Alimentation DIY de LED à partir de 220V - schéma de connexion

Il est difficile de se passer des LED lors de la conception d'équipements électroniques, ainsi que dans la fabrication de dispositifs d'éclairage économiques. Leur fiabilité, leur facilité d'installation et leur prix relativement bas attirent l'attention des développeurs de lampes domestiques et industrielles. Par conséquent, de nombreux utilisateurs sont intéressés par des solutions de circuit pour allumer la LED, ce qui implique une alimentation directe de la tension de phase. Il sera utile aux non-spécialistes du domaine de l'électronique et de l'électricité d'apprendre à brancher une LED en 220V.

Caractéristiques techniques des diodes

Par définition, une LED, dont le circuit est similaire à une diode conventionnelle, est le même semi-conducteur qui laisse passer le courant dans une direction et émet de la lumière au fur et à mesure qu'il circule. Sa jonction de travail n'est pas conçue pour les hautes tensions, par conséquent, quelques volts suffisent amplement pour que l'élément LED s'allume. Une autre caractéristique de cet appareil est la nécessité de lui fournir une tension constante, car à 220 Volts alternatifs, la LED clignotera à la fréquence du secteur (50 Hertz). On pense que l'œil humain ne réagit pas à de tels clignements et qu'ils ne lui font pas de mal. Mais encore, selon les normes en vigueur, il est nécessaire d'utiliser un potentiel constant pour son fonctionnement. Sinon, il est nécessaire d'appliquer des mesures de protection spéciales contre les tensions inverses dangereuses.

La plupart des échantillons d'équipements d'éclairage, dans lesquels des diodes sont utilisées comme éléments d'éclairage, sont connectés au réseau via des convertisseurs spéciaux - pilotes. Ces dispositifs sont nécessaires pour obtenir 12, 24, 36 ou 48 volts constants à partir de la tension secteur initiale. Malgré leur large diffusion dans la vie de tous les jours, les situations ne sont pas rares lorsque les circonstances nous obligent à nous passer de chauffeur. Dans ce cas, il est important de pouvoir allumer les LED en 220 V.

Poteaux LED

Pour vous familiariser avec les schémas de commutation et le câblage de l'élément de diode, vous devez savoir à quoi ressemble le brochage de la LED. Comme désignation graphique, un triangle est utilisé, à l'un des coins duquel se joint une courte bande verticale - dans le schéma, il s'appelle la cathode. Il est considéré comme une sortie pour le courant continu circulant depuis l'envers. Il y a un potentiel positif de la source d'alimentation et donc le contact d'entrée est appelé l'anode (par analogie avec les tubes à vide).

Les LED produites par l'industrie n'ont que deux fils (moins souvent - trois ou même quatre). Il existe trois façons de déterminer leur polarité :

• une méthode visuelle qui permet de déterminer l'anode d'un élément par une saillie caractéristique sur l'une des pattes ;
• à l'aide d'un multimètre en mode « Test de diode » ;
• au moyen d'un bloc d'alimentation à tension de sortie constante.

Pour déterminer la polarité de la deuxième manière, l'extrémité positive du cordon de mesure du testeur à isolation rouge est connectée à une borne de contact de la diode et l'extrémité négative noire à l'autre. Si l'appareil affiche une tension directe de l'ordre d'un demi-volt, l'anode est située du côté positif. Si le signe de l'infini ou "0L" apparaît sur la carte d'affichage, la cathode est située à cette extrémité.

Lors du test à partir d'une alimentation 12 volts, son plus doit être connecté à une extrémité de la LED via une résistance de limitation de 1 kΩ. Si la diode s'allume, son anode est du côté positif de l'alimentation, et sinon, de l'autre côté.

Méthodes de connexion

L'approche la plus simple pour résoudre le problème de la tension inverse inadmissible pour une diode est d'installer une résistance supplémentaire en série avec elle, capable de limiter 220 volts. Cet élément est appelé élément de trempe, car il "dissipe" l'excès de puissance sur lui-même, laissant la LED 12-24 Volts nécessaire à son fonctionnement.

