Det er vanskeligt at undvære lysdioder, når man designer elektronisk udstyr såvel som ved fremstilling af økonomiske belysningsenheder. Deres pålidelighed, nem installation og relative billighed tiltrækker opmærksomheden hos udviklere af husholdnings- og industrielle lamper. Derfor er mange brugere interesserede i kredsløbsløsninger til at tænde LED'en, hvilket indebærer direkte tilførsel af fasespænding til den. Det vil være nyttigt for ikke-specialister inden for elektronik og elektricitet at lære at tilslutte en LED til 220V.
Diode tekniske funktioner
Per definition er en LED, hvis kredsløb svarer til en konventionel diode, den samme halvleder, der passerer strøm i en retning og udsender lys, når den strømmer. Dens arbejdsforbindelse er ikke designet til høje spændinger, og derfor er bare et par volt ret nok til, at LED-elementet lyser op. Et andet træk ved denne enhed er behovet for at levere en konstant spænding til den, da lysdioden blinker ved skiftevis 220 volt ved netfrekvensen (50 Hertz). Det menes, at det menneskelige øje ikke reagerer på sådanne blink, og at de ikke skader det. Men stadig, i henhold til de nuværende standarder, er det nødvendigt at bruge et konstant potentiale for dets drift. Ellers er det nødvendigt at anvende særlige beskyttelsesforanstaltninger mod farlige omvendte spændinger.
De fleste prøver af belysningsudstyr, hvor dioder bruges som belysningselementer, er forbundet til netværket via specielle omformere - drivere. Disse enheder er nødvendige for at opnå konstant 12, 24, 36 eller 48 volt fra den oprindelige netspænding. På trods af deres store fordeling i hverdagen er situationer ikke ualmindelige, når omstændighederne tvinger os til at undvære en chauffør. I dette tilfælde er det vigtigt at kunne tænde lysdioder i 220 V.
LED-stænger
For at gøre dig bekendt med skiftediagrammerne og ledningerne til diodeelementet skal du finde ud af, hvordan lysdiodernes pinout ser ud. Som sin grafiske betegnelse bruges en trekant til et af hjørnerne, som en kort lodret stribe støder op til - i diagrammet kaldes det katoden. Det betragtes som en udgang til jævnstrøm, der strømmer ind fra bagsiden. Der er et positivt potentiale fra strømkilden, og derfor kaldes inputkontakten anoden (analogt med vakuumrør).
LED'erne produceret af industrien har kun to ledninger (sjældnere - tre eller endda fire). Der er tre måder at bestemme deres polaritet på:
- en visuel metode, der giver dig mulighed for at bestemme anodet på et element ved et karakteristisk fremspring på et af benene;
- ved hjælp af et multimeter i "Diode test" -tilstand;
- ved hjælp af en strømforsyningsenhed med konstant udgangsspænding.
For at bestemme polariteten på anden måde er den positive ende af testmålerens ledning i rød isolering forbundet til den ene kontaktterminal på dioden og den sorte negative ende til den anden. Hvis enheden viser en fremadspænding i størrelsesordenen en halv volt, er anoden placeret på den positive endeside. Hvis uendelighedstegnet eller "0L" vises på displaykortet, er katoden placeret i denne ende.
Ved test fra en 12 volt strømforsyning skal dens plus forbindes til den ene ende af LED'en via en 1 kΩ begrænsningsmodstand. Hvis dioden lyser, er dens anode på plussiden af strømforsyningen, og hvis ikke, i den anden ende.
Forbindelsesmetoder
Den enkleste fremgangsmåde til løsning af problemet med omvendt spænding, der ikke er tilladt for en diode, er at installere en ekstra modstand i serie med den, som er i stand til at begrænse 220 volt. Dette element kaldes et slukkende element, da det "spreder" overskydende kraft på sig selv og efterlader LED 12-24 volt nødvendige for dets drift.
