Elektronik ekipman tasarlarken ve ekonomik aydınlatma cihazlarının imalatında LED'ler olmadan yapmak zordur. Güvenilirlikleri, kurulum kolaylığı ve göreceli ucuzluğu, ev ve endüstriyel lamba geliştiricilerinin dikkatini çekiyor. Bu nedenle, birçok kullanıcı LED'i açmak için devre çözümleriyle ilgilenir, bu da ona doğrudan faz voltajı beslemesi anlamına gelir. Elektronik ve elektrik alanında uzman olmayanlar için bir LED'in 220V'a nasıl bağlanacağını öğrenmeleri faydalı olacaktır.
Diyot teknik özellikleri
Tanım olarak, devresi geleneksel bir diyota benzeyen bir LED, akımı bir yönde geçiren ve akarken ışık yayan aynı yarı iletkendir. Çalışma bağlantısı yüksek voltajlar için tasarlanmamıştır, bu nedenle LED elemanının yanması için sadece birkaç volt yeterlidir. Bu cihazın bir başka özelliği, ona sabit bir voltaj sağlama ihtiyacıdır, çünkü alternatif 220 Voltta LED, ağın frekansında (50 Hertz) yanıp sönecektir. İnsan gözünün bu tür göz kırpmalarına tepki vermediğine ve zarar vermediğine inanılır. Ancak yine de, mevcut standartlara göre, çalışması için sabit bir potansiyel kullanmak gerekir. Aksi takdirde tehlikeli ters gerilimlere karşı özel koruma önlemlerinin alınması gerekir.
Diyotların aydınlatma elemanı olarak kullanıldığı aydınlatma ekipmanı örneklerinin çoğu, özel dönüştürücüler - sürücüler aracılığıyla ağa bağlanır. Bu cihazlar, ilk şebeke voltajından sabit 12, 24, 36 veya 48 volt elde etmek için gereklidir. Günlük yaşamdaki geniş dağılımlarına rağmen, koşulların bizi sürücüsüz yapmaya zorladığı durumlar nadir değildir. Bu durumda LED'leri 220 V'ta açabilmek önemlidir.
LED direkleri
Diyot elemanının anahtarlama şemaları ve kabloları hakkında bilgi sahibi olmak için, LED pin çıkışının nasıl göründüğünü bulmanız gerekir. Grafik tanımı olarak, köşelerinden birine kısa bir dikey şeridin bitişik olduğu bir üçgen kullanılır - şemada buna katot denir. Ters taraftan akan doğru akım için bir çıkış olarak kabul edilir. Güç kaynağından pozitif bir potansiyel vardır ve bu nedenle giriş kontağı anot olarak adlandırılır (vakum tüplerine benzer şekilde).
Endüstri tarafından üretilen LED'lerin yalnızca iki ucu vardır (daha az sıklıkla - üç hatta dört). Polaritelerini belirlemenin üç yolu vardır:
- bacaklardan birinde karakteristik bir çıkıntı ile bir elemanın anodunu belirlemenizi sağlayan görsel bir yöntem;
- "Diyot testi" modunda bir multimetre kullanmak;
- sabit çıkış voltajına sahip bir güç kaynağı ünitesi aracılığıyla.
Polariteyi ikinci şekilde belirlemek için, kırmızı yalıtımlı test cihazı ölçüm kablosunun pozitif ucu diyotun bir kontak terminaline ve siyah negatif ucu diğerine bağlanır. Cihaz, yarım volt mertebesinde bir ileri voltaj gösteriyorsa, anot pozitif uçta bulunur. Gösterge kartında sonsuzluk işareti veya "0L" belirirse, katot bu uçta bulunur.
12 Volt güç kaynağından test yapılırken, artısı 1 kΩ sınırlayıcı direnç aracılığıyla LED'in bir ucuna bağlanmalıdır. Diyot yanıyorsa anodu güç kaynağının artı tarafındadır, yanmıyorsa diğer ucundadır.
Bağlantı yöntemleri
Bir diyot için kabul edilemez ters voltaj problemini çözmenin en basit yaklaşımı, onunla seri olarak 220 volt sınırlayabilen ek bir direnç kurmaktır. Bu elemana söndürme elemanı denir, çünkü kendi üzerindeki fazla gücü "dağıtır" ve çalışması için LED'i 12-24 Volt'a bırakır.