L'installation de la résistance de limitation en série résout également le problème de la tension inverse de jonction de diode, qui diminue aux mêmes valeurs. En tant que modification de la connexion en série avec limitation de tension, on considère un circuit mixte ou combiné pour connecter des LED de 220 V. Il y a plusieurs diodes connectées en parallèle par résistance dans la résistance en série.

La connexion de la LED peut être organisée selon un schéma dans lequel, au lieu d'une résistance, une diode conventionnelle est utilisée, qui a une tension de claquage inverse élevée (de préférence jusqu'à 400 volts ou plus). À ces fins, il est plus pratique de prendre un produit typique de la marque 1N4007 avec un indicateur jusqu'à 1000 volts déclaré dans les caractéristiques. Lorsqu'elle est installée en circuit série (dans la fabrication d'une guirlande par exemple), la partie inverse de l'onde est redressée par une diode semi-conductrice. Dans ce cas, il remplit la fonction d'un shunt qui protège la puce de l'élément lumineux de la panne.

Contournement de la LED avec une diode classique (connexion anti-parallèle)

Une autre variante courante de "neutralisation" de l'alternance inverse consiste à utiliser, avec une résistance de trempe, une autre LED, qui est connectée en parallèle et vers le premier élément. Dans ce circuit, la tension inverse est "fermée" à travers la diode connectée en parallèle et est limitée par une résistance supplémentaire en série.

Cette connexion de deux LED ressemble à la version précédente, mais avec une différence. Chacun d'eux travaille avec "sa propre" partie de la sinusoïde, offrant une protection contre les pannes à l'autre élément.

Un inconvénient important du circuit de connexion à travers une résistance d'amortissement est une quantité importante d'énergie improductive consommée par celui-ci au ralenti.

Ceci est confirmé par l'exemple suivant. Soit une résistance d'amortissement de 24 kΩ et une LED avec un courant de fonctionnement de 9 mA. La puissance dissipée sur la résistance sera égale à 9x9x24 = 1944 mW (après arrondi - environ 2 watts). Pour que la résistance fonctionne en mode optimal, elle est sélectionnée avec une valeur P d'au moins 3 W. Sur la LED elle-même, une partie très négligeable de l'énergie est consommée.

En revanche, lorsqu'on utilise plusieurs éléments LED connectés en série, il est peu pratique d'installer une résistance de trempe en raison de leur mode de luminescence optimal. Si vous choisissez une très petite résistance nominale, elle brûlera rapidement en raison du courant élevé et de la dissipation de puissance importante. Par conséquent, il est plus naturel de remplir la fonction d'élément de limitation de courant dans un circuit à courant alternatif à un condensateur, sur lequel l'énergie n'est pas perdue.

Limitation de condensateur

Le circuit le plus simple pour connecter des LED via un condensateur de limitation C se caractérise par les caractéristiques suivantes:

• des chaînes de charge et de décharge sont prévues pour assurer les modes de fonctionnement de l'élément réactif ;
• une LED supplémentaire est nécessaire pour protéger le secteur contre la tension inverse ;
• pour calculer la capacité d'un condensateur, une formule obtenue empiriquement est utilisée, dans laquelle des nombres spécifiques sont substitués.

Pour calculer la valeur du C nominal, vous devez multiplier le courant dans le circuit par le facteur 4,45 dérivé empiriquement. Après cela, le produit résultant doit être divisé par la différence entre la tension limite (310 Volts) et sa chute sur la LED.

À titre d'exemple, envisagez de connecter un condensateur à une diode RVB ou LED ordinaire avec une chute de tension à sa jonction égale à 3 volts et un courant à travers elle de 9 mA. Selon la formule considérée, sa capacité sera de 0,13 µF. Pour introduire une correction de sa valeur exacte, il faut garder à l'esprit que la valeur de ce paramètre est plus influencée par la composante actuelle.

La formule empirique élaborée empiriquement n'est valable que pour le calcul des capacités et des paramètres des LED 220 V installées dans des réseaux avec une fréquence de 50 Hz. Dans d'autres gammes de fréquences de tensions d'alimentation (dans les convertisseurs, par exemple), le facteur 4,45 doit être recalculé.