Installation af begrænsningsmodstanden i serie løser også problemet med omvendt spænding af diodeforbindelse, som er reduceret til de samme værdier. Som en ændring af serieforbindelse med spændingsbegrænsning overvejes et blandet eller kombineret kredsløb til tilslutning af lysdioder på 220 V. I den er der flere parallelforbundne dioder pr. Modstand i seriemodstand.
Forbindelsen af LED kan organiseres i henhold til et skema, hvor der anvendes en konventionel diode i stedet for en modstand, der har en høj omvendt nedbrydningsspænding (fortrinsvis op til 400 volt eller mere). Til disse formål er det mest bekvemt at tage et typisk produkt af mærket 1N4007 med en indikator på op til 1000 volt, der er angivet i egenskaberne. Når den er installeret i et seriekredsløb (f.eks. Ved fremstilling af en krans), korrigeres den modsatte del af bølgen med en halvlederdiode. I dette tilfælde udfører den funktionen af en shunt, der beskytter lyselementets chip mod sammenbrud.
Omgå LED'en med en konventionel diode (anti-parallel forbindelse)
En anden almindelig variant af "neutralisering" af den omvendte halvbølge er at bruge sammen med en slukkende modstand en anden LED, der er forbundet parallelt og mod det første element. I dette kredsløb er omvendt spænding "lukket" gennem den parallelforbundne diode og er begrænset af en yderligere modstand i serie.
Denne forbindelse af to lysdioder ligner den forrige version, men med en forskel. Hver af dem arbejder med "sin egen" del af sinusformet og giver et andet element nedbrydningsbeskyttelse.
En væsentlig ulempe ved forbindelseskredsløbet gennem en dæmpningsmodstand er en betydelig mængde uproduktiv strøm, der forbruges af den inaktiv.
Dette bekræftes af følgende eksempel. Lad en dæmpningsmodstand på 24 kΩ og en LED med en driftsstrøm på 9 mA anvendes. Den spredte effekt på modstanden vil være lig med 9x9x24 = 1944 mW (efter afrunding - ca. 2 watt). For at modstanden skal fungere i optimal tilstand, vælges den med en P-værdi på mindst 3 W. På selve lysdioden forbruges en meget ubetydelig del af energien.
På den anden side er det upraktisk at anvende en slukkemodstand på grund af deres optimale luminescenstilstand, når der anvendes flere LED-elementer forbundet i serie. Hvis du vælger en meget lille nominel modstand, vil den hurtigt brænde ud på grund af den høje strøm og den betydelige strømafledning. Derfor er det mere naturligt at udføre funktionen af et strømbegrænsende element i et vekselstrømskredsløb til en kondensator, hvor energi ikke går tabt.
Kondensatorbegrænsning
Det enkleste kredsløb til tilslutning af lysdioder gennem en begrænsende kondensator C er kendetegnet ved følgende funktioner:
- opladningskæder og afladning er tilvejebragt for at sikre driftsformerne for det reaktive element;
- der kræves endnu en LED for at beskytte lysnettet fra omvendt spænding;
- for at beregne kondensatorens kapacitans anvendes en empirisk opnået formel, hvori specifikke tal er substitueret.
For at beregne værdien af den nominelle C er du nødt til at multiplicere strømmen i kredsløbet med faktoren 4.45 afledt empirisk. Derefter skal det resulterende produkt divideres med forskellen mellem begrænsningsspændingen (310 volt) og dens fald på LED'en.
Som et eksempel kan du overveje at tilslutte en kondensator til en RGB eller almindelig LED-diode med et spændingsfald over dens krydsning svarende til 3 volt og en strøm gennem den på 9 mA. Ifølge den betragtede formel vil dens kapacitet være 0,13 μF. For at indføre en korrektion for dens nøjagtige værdi skal man huske på, at værdien af denne parameter er mere påvirket af den aktuelle komponent.
Den empiriske formel, der er udarbejdet empirisk, er kun gyldig til beregning af kapaciteter og parametre for 220 V LED'er installeret i netværk med en frekvens på 50 Hz. I andre frekvensområder for forsyningsspændinger (for eksempel i omformere) skal faktor 4.45 genberegnes.