Sınırlama direncini seri olarak kurmak, aynı değerlere indirgenen diyot bağlantı ters voltajı sorununu da çözer. Voltaj sınırlamalı seri bağlantının bir modifikasyonu olarak, 220 V'luk LED'leri bağlamak için karışık veya birleşik bir devre düşünülür.İçinde, seri dirençte direnç başına birkaç paralel bağlı diyot vardır.
LED'in bağlantısı, yüksek bir ters arıza voltajına (tercihen 400 volt veya daha fazla) sahip olan bir direnç yerine geleneksel bir diyotun kullanıldığı bir şemaya göre düzenlenebilir. Bu amaçlar için, özelliklerde beyan edilen 1000 volta kadar bir gösterge ile 1N4007 markasının tipik bir ürününü almak en uygunudur. Seri bir devreye kurulduğunda (örneğin bir çelenk imalatında), dalganın ters kısmı bir yarı iletken diyot tarafından doğrultulur. Bu durumda, ışık elemanının çipini bozulmadan koruyan bir şant işlevini yerine getirir.
LED'i geleneksel bir diyotla atlama (anti-paralel bağlantı)
Ters yarım dalgayı "nötrleştirmenin" bir başka yaygın çeşidi, bir söndürme direnciyle birlikte, paralel olarak ve birinci elemana doğru bağlanan başka bir LED kullanmaktır. Bu devrede, ters voltaj paralel bağlı diyot aracılığıyla "kapatılır" ve serideki ek bir dirençle sınırlandırılır.
İki LED'in bu bağlantısı önceki sürüme benzer, ancak bir farkla. Her biri, sinüzoidin "kendi" kısmı ile çalışır ve arıza korumasına sahip başka bir eleman sağlar.
Bir sönümleme direnci aracılığıyla bağlantı devresinin önemli bir dezavantajı, boşta tükettiği önemli miktarda verimsiz güçtür.
Bu, aşağıdaki örnekle doğrulanır. 24 kΩ'luk bir sönümleme direnci ve 9 mA çalışma akımına sahip bir LED'in kullanılmasına izin verin. Dirençte harcanan güç 9x9x24 = 1944 mW'a eşit olacaktır (yuvarlamadan sonra - yaklaşık 2 watt). Direncin optimal modda çalışabilmesi için P değeri en az 3 W olarak seçilir. LED'in kendisinde, enerjinin çok ihmal edilebilir bir kısmı tüketilir.
Öte yandan, seri bağlı birkaç LED elemanı kullanıldığında, optimum lüminesans modu nedeniyle bir söndürme direnci kurmak pratik değildir. Çok küçük bir nominal direnç seçerseniz, yüksek akım ve önemli güç kaybı nedeniyle hızla yanacaktır. Bu nedenle, alternatif akım devresindeki bir akım sınırlayıcı elemanın işlevini, üzerinde enerjinin kaybolmadığı bir kapasitöre yerine getirmek daha doğaldır.
Kapasitör sınırlaması
LED'leri sınırlayıcı bir C kondansatörü aracılığıyla bağlamak için en basit devre, aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir:
- reaktif elemanın çalışma modlarını sağlamak için şarj ve deşarj zincirleri sağlanır;
- şebekeyi ters voltajdan korumak için bir LED daha gereklidir;
- bir kapasitörün kapasitansını hesaplamak için, içine belirli sayıların değiştirildiği ampirik olarak elde edilmiş bir formül kullanılır.
Nominal C'nin değerini hesaplamak için devredeki akımı ampirik olarak elde edilen 4.45 faktörü ile çarpmanız gerekir. Bundan sonra, ortaya çıkan ürün, sınırlayıcı voltaj (310 Volt) ile LED üzerindeki düşüşü arasındaki farka bölünmelidir.
Örnek olarak, bağlantısı boyunca 3 Volt'a eşit bir voltaj düşüşü ve üzerinden 9 mA akım geçen bir RGB veya sıradan LED diyotuna bir kapasitör bağlamayı düşünün. Dikkate alınan formüle göre kapasitesi 0.13 μF olacaktır. Kesin değeri için bir düzeltme yapmak için, bu parametrenin değerinin mevcut bileşenden daha fazla etkilendiği akılda tutulmalıdır.
