من الصعب الاستغناء عن مصابيح LED عند تصميم المعدات الإلكترونية ، وكذلك في تصنيع أجهزة الإضاءة الاقتصادية. تجذب موثوقيتها وسهولة التركيب والرخص النسبي انتباه مطوري المصابيح المنزلية والصناعية. لذلك ، يهتم العديد من المستخدمين بحلول الدوائر لتشغيل LED ، مما يعني ضمناً إمدادًا مباشرًا بجهد الطور. سيكون من المفيد لغير المتخصصين في مجال الإلكترونيات والكهرباء تعلم كيفية توصيل LED بـ 220 فولت.
الميزات التقنية للديود
بحكم التعريف ، فإن LED ، الذي تشبه دوائره الصمام الثنائي التقليدي ، هو نفس أشباه الموصلات التي تمرر التيار في اتجاه واحد وتصدر الضوء أثناء تدفقه. لم يتم تصميم تقاطع العمل الخاص به للجهود العالية ، لذلك يكفي عدد قليل من الفولتات لإضاءة عنصر LED. ميزة أخرى لهذا الجهاز هي الحاجة إلى تزويده بجهد ثابت ، حيث أنه عند تبديل 220 فولت سيومض مؤشر LED عند تردد التيار الكهربائي (50 هرتز). ويعتقد أن العين البشرية لا تستجيب لمثل هذه الومضات ولا تضر بها. ولكن مع ذلك ، وفقًا للمعايير الحالية ، من الضروري استخدام إمكانات ثابتة لتشغيلها. خلاف ذلك ، فمن الضروري تطبيق تدابير حماية خاصة ضد الفولتية العكسية الخطرة.
ترتبط معظم عينات معدات الإضاءة ، التي تستخدم فيها الثنائيات كعناصر إضاءة ، بالشبكة من خلال محولات خاصة - برامج تشغيل. هذه الأجهزة ضرورية للحصول على 12 أو 24 أو 36 أو 48 فولت من جهد التيار الكهربائي الأولي. على الرغم من توزيعها الواسع في الحياة اليومية ، فإن المواقف ليست نادرة عندما تجبرنا الظروف على الاستغناء عن سائق. في هذه الحالة ، من المهم أن تكون قادرًا على تشغيل مصابيح LED بقوة 220 فولت.
أعمدة LED
للتعرف على المخططات التحويلية والأسلاك لعنصر الصمام الثنائي ، تحتاج إلى معرفة شكل دبوس الصمام الثنائي الباعث للضوء. كتسمية بيانية ، يتم استخدام المثلث ، في أحد أركانه التي يجاورها شريط عمودي قصير - في الرسم التخطيطي يسمى الكاثود. يعتبر ناتجًا للتيار المباشر المتدفق من الجانب العكسي. هناك إمكانات إيجابية من مصدر الطاقة ، وبالتالي فإن جهة اتصال الإدخال تسمى الأنود (عن طريق القياس مع الأنابيب المفرغة).
تحتوي مصابيح LED التي تنتجها الصناعة على اثنين فقط من الخيوط (أقل في كثير من الأحيان - ثلاثة أو حتى أربعة). هناك ثلاث طرق لتحديد قطبيتها:
- طريقة بصرية تسمح لك بتحديد أنود عنصر من خلال نتوء مميز على أحد الأرجل ؛
- باستخدام مقياس متعدد في وضع "اختبار الصمام الثنائي" ؛
- عن طريق وحدة تزويد الطاقة بجهد خرج ثابت.
لتحديد القطبية بالطريقة الثانية ، يتم توصيل الطرف الموجب لسلك قياس الفاحص في العزل الأحمر بطرف تلامس واحد من الصمام الثنائي ، والطرف السالب الأسود بالطرف الآخر. إذا أظهر الجهاز جهدًا أماميًا بترتيب نصف فولت ، فإن الأنود يقع على جانب الطرف الموجب. إذا ظهرت علامة اللانهاية أو "0L" على لوحة العرض ، فإن الكاثود يقع في هذه النهاية.
عند الاختبار من مصدر طاقة بجهد 12 فولت ، يجب توصيل الزائد الخاص به بأحد طرفي الصمام من خلال المقاوم المحدد 1 كيلو أوم. إذا أضاء الصمام الثنائي ، يكون الأنود الخاص به على الجانب الإيجابي من مصدر الطاقة ، وإذا لم يكن كذلك ، في الطرف الآخر.
طرق الاتصال
إن أبسط طريقة لحل مشكلة الجهد العكسي غير المسموح به بالنسبة للديود هو تركيب مقاوم إضافي في سلسلة معه ، والذي يمكنه الحد من 220 فولت. يُطلق على هذا العنصر عنصر التبريد ، لأنه "يبدد" الطاقة الزائدة عن نفسه ، تاركًا LED 12-24 فولتًا ضروريًا لتشغيله.