Nuancerne ved at oprette forbindelse til et 220 Volt netværk
Når du bruger forskellige ordninger til tilslutning af en LED til et 220 V-netværk, er nogle nuancer mulige under hensyntagen til hvilket vil hjælpe med at undgå elementære fejl i skift af elektriske kredsløb. De er hovedsageligt relateret til mængden af strøm, der strømmer gennem kredsløbet, når der tilføres strøm til det. For at forstå dem skal du overveje en simpel enhed såsom baggrundsbelysning til dekoration, der består af et helt sæt LED-elementer eller en almindelig lampe baseret på dem.
Der lægges stor vægt på funktionerne i de processer, der forekommer i afbryderen i øjeblikket med strømforsyningen. For at sikre den "bløde" tilslutningstilstand er det nødvendigt at lodde en dæmpningsmodstand og en LED-indikator, der angiver tændt tilstand parallelt med dens kontakter.
Modstandsværdien vælges i henhold til de metoder, der er beskrevet tidligere.
Først efter omskifteren med en modstand i kredsløbet er selve båndet med LED-elementernes chips. Det giver ikke beskyttelsesdioder, så værdien af slukkemodstanden vælges baseret på strømmen, der strømmer gennem kredsløbet, den bør ikke overstige en værdi i størrelsesordenen 1 mA.
LED-indikatorlampen i dette kredsløb fungerer som en belastning, hvilket yderligere begrænser strømmen. På grund af sin lille størrelse lyser den meget svagt, men det er nok til nattilstand. Under virkningen af den omvendte halvbølge slukkes spændingen delvist over modstanden, hvilket beskytter dioden mod uønsket sammenbrud.
Ice driver kredsløb til 220 volt
En mere pålidelig måde at drive lysdioderne fra netværket er at bruge en speciel konverter eller driver, der sænker spændingen til et sikkert niveau. Hovedformålet med driveren til en 220 volt LED er at begrænse strømmen gennem den inden for den tilladte værdi (i henhold til pas). Det inkluderer en spændingsdriver, en ensretterbro og et strømstabilisator-mikrokredsløb.
Driver option uden strømstabilisator
- ved anvendelse af en udgangsstabilisator reduceres krusningsamplituden betydeligt;
- i dette tilfælde går en del af strømmen tabt på selve mikrokredsløbet, hvilket påvirker lysstyrken på glødet fra de udsendende enheder;
- ved anvendelse af en storfiltreringselektrolyt i stedet for en proprietær stabilisator udjævnes pulsationerne ikke helt, men forbliver inden for acceptable grænser.
Når du selv fremstiller driveren, kan kredsløbet forenkles ved at erstatte outputmikrokredsløbet med en elektrolyt.
Forbindelsessikkerhed
Når du arbejder med et kredsløb til tilslutning af dioder til et 220 Volt netværk, er den største fare en begrænsende kondensator, der er forbundet i serie med dem. Under indflydelse af netspænding oplades den til et potentielt farligt for mennesker. For at undgå problemer i denne situation anbefales det:
- tilvejebringe en speciel afladningsmodstandskæde i kredsløbet, styret af en separat knap;
- hvis dette ikke er muligt, før kondensatoren startes efter frakobling fra netværket, skal kondensatoren aflades ved hjælp af spidsen af en skruetrækker;
- installer ikke polære kondensatorer i diodeforsyningskredsløbet, hvis omvendte strøm når værdier, der kan "udbrænde" kredsløbet.
Det er muligt kun at tilslutte 220 volt LED-elementer ved hjælp af specielle elementer, der er introduceret i kredsløbet. I dette tilfælde kan du undvære en nedadgående transformer og strømforsyning, der traditionelt bruges til at forbinde lavspændingsbelysning. Hovedopgaven for de ekstra elementer i 220V LED-forbindelseskredsløbet er at begrænse og rette strømmen igennem det og også at beskytte halvlederkrydsningen fra den omvendte halvbølge.
