קשה להסתדר ללא נוריות LED בעת תכנון ציוד אלקטרוני, כמו גם בייצור מכשירי תאורה חסכוניים. האמינות שלהם, קלות ההתקנה והזול היחסי מושכים את תשומת ליבם של מפתחי מנורות ביתיות ותעשייתיות. לכן, משתמשים רבים מעוניינים בפתרונות מעגל להפעלת ה- LED, מה שמרמז על אספקה ישירה של מתח פאזה אליו. זה יהיה שימושי עבור אנשים שאינם מומחים בתחום האלקטרוניקה והחשמל ללמוד כיצד לחבר נורית לד 220 וולט.
תכונות טכניות של דיודות
מעצם הגדרתו, נורית LED, שמעגליה דומים לדיודה קונבנציונאלית, היא אותו מוליך למחצה המעביר זרם בכיוון אחד ופולט אור תוך כדי זרימתו. צומת העבודה שלה אינו מיועד למתחים גבוהים, ולכן רק כמה וולט מספיקים כדי שאלמנט ה- LED יידלק. מאפיין נוסף של מכשיר זה הוא הצורך לספק אליו מתח קבוע, מאחר שבסירוגין 220 וולט הנורית תהבהב בתדר הרשת (50 הרץ). הוא האמין כי העין האנושית אינה מגיבה למצמץ כזה וכי הם אינם פוגעים בה. אך עדיין, על פי התקנים הנוכחיים, יש צורך להשתמש בפוטנציאל קבוע להפעלתו. אחרת, יש ליישם אמצעי הגנה מיוחדים כנגד מתח לאחור מסוכן.
רוב הדוגמאות של ציוד תאורה, שבהן משמשות דיודות כאלמנטים של תאורה, מחוברות לרשת באמצעות ממירים מיוחדים - דרייברים. התקנים אלה נחוצים כדי להשיג מתח קבוע של 12, 24, 36 או 48 ממתח הרשת הראשונית. למרות תפוצתם הרחבה בחיי היומיום, מצבים אינם נדירים כאשר הנסיבות מכריחות אותנו להסתדר ללא נהג. במקרה זה, חשוב שתוכלו להדליק נוריות ב -220 וולט.
עמודי לד
כדי להכיר את דיאגרמות המיתוג ואת החיווט של אלמנט הדיודה, עליך לברר כיצד נראה פין ה- LED. כיעודו הגרפי, משולש משמש לאחת מפינותיו צמוד רצועה אנכית קצרה - בתרשים הוא מכונה הקתודה. זה נחשב ליציאה לזרם ישר הזורם מהצד ההפוך. קיים פוטנציאל חיובי ממקור החשמל ולכן מגע הכניסה נקרא אנודה (באנלוגיה עם צינורות ואקום).
נוריות ה- LED המיוצרות על ידי התעשייה כוללות שתי מובילות בלבד (בתדירות נמוכה יותר - שלוש ואפילו ארבע). ישנן שלוש דרכים לקבוע את הקוטביות שלהן:
- שיטה חזותית המאפשרת לך לקבוע את האנודה של אלמנט על ידי בליטה אופיינית על אחת הרגליים;
- שימוש במולטימטר במצב "בדיקת דיודה";
- באמצעות יחידת אספקת חשמל עם מתח יציאה קבוע.
כדי לקבוע את הקוטביות בדרך השנייה, הקצה החיובי של חוט מדידת הבודק בבידוד אדום מחובר למסוף מגע אחד של הדיודה, וקצה שלילי שחור לשני. אם המכשיר מראה מתח קדימה בסדר גודל של חצי וולט, האנודה ממוקמת בצד הקצה החיובי. אם מופיע סימן האינסוף או "0L" על לוח התצוגה, הקתודה ממוקמת בקצה זה.
בעת בדיקה מאספקת חשמל של 12 וולט, הפלוס שלה צריך להיות מחובר לקצה אחד של הנורית באמצעות נגר הגבלת 1 kΩ. אם הדיודה נדלקת, האנודה שלה נמצאת בצד החיובי של ספק הכוח, ואם לא, בצד השני.
שיטות חיבור
הגישה הפשוטה ביותר לפתרון בעיית המתח ההפוך שאינה קבילה לדיודה היא להתקין נגד נוסף בסדרה איתו, המסוגל להגביל 220 וולט. אלמנט זה נקרא אלמנט מרווה, מכיוון שהוא "מפיג" כוח עודף על עצמו, ומשאיר את ה- LED 12-24 וולט הנחוצים להפעלתו.
