Det er vanskelig å gjøre uten lysdioder i utformingen av elektronisk utstyr, samt i produksjonen av økonomiske lysarmaturer. Deres pålitelighet, enkle installasjon og relative billighet tiltrekker seg oppmerksomhet fra utviklere av husholdnings- og industripartikler. Derfor er mange brukere interessert i kretsløsninger for å slå på LED-en, noe som innebærer en direkte tilførsel av fasespenning til den. Ikke-spesialister innen elektronikk og elektrikere vil være nyttige for å lære hvordan du kobler LED til 220V.
Tekniske funksjoner ved dioden
Per definisjon er en LED, hvis krets ligner en konvensjonell diode, den samme halvlederen som overfører strøm i en retning og sender ut lys når den strømmer. Arbeidsovergangen er ikke designet for høye spenninger, så bare noen få volt er nok til at LED-elementet skal lyse opp. En annen funksjon ved denne enheten er behovet for å levere en konstant spenning til den, siden med vekslende 220 volt LED vil blinke med en hovedfrekvens (50 Hz). Det antas at det menneskelige øyet ikke reagerer på slike blink og at de ikke skader ham. Men likevel, i henhold til gjeldende standarder, er det nødvendig å bruke et konstant potensial for sitt arbeid. Ellers må spesielle beskyttelsestiltak iverksettes mot farlige bakspenninger.
De fleste eksempler på belysningsutstyr der dioder brukes som lyselementer, er koblet til nettverket gjennom spesielle omformere - drivere. Disse enhetene er nødvendige for å oppnå en konstant 12, 24, 36 eller 48 volt fra kildespenningen. Til tross for deres brede distribusjon i hverdagen, er situasjoner ikke uvanlige når omstendighetene tvinger en til å klare seg uten sjåfør. I dette tilfellet er det viktig å kunne slå på 220 V LED.
LED-stolpe
For å gjøre deg kjent med koblingsskjemaene og kablingen til diodelementet, må du finne ut hvordan LED-lampen ser ut. Som grafisk betegnelse brukes en trekant, hvis hjørner er tilknyttet en kort vertikal stripe - i diagrammet kalles det katoden. Det regnes som utgang for likestrøm som strømmer inn fra baksiden. Et positivt potensiale tilføres fra strømkilden, og derfor kalles inngangskontakten anoden (analogt med elektroniske rør).
Industrielle LED-er har bare to utganger (sjeldnere tre eller til og med fire). Tre metoder er kjent for å bestemme deres polaritet:
- en visuell metode som lar deg bestemme anoden til et element ved en karakteristisk fremspring på et av bena;
- ved å bruke et multimeter i modus "Diode Test";
- ved hjelp av en strømforsyning med konstant utgangsspenning.
For å bestemme polariteten på den andre måten, er den positive enden av målekabelen til testeren i rød isolasjon koblet til den ene kontaktterminalen til dioden, og den svarte negativ til den andre. Hvis enheten viser en forspenning i størrelsesorden en halv volt, er anoden plassert på plussenden. Hvis et uendelig tegn eller "0L" vises på displayet, er katoden plassert i denne enden.
Når du sjekker fra en 12 Volt strømforsyning, skal plusset være koblet til den ene enden av LED gjennom en 1 kΩ begrensningsmotstand. Hvis dioden lyser, er anoden plassert på plussiden av strømforsyningen, og hvis ikke, i den andre enden.
Tilkoblingsmetoder
Den enkleste tilnærmingen for å løse problemet med en uakseptabel revers spenning for en diode er å installere en ekstra motstand i serie med den, som kan begrense 220 volt. Dette elementet har fått navnet på den slukkende enheten, ettersom den "sprer" overflødig kraft på seg selv, og etterlater lysdioden som er nødvendig for at den skal være 12-24 volt.
