Este dificil de făcut fără LED-uri în proiectarea echipamentelor electronice, precum și în fabricarea corpurilor de iluminat economice. Fiabilitatea, ușurința de instalare și ieftinitatea relativă atrag atenția dezvoltatorilor de accesorii de uz casnic și industrial. Prin urmare, mulți utilizatori sunt interesați de soluțiile de circuit pentru aprinderea LED-ului, ceea ce implică furnizarea directă a tensiunii de fază către acesta. Nespecialiștii în domeniul electronicelor și electricienilor vor fi utili pentru a învăța cum să conectați LED-ul la 220V.
Caracteristici tehnice ale diodei
Prin definiție, un LED, al cărui circuit este similar cu o diodă convențională, este același semiconductor care transmite curentul într-o direcție și emite lumină atunci când curge. Tranziția sa de lucru nu este proiectată pentru tensiuni înalte, astfel încât doar câteva volți sunt suficiente pentru ca elementul LED să se aprindă. O altă caracteristică a acestui dispozitiv este necesitatea de a-i alimenta o tensiune constantă, deoarece cu 220 volți alternanți, LED-ul va clipi cu o frecvență de rețea (50 Hz). Se crede că ochiul uman nu răspunde la astfel de clipiri și că nu-l face rău. Cu toate acestea, în conformitate cu standardele actuale, este necesar să se utilizeze potențial constant pentru activitatea sa. În caz contrar, trebuie aplicate măsuri speciale de protecție împotriva tensiunilor inverse periculoase.
Cele mai multe exemple de echipamente de iluminat în care diodele sunt utilizate ca elemente de iluminare sunt conectate la rețea prin convertoare speciale - drivere. Aceste dispozitive sunt necesare pentru a obține o constantă de 12, 24, 36 sau 48 de volți de la tensiunea de alimentare a sursei. În ciuda distribuției lor largi în viața de zi cu zi, situațiile nu sunt neobișnuite atunci când circumstanțele îl obligă pe unul să se descurce fără șofer. În acest caz, este important să puteți porni ledurile de 220 V.
Stâlp LED
Pentru a vă familiariza cu schemele de cablare și cablarea elementului diodei, trebuie să aflați cum arată pin-ul LED-ului. Un triunghi este folosit ca denumire grafică, dintre care unul dintre colțuri este legat de o bandă verticală scurtă - în diagramă se numește catod. Este considerat ieșire pentru curent continuu care curge din spate. Un potențial pozitiv este furnizat de la sursa de alimentare și, prin urmare, contactul de intrare se numește anod (prin analogie cu tuburi electronice).
LED-urile industriale au doar două ieșiri (mai puțin obișnuite, trei sau chiar patru). Se cunosc trei metode pentru determinarea polarității lor:
- o metodă vizuală care vă permite să determinați anodul unui element printr-o proeminență caracteristică pe unul dintre picioare;
- folosirea unui multimetru în modul „Testul diodei”;
- cu ajutorul unei surse de alimentare cu tensiune de ieșire constantă.
Pentru a determina polaritatea în al doilea mod, capătul pozitiv al cablului de măsurare al testerului în izolație roșie este conectat la un terminal de contact al diodei, iar cel negru minus unul la celălalt. Dacă dispozitivul arată o tensiune înainte de ordinul unei jumătăți de volt, anodul este situat pe capătul plus. Dacă pe ecran apare un semn infinit sau „0L”, catodul este situat la acest capăt.
Când verificați de la o sursă de alimentare de 12 Volți, plusul său trebuie conectat la un capăt al LED-ului printr-o rezistență de limitare de 1 kΩ. Dacă dioda se aprinde, anodul său este situat pe partea în plus a sursei de alimentare și, dacă nu, pe celălalt capăt.
Metode de conectare
Cea mai simplă abordare pentru rezolvarea problemei unei tensiuni inversă inacceptabile pentru o diodă este instalarea unei rezistoare suplimentare în serie cu ea, care poate limita 220 volți. Acest element a primit numele de stingere, deoarece „disipează” excesul de putere asupra sa, lăsând LED-ul necesar pentru funcționarea sa de 12-24 de volți.
