Обикновено светодиодите се свързват към 220V с помощта на драйвер, проектиран да отговаря на техните спецификации. Но ако искате да свържете само един светодиод с ниска мощност, например като индикатор, тогава използването на водача става неподходящо. В такива случаи възниква въпросът - как да се свърже LED към 220 V без допълнително захранване.
Основи на свързване към 220 V
За разлика от водача, който захранва светодиода с постоянен ток и относително малко напрежение (единици-десетки волта), мрежата дава променливо синусоподобно напрежение с честота от 50 Hz и средна стойност 220 V. Тъй като светодиодът преминава тока само в една посока, след това свети \ t то ще бъде само при определени полу-вълни:
Това означава, че светодиодът с такова захранване не свети постоянно, но мига с честота от 50 Hz. Но поради инерцията на човешкия поглед това не е толкова забележимо.
В същото време напрежението на обратната полярност, въпреки че не принуждава LED да свети, все пак се прилага към него и може да бъде счупено, ако не се вземат каквито и да е защитни мерки.
Начини за свързване на LED към 220 V
най-лесният начин (прочетете за всички възможни начини за свързване на LED) - свържете като използвате резистор, включен в серията с LED. Трябва да се отбележи, че 220 V е средната квадратична стойност на U в мрежата. Стойността на амплитудата е 310 V и трябва да се вземе предвид при изчисляване на съпротивлението на резистора.
Освен това е необходимо да се гарантира защитата на светодиода от обратното напрежение на същотоот величината. Можете да направите това по няколко начина.
Серийно свързване на високоволтови реверсивни диоди (400 V или повече).
Разгледайте по-подробно схемата на свързване.
Веригата използва токоизправител диод 1N4007 с обратно напрежение 1000 V. При смяна на полярността, цялото напрежение ще бъде приложено точно към него, а кабелът ще бъде защитен от повреда.
Тази опция за връзка е ясно показана в този видеоклип:
Тук е описано също как да се определи местоположението на анода и катода в стандартен LED с ниска мощност и да се изчисли съпротивлението на резистора.
Разбъркайте светодиод с обикновен диод.
Това е мястото, където всеки диод с ниска мощност, включени брояч паралелно с LED. Обратното напрежение ще се приложи към резистора, защото диодът се включва в посока напред.
Противопаралелно свързване на два светодиода:
Схемата на свързване изглежда така:
Принципът е аналогичен на предишния, само тук светодиодите изгарят всеки един от тях в областта на синусоидата, като се защитават взаимно от счупване.
Имайте предвид, че свързването на LED към 220V захранване без защита ще доведе до бърза повреда.
Съединителните връзки към 220V с резистор имат един сериозен недостатък: резисторът е с висока мощност.
Например в разглежданите случаи се използва резистор със съпротивление 24 К, който при напрежение 220 V осигурява ток около 9 mA. По този начин,Мощността, разсейвана от резистора е:
9 * 9 * 24 = 1944 mW, приблизително 2 вата.
Това означава, че за оптимална работа ще се изисква резистор от най-малко 3 вата.
Ако има няколко светодиода и те ще консумират по-голям ток, тогава мощността ще се увеличи пропорционално на квадрата на тока, което ще направи използването на резистора неподходящо.
Използването на резистор с недостатъчна мощност води до бързото му прегряване и отказ, което може да причини късо съединение в мрежата.
В такива случаи като елемент за ограничаване на ток може да се използва кондензатор. Предимството на този метод е, че кондензаторът не разсейва мощността, защото неговата устойчивост е реактивна.
Тук е показана типична схема за свързване на светодиод към мрежа 220V с кондензатор. Тъй като кондензаторът може да съхранява остатъчен заряд, който е опасен за човек след спиране на захранването, той трябва да бъде освободен с резистор R1. R2 защитава цялата верига от потока на тока през кондензатора, когато захранването е включено. VD1 защитава светодиода от напрежение на обратната полярност.
Кондензаторът трябва да бъде неполярен, изчислен при напрежение най-малко 400 V.
Използването на полярни кондензатори (електролит, тантал) в мрежата с променлив ток е неприемливо, тъй като токът, преминаващ през тях в обратна посока, унищожава техния дизайн.
Капацитетът на кондензатора се изчислява съгласно емпиричната формула
където U е амплитудното мрежово напрежение (310 V),
I - ток, преминаващ през светодиода (в милиампери),
Уд - спад на напрежението на светодиода в посока напред.
Да предположим, че трябва да свържете LED с напрежение от 2 V при ток от 9 mA. На базата на това, изчислете кондензаторния капацитет при свързване на един такъв проводник към мрежата:
Тази формула е валидна само за честотата на колебанията на напрежението в мрежата от 50 Hz. На други честоти е необходимо да се преизчисли коефициентът 4,45.
Нюанси на свързване към мрежа 220 V
При свързване на кабела към мрежата от 220V има някои характеристики, свързани с количеството на преминаващата ток. Например, в общите комутатори с осветление с подсветка, светодиодът се включва, както е показано по-долу:
Както можете да видите, тук няма защитни диоди и импедансът на резистора е избран по такъв начин, че да се ограничи постоянният ток на нивото от около 1 mA. Натоварването под формата на лампа служи и като ограничител на тока. При такава схема на свързване светодиодът ще свети слабо, но достатъчно, за да се справи с превключвателя в стаята през нощта. В допълнение, обратното напрежение ще се прилага главно към резистора с отворен ключ, а светодиодът е защитен от повреда.
Ако искате да свържете няколко светодиода до 220V, можете да ги включите последователно с кондензаторна верига:
В този случай всички кабели трябва да бъдат проектирани за един и същ ток за равномерно осветяване.
Можете да замените шунт диодаконтра-паралелно свързване на светодиоди:
И в двата случая е необходимо да се преизчисли капацитетът на кондензатора, тъй като напрежението на светодиодите се увеличава.
Паралелното (обратно-паралелно) свързване на проводника към мрежата е неприемливо, тъй като когато една верига се повреди поради друг поток от двойно ток, причинявайки издухването на светодиодите и последващото късо съединение.
Няколко варианта на неприемливо свързване на светодиоди към 220V мрежата са описани в това видео:
Тук е показано защо е невъзможно:
- за включване на LED директно;
- за свързване на последователно светодиоди, проектирани за различен ток;
- за включване на проводник без защита от обратно напрежение.
Сигурност на връзката
При свързване към 220V трябва да се има предвид, че превключвателят на светлината обикновено отключва фазовия проводник. Zero в същото време се извършва от генерала в цялата стая. В допълнение, захранващата система често няма защитно заземяване, следователно, дори и на нулева жица има известно напрежение над земята. Също така, трябва да се има предвид, че в някои случаи заземяващият проводник е свързан с батерии за отопление или водопроводни тръби. Следователно, при едновременен контакт на човек с фаза и батерия, особено по време на монтажа в банята, съществува риск от напрежение между фазата и земята.
В тази връзка, при свързване към мрежа, е по-добре да се прекъсне нула и фаза с помощта на пакетна машина, за да се избегне шок чрез докосване на токопроводящите проводници на мрежата.
заключение
Методите, описани тук за свързване на светодиодите към 220V мрежата, трябва да се използват само когато се използват светодиоди с ниска мощност с цел осветяване или индикация. Мощните светодиоди не могат да бъдат свързани, тъй като волатилността на напрежението на мрежата води до бързо разграждане и отказ. В такива случаи трябва да използвате специализирани LED захранвания - драйвери.