Seriell installasjon av en begrensningsmotstand løser også problemet med revers spenning i krysset av dioden, som synker til de samme verdiene. Som en modifisering av seriekoblingen med spenningsbegrensning, vurderes en blandet eller kombinert krets for tilkobling av lysdioder på 220 V. I den har en seriemotstand flere parallellkoblede dioder per motstand.
LED-tilkoblingen kan ordnes i henhold til et skjema der en konvensjonell diode brukes i stedet for en motstand, som har en høy bakoverbrytningsspenning (fortrinnsvis opp til 400 volt eller mer). For disse formålene er det mest praktisk å ta et typisk produkt av merket 1N4007 med en angitt indikator på opptil 1000 volt i egenskapene. Når den er installert i en seriekjede (for fremstilling av en krans, for eksempel), blir den bakre delen av bølgen utbedret av en halvlederdiode. I dette tilfellet utfører den funksjonen som en shunt som beskytter lyselementbrikken mot sammenbrudd.
LED-bypass med en konvensjonell diode (anti-parallell tilkobling)
En annen vanlig versjon av "nøytralisering" av den omvendte halvbølgen er å bruke, sammen med en slukkemotstand, en annen LED som er koblet parallelt og mot det første elementet. I denne kretsen lukker reverseringsspenningen seg gjennom en parallellkoblet diode og er begrenset av den ekstra seriemotstanden.
En slik kombinasjon av to lysdioder ligner den forrige versjonen, men med en forskjell. Hver av dem jobber med "sin" del av sinusoiden, og gir det andre elementet beskyttelse mot sammenbrudd.
En betydelig ulempe ved tilkoblingsskjemaet gjennom en slukkemotstand er den betydelige mengden uproduktiv kraft som brukes på tomgang på den.
Dette bekreftes av følgende eksempel. La en dempemotstand på 24 kOhm og en LED med en arbeidsstrøm på 9 mA brukes. Kraften som avledes av motstanden vil være lik 9x9x24 = 1944 mW (etter avrunding - ca. 2 watt). For at motstanden skal fungere i optimal modus, velges den med en P-verdi på minst 3 watt. På selve lysdioden forbrukes en veldig ubetydelig del av energien.
På den annen side, når du bruker flere seriekoblede LED-elementer, er det upraktisk å installere en slukkemotstand på grunn av den optimale modusen for deres glød. Hvis du velger en veldig liten motstandsverdi, vil den raskt brenne ut på grunn av den store strømmen og betydelige strømforsyningen. Derfor er funksjonen til det strømbegrensende elementet i en vekselstrømskrets mer naturlig å utføre på en kondensator, hvor energi ikke går tapt.
Kondensatorbegrensning
Den enkleste kretsen for å koble lysdioder gjennom en begrensningskondensator C er preget av følgende funksjoner:
- lade- og utladningskjeder er tilveiebrakt som gir driftsformer for det reaktive elementet;
- en LED til for å beskytte strømmen mot revers spenning;
- For å beregne kondensatoren til kondensatoren brukes en empirisk oppnådd formel der spesifikke tall erstattes.
For å beregne verdien av den nominelle C, må du multiplisere strømstyrken i kretsen med den empirisk avledede koeffisienten på 4,45. Etter dette skal det resulterende produktet deles med forskjellen mellom begrensningsspenningen (310 volt) og dens fall på lysdioden.
Vurder som et eksempel å koble en kondensator til en RGB eller konvensjonell LED-diode med et spenningsfall ved dens kryss lik 3 volt og en strøm gjennom den på 9 mA. I henhold til den vurderte formelen vil dens kapasitans være 0,13 μF. For å introdusere en endring av den nøyaktige verdien, må det tas med i betraktningen at den nåværende komponenten i større grad påvirker størrelsen på denne parameteren.
Den empiriske formelen som er etablert av eksperimentet, er kun gyldig for å beregne kapasiteter og parametere til 220 V lysdioder installert i nettverk med en frekvens på 50 Hz. I andre frekvensområder for forsyningsspenninger (for eksempel i omformere), må en faktor 4,45 beregnes på nytt.
Nyansene ved å koble til et 220 volt nettverk
Når du bruker forskjellige ordninger for å koble LED-en til 220 V-nettverket, er det noen nyanser som er tatt i betraktning som vil bidra til å unngå elementære feil ved bytte av elektriske kretser. De er hovedsakelig relatert til størrelsen på strømmen som strømmer gjennom kretsen når strøm tilføres den. For å forstå dem, må du vurdere den enkleste typen lysanordning for dekorasjon, som består av et helt sett LED-elementer eller en vanlig lampe basert på dem.
Det blir lagt stor vekt på funksjonene i prosessene som skjer i effektbryteren på strømforsyningstidspunktet. For å sikre en "myk" koblingsmodus, er det nødvendig å lodde en slukkemotstand og en LED-indikator parallelt med kontaktene, som indikerer på-tilstanden.
Motstandsverdien velges i henhold til metodene beskrevet tidligere.
Først etter en bryter med en motstand i kretsen er selve båndet med chips av LED-elementer. Beskyttelsesdioder er ikke tilveiebrakt i den, slik at verdien av slukkemotstanden velges fra beregningen av strømmen som strømmer langs kretsløpet, den skal ikke overstige en verdi i størrelsesorden 1 mA.
LED-indikatorlampen i denne kretsen utfører funksjonen til lasten, og begrenser strømmen ytterligere. På grunn av sin lille størrelse vil den gløde veldig svakt, men dette er nok for nattmodus. Under virkningen av den omvendte halvbølgen undertrykkes spenningen delvis ved motstanden, som beskytter dioden mot uønsket sammenbrudd.
220 volt isdriverkrets
En mer pålitelig måte å drive lysdiodene fra nettverket på er å bruke en spesiell omformer eller driver som senker spenningen til et sikkert nivå. Driverens hovedformål for 220 volt LED er å begrense strømmen gjennom den innenfor den tillatte verdien (i henhold til pass). Den inkluderer en spenningsdriver, en likeretterbro og en strømstabilisatormikrokrets.
Driveralternativ uten strømstabilisator
Hvis du vil montere en strømforsyningsenhet for lysdioder fra 220 V med egne hender, må du vite følgende:
- når du bruker utgangsstabilisatoren, reduseres ringens amplitude betydelig;
- i dette tilfellet går en del av kraften tapt på selve mikrokretsen, noe som påvirker lysstyrken på glødet fra strålingsanordningene;
- Når du bruker en filterelektrolytt med høy kapasitet i stedet for en merkevarestabilisator, blir ikke pulseringene glattet ut helt, men forblir innenfor akseptable grenser.
Med egenproduksjon av driveren kan kretsen forenkles ved å bytte ut mikrosirkulasjonen med en elektrolytt.
Tilkoblingssikkerhet
Når du arbeider med en krets for å koble dioder til et 220 Volt nettverk, er hovedfaren en begrensende kondensator som seriekobles med dem. Under påvirkning av nettspenning belastes det et potensielt farlig for mennesker. For å unngå problemer i denne situasjonen, anbefales det:
- Sørg for en spesiell utladningsmotstandskrets som styres av en egen knapp i kretsen;
- Hvis dette ikke er mulig, bør kondensatoren tømmes ved hjelp av en skrutrekkerblad, før tinkturen starter etter at den er koblet fra strømnettet.
- Ikke installer polare kondensatorer i diodekraftkretsen, hvis reversstrøm når verdier som kan "brenne ut" kretsen.
Det er mulig å koble til LED-elementer på 220 Volt bare ved hjelp av spesielle elementer som er introdusert i kretsen. I dette tilfellet kan du klare deg uten en nedtrappingstransformator og strømforsyning, som tradisjonelt brukes til å koble til lavspenningsbelysningsapparater. Hovedoppgaven til tilleggselementene i 220V LED-tilkoblingsskjema er å begrense og utbedre strømmen gjennom det, samt beskytte halvlederkrysset fra den motsatte halvbølgen.