يؤدي تثبيت المقاوم المحدد في سلسلة أيضًا إلى حل مشكلة الجهد العكسي لتقاطع الصمام الثنائي ، والذي يتم تقليله إلى نفس القيم. كتعديل لاتصال السلسلة مع تحديد الجهد ، يتم النظر في دائرة مختلطة أو مجمعة لتوصيل مصابيح LED بجهد 220 فولت.فيها ، هناك العديد من الثنائيات المتوازية المتصلة لكل المقاوم في المقاوم المتسلسل.
يمكن تنظيم اتصال LED وفقًا لمخطط يتم فيه استخدام الصمام الثنائي التقليدي بدلاً من المقاوم ، الذي يتميز بجهد انهيار عكسي عالٍ (يفضل أن يصل إلى 400 فولت أو أكثر). لهذه الأغراض ، من الأنسب أن تأخذ منتجًا نموذجيًا للعلامة التجارية 1N4007 بمؤشر يصل إلى 1000 فولت معلن في الخصائص. عندما يتم تثبيته في دائرة متسلسلة (في صناعة إكليل ، على سبيل المثال) ، يتم تصحيح الجزء العكسي من الموجة بواسطة صمام ثنائي أشباه الموصلات. في هذه الحالة ، يقوم بوظيفة التحويل الذي يحمي شريحة عنصر الضوء من الانهيار.
تجاوز مؤشر LED مع الصمام الثنائي التقليدي (اتصال مضاد للتوازي)
البديل الشائع الآخر لـ "تحييد" نصف الموجة العكسية هو استخدام ، جنبًا إلى جنب مع مقاوم التبريد ، مؤشر LED آخر متصل بالتوازي ونحو العنصر الأول. في هذه الدائرة ، يتم "إغلاق" الجهد العكسي من خلال الصمام الثنائي المتصل المتوازي ويكون محدودًا بمقاومة إضافية في السلسلة.
يشبه هذا الاتصال لمصباحي LED الإصدار السابق ، ولكن مع اختلاف واحد. يعمل كل منهم مع جزء "خاص به" من الجيب ، مما يوفر عنصرًا آخر بحماية من الانهيار.
عيب كبير في مخطط الاتصال من خلال المقاوم التخميد هو كمية كبيرة من الطاقة غير المنتجة التي يستهلكها الخمول.
هذا ما أكده المثال التالي. دع مقاوم التخميد 24 kΩ ومصباح LED بتيار تشغيل 9 مللي أمبير. ستساوي القوة المشتتة على المقاومة 9 × 9 × 24 = 1944 ميغاواط (بعد التقريب - حوالي 2 واط). لكي يعمل المقاوم في الوضع الأمثل ، يتم تحديده بقيمة P لا تقل عن 3 وات. على LED نفسه ، يتم استهلاك جزء ضئيل للغاية من الطاقة.
من ناحية أخرى ، عند استخدام العديد من عناصر LED المتصلة في سلسلة ، لا يُنصح بتثبيت مقاوم تبريد لأسباب تتعلق بوضع التألق الأمثل. إذا اخترت مقاومة اسمية صغيرة جدًا ، فسوف تحترق بسرعة بسبب ارتفاع التيار وتبديد الطاقة الكبير. لذلك ، من الطبيعي أن تؤدي وظيفة عنصر تحديد التيار في دائرة تيار متناوب إلى مكثف لا تُفقد فيه الطاقة.
تحديد مكثف
تتميز أبسط دائرة لتوصيل مصابيح LED من خلال مكثف C المحدد بالميزات التالية:
- يتم توفير سلاسل الشحن والتفريغ لضمان أوضاع تشغيل العنصر التفاعلي ؛
- مطلوب واحد أكثر من LED لحماية الرئيسي من الجهد العكسي ؛
- لحساب سعة مكثف ، يتم استخدام صيغة تم الحصول عليها تجريبياً ، يتم فيها استبدال أرقام محددة.
لحساب قيمة C الاسمية ، تحتاج إلى مضاعفة التيار في الدائرة بالعامل 4.45 المشتق تجريبياً. بعد ذلك ، يجب تقسيم المنتج الناتج على الفرق بين الجهد المحدد (310 فولت) وانخفاضه على مؤشر LED.
على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك توصيل مكثف بـ RGB أو الصمام الثنائي العادي مع انخفاض الجهد عبر تقاطعها يساوي 3 فولت والتيار من خلاله 9 مللي أمبير. وفقًا للصيغة المدروسة ، ستكون سعتها 0.13 μF. لإدخال تصحيح لقيمته الدقيقة ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قيمة هذه المعلمة تتأثر أكثر بالمكون الحالي.
الصيغة التجريبية التي تم إعدادها تجريبياً صالحة فقط لحساب سعات ومعلمات 220 فولت من مصابيح LED المثبتة في شبكات بتردد 50 هرتز. في نطاقات التردد الأخرى لجهد الإمداد (في المحولات ، على سبيل المثال) ، يحتاج العامل 4.45 إلى إعادة حساب.
الفروق الدقيقة في الاتصال بشبكة 220 فولت
عند استخدام مخططات مختلفة لتوصيل LED بشبكة 220 فولت ، فمن الممكن حدوث بعض الفروق الدقيقة ، مع مراعاة ما سيساعد على تجنب الأخطاء الأولية في تبديل الدوائر الكهربائية. ترتبط بشكل أساسي بكمية التيار المتدفق عبر الدائرة عندما يتم تطبيق الطاقة عليها. لفهمها ، ستحتاج إلى التفكير في جهاز بسيط مثل الإضاءة الخلفية للزينة ، يتكون من مجموعة كاملة من عناصر LED أو مصباح عادي قائم عليها.
يتم إيلاء اهتمام كبير لخصائص العمليات التي تحدث في قاطع الدائرة في لحظة تزويد الطاقة. لضمان الوضع "الناعم" للتشغيل ، سيكون من الضروري لحام مقاوم التخميد ومؤشر LED يشير إلى حالة التشغيل بالتوازي مع جهات الاتصال الخاصة به.
يتم تحديد قيمة المقاومة وفقًا للطرق الموضحة سابقًا.
فقط بعد التبديل مع المقاوم في الدائرة هو الشريط نفسه مع رقائق من عناصر LED. لا يوفر الثنائيات الواقية ، لذلك يتم تحديد قيمة مقاوم التخميد بناءً على التيار المتدفق عبر الدائرة ، ويجب ألا تتجاوز قيمة 1 مللي أمبير.
يعمل ضوء مؤشر LED في هذه الدائرة كحمل ، مما يحد من التيار. نظرًا لصغر حجمه ، سوف يتوهج بشكل خافت جدًا ، لكن هذا يكفي تمامًا للوضع الليلي. تحت تأثير نصف الموجة العكسي ، يتم إخماد الجهد جزئيًا عبر المقاوم ، مما يحمي الصمام الثنائي من الانهيار غير المرغوب فيه.
دائرة سائق الجليد ل 220 فولت
هناك طريقة أكثر موثوقية لتشغيل مصابيح LED من الشبكة وهي استخدام محول أو محرك خاص يخفض الجهد إلى مستوى آمن. الغرض الرئيسي للسائق من 220 فولت هو الحد من التيار من خلاله ضمن القيمة المسموح بها (وفقًا لجواز السفر). وهو يشتمل على محرك جهد وجسر مقوم ودائرة كهربائية دقيقة لموازنة التيار.
خيار السائق بدون المثبت الحالي
- عند استخدام مثبت الخرج ، يتم تقليل سعة التموج بشكل كبير ؛
- في هذه الحالة ، يتم فقد جزء من الطاقة على الدائرة المصغرة نفسها ، مما يؤثر على سطوع توهج الأجهزة الباعثة ؛
- عند استخدام إلكتروليت ترشيح كبير السعة بدلاً من مثبت خاص ، لا يتم تنعيم النبضات تمامًا ، ولكنها تظل ضمن الحدود المقبولة.
عند جعل السائق بنفسك ، يمكن تبسيط الدائرة عن طريق استبدال الدائرة المصغرة للإلكتروليت.
أمان الاتصال
عند العمل بدائرة لتوصيل الثنائيات بشبكة 220 فولت ، فإن الخطر الرئيسي هو مكثف مقيد متصل في سلسلة معهم. تحت تأثير الجهد الكهربائي ، يتم شحنه إلى خطر محتمل على البشر. لتجنب المشاكل في هذه الحالة ، يوصى بما يلي:
- توفير سلسلة مقاومة تفريغ خاصة في الدائرة ، يتم التحكم فيها بواسطة زر منفصل ؛
- إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، قبل بدء الصبغة بعد الانفصال عن الشبكة ، يجب تفريغ المكثف باستخدام طرف مفك البراغي ؛
- لا تقم بتركيب المكثفات القطبية في دائرة إمداد الصمام الثنائي ، حيث يصل التيار العكسي إلى قيم يمكنها "حرق" الدائرة.
من الممكن توصيل عناصر LED بقوة 220 فولت فقط بمساعدة عناصر خاصة يتم إدخالها في الدائرة بشكل إضافي. في هذه الحالة ، يمكنك الاستغناء عن محول التدريجي ومزود الطاقة ، اللذين يستخدمان تقليديًا لتوصيل أجهزة الإضاءة ذات الجهد المنخفض. تتمثل المهمة الرئيسية للعناصر الإضافية في دائرة توصيل LED 220 فولت في الحد من التيار وتصحيحه من خلاله ، وكذلك حماية تقاطع أشباه الموصلات من نصف الموجة العكسية.
