Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Светодиоды с прямым питанием от 220В

Светодиоды с прямым питанием от 220В

Светодиоды наступают! Проникая в сегмент домашнего освещения, производители светодиодов стараются облегчить жизнь производителям LED лампочек. В результате начинают появляться вот такие интересные изделия. alled.ru/samsung-ac-220v-led-c-220.html
Принцип прост: берем маломощные LED кристаллы и набираем из них цепочку, рассчитанную на работу от 220В, но т.к. напряжение у нас переменное, то варианта два: выпрямитель или две таких цепочки, включенные встречно-параллельно. В данной матрице используется именно второй вариант.

Причем цепочки разбили на две части. Это позволяет подключать матрицу как к сети 110В при параллельном включении цепочек, так и к 220В, соединив цепочки последовательно

Недостаток такого решения очевиден: матрица питается переменным напряжением, соответственно мерцает. Забегая вперед скажу, что на глаз это не заметно, но постоянно смотреть на свет такой лампы я бы не стал. Второй косяк именно этой партии, цветовая температура 5000К, тоже мало подходит для жилых помещений. По этому решено было изготовить пару лампочек для малообитаемых помещений, так сказать – коридор и туалет.
Подходящие, круглые радиаторы у меня были куплены давно для других целей, но до сих пор лежали без дела. Под их размеры были изготовлены платы из фольгированного алюминия. Просверлил крепежные отверстия, отверстие для проводов. На плате, кроме площадки под сам светодиод, сделаны площадки под провода и под четыре резистора SMD1206. Почему четыре, потому что изучение даташита привело к тому, что на балласте будет падать около 0,7Вт тепла, так что SMD1206 с допустимой мощностью 0,25Вт – наш выбор.
Платы были залужены и намазаны безотмывочным (со слов китайцев) флюсом. Потом я разложил по местам компоненты и напаял их, нагрев плату на утюге. Знаю, что не айс, но технология уже проверенная, если работать аккуратно, то все нормально, пока еще ничего не спалил.

А вот дальше я несколько дней искал донора, с которого можно было бы снять цоколь. В итоге начал рыться в коробке с лампочками и одна энергосберегайка оказалась дохлой. Расковырял её, оставил только цоколь с проводами. Приятным бонусом оказался предохранитель (предположительно) впаянный в разрыв одного из проводов. Припаял провода, заизолировал термоусадкой. Далее немного подрезал пластиковый корпус бывшей лампы, вставил туда радиатор. Радиатор вписался идеально. Есть подозрение, что эти радиаторы не случайно имеют именно такой размер. Зафиксировал банально – термопистолетом. После остывания, обрезал излишки клея и наша лампа готова!

Лампа получилась очень компактной (50мм в диаметре, 70мм в длину вместе с цоколем) и, на мой взгляд, вполне симпатичной.
Отдельный вопрос, это подбор балласта. В даташите целых две таблицы на эту тему. Даются зависимости тока от величины сопротивления при различных схемах включения (110 или 220В) и различных бинах светодиода по значению напряжения. Бин данных экземпляров мне неизвестен, по этому пришлось экспериментировать. При 2кОмах ток был около 20мА. Маловато, можно больше (до 29мА, рекомендуемый то 22мА). Поставил килоом, ток подскачил до 30мА. В итоге остановился на величине 1,6кОм. На прогретой лампе я намерил 22,5…23,0мА. То, что надо. Теперь самое интересное, как это светит. Лампа потребляет около 5Вт, из них на сам кристалл приходится менее 4,5Вт. Производитель заявляет световой поток 350…450Лм, по этому я рассчитывал на замену лампы накаливания мощностью 40Вт. А когда поставил лампочку в коридор, немного обалдел. Смотрим фото. Все фотографии сделаны с одинаковыми настройками экспозиции.

. Света практически одинаково! За лампой (левая стена на фото) света, конечно, меньше, т.к. все же лампочка получилась направленной, но я и не ждал от неё конкуренции 75(!) ваттной лампе накаливании! Мерцание видно только, если его искать специально. Радиатор прогревается сильно, но не критично (палец терпит, но не долго). Результатом доволен.

UPD Год спустя. Прошло чуть больше года, все это время лампа работает круглые сутки, это около 9000 часов. Я делал две таких лампы, вторая все это время лежала без дела. У рабочей лампы пошла трещинами линза (видимо радиатор все-же маловат. Позже фото выложу), но светит она по-прежнему исправно. Переставил её в другое место, а на её место ввернул новую. Новая светит чуть поярче, т.е. старая "износилась" не сильно.

UPD 4 года спустя. Вторая лампа, ввернутая заместо первой светит по сей день. Что там с ней визуально, не знаю, не лазил. Первая лампа так и работает в туалете и, видимо, будет работать вечно, т.к. там она не успевает прогреться.

Читайте так же:
Как выглядит железная руда в природе

Расчет резистора для светодиода: как подобрать токоограничивающий элемент

Расчет резистора для светодиода

Компоненты электрической цепи

Расчет резистора для светодиода

Светодиод – прибор, который преобразует проходящий через него ток в световое излучение. Их используют для освещения в прожекторах и лампах, для украшения в гирляндах, в фарах авто. В статье ниже вы узнаете, как правильно подключить светодиод и чем отличаются разные виды соединений. А также, зачем для подключения нужен резистор и как рассчитать, какой резистор вам нужен.

выбор-резистора
Особенности подключения светодиода

Главная особенность подключения светодиода к блоку питания — маленькое внутреннее сопротивление. То есть, при прямом подключении к сети, сила тока будет слишком высокой и светодиод может сгореть. Подключение кристалла светодиода происходит по медным или золотым нитям. Они выдерживают небольшие скачки тока, но, когда допустимое значение сильно превышается, они перегорают, прекращая питание элемента. Поэтому для их подключения используют резистор, ограничивающий поступление тока, так, чтобы он по номиналу подходил к заявленной у диода характеристике.

Также при подключении ограничителей тока необходимо помнить про соблюдение полярности и подключать отрицательный анод к отрицательному полю, а катод к положительному.

Особенности дешёвых LED

При подборе светодиода на рынке можно найти совершенно разные цены. Чем же отличаются дорогие диоды от дешёвых?
Светодиоды за разную стоимость отличаются не только внешними особенностями, но и техническими характеристиками. У дешёвых светодиодов параметры сильно отличаются друг от друга, в то время, как у дорогих они уменьшаются плавно при изменении тока или напряжения сети. Кроме того, дешёвые аналоги могут служить недолго и свет будет более тусклым или режущим глаза. На что нужно обратить внимание при покупке светодиодной лампы и как ее установить читайте тут.

Можно ли обойтись без резисторов

Если подсоединить светодиоды без резистора, то при небольшом изменении напряжения в сети, ток, подаваемый в диод, изменится в несколько раз. Даже если вы подключили несколько диодов, и они работают без резистора, нет гарантии, что напряжение сети не поднимется выше допустимого. Поэтому, если вы не хотите, чтобы диоды сгорели, нужно либо воспользоваться резистором, ограничивающим поток тока, либо использовать драйвер.

Справка! драйвер — блок питания для светодиодов, в нём стабильно поддерживается определённый ток на выходе. Драйверы часто используют в качестве источника питания для светодиода.

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор

В некоторых случаях подключение светодиодов возможно не через драйвер, а токоограничительный резистор.

  • Если свечение нужно в качестве индикатора, где не имеет значения, насколько ярко будет гореть диод, а важен сам факт свечения.
  • Для проверки работоспособности диодов их подключают через резистор к аккумулятору с высоким напряжением, из-за которого ЛЕД элемент может сломаться. Резистор ограничивает поступающее на диод напряжение и можно проверить его работоспособность без риска поломки деталей.
  • Для определения отрицательного и положительного полей светодиода.
  • При исследовании, как будет работать новый светодиод, используют ограничительные резисторы, чтобы элемент не перегорел при тестировании.

Расчет резистора для светодиода при последовательно-параллельном соединении

Последовательно-параллельно светодиоды соединяют в осветительных приборах с высокой мощностью. Соединение универсально: используется и для постоянного, и для переменного тока.
В таком случае последовательно соединённые цепочки светодиодов соединяют параллельно.

Для успешного соединения в каждой цепочке должно быть одинаковое количество диодов.

Нагрузочный резистор должен быть выбран с учётом того, что во всех параллельных ветках будет одинаковое напряжение. Поэтому для вычисления нужно вычислить только сопротивление одного резистора в любой цепи:
R = (Un*ULED)/ ULED,
где n — число светодиодов на ветке.
Лимит по числу диодов на ветке находится по формуле: n = (U = ULED)/ULED.
После проведения необходимых расчётов можно соединить диоды гибридным способом.

Нагрузочный резистор

Плюсы гибридного соединения:

  • При выходе из строя одного диода, остальная часть схемы продолжит полноценно работать и не случится перенапряжения.
  • Для работы нужно меньше резисторов, чем в других соединениях.

Вычисление сопротивления при параллельном соединении светодиодов

Параллельное соединение используют, если суммарное соединение диодов, которых нужно подсоединить к источнику питанию, больше, чем напряжение источника. То есть, если при последовательном соединении диодов питания не хватает, и они не работают.
При параллельном соединении несколько веток с диодами параллельно соединяют, на каждой из них установлен свой резистор.

В таком случае во всем устройстве будет одинаково меняться напряжение, а проходящий ток может быть разным на каждой из веток.

Расчёты проводят для каждой отдельно взятой ветки.
Сначала нужно рассчитать сопротивление резистора по закону Ома:
U=I*R,
I — допустимый ток для прибора, значение можно взять из характеристики прибора.
Теперь нужно рассчитать мощность резистора:
P = U2/R.
Можно сократить: P=I*U.

Читайте так же:
Как отмерить метр руками

Преимущества параллельного соединения:

  • Если один светодиод перегорит, то другие цепи продолжат работать;
  • Можно добавить больше светодиодов, чем при последовательном;
  • Можно использовать для двуцветного свечения лампочек. При этом цвет диодов меняется при изменении направления тока.

Если добавить импульсный модулятор к двум параллельно соединенным диодам, можно добиться широкого диапазона изменения цвета.

Недостатки:

  • Увеличение нагрузки на остальные элементы, если один перестанет работать;
  • Нужно много резисторов для соединения.

Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении

Диоды можно соединять последовательно в цепочку. Для этого нужно анод устройства соединить с катодом другого, и так продолжать цепочку, пока не достигнете нужного размера. Соединение происходит с помощью резистора, который ограничивает ток, поступающий на элементы, чтобы избежать их поломки.
Зная закон Ома, можно найти сопротивление включенного в схему резистора:
R=(U-ULED1+…+ULEDn)/ILED
Где U — напряжение сети;
ULED1— ULEDn — сумма напряжений включенных в цепь светодиодов.
ILED — ток, являющийся оптимальным для светодиодов.
Мощность резистора вычисляется по формуле:
P = I 2 *R

Лучше всего поставить резистор с мощностью, в два раза превышающую нужное значение, чтобы при перепаде напряжения устройства продолжало исправно работать.

Пример расчета сопротивления резистора

Преимущества последовательного соединения:

  • В цепочке один ток;
  • Простое и быстрое соединение;
  • Возможное количество светодиодов ограничено уровнем напряжения;
  • При выходе из строя одного диода, перестаёт работать вся цепочка.

Как подключить светодиод к 220в через резистор

Светодиоды пропускают через себя ток в одном направлении. При переменном напряжении его направление меняется 2 раза за период, то есть в одном случае ток протекает через диод, а в ином — нет. Так как ток протекает в половине случаев, для определения среднего значения тока, который проходит через диод, нужно разделить U пополам.
Соответственно, U = 110В.
Допустим, собственное сопротивление у диода: 1,7 Ом.

Ток, проходящий через диод:
I=U/ ULED
110/1,7=65А.

Высокий ток, пройдя через полупроводник, сожжёт его, поэтому нужно использовать дополнительный прибор с сопротивлением, чтобы он, по принципу рассеивания, уменьшал количество тока, подаваемого на диод.