התקנת הנגד המגביל בסדרה פותרת גם את בעיית מתח ההפוך של צומת דיודות, המופחת לאותם ערכים. כשינוי של חיבור סדרתי עם הגבלת מתח, נחשב מעגל מעורב או משולב לחיבור נוריות של 220 וולט. בתוכו, ישנם מספר דיודות המחוברות במקביל לנגד בהתנגדות הסדרה.
ניתן לארגן את חיבור ה- LED על פי תכנית בה משתמשים בדיודה קונבנציונלית במקום נגד, בעל מתח פירוק לאחור גבוה (רצוי עד 400 וולט ומעלה). למטרות אלה, זה הכי נוח לקחת מוצר טיפוסי של המותג 1N4007 עם אינדיקטור של עד 1000 וולט המוצהר במאפיינים. כאשר הוא מותקן במעגל סדרתי (למשל בייצור זר), החלק האחורי של הגל מתוקן על ידי דיודת מוליכים למחצה. במקרה זה הוא מבצע פונקציה של שאנט המגן על השבב של אלמנט האור מפני התמוטטות.
עקיפת ה- LED עם דיודה קונבנציונאלית (חיבור אנטי מקבילי)
גרסה נפוצה נוספת של "נטרול" חצי הגל ההפוך היא להשתמש, יחד עם נגד מרווה, בנורת LED נוספת המחוברת במקביל ולעבר האלמנט הראשון. במעגל זה, המתח ההפוך "נסגר" דרך הדיודה המחוברת המקבילה ומוגבל על ידי התנגדות נוספת בסדרה.
חיבור זה של שתי נוריות LED דומה לגירסה הקודמת, אך בהבדל אחד. כל אחד מהם עובד עם חלק "משלו" בסינוסואיד, ומספק לאלמנט אחר הגנה מפני התמוטטות.
חסרון משמעותי של מעגל החיבור באמצעות נגד דעיכה הוא כמות משמעותית של כוח לא פרודוקטיבי הנצרך על ידי סרק.
זה אושר על ידי הדוגמה הבאה. תן להשתמש בנגד שיכוך של 24 kΩ ונורית עם זרם הפעלה של 9 mA. ההספק המפוזר על ההתנגדות יהיה שווה ל- 9x9x24 = 1944 mW (לאחר עיגול - כ -2 וואט). על מנת שהנגד יעבוד במצב אופטימלי, הוא נבחר עם ערך P של לפחות 3 W. על ה- LED עצמו נצרך חלק זניח מאוד מהאנרגיה.
מצד שני, כאשר משתמשים במספר אלמנטים LED המחוברים בסדרה, זה לא מעשי להתקין נגד מרווה מסיבות של מצב הארה האופטימלי שלהם. אם תבחר בהתנגדות סמלית קטנה מאוד, היא תישרף במהירות בגלל הזרם הגבוה ופיזור הכוח המשמעותי. לכן, טבעי יותר לבצע את הפונקציה של אלמנט מגביל זרם במעגל זרם חילופין לקבל, עליו האנרגיה לא הולכת לאיבוד.
מגבלת קבלים
המעגל הפשוט ביותר לחיבור נוריות LED באמצעות קבלים מגבילים מאופיין בתכונות הבאות:
- שרשראות טעינה ופריקה מסופקות על מנת להבטיח את מצבי ההפעלה של האלמנט התגובתי;
- נדרש עוד נורית אחת נוספת כדי להגן על החשמל מהמתח ההפוך;
- כדי לחשב את הקיבול של הקבל משתמשים בנוסחה המתקבלת אמפירית, אליה מוחלפים מספרים ספציפיים.
כדי לחשב את הערך של C הנומינלי, עליך להכפיל את הזרם במעגל עם הגורם 4.45 הנגזר באופן אמפירי. לאחר מכן יש לחלק את המוצר המתקבל בהפרש בין המתח המגביל (310 וולט) לבין צניחתו על נורית הנורית.
לדוגמא, שקול לחבר קבל לדיסק RGB או לדיודה רגילה עם ירידת מתח על פני צומתו השווה ל -3 וולט וזרם דרכו של 9 mA. על פי הנוסחה הנחשבת, קיבולתה תהיה 0.13 μF. כדי להכניס תיקון לערכו המדויק, יש לזכור כי ערך הפרמטר הזה מושפע יותר מהרכיב הנוכחי.
