LED'lerin elektronik ekipman tasarımında ve ekonomik aydınlatma armatürlerinin imalatında yapılması zordur. Güvenilirlikleri, kurulum kolaylığı ve göreceli ucuzluğu, ev ve endüstriyel armatürlerin geliştiricilerinin dikkatini çekmektedir. Bu nedenle, birçok kullanıcı LED'i açmak için devre çözümleriyle ilgilenir, bu da ona doğrudan faz voltajı beslemesi anlamına gelir. Elektronik ve elektrikçiler alanında uzman olmayanlar, LED'in 220V'a nasıl bağlanacağını öğrenmek için yararlı olacaktır.
Diyotun teknik özellikleri
Tanımı gereği, devresi geleneksel bir diyota benzeyen bir LED, akımı bir yönde ileten ve akarken ışık yayan aynı yarı iletkendir. Çalışma geçişi yüksek voltajlar için tasarlanmamıştır, bu nedenle LED elemanının yanması için sadece birkaç volt yeterlidir. Bu cihazın bir başka özelliği de ona 220 voltluk alternatif voltaj ile LED bir şebeke frekansı (50 Hz) ile yanıp söneceğinden, ona sabit bir voltaj sağlama ihtiyacıdır. İnsan gözünün bu tür yanıp sönmelere yanıt vermediğine ve ona zarar vermediklerine inanılmaktadır. Ancak yine de, mevcut standartlara göre, çalışması için sabit bir potansiyel kullanmak gerekir. Aksi takdirde, ters ters voltajlara karşı özel koruyucu önlemler alınmalıdır.
Diyotların aydınlatma elemanları olarak kullanıldığı aydınlatma ekipmanlarının çoğu, özel dönüştürücüler - sürücüler aracılığıyla ağa bağlanır. Bu cihazlar, kaynak şebeke voltajından sabit bir 12, 24, 36 veya 48 volt elde etmek için gereklidir. Günlük yaşamdaki geniş dağılımlarına rağmen, şartlar sürücüsüz olmaya zorlandığında durumlar nadir değildir. Bu durumda, 220 V LED'leri açabilmek önemlidir.
LED kutup
Diyot elemanının kablo şemalarını ve kablolarını tanımak için LED'in pin çıkışının nasıl göründüğünü bulmanız gerekir. Grafik tanımlaması olarak, köşelerinden biri kısa bir dikey şerit ile bitişik olan bir üçgen kullanılır - şemada katot denir. Arkadan akan doğru akım için çıkış olarak kabul edilir. Güç kaynağından pozitif bir potansiyel sağlanır ve bu nedenle giriş kontağına anot (elektronik tüplerle benzer şekilde) denir.
Endüstriyel LED'lerin yalnızca iki çıkışı vardır (daha az yaygın, üç hatta dört). Polaritelerini belirlemek için üç yöntem bilinmektedir:
- bacaklardan birinde karakteristik bir çıkıntı ile bir elemanın anodunu belirlemenizi sağlayan görsel bir yöntem;
- "Diyot Testi" modunda bir multimetre kullanma;
- sabit çıkış gerilimine sahip bir güç kaynağı vasıtasıyla.
Polariteyi ikinci şekilde belirlemek için, kırmızı yalıtımda test cihazının ölçüm kablosunun pozitif ucu, diyotun bir kontak terminaline ve siyah negatif diğerine bağlanır. Cihaz yarım voltluk bir ileri voltaj gösteriyorsa, anot artı ucunda bulunur. Ekranda bir sonsuzluk işareti veya “0L” görünürse, katot bu uçta bulunur.
12 Volt güç kaynağından kontrol ederken, artı LED'in bir ucuna 1 kΩ sınırlama direnci üzerinden bağlanmalıdır. Diyot yanarsa, anodu güç kaynağının artı tarafında bulunur ve değilse diğer ucunda bulunur.
Bağlantı Yöntemleri
Bir diyot için kabul edilemez bir ters voltaj problemini çözmek için en basit yaklaşım, 220 volt sınırlayabilen, seri olarak ek bir direnç monte etmektir. Bu eleman, kendi üzerine aşırı gücü “dağıtır” ve çalışmasının 12-24 Volt olması için gerekli LED'i bırakarak söndürme adının adını almıştır.
Bir sınırlama direncinin seri montajı, diyotun birleşme yerindeki ters voltaj problemini de çözer, bu da aynı değerlere düşer. Voltaj sınırlamalı seri bağlantının bir modifikasyonu olarak, 220 V LED'leri bağlamak için karışık veya kombine bir devre düşünülür.Bir seri rezistörde direnç başına birkaç paralel bağlı diyot bulunur.
LED bağlantısı, yüksek bir ters arıza voltajına (tercihen 400 volta veya daha fazla) sahip bir direnç yerine geleneksel bir diyotun kullanıldığı bir şemaya göre düzenlenebilir. Bu amaçlar için, karakteristiklerde 1000 Volt'a kadar belirtilen bir gösterge ile 1N4007 markasının tipik bir ürününü almak en uygunudur. Bir seri zincire monte edildiğinde (örneğin, bir çelenk üretimi için), dalganın ters kısmı bir yarı iletken diyot tarafından düzeltilir. Bu durumda, ışık elemanı çipini bozulmaya karşı koruyan bir şantın işlevini yerine getirir.
Geleneksel diyotlu LED bypass (anti-paralel bağlantı)
Ters yarım dalganın "nötralizasyonunun" bir başka yaygın versiyonu, bir söndürme direnci ile birlikte, paralel ve birinci elemana doğru açılan başka bir LED kullanmaktır. Bu devrede, ters voltaj paralel bağlı bir diyottan "kapanır" ve seri bağlı ek direnç ile sınırlıdır.
İki LED'in böyle bir kombinasyonu, önceki sürüme benzer, ancak bir farkla. Her biri sinüzoidin "kendi" kısmı ile çalışır ve diğer elementin bozulmaya karşı korunmasını sağlar.
Bir söndürme direnci yoluyla bağlantı şemasının önemli bir dezavantajı, üzerinde boşta tüketilen verimsiz gücün önemli miktarda olmasıdır.
Bu, aşağıdaki örnekle doğrulanmıştır. 24 kOhm'luk bir sönümleme direnci ve 9 mA çalışma akımına sahip bir LED kullanılmasına izin verin. Direnç tarafından harcanan güç 9x9x24 = 1944 mW'a (yuvarlamadan sonra - yaklaşık 2 watt) eşit olacaktır. Direncin optimal modda çalışması için, en az 3 watt'lık bir P değeri ile seçilir. LED'in kendisinde, enerjinin çok önemsiz bir kısmı tüketilir.
Öte yandan, birkaç seri bağlı LED elemanı kullanırken, parlaklıklarının optimum modu nedeniyle bir söndürme direnci kurmak pratik değildir. Çok küçük bir direnç değeri seçerseniz, büyük akım ve önemli güç kaybı nedeniyle hızla yanar. Bu nedenle, alternatif bir akım devresindeki akım sınırlayıcı elemanın işlevi, üzerinde enerji kaybının olmadığı bir kapasitör üzerinde daha doğaldır.
Kapasitör sınırlaması
LED'leri limit kapasitör C üzerinden bağlamak için en basit devre aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir:
- reaktif elemanın çalışma modlarını sağlayan şarj ve deşarj zincirleri sağlanır;
- ana voltajı ters voltajdan korumak için bir LED daha gereklidir;
- Kondansatörün kapasitansını hesaplamak için, belirli sayıların ikame edildiği ampirik olarak elde edilen bir formül kullanılır.
Nominal C'nin değerini hesaplamak için, devredeki akım gücünü ampirik olarak türetilmiş 4.45 katsayısıyla çarpmanız gerekir. Bundan sonra, ortaya çıkan ürün, sınırlayıcı voltaj (310 Volt) ve LED üzerindeki düşüşü arasındaki farka bölünmelidir.
Örnek olarak, 3 Volt'a eşit bir bağlantı noktasında ve 9 mA değerinde bir akımda bir RGB veya konvansiyonel LED diyotuna bir kondansatör bağlamayı düşünün. Düşünülen formüle göre, kapasitesi 0.13 μF olacaktır. Bir değişikliği kesin değerine getirmek için, mevcut bileşenin bu parametrenin büyüklüğünü daha fazla etkilediği dikkate alınmalıdır.
Deneyle oluşturulan ampirik formül sadece 50 Hz frekanslı ağlara takılan 220 V LED'lerin kapasitelerini ve parametrelerini hesaplamak için geçerlidir. Besleme gerilimlerinin diğer frekans aralıklarında (örneğin, dönüştürücülerde), 4.45 faktörünün yeniden hesaplanması gerekir.
220 voltluk bir ağa bağlanmanın nüansları
LED'i 220 V ağına bağlamak için çeşitli şemalar kullanırken, elektrik devrelerini değiştirmede temel hataların önlenmesine yardımcı olacak bazı nüanslar mümkündür. Esas olarak, güç verildiğinde devreden akan akımın büyüklüğü ile ilgilidir. Onları anlamak için, bir dizi LED elemanı veya bunlara dayanan sıradan bir lambadan oluşan dekorasyon için en basit aydınlatma cihazını düşünmeniz gerekir.
Güç kaynağı sırasında devre kesicide meydana gelen işlemlerin özelliklerine büyük önem verilir. “Yumuşak” bir anahtarlama modu sağlamak için kontaklarına paralel olarak açık durumunu gösteren bir söndürme direnci ve bir LED göstergesi lehimlemek gerekir.
Direnç değeri, daha önce tarif edilen yöntemlere göre seçilir.
Sadece devrede bir direnç bulunan bir anahtardan sonra bandın kendisi LED elemanlarının yongaları ile olur. İçinde koruyucu diyotlar sağlanmamıştır, böylece söndürme direncinin değeri, devre boyunca akan akımın hesaplanmasından seçilir, 1 mA derecesinin değerini aşmamalıdır.
Bu devredeki LED gösterge ışığı, yükün işlevini yerine getirerek akımı daha da sınırlar. Küçük boyutu nedeniyle çok loş olacak, ancak bu gece modu için yeterlidir. Ters yarım dalganın etkisi altında, voltaj, diyotu istenmeyen bozulmalardan koruyan dirençte kısmen bastırılır.
220 voltluk buz sürücü devresi
LED'leri ağdan çalıştırmanın daha güvenilir bir yolu, voltajı güvenli bir seviyeye düşüren özel bir dönüştürücü veya sürücü kullanmaktır. 220 volt LED için sürücünün ana amacı, izin verilen değer içinde (pasaporta göre) içindeki akımı sınırlamaktır. Bir voltaj sürücüsü, bir doğrultucu köprü ve bir akım dengeleyici mikro devresi içerir.
Akım dengeleyicisiz sürücü seçeneği
220 V'den LED'ler için kendi elinizle bir güç kaynağı cihazı monte etmek istiyorsanız, aşağıdakileri bilmeniz gerekir:
- çıkış stabilizatörü kullanıldığında, dalgalanma genliği önemli ölçüde azalır;
- bu durumda, gücün bir kısmı, yayılan cihazların parıltısının parlaklığını etkileyen mikro devrenin kendisinde kaybolur;
- markalı bir dengeleyici yerine yüksek kapasiteli bir filtre elektroliti kullanıldığında, titreşimler tamamen düzleştirilmez, ancak kabul edilebilir sınırlar içinde kalır.
Sürücünün kendi kendine üretimi ile, çıkış mikro devresini bir elektrolit ile değiştirerek devre basitleştirilebilir.
Bağlantı Güvenliği
Diyotları 220 Volt ağa bağlamak için bir devre ile çalışırken, ana tehlike bunlarla seri olarak bağlanan bir sınırlayıcı kapasitördür. Şebeke voltajının etkisi altında, insanlar için tehlikeli bir potansiyele yüklenir. Bu durumda sorun yaşamamak için tavsiye edilir:
- Devredeki ayrı bir düğme ile kontrol edilen özel bir deşarj direnci devresi sağlayın;
- bu mümkün değilse, elektrik bağlantısını kestikten sonra tentürü başlatmadan önce, kapasitör bir tornavida bıçağı kullanılarak boşaltılmalıdır;
- Diyot güç devresine, ters akımı devreyi "yakabilecek" değerlere ulaşan polar kapasitörler kurmayın.
220 voltta LED elemanlarını sadece devreye ek olarak verilen özel elemanlar yardımıyla bağlamak mümkündür. Bu durumda, geleneksel olarak düşük voltajlı aydınlatıcıları bağlamak için kullanılan bir düşürücü transformatör ve güç kaynağı olmadan yapabilirsiniz. 220V LED bağlantı şemasındaki ek elemanların ana görevi, akımı içinden geçirerek sınırlamak ve düzeltmek ve ayrıca yarı iletken bağlantısını ters yarım dalgadan korumaktır.