Les nuances de la connexion à un réseau 220 Volt

Lors de l'utilisation de divers schémas de connexion d'une LED à un réseau 220 V, certaines nuances sont possibles, en tenant compte de ce qui aidera à éviter les erreurs élémentaires lors de la commutation des circuits électriques. Ils sont principalement liés à la quantité de courant circulant dans le circuit lorsque le courant lui est appliqué. Pour les comprendre, vous devrez envisager un appareil simple tel qu'un rétro-éclairage pour la décoration, composé de tout un ensemble d'éléments LED ou d'une lampe ordinaire basée sur eux.

Une attention considérable est accordée aux caractéristiques des processus se produisant dans le disjoncteur au moment de l'alimentation. Pour assurer le mode "soft" d'allumage, il faudra souder une résistance d'amortissement et un voyant LED indiquant l'état allumé en parallèle de ses contacts.

La valeur de résistance est sélectionnée selon les méthodes décrites précédemment.

Ce n'est qu'après le commutateur avec une résistance dans le circuit que se trouve la bande elle-même avec les puces des éléments LED. Il ne prévoit pas de diodes de protection, de sorte que la valeur de la résistance d'extinction est choisie en fonction du courant circulant dans le circuit, elle ne doit pas dépasser une valeur de l'ordre de 1 mA.

Le voyant LED de ce circuit agit comme une charge, limitant davantage le courant. En raison de sa petite taille, il brillera très faiblement, mais cela suffit amplement pour le mode nuit. Sous l'action de l'alternance inverse, la tension est partiellement éteinte aux bornes de la résistance, ce qui protège la diode d'un claquage indésirable.

Circuit pilote de glace pour 220 volts

Un moyen plus fiable d'alimenter les LED à partir du réseau consiste à utiliser un convertisseur ou un pilote spécial qui abaisse la tension à un niveau sûr. L'objectif principal du pilote pour une LED 220 volts est de limiter le courant qui la traverse dans la valeur autorisée (selon le passeport). Il comprend un pilote de tension, un pont redresseur et un microcircuit stabilisateur de courant.

Option driver sans stabilisateur de courant

Si vous souhaitez assembler de vos propres mains un dispositif d'alimentation LED 220 V, vous devez connaître les éléments suivants :

• lors de l'utilisation d'un stabilisateur de sortie, l'amplitude de l'ondulation est considérablement réduite ;
• dans ce cas, une partie de la puissance est perdue sur le microcircuit lui-même, ce qui affecte la luminosité de la lueur des dispositifs émetteurs ;
• lors de l'utilisation d'un électrolyte filtrant de grande capacité au lieu d'un stabilisateur propriétaire, les pulsations ne sont pas complètement lissées, mais restent dans des limites acceptables.

Lors de la fabrication du pilote vous-même, le circuit peut être simplifié en remplaçant le microcircuit de sortie par un électrolyte.

Sécurité de connexion

Lorsque vous travaillez avec un circuit de connexion de diodes à un réseau 220 volts, le principal danger est un condensateur limiteur connecté en série avec elles. Sous l'influence de la tension du secteur, il se charge d'un danger potentiel pour l'homme. Pour éviter des problèmes dans cette situation, il est recommandé :

• fournir une chaîne de résistance de décharge spéciale dans le circuit, contrôlée par un bouton séparé;
• si cela n'est pas possible, avant de commencer la teinture après déconnexion du réseau, le condensateur doit être déchargé à l'aide d'une pointe de tournevis;
• n'installez pas de condensateurs polaires dans le circuit d'alimentation de la diode, dont le courant inverse atteint des valeurs pouvant "griller" le circuit.

Il est possible de connecter des éléments LED 220 volts uniquement à l'aide d'éléments spéciaux introduits dans le circuit en plus. Dans ce cas, vous pouvez vous passer d'un transformateur abaisseur et d'une alimentation, traditionnellement utilisés pour connecter des illuminateurs basse tension. La tâche principale des éléments supplémentaires du circuit de connexion LED 220V est de limiter et de rectifier le courant qui le traverse, ainsi que de protéger la jonction semi-conductrice de la demi-onde inverse.