Običajno so LED diode priključene na 220V s pomočjo gonilnika, ki ustreza njihovim specifikacijam. Če pa želite povezati le eno LED z nizko porabo, na primer kot indikator, potem uporaba voznika postane neprimerna. V takih primerih se pojavi vprašanje, kako priključiti LED na 220 V brez dodatnega napajanja.
Osnove priključitve na 220 V
Za razliko od gonilnika, ki napaja LED z konstantnim tokom in relativno majhno napetostjo (enote - desetine voltov), omrežje daje spremenljivo sinusopodobno napetost s frekvenco 50 Hz in povprečno vrednost 220 V. Ker LED prepušča tok samo v eni smeri, nato zasije to bo samo pri določenih pol valovih:
To pomeni, da se s takim napajalnikom ne svetijo stalno, ampak utripa s frekvenco 50 Hz. Toda zaradi vztrajnosti človeškega pogleda to ni tako opazno.
Hkrati pa napetost vzvratne polarnosti, čeprav ne prisili LED, da se sveti, se kljub temu nanaša nanj in se lahko zlomi, če ne sprejme nobenih zaščitnih ukrepov.
Načini priključitve LED na 220 V
najlažji način (preberite o vseh možnih načinih za povezavo led) - priključite z uporom, vključenim v seriji z LED. Treba je opozoriti, da je 220 V srednja kvadratna vrednost U v omrežju. Vrednost amplitude je 310 V in jo je treba upoštevati pri izračunu upora upora.
Poleg tega je treba zagotoviti zaščito svetleče diode od povratne napetosti istevelikosti. To lahko storite na več načinov.
Serijska povezava visokonapetostne povratne okvare (400 V ali več).
Razmislite podrobneje o povezovalni shemi.
V tokokrogu je uporabljena usmerniška dioda 1N4007 z obrnjeno napetostjo 1000 V. Ko se polarnost spremeni, se bo na njej napajala vsa napetost in vodnik bo zaščiten pred okvaro.
Ta možnost povezave je jasno prikazana v tem videu:
Tukaj je tudi opisano, kako določiti lokacijo anode in katode v standardni LED z nizko porabo in izračunati upor upora.
Premešajte svetlečo diodo z običajno diodo.
To je, če katera koli dioda z nizko porabo, vključena proti-vzporedno z led. Napetost povratne napetosti se nato uporabi na uporu, ker se dioda vklopi v smeri naprej.
Nasprotno vzporedna povezava dveh svetlečih diod:
Povezovalna shema izgleda takole:
Načelo je analogno prejšnjemu, le na tem mestu svetlobne diode na svojem območju sinusoide zažgejo vsako drugo in se tako ščitijo pred razpadom.
Upoštevajte, da priključitev LED na 220V napajanje brez zaščite vodi do njegove hitre odpovedi.
Priključki vezja na 220V z uporom imajo eno resno pomanjkljivost: upor je velika moč.
V obravnavanem primeru je na primer uporabljen upor z upornostjo 24 K, ki pri napetosti 220 V zagotavlja tok približno 9 mA. TakoMoč, ki jo odvaja upor, je:
9 * 9 * 24 = 1944 mW, približno 2 W.
To pomeni, da je za optimalno delovanje potreben upor vsaj 3 vata.
Če je več svetlečih diod in bodo porabile večji tok, se bo moč povečala sorazmerno s kvadratom toka, zaradi česar bo uporaba upora neustrezna.
Uporaba neustrezne moči upora vodi do njenega hitrega pregrevanja in odpovedi, kar lahko povzroči kratek stik v omrežju.
V takih primerih se lahko kot trenutni omejevalni element uporabi kondenzator. Prednost te metode je, da kondenzator ne odvaja moči, ker je odpornost reaktivna.
Tu je prikazano tipično vezje za priključitev svetleče diode na omrežje 220V s kondenzatorjem. Ker lahko kondenzator shrani preostalo polnjenje, ki je nevarno za osebo po izklopu, ga je treba izprazniti z uporom R1. R2 varuje celotno vezje od pretoka toka skozi kondenzator ob vklopu napajanja. VD1 ščiti LED od napetosti povratne polaritete.
