חיבור ה-LED ל-220V
נוריות LED נמצאות בשימוש נרחב כמקורות אור. אבל הם מיועדים למתח אספקה נמוך, ולעתים קרובות יש צורך להדליק את ה-LED ברשת ביתית של 220 וולט. עם מעט ידע בהנדסת חשמל ויכולת לבצע חישובים פשוטים, זה אפשרי.
שיטות חיבור
תנאי ההפעלה הסטנדרטיים עבור רוב נוריות הלד הם מתח של 1.5-3.5 וולט וזרם של 10-30 mA. כאשר המכשיר מחובר ישירות לרשת החשמל הביתית, אורך חייו יהיה עשיריות השנייה. כל הבעיות של חיבור נוריות לרשת של מתח מוגבר בהשוואה למתח ההפעלה הסטנדרטי מסתכמות בהחזר המתח העודף והגבלת הזרם הזורם באלמנט פולט האור. מנהלי התקנים - מעגלים אלקטרוניים - מתמודדים עם משימה זו, אך הם מורכבים למדי ומורכבים ממספר רב של רכיבים.השימוש בהם הגיוני בעת הפעלת מטריצת LED עם נוריות LED רבות. ישנן דרכים פשוטות יותר לחבר אלמנט אחד.
חיבור עם נגד
הדרך הברורה ביותר היא לחבר נגד בסדרה עם ה-LED. זה יוריד מתח עודף, וזה יגביל את הזרם.
החישוב של הנגד הזה מתבצע ברצף הבא:
- שיהיה נורית עם זרם נקוב של 20 mA ומפל מתח של 3 V (ראה את המדריך לפרמטרים בפועל). עדיף לקחת 80% מהנומינלי לזרם ההפעלה - LED בתנאי אור יחיה יותר. Iwork=0.8 Inom=16 mA.
- על ההתנגדות הנוספת, מתח הרשת יירד מינוס ירידת המתח על פני ה-LED. Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. ברור שכמעט כל המתח יהיה על הנגד.
חָשׁוּב! בעת החישוב, יש צורך להשתמש לא בערך הנוכחי של מתח הרשת (220 וולט), אלא בערך המשרעת (שיא) - 310 וולט.
- ערך ההתנגדות הנוספת נמצא לפי חוק אוהם: R = Urab / Irab. מכיוון שהזרם נבחר במיליאמפר, ההתנגדות תהיה בקילואוהם: R \u003d 307/16 \u003d 19.1875. הערך הקרוב ביותר מהטווח הסטנדרטי הוא 20 קילו אוהם.
- כדי למצוא את הספק הנגד באמצעות הנוסחה P=UI, יש להכפיל את זרם ההפעלה במפל המתח על פני התנגדות ההמרה. עם דירוג של 20 kOhm, הזרם הממוצע יהיה 220 V / 20 kOhm = 11 mA (כאן אתה יכול לקחת בחשבון את המתח האפקטיבי!), וההספק יהיה 220V * 11mA = 2420 mW או 2.42 W. מהטווח הסטנדרטי, אתה יכול לבחור נגד 3 W.
חָשׁוּב! חישוב זה מפושט, הוא לא תמיד לוקח בחשבון את ירידת המתח על פני ה-LED והתנגדות המצב שלה, אבל למטרות מעשיות הדיוק מספיק.
אז אתה יכול לחבר שרשרת של לדים המחוברים בסדרה. בעת החישוב, יש צורך להכפיל את ירידת המתח על אלמנט אחד במספר הכולל שלהם.
חיבור סדרתי של דיודה במתח הפוך גבוה (400 וולט או יותר)
לשיטה המתוארת יש חסרון משמעותי. דיודה פולטת אור, כמו כל מכשיר המבוסס על צומת p-n, הוא מעביר זרם (וזוהר) עם חצי גל ישיר של זרם חילופין. עם חצי גל הפוך, הוא נעול. ההתנגדות שלו גבוהה, הרבה יותר מהתנגדות הנטל. ומתח הרשת עם משרעת של 310 וולט המופעל על השרשרת יירד בעיקר על הנורית. והוא לא נועד לעבוד כמיