De LED aansluiten op 220V
LED's worden veel gebruikt als lichtbronnen. Maar ze zijn ontworpen voor een lage voedingsspanning en vaak is het nodig om de LED in een 220 volt huishoudelijk netwerk aan te zetten. Met weinig kennis van elektrotechniek en het vermogen om eenvoudige berekeningen uit te voeren is dit mogelijk.
Verbindingsmethoden:
De standaard bedrijfsomstandigheden voor de meeste LED's zijn 1,5-3,5 V spanning en 10-30 mA stroom. Wanneer het apparaat rechtstreeks wordt aangesloten op het elektriciteitsnet van het huishouden, is de levensduur tienden van een seconde. Alle problemen bij het aansluiten van LED's op een netwerk met verhoogde spanning in vergelijking met de standaard bedrijfsspanning komen neer op het terugbetalen van de overtollige spanning en het beperken van de stroom die door het lichtgevende element vloeit. Drivers - elektronische circuits - kunnen deze taak aan, maar ze zijn vrij complex en bestaan uit een groot aantal componenten.Het gebruik ervan is logisch bij het voeden van een LED-matrix met veel LED's. Er zijn eenvoudigere manieren om één element te verbinden.
Verbinden met een weerstand
De meest voor de hand liggende manier is om een weerstand in serie te schakelen met de LED. Het zal overtollige spanning laten vallen en het zal de stroom beperken.
De berekening van deze weerstand wordt in de volgende volgorde uitgevoerd:
- Laat er een LED zijn met een nominale stroom van 20 mA en een spanningsval van 3 V (zie de handleiding voor de actuele parameters). Het is beter om 80% van de nominale stroom te nemen voor de bedrijfsstroom - LED in lichtomstandigheden zal langer meegaan. Iwerk=0,8 Inom=16 mA.
- Op de extra weerstand zal de netspanning dalen minus de spanningsval over de LED. Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. Het is duidelijk dat bijna alle spanning op de weerstand staat.
Belangrijk! Bij het berekenen is het noodzakelijk om niet de huidige waarde van de netspanning (220 V) te gebruiken, maar de amplitude (piek) waarde - 310 V.
- De waarde van de extra weerstand wordt gevonden volgens de wet van Ohm: R = Urab / Irab. Omdat de stroom in milliampère wordt geselecteerd, is de weerstand in kiloohm: R \u003d 307/16 \u003d 19.1875. De dichtstbijzijnde waarde uit het standaardbereik is 20 kOhm.
- Om het vermogen van de weerstand te vinden met behulp van de formule P = UI, moet de bedrijfsstroom worden vermenigvuldigd met de spanningsval over de uitdovingsweerstand. Met een vermogen van 20 kOhm is de gemiddelde stroom 220 V / 20 kOhm = 11 mA (hier kunt u rekening houden met de effectieve spanning!), En het vermogen is 220 V * 11 mA = 2420 mW of 2,42 W. Uit het standaard assortiment kunt u een weerstand van 3 W kiezen.
Belangrijk! Deze berekening is vereenvoudigd, er wordt niet altijd rekening gehouden met de spanningsval over de LED en de weerstand ervan, maar voor praktische doeleinden is de nauwkeurigheid voldoende.
U kunt dus een ketting van in serie geschakelde LED's. Bij het berekenen is het noodzakelijk om de spanningsval op één element te vermenigvuldigen met hun totale aantal.
Serieschakeling van diode met hoge sperspanning (400 V of meer)
De beschreven methode heeft een belangrijk nadeel. Lichtgevende diode, zoals elk apparaat op basis van een pn-overgang, laat het stroom door (en gloeit) met een directe halve golf wisselstroom. Met een omgekeerde halve golf is deze vergrendeld. De weerstand is hoog, veel hoger dan de ballastweerstand. En de netspanning met een amplitude van 310 V die op de ketting wordt toegepast, zal meestal op de LED dalen. En het is niet ontworpen om te werken als een hoogspanningsgelijkrichter en kan vrij snel falen. Om dit fenomeen tegen te gaan, wordt vaak aanbevolen om in serie een extra diode op te nemen die bestand is tegen sperspanning.
In feite zal met deze inschakeling de aangelegde sperspanning ongeveer in tweeën worden verdeeld tussen de diodes, en de LED zal iets lichter zijn als er ongeveer 150 V of iets minder op valt, maar het lot zal nog steeds triest zijn.
Een LED rangeren met een conventionele diode
Het volgende schema is veel efficiënter:
Hier is het lichtemitterende element tegenover en parallel aan de extra diode aangesloten. Bij een negatieve halve golf gaat de extra diode open en wordt alle spanning op de weerstand aangelegd. Als de eerder gemaakte berekening correct was, zal de weerstand niet oververhitten.
Back-to-back aansluiting van twee LED's
Bij het bestuderen van het vorige circuit kan de gedachte niet anders dan komen - waarom een nutteloze diode gebruiken als deze kan worden vervangen door dezelfde lichtzender? Dit is een juiste redenering. En logischerwijs wordt het schema herboren in de volgende versie:
Hier wordt dezelfde LED als beschermend element gebruikt. Het beschermt het eerste element tijdens de omgekeerde halve golf en straalt tegelijkertijd uit. Met een directe halve golf van een sinusoïde veranderen de LED's van rol. Het voordeel van de schakeling is het volledige gebruik van de voeding. In plaats van losse elementen kunt u kettingen van LED's in voorwaartse en achterwaartse richting inschakelen. Hetzelfde principe kan worden gebruikt voor de berekening, maar de spanningsval over de LED's wordt vermenigvuldigd met het aantal LED's dat in één richting is geïnstalleerd.
Met een condensator
In plaats van een weerstand kan een condensator worden gebruikt. In een wisselstroomcircuit gedraagt het zich enigszins als een weerstand. De weerstand is afhankelijk van de frequentie, maar in een huishoudelijk netwerk is deze parameter ongewijzigd. Voor berekening kunt u de formule X \u003d 1 / (2 * 3.14 * f * C) nemen, waarbij:
- X is de reactantie van de condensator;
- f is de frequentie in hertz, in het onderhavige geval gelijk aan 50;
- C is de capaciteit van de condensator in farads, om te converteren naar uF gebruik een factor 10-6.
In de praktijk wordt de volgende formule gebruikt:
C \u003d 4.45 * Iwork / (U-Ud), waarbij:
- C is de vereiste capaciteit in microfarads;
- Irab - bedrijfsstroom van de LED;
- U-Ud - het verschil tussen de voedingsspanning en de spanningsval over het lichtgevende element - is van praktisch belang bij het gebruik van een keten van LED's. Bij gebruik van een enkele LED is het mogelijk om de U-waarde gelijk aan 310 V voldoende nauwkeurig te nemen.
Condensatoren kunnen worden gebruikt met een bedrijfsspanning van minimaal 400 V.De berekende waarden voor stromen die kenmerkend zijn voor dergelijke circuits worden gegeven in de tabel:
| Bedrijfsstroom, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Capaciteit ballastcondensator, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
De resulterende waarden liggen vrij ver van het standaardbereik van capaciteiten. Dus voor een stroom van 20 mA is de afwijking van de nominale waarde van 0,25 F 13% en van 0,33 F - 14%. weerstand kan worden geselecteerd: veel nauwkeuriger. Dit is het eerste nadeel van de regeling. De tweede is al genoemd - condensatoren van 400 V en hoger zijn behoorlijk groot. En dat is niet alles. Bij gebruik van een ballasttank is het circuit begroeid met extra elementen:
De weerstand R1 is ingesteld voor veiligheidsdoeleinden. Als het circuit wordt gevoed door 220 V en vervolgens wordt losgekoppeld van het netwerk, zal de condensator niet ontladen - zonder deze weerstand is het ontlaadstroomcircuit afwezig. Als u per ongeluk de klemmen van de container aanraakt, kunt u gemakkelijk een elektrische schok krijgen. De weerstand van deze weerstand kan worden geselecteerd in enkele honderden kilo-ohm, in werkende staat wordt deze overbrugd door een capaciteit en heeft geen invloed op de werking van het circuit.
Weerstand R2 is nodig om de inschakelstroom van de laadstroom van de condensator te beperken. Totdat de capaciteit is opgeladen, zal deze niet dienen als stroombegrenzer en gedurende deze tijd kan de LED de tijd hebben om te falen. Hier moet je een waarde van enkele tientallen ohms kiezen, het zal ook geen effect hebben op de werking van het circuit, hoewel er bij de berekening rekening mee kan worden gehouden.
Een voorbeeld van het inschakelen van een LED in een lichtschakelaar
Een van de meest voorkomende voorbeelden van het praktische gebruik van een LED in een 220 V-circuit is om de uit-status van een huishoudelijke schakelaar aan te geven en het gemakkelijker te maken om de locatie in het donker te vinden. De LED werkt hier met een stroomsterkte van ongeveer 1 mA - de gloed zal zwak zijn, maar merkbaar in het donker.
Hier dient de lamp als extra stroombegrenzer wanneer de schakelaar in de open stand staat, en zal een klein deel van de sperspanning opnemen. Maar het grootste deel van de sperspanning wordt toegepast op de weerstand, dus de LED is hier relatief beschermd.
Video: WAAROM GEEN VERLICHTE SCHAKELAAR INSTALLEREN?
Veiligheid
Veiligheidsmaatregelen bij het werken in bestaande installaties worden geregeld door de Regels voor arbeidsbescherming tijdens het gebruik van elektrische installaties. Ze zijn niet van toepassing op een thuiswerkplaats, maar hun basisprincipes moeten in acht worden genomen bij het aansluiten van een LED op een 220 V-netwerk. De belangrijkste veiligheidsregel bij het werken met een elektrische installatie is dat alle werkzaamheden moeten worden uitgevoerd met uitgeschakelde spanning, waardoor foutief of onvrijwillig, onbevoegd inschakelen wordt voorkomen. Na het uitschakelen van de schakelaar moet de afwezigheid van spanning check met een tester. Al het andere is het gebruik van diëlektrische handschoenen, matten, tijdelijke aarding, enz. moeilijk om thuis te doen, maar we moeten niet vergeten dat er weinig veiligheidsmaatregelen zijn.