Kondenzator mora biti nepolaren, izračunan pri napetosti najmanj 400 V.
Uporaba polarnih kondenzatorjev (elektrolitov, tantala) v omrežju izmeničnega toka je nesprejemljiva, saj tok, ki teče skozi njih v nasprotni smeri, uniči njihovo zasnovo.
Zmogljivost kondenzatorja se izračuna po empirični formuli:
pri čemer je U amplitudna omrežna napetost (310 V),
I - tok, ki teče skozi LED (v miliamperih),
Ud - padec napetosti na vodilu v smeri naprej.
Recimo, da morate priključiti LED z padcem napetosti 2 V pri toku 9 mA. Na podlagi tega izračunajte kapacitivnost kondenzatorja, ko priključite en tak vod na omrežje:
Ta formula velja samo za frekvenco nihanj napetosti v omrežju 50 Hz. Na drugih frekvencah je treba preračunati koeficient 4,45.
Nianse priklopa na omrežje 220 V
Pri povezavi vodila na omrežje 220V obstajajo nekatere značilnosti, povezane s količino trenutnega prehoda. Na primer, pri običajnih stikalih z osvetlitvijo z osvetlitvijo ozadja se LED prižge, kot je prikazano spodaj:
Kot lahko vidite, tukaj ni zaščitnih diod, impedanca upora pa je izbrana tako, da je enosmerni tok omejen na ravni približno 1 mA. Tudi obremenitev v obliki svetilke služi kot omejevalnik toka. S takšno povezovalno shemo bo LED-dioda zatemnila, vendar bo dovolj, da bo ponoči preklopil v prostoru. Poleg tega se povratna napetost večinoma nanaša na upor z odprtim ključem in svetleča dioda je zaščitena pred okvaro.
Če želite priključiti več LED na 220V, jih lahko zaporedoma obrnete z vezjem, ki ga poganja kondenzator:
V tem primeru morajo biti vsi kabli zasnovani za enak tok za enakomerno osvetlitev.
Zamenjate lahko diodoprotiparalelna povezava LED:
V obeh primerih je treba ponovno izračunati kapacitivnost kondenzatorja, ko se napetost na LED diodah poveča.
Vzporedna (vzvratno vzporedna) povezava vodnika z omrežjem je nesprejemljiva, saj pri enem tokokrogu ne uspe zaradi drugega pretoka dvojnega toka, ki povzroči izpihovanje LED in posledičnega kratkega stika.
V tem videu je opisanih več različic nesprejemljivega priključevanja LED na omrežje 220V:
Tukaj je prikazano, zakaj je nemogoče:
- neposredno vključiti LED;
- za zaporedno povezovanje LED, zasnovanih za različne tokove;
- za vključitev kabla brez zaščite pred povratno napetostjo.
Varnost povezave
Pri priključitvi na 220V je treba upoštevati, da stikalo za luči običajno odklene fazni vodnik. Zero ob istem času opravlja splošni po vsej sobi. Poleg tega napajalni sistem pogosto nima zaščitne ozemljitve, zato tudi na ničelni žici obstaja napetost na tleh. Prav tako je treba upoštevati, da je v nekaterih primerih ozemljitvena žica povezana z ogrevalnimi baterijami ali vodnimi cevmi. Zato je ob istočasnem stiku osebe s fazo in akumulatorjem, zlasti med namestitvijo v kopalnico, nevarnost napetosti med fazo in tlemi.
V zvezi s tem je bolje, da se pri povezovanju z omrežjem prekine ničelna in fazna s pomočjo paketnega avtomata, da bi se izognili udarcem z dotikom žic za prenos toka v omrežju.
Sklep
Metode, ki so tukaj opisane za povezovanje svetlečih diod v omrežje 220V, naj se uporabljajo samo pri uporabi LED z nizko porabo za osvetlitev ali indikacijo. Močne LED ne moremo priključiti, ker nestanovitnost omrežne napetosti vodi do njihove hitre degradacije in okvare. V takih primerih morate uporabiti specializirane LED napajalnike - gonilnike.