При высоком токе нельзя использовать параллельное соединение, так как если одна из цепей перестанет работать, значение тока в остальных увеличится и прибор сгорит.

  • Можно использовать дополнительный LED-элемент для блокировки обратного напряжения.

схема-резисторов-подключение

  • Использование встречно-параллельного соединения диодов с резистором:

соединения диодов с резистором

Для того, чтобы прибор работал исправно, необходимо учитывать, что через все диоды должен проходить один ток, значит нужно подобрать элементы с одинаковыми характеристиками.

После соединения пересчитайте ёмкость конденсатора, потому что на светодиодах должно увеличиться напряжение.

Какой резистор нужен для светодиода на 12 вольт

12-вольтовая система — стандартная в автомобиле. В подключении LED-элемента к 12 вольтовой системе нет ничего сложного. Важно правильно провести расчёты сопротивления диода через токоограничивающий резистор.
Перед началом вычислений надо узнать характеристики имеющихся светодиодов: падение напряжения и требуемый им ток.
Сопротивление резистора рассчитывается по формуле:
R = U/I

  • 1 светодиод
    ULED = 3.3 Вольт
    ILED = 0,02А
    При таком внутреннем сопротивлении диода, он будет отлично работать в системе, напряжение которой ограничивается значением 3,3 Вольт.
    Возьмём напряжение с запасом, так как скачки бывают до максимального значения 14,5.
    Максимально возможное напряжение отличается от допустимого для исправной работы светящегося элемента на 11,2 Вольта. Значит, перед включением диода, нужно снизить подаваемый ему ток на это значение.

анод-катод-резистор

Сперва нужно посчитать сопротивление, необходимое резистору:
R=U/I. R=560 Ом.
Для того, чтобы расчёты были более надёжными, надо вычислить мощность резистора:
P = U * I Мощность — 0,224Вт.
При выборе резистора, необходимо округлять значения в большую сторону и выбирать более мощный вариант.

  • 2 и 3 светодиода
    Рассчитывается аналогичным образом, светодиодное напряжение будет умножаться на количество светящихся элементов
  • От 4 светодиодов
    При подключении больше трёх светодиодов к такой сети не нужен будет резистор, так как напряжение не будет сильно превышать допустимое и светодиоды будут работать исправно.

Резисторы вы можете установить и на положительном, и на отрицательном полюсе, это не имеет значения при использовании.

Теория

Для того, чтобы светодиоды не перегорели, важно правильно рассчитать ограничивающий резистор.

Математический расчёт

Необходимые вычисления можно сделать самостоятельно, при низких значениях вам не потребуется калькулятор. Либо при помощи специальной программы, проводящей подсчёты за вас.
При расчёте сопротивления гасящего резистора нужно знать закон Ома.
R = U-ULED /ILED
U — напряжение сети;

ULED — значение напряжения, оптимального для работы диода
I LED —ток, на который рассчитана работа элемента
Чтобы не произошёл перегрев резистора во время работы, необходимо дополнительно рассчитывать оптимальную мощность для такого напряжения.
P = (U-ULED)*ILED

В этой схеме резистор подключается к катоду светящегося элемента.

Графический расчёт

В большинстве случаев, пользуются математическими вычислениями, но графический способ более наглядный и в каких-то случаях его применять значительно удобнее.

Для построения графика нужно знать характеристики светящегося элемента: ток и напряжение.
Теперь можно узнать сопротивление резистора по графику:

сопротивление резистора

На нём пунктирной линией показано вычисление для элемента, на работу которого нужно 20мА тока. Далее соединяем точку пересечения пунктирной линии с «кривой ЛЕД», отмеченной голубым цветом, со значением напряжения диода. Линия пересекает шкалу максимального тока, где указано нужное значение.
После этого нужно провести расчёт сопротивления токоограничивающего резистора:
R=ULED/Imax
Его мощность: P=I 2 *R

Схемы подключений светодиодной ленты можно посмотреть здесь.