Ampirik olarak çalışılan ampirik formül, yalnızca 50 Hz frekanslı ağlarda kurulu 220 V LED'lerin kapasitelerini ve parametrelerini hesaplamak için geçerlidir. Besleme geriliminin diğer frekans aralıklarında (örneğin dönüştürücülerde) 4.45 faktörünün yeniden hesaplanması gerekir.
220 Volt ağa bağlanmanın nüansları
Bir LED'i 220 V'luk bir ağa bağlamak için çeşitli şemalar kullanırken, elektrik devrelerini değiştirirken temel hataların önlenmesine yardımcı olacak bazı nüanslar mümkündür. Esas olarak, güç uygulandığında devreye akan akım miktarı ile ilgilidir. Bunları anlamak için, bir dizi LED elemanından veya bunlara dayalı sıradan bir lambadan oluşan dekorasyon için bir arka ışık gibi basit bir cihazı düşünmeniz gerekecektir.
Güç kaynağı anında devre kesicide meydana gelen işlemlerin özelliklerine büyük önem verilir. "Yumuşak" açma modunu sağlamak için, bir sönümleme direncini ve açık durumunu gösteren bir LED göstergesini kontaklarına paralel olarak lehimlemek gerekecektir.
Direnç değeri, daha önce açıklanan yöntemlere göre seçilir.
Sadece devrede dirençli bir anahtardan sonra, LED elemanlarının yongaları olan bandın kendisidir. Koruyucu diyotlar sağlamaz, böylece söndürme direncinin değeri devreden geçen akıma göre seçilir, 1 mA sırasını geçmemelidir.
Bu devredeki LED gösterge ışığı bir yük görevi görerek akımı daha da sınırlandırır. Küçük boyutu nedeniyle çok loş bir şekilde parlayacak, ancak bu gece modu için oldukça yeterli. Ters yarım dalganın etkisi altında, diyotu istenmeyen bozulmalardan koruyan direnç boyunca voltaj kısmen söner.
220 volt için buz sürücü devresi
LED'lere ağdan güç vermenin daha güvenilir bir yolu, voltajı güvenli bir seviyeye düşüren özel bir dönüştürücü veya sürücü kullanmaktır. Sürücünün 220 voltluk bir LED için temel amacı, içinden geçen akımı izin verilen değer içinde (pasaporta göre) sınırlamaktır. Bir voltaj sürücüsü, bir doğrultucu köprü ve bir akım dengeleyici mikro devre içerir.
Akım sabitleyicisiz sürücü seçeneği
- bir çıkış stabilizatörü kullanıldığında, dalgalanma genliği önemli ölçüde azalır;
- bu durumda, mikro devrenin kendisinde, yayan cihazların parlaklığının parlaklığını etkileyen gücün bir kısmı kaybolur;
- tescilli bir stabilizatör yerine büyük kapasiteli bir filtreleme elektroliti kullanıldığında, titreşimler tamamen yumuşamaz, ancak kabul edilebilir sınırlar içinde kalır.
Sürücüyü kendiniz yaparken, çıkış mikro devresini bir elektrolitle değiştirerek devre basitleştirilebilir.
Bağlantı güvenliği
Diyotları 220 Voltluk bir ağa bağlamak için bir devre ile çalışırken, ana tehlike, bunlarla seri olarak bağlanmış bir sınırlayıcı kapasitördür. Şebeke geriliminin etkisi altında, insanlar için potansiyel bir tehlike oluşturacak şekilde şarj edilir. Bu durumda sorun yaşamamak için tavsiye edilir:
- devrede ayrı bir düğme ile kontrol edilen özel bir deşarj direnci zinciri sağlayın;
- bu mümkün değilse, ağ bağlantısını kestikten sonra tentürü başlatmadan önce, kapasitör bir tornavida ucu kullanılarak boşaltılmalıdır;
- ters akımı devreyi "yakabilecek" değerlere ulaşan diyot besleme devresine polar kapasitörler takmayın.
220 voltluk LED elemanlarını ancak devreye ek olarak eklenen özel elemanlar yardımıyla bağlamak mümkündür. Bu durumda, geleneksel olarak düşük voltajlı aydınlatıcıları bağlamak için kullanılan bir düşürücü transformatör ve güç kaynağı olmadan yapabilirsiniz. 220V LED bağlantı devresindeki ek elemanların ana görevi, içinden geçen akımı sınırlamak ve düzeltmek ve ayrıca yarı iletken bağlantısını ters yarım dalgadan korumaktır.