Instalarea în serie a unui rezistor de limitare rezolvă, de asemenea, problema tensiunii inversă la joncțiunea diodei, care scade la aceleași valori. Ca o modificare a conexiunii în serie cu limitarea tensiunii, este luat în considerare un circuit mixt sau combinat pentru conectarea LED-urilor de 220 V. În el, un rezistor de serie are mai multe diode conectate paralel pe rezistență.
Conexiunea LED poate fi amenajată conform unei scheme în care se folosește o diodă convențională în locul unei rezistențe, care are o tensiune de defecțiune mare inversă (preferabil până la 400 de volți sau mai mult). În aceste scopuri, este mai convenabil să luați un produs tipic al mărcii 1N4007 cu un indicator declarat de până la 1000 de volți în caracteristici. Când este instalat într-un lanț serial (pentru fabricarea unei ghirlande, de exemplu), partea inversă a undei este rectificată de o diodă semiconductor. În acest caz, acesta îndeplinește funcția de șunt protejând cipul elementului ușor împotriva defalcării.
Bypass LED cu o diodă convențională (conexiune anti-paralelă)
O altă versiune comună a „neutralizării” jumătății de undă inversă este de a utiliza, împreună cu un rezistor de stingere, un alt LED care este conectat în paralel și spre primul element. În acest circuit, tensiunea inversă "se închide" printr-o diodă conectată paralel și este limitată de rezistența suplimentară conectată în serie.
O astfel de combinație de două LED-uri seamănă cu versiunea anterioară, dar cu o diferență. Fiecare dintre ele funcționează cu partea sa „sinusoidă”, oferind celuilalt element protecție împotriva defalcării.
Un dezavantaj semnificativ al schemei de conectare printr-un rezistor de stingere este cantitatea semnificativă de putere neproductivă consumată inactivă pe ea.
Acest lucru este confirmat de următorul exemplu. Utilizați o rezistență de amortizare de 24 kOhm și un LED cu un curent de lucru de 9 mA. Puterea disipată de rezistență va fi egală cu 9x9x24 = 1944 mW (după rotunjire - aproximativ 2 wați). Pentru ca rezistorul să funcționeze în modul optim, este selectat cu o valoare P de cel puțin 3 wați. Pe LED-ul în sine, se consumă o parte foarte nesemnificativă a energiei.
Pe de altă parte, atunci când folosiți mai multe elemente LED conectate în serie, este imposibil să instalați un rezistor de stingere din motive de mod optim al strălucirii lor. Dacă alegeți o valoare de rezistență foarte mică, aceasta se va arde rapid din cauza curentului mare și a disipării semnificative a puterii. Prin urmare, funcția elementului de limitare a curentului într-un circuit de curent alternativ este mai naturală să se efectueze pe un condensator, pe care nu se pierde energie.
Limitarea condensatorului
Cel mai simplu circuit pentru conectarea LED-urilor printr-un condensator limită C este caracterizat prin următoarele caracteristici:
- sunt prevăzute lanțuri de încărcare și descărcare care asigură moduri de operare ale elementului reactiv;
- este nevoie de încă un LED pentru a proteja rețeaua de tensiune inversă;
- Pentru a calcula capacitatea condensatorului, se folosește o formulă obținută empiric în care sunt substituite numere specifice.
Pentru a calcula valoarea nominală C, trebuie să multiplicați puterea curentă în circuit cu coeficientul derivat empiric de 4,45. După aceasta, produsul rezultat ar trebui împărțit la diferența dintre tensiunea de limitare (310 Volți) și căderea acestuia pe LED.
Ca exemplu, luați în considerare conectarea unui condensator la o diodă LED RGB sau convențională, cu o cădere de tensiune la joncțiunea sa egală cu 3 Volți și un curent prin intermediul acestuia de 9 mA. Conform formulei considerate, capacitatea sa va fi de 0,13 μF. Pentru a introduce o modificare a valorii sale exacte, trebuie să se țină cont de faptul că componenta curentă afectează mai mult amploarea acestui parametru.
Formula empirică stabilită prin experiment este valabilă numai pentru calcularea capacităților și parametrilor a LED-urilor de 220 V instalate în rețele cu o frecvență de 50 Hz. În alte intervale de frecvență ale tensiunilor de alimentare (de exemplu, la convertoare), trebuie recalculat un factor de 4,45.
Nuanțele conectării la o rețea de 220 de volți
Când se utilizează diferite scheme de conectare a LED-ului la rețeaua de 220 V, sunt posibile câteva nuanțe, luând în considerare ceea ce va ajuta la evitarea erorilor elementare la comutarea circuitelor electrice. Ele sunt în principal legate de amploarea curentului care circulă prin circuit atunci când i se alimentează energie. Pentru a le înțelege, trebuie să luați în considerare cel mai simplu tip de dispozitiv de iluminat pentru decor, constând dintr-un set întreg de elemente LED sau o lampă obișnuită bazată pe ele.
O atenție considerabilă este acordată caracteristicilor proceselor care au loc în întrerupătorul de circuit la momentul alimentării. Pentru a asigura un mod de comutare „moale”, este necesară lipirea unei rezistențe de stingere și a unui indicator LED în paralel cu contactele sale, care indică starea pornită.
Valoarea de rezistență este selectată în conformitate cu metodele descrise anterior.
Numai după un comutator cu rezistență în circuit, banda este în sine cu cipuri de elemente LED. Diodele de protecție nu sunt prevăzute în ea, astfel încât valoarea rezistenței de stingere este selectată din calculul curentului care curge de-a lungul circuitului, nu trebuie să depășească o valoare de ordinul de 1 mA.
Indicatorul LED din acest circuit îndeplinește funcția de încărcare, limitând și mai mult curentul. Datorită dimensiunilor mici, va străluci foarte slab, dar acest lucru este suficient pentru modul de noapte. Sub acțiunea jumătății de undă inversă, tensiunea este parțial suprimată la rezistență, ceea ce protejează dioda împotriva unei defalcări nedorite.
Circuitul driverului de gheață de 220 volți
Un mod mai fiabil de a alimenta LED-urile din rețea este utilizarea unui convertor special sau a unui driver care reduce tensiunea la un nivel sigur. Principalul scop al șoferului pentru LED-ul de 220 volți este să limiteze curentul prin el în cadrul valorii admise (conform pașaportului). Include un driver de tensiune, un pod redresor și un microcircuit cu stabilizator de curent.
Opțiune driver fără stabilizator curent
Dacă doriți să asamblați cu propriile mâini un dispozitiv de alimentare pentru LED-uri de la 220 V, va trebui să știți următoarele:
- când se utilizează stabilizatorul de ieșire, amplitudinea ondulării este redusă semnificativ;
- în acest caz, o parte din puterea este pierdută pe microcircuitul propriu-zis, ceea ce afectează luminozitatea strălucirii dispozitivelor radiante;
- când utilizați un electrolit cu filtru de mare capacitate în locul unui stabilizator de marcă, pulsiunile nu sunt netezite complet, ci rămân în limite acceptabile.
Cu autoproducția șoferului, circuitul poate fi simplificat prin înlocuirea microcircuitului de ieșire cu un electrolit.
Securitate conexiune
Când lucrați cu un circuit pentru conectarea diodelor la o rețea de 220 de volți, pericolul principal este un condensator de limitare conectat în serie cu ele. Sub influența tensiunii de alimentare, este încărcat cu un potențial periculos pentru om. Pentru a evita probleme în această situație, se recomandă:
- Asigurați un circuit special cu rezistență de descărcare controlat de un buton separat în circuit;
- dacă acest lucru nu este posibil, înainte de a începe tinctura după deconectarea de la rețeaua de alimentare, condensatorul trebuie descărcat folosind o lamă de șurubelniță;
- Nu instalați condensatoare polare în circuitul de alimentare al diodei, al cărui curent invers atinge valori care pot „arde” circuitul.
Este posibil să conectați elemente LED la 220 Volți doar cu ajutorul unor elemente speciale introduse suplimentar în circuit. În acest caz, puteți face fără un transformator de descărcare și o sursă de alimentare, utilizate în mod tradițional pentru conectarea iluminatoarelor de joasă tensiune. Sarcina principală a elementelor suplimentare din schema de conectare a LED-ului de 220V este limitarea și rectificarea curentului prin acesta și, de asemenea, protejarea joncțiunii semiconductoare de semiconductorul invers.