הנוסחה האמפירית שעובדה אמפירית תקפה רק לחישוב הקיבולות והפרמטרים של נוריות 220 וולט המותקנות ברשתות בתדר של 50 הרץ. בטווחי תדרים אחרים של מתח אספקה (בממירים, למשל), יש לחשב מחדש את הגורם 4.45.
הניואנסים של חיבור לרשת 220 וולט
בעת שימוש בתכניות שונות לחיבור נורית לרשת 220 וולט, ישנם ניואנסים אפשריים, תוך התחשבות אשר תסייע למנוע שגיאות אלמנטריות במיתוג מעגלים חשמליים. הם קשורים בעיקר לכמות הזרם הזורם במעגל כאשר מפעילים עליו כוח. כדי להבין אותם, תצטרך לשקול מכשיר פשוט כגון תאורה אחורית לקישוט, המורכב ממכלול שלם של אלמנטים לד או מנורה רגילה המבוססת עליהם.
תשומת לב רבה מוקדשת לתכונות התהליכים המתרחשים במפסק ברגע אספקת החשמל. כדי להבטיח את מצב "רך" של ההפעלה, יהיה צורך להלחין נגד דעיכה ומחוון LED המציין את מצב ההפעלה במקביל למגעיו.
ערך ההתנגדות נבחר על פי השיטות שתוארו קודם לכן.
רק לאחר המתג עם הנגד במעגל, הקלטת עצמה עם השבבים של אלמנטים LED. הוא אינו מספק דיודות מגן, כך שערך הנגד המרווה נבחר בהתבסס על הזרם הזורם במעגל, הוא לא יעלה על ערך בסדר גודל של 1 מיליאמפר.
נורת החיווי LED במעגל זה משמשת כעומס, המגבילה עוד יותר את הזרם. בגלל גודלו הקטן, הוא יזרום בעמומה רבה, אך זה מספיק למצב הלילה. תחת פעולת חצי הגל ההפוך, המתח מכבה חלקית על פני הנגד, המגן על הדיודה מפני התמוטטות לא רצויה.
מעגל נהג קרח ל -220 וולט
דרך אמינה יותר להניע את נוריות הרשת מהרשת היא להשתמש בממיר או מנהל התקן מיוחדים שמורידים את המתח לרמה בטוחה. המטרה העיקרית של הנהג עבור נורית 220 וולט היא להגביל את הזרם דרכו בתוך הערך המותר (על פי הדרכון). הוא כולל דרייבר מתח, גשר מיישר ומעגל מייצב זרם.
אפשרות נהג ללא מייצב זרם
- בעת שימוש במייצב פלט משרעת האדווה מופחתת משמעותית;
- במקרה זה, חלק מהכוח הולך לאיבוד על המעגל עצמו, המשפיע על בהירות הזוהר של המכשירים הפולטים;
- כאשר משתמשים באלקטרוליט סינון בעל קיבולת גדולה במקום מייצב קנייני, הפולציות אינן מוחלקות לחלוטין, אך נשארות בגבולות מקובלים.
בעת ביצוע הנהג בעצמך, ניתן לפשט את המעגל על ידי החלפת מיקרו מעגל הפלט באלקטרוליט.
אבטחת חיבור
כשעובדים עם מעגל לחיבור דיודות לרשת 220 וולט, הסכנה העיקרית היא קבלים מגבילים המחוברים איתם בסדרה. בהשפעת מתח רשת, הוא טעון עלול להיות מסוכן לבני אדם. כדי למנוע צרות במצב זה, מומלץ:
- לספק שרשרת נגדי פריקה מיוחדת במעגל, הנשלטת על ידי כפתור נפרד;
- אם זה לא אפשרי, לפני שמתחילים את התמיסת לאחר הניתוק מהרשת, יש לשחרר את הקבל באמצעות קצה המברג;
- אל תתקין קבלים קוטביים במעגל אספקת הדיודות, שהזרם ההפוך שלהם מגיע לערכים שיכולים "לשרוף" את המעגל.
ניתן לחבר אלמנטים לד 220 וולט רק בעזרת אלמנטים מיוחדים שהוכנסו למעגל בנוסף. במקרה זה, אתה יכול להסתדר ללא שנאי מורחב ואספקת חשמל, המשמשים באופן מסורתי לחיבור תאורות מתח נמוך. המשימה העיקרית של האלמנטים הנוספים במעגל חיבור LED 220V היא להגביל ולתקן את הזרם דרכו, וגם להגן על צומת המוליכים למחצה מפני חצי הגל ההפוך.