Светодиоды стали незаменимой частью нашей жизни, они стоят в качестве индикаторов на бытовой технике, в виде декоративных светодиодных лент и в составе оптопары в промышленности, а также в качестве более экологичного и экономного освещения. В использовании светодиодов нет ничего сложного, главное — не забывать использовать балластный резистор, благодаря которому ток будет ограниченно поступать на светящиеся элементы, и они не сломаются. Теперь вы знаете, как рассчитать нужное сопротивление резистора, разные способы соединения диодов и для чего их используют.

Подключение светодиодной ленты к сети 220В схема

Чтобы запитать светодиодную ленту от сети обычной бытовой сети переменного тока 220В 50Гц нужно выполнить три условия:

  • преобразовать переменное напряжение сети в постоянное;
  • выровнять уровни напряжений: снизить сетевое напряжение до 12В или изменить схему подключения светодиодов, чтобы на них можно было подавать высокое напряжение;
  • стабилизировать параметры электрического питания.

Проще всего использовать готовый блок питания для светодиодной ленты 12В, он рассчитан на безопасное напряжение. Но в применении этого блока питания есть и минусы: он стоит денег и собрать его не так просто, кроме того из-за низкого напряжения светодиодные ленты не стоит располагать далеко от блока питания, для компенсации потерь напряжения придется использовать толстые провода.

Второй вариант: переделать светодиодную ленту и вместо последовательно-параллельного включения светодиодов использовать последовательное.
При такой схеме включения светодиодная сборка питается малым током, но при большом напряжении. Кроме того, если пожертвовать гальванической развязкой, то схема драйвера питания сильно упрощается.
Внимание. Схемы без гальванической развязки от сети можно применять там, где нет опасности поражения электрическим током, например в сухом помещении на потолке.

Самое интересное, что схему подобного драйвера можно сделать из деталей отслуживший свой срок энергосберегающей лампочки!

Рассмотрим подключение светодиодной ленты к сети 220В схема приведена на рисунке.

bp-sv

Таблица номиналов элементов схемы:

  • C1 – 2,2 мкФ 400 В
  • R1 – 1,3 кОм
  • R2 – 4,3 кОм
  • R3 – 47 Ом
  • VD1 .. VD4 – 1N4007
  • VT1, VT2 — 13002

На схеме можно выделить три узла:

  • выпрямитель переменного напряжения и фильтр на элементах C1, R1, VD1 – VD4;
  • стабилизатор тока на R2, R3, VT1, VT2;
  • сборка из светодиодов HL1 – HLN.

Про работу выпрямителя можно почитать здесь. В данной схеме кроме диодного моста из 4-х диодов добавлены токоограничивающий резистор R1 защищающий от бросков тока, фильтрующий конденсатор C1.
При подаче на вход данного выпрямителя сетевого напряжения 220В / 50Гц, на выходе выпрямителя (на конденсаторе С1) появиться постоянное напряжение равное примерно 300В с пульсацией частотой 100Гц. Чем больше будет емкость конденсатора, тем меньше будет пульсация.

Светодиоды требуют питания стабилизированным током, часто их питают стабилизированным напряжением через резистор ограничивающий ток, например как в светодиодных лентах. Но зачем нам идти на компромиссы, если сделать стабилизатор тока, работающий при больших напряжениях проще, чем стабилизатор напряжения. Работа схемы стабилизатора тока рассматривалась тут.

И последний элемент это последовательная сборка светодиодов из ленты. Стандартная светодиодная лента собирается по схеме из трех последовательных светодиодов и одного токоограничивающего резистора. Такой участок подключается параллельно куче других таких же участков и все это подключается к 12 В. На каждом диоде падает напряжение от 3,3 В до 3,6 В, таким образом на токоограничивающий резистор остается около полутора Вольт.

schema_led_strip

Чтобы повысить напряжение участки из трех диодов включаем последовательно с друг другом, а резистора можно выпаять, закорачивать или заменять перемычками, т.е. как будет удобнее с точки зрения топологии.
Внимание. Соблюдайте полярность, при ошибка в полярности подключения светодиода при таком напряжении будет для светодиода фатальной.

Ток которые протекает через тройку светодиодов можно примерно посчитать, разделив полтора Вольта на сопротивление токоограничивающего резистора. То есть при сопротивлении 150 Ом, ток через светодиоды составит 10 мА.

Именно такая лента со светодиодами на 10 мА попалась мне, для неё и были рассчитывать параметры драйвера. Если нужно уменьшить ток, то придется пропорционально увеличивать значение сопротивления резистора R3.

При сетевом напряжении в 220 В, описанная схема способна обеспечить последовательное подключение до 25 групп из трех диодов или 75 единичных. Если напряжение в сети часто бывает пониженным, то лучше снизить количество групп светодиодов до 20 или даже 15.

А вот и плата от энергосберегающей лапочки, откуда можно получить нужные радиоэлементы.

sberegayka_top

Лампочка разбилась, а плата осталась в рабочем состоянии.

sberegayka_bottom

Кстати полярность подключения диодов, выводы транзисторов можно срисовать прямо с этой платы, все что нужно там помечено.
Добываем элементы из этой платы и собираем новую схему. На фото видно, что транзисторы в маломощном корпусе TO-92 такой корпус не рассеет мощность больше 600 мВт. И суммарная мощность схема с таким транзистором не позволит отдавать в нагрузку более пары Ватт. Если потребуется собрать схему для более мощной нагрузки, то транзистор VT2 должен быть в более мощном корпусе и желательно с радиатором.

2 thoughts on “ Подключение светодиодной ленты к сети 220В схема ”

Используя плату от КЛЛ можно обойтись без огорода с разрезанием ленты на мелкие куски и их спаиванием, выпрямлением напряжения и т.д., и без геморроя с прозвонкой в случае выхода из строя одного куска. Не говоря уж об отсутствии гальванической развязки с сетью, что вообще недопустимо для использования неподготовленными людьми. Просто задействуем балласт в качестве импульсного БП.

1. Конденсатор, подключенный только к 2-м выводам лампы, как и саму (сгоревшую) лампу, удаляем. Точки подключения 2-х других ее выводов замыкаем перемычкой.

2. Дроссель превращаем в трансформатор. Для чего выпаиваем его, кидаем в емкость с водой, доводим ее до кипения, вынимаем, разбираем. Изолируем имеющуюся обмотку, мотаем поверх вторую (10..20 вит, d 0,3..0,5, лучше свить из нескольких более тонких).

3. Собираем транс, подпаиваем первичку к плате короткими проводами. К вторичке выпрямитель — мост из ВЧ диодов и 470..1000 мкФ х 25..35В, с нагрузкой нужной мощности (напр. 12В автолампой). Последовательно с балластом цепляем лампу (накаливания) на 220В 40..60Вт на случай ошибок в монтаже. Кратковременно включаем. Если маленькая лампа горит, а большая нет, продолжаем. В противном случае ищем ошибку монтажа, или неисправность на плате балласта.

4. Удаляем большую лампу, к маленькой подключаем вольтметр. Кратковременно включаем, замеряем напряжение. Корректируем количество витков вторички, снова замеряем. Если добились 11..13,5В, подключаем в качестве нагрузки тот кусок ленты, который будем питать от нашего устройства. Меряем напряжение, при необходимости корректируем витки.

5. Изолируем вторичку, собираем транс на клее, запаиваем на место. Выпрямитель тоже удаляем.

6. Ленту нарезаем на ЧЕТНОЕ количество кусков, соединяем в ДВЕ параллельные группы — в каждой из них «+» к «+», «-» к «-«. А группы параллелим между собой наоборот — «+» 1-й к «-» второй. Подключаем получившийся «бутерброд» к вторичке. Проверяем, окончательно собираем конструкцию.

Светодиоды отлично работают на «переменке» благодаря встречно-параллельному включению, каждая группа на своей полуволне, и защищая друг дружку от обратного напряжения. Для устранения мерцания на 50Гц меняем конденсатор фильтра (обычно 1мкФ х 450В) на 5..20 мкФ (1..2мкФ на 1Вт мощности нагрузки). Транзисторы на плате балласта (обычно MJE13001 ) тоже желательно заменить на более мощные (MJE13005, MJE13007, или в кр. сл. MJE13003), хотя бы на время наладки. Если мощность, потребляемая лентой, превышает 70% от заявленной мощности лампы — обязательно.

