lille størrelse vil den glød meget svagt, men dette er nok til nattilstand. Under virkningen af den modsatte halvbølge undertrykkes spændingen delvist ved modstanden, der beskytter dioden mod uønsket nedbrud.
220 volt isdriver kredsløb
En mere pålidelig måde at tænde lysdioderne fra netværket er at bruge en speciel konverter eller driver, der reducerer spændingen til et sikkert niveau. Driverens hovedformål med 220 volt LED er at begrænse strømmen gennem den inden for den tilladte værdi (i henhold til pas). Det inkluderer en spændingsdriver, en ensretterbro og en strømstabilisatormikrokredsløb.
Driverindstilling uden aktuel stabilisator
Hvis du selv ønsker at samle en strømforsyningsenhed til LED'er fra 220 V, skal du vide følgende:
- når der bruges outputstabilisator, reduceres ringens amplitude markant;
- i dette tilfælde går en del af strømmen tabt på selve mikrokredsløbet, hvilket påvirker lysstyrken på glødet fra udstrålingsanordningerne;
- når man bruger en filterelektrolyt med høj kapacitet i stedet for en mærket stabilisator, udjævnes ikke pulsationerne fuldstændigt, men forbliver inden for acceptable grænser.
Med selvproduktion af driveren kan kredsløbet forenkles ved at erstatte udgangsmikrokredsløbet med en elektrolyt.
Forbindelsessikkerhed
Når man arbejder med et kredsløb til tilslutning af dioder til et 220 Volt netværk, er hovedfaren en begrænsningskondensator, der er forbundet i serie med dem. Under påvirkning af netspænding oplades det til et potentielt farligt for mennesker. For at undgå problemer i denne situation anbefales det:
- Sørg for et specielt udladningsmodstandskredsløb styret af en separat knap i kredsløbet;
- Hvis dette ikke er muligt, skal kondensatoren tømmes ved hjælp af en skruetrækker, før tinkturen startes efter afbrydelse fra lysnettet;
- Installer ikke polære kondensatorer i diodekraftkredsløbet, hvis omvendte strøm når værdier, der kan "udbrænde" kredsløbet.
Det er kun muligt at tilslutte LED-elementer ved 220 Volt ved hjælp af specielle elementer, der indføres i kredsløbet derudover. I dette tilfælde kan du undvære en nedtrappende transformer og strømforsyning, der traditionelt bruges til at tilslutte lavspændingsbelysningsapparater. Hovedopgaven for de ekstra elementer i 220V LED-forbindelsesdiagrammet er at begrænse og udligne strømmen gennem det samt beskytte halvlederforbindelsen mod den modsatte halvbølge.