Естественно, при повторении конструкции с таким же балластом и незначительно отличающейся нагрузкой подбирать витки заново не нужно. При наличии ВЧ вольтметра не нужен и выпрямитель.

Таким образом я перевел на светодиоды больше десятка настольных ламп с горелыми U-образными 6/9Вт ЛЛ, просто наклеивая отрезки ленты соотв. длины к штатному отражателю на всю его ширину. Желающим повторить: не используйте термоклей, они достаточно сильно греются при длительной работе!

R2 другим концом разве не к «+» на схеме нужно подсоединить? А то сгорит резистор по вашей схеме.

Как включить светодиод в сеть 220 в?

Одним из важных вопросов при работе со светодиодами является его подключение к сети переменного тока и высокого напряжения. Известно, что светодиод от сети 220 В напрямую питаться не может. Как правильно собрать схему и обеспечить питание, чтобы решить проблему?

Электрические свойства

Для ответа на поставленный выше вопрос необходимо изучить электрические свойства светодиода.

Его вольт-амперная характеристика представляет собой крутую линию. Это значит, что при увеличении напряжения даже на очень малую величину ток через излучающий полупроводник резко возрастает. Повышение тока ведет за собой разогрев светодиода, в результате чего он может просто сгореть. Эту проблему решают, включая в цепь ограничительный резистор.

У светодиода маленькое значение обратного пробивного напряжения (около 20 вольт), поэтому его нельзя подключать к сети 220 вольт с переменным током. Чтобы исключить протекание тока в противоположном направлении, в цепь необходимо включить диод или навстречу первому светодиоду включить второй. Подключение должно быть параллельным.

Image 001

Итак, мы знаем, что любая схема подключения светодиода к сети 220 вольт должна содержать резистор и выпрямитель, иначе питание будет невозможным.

Для чего нужна такая схема? Прежде всего, для конструкции индикатора сети. Светодиодная лампочка может быть отличным индикатором, помогающим определять, включен электроприбор в сеть или нет. Ее добавляют в схему выключателей и розеток, чтобы легко находить их в темноте.

Такой индикатор начинает светиться при напряжении всего в несколько вольт. При этом он потребляет минимальное количество электроэнергии за счет малого (несколько мили ампер) тока.

Какой резистор использовать?

Чтобы подобрать оптимальное сопротивление резистора, необходимо воспользоваться законом Ома.

Предположим, мы взяли для индикатора красный светодиод с номинальным значением тока 18мА и прямым напряжением 2,0 Вольт.

(311-2)/0,018=17167 Ом=17 кОм

Объясним, откуда взялось число 311. Это пик синусоиды, по которой меняется напряжение в нашей сети. Не вдаваясь в область математики со всеми ее вычислениями, можно просто сказать, что пиковое напряжение составляет 220*√2.

Иногда встречаются схемы, в которых отсутствует выпрямляющий диод. В этом случае сопротивление необходимо увеличить в несколько раз, чтобы сделать ток меньше и обезопасить индикаторную лампочку от перегорания.

Элементарная схема индикатора тока

Что необходимо для изготовления самого простого индикатора, у которого питание происходит от сети 220 вольт? Вот перечень:

  • обычный индикаторный светодиод любого цвета, какой вам нравится;
  • резистор от 100 до 200 кОм (чем больше сопротивление, тем менее ярко будет светиться лампочка);
  • диод с обратным напряжением 100 Вольт или больше;
  • маломощный паяльник, чтобы не перегреть светодиод.

Поскольку количество деталей минимальное, то плата в монтаже не используется. Подключение индикатора осуществляется параллельно электроприбору.

Image 002

Для тех, у кого нет желания бегать в поисках диода, производители придумали готовый двухцветный индикатор в виде встроенных в один корпус двух светодиодов разного цвета. Обычно это красный и зеленый цвета. В этом случае количество деталей схемы еще больше уменьшается.

Есть и другие схемы подключения, в которых резистор заменяют конденсатором или применяют диодные мосты, транзисторы и т. д. Но какие бы конструктивные особенности не вносились, основной задачей является выпрямление тока и понижение его до безопасной величины.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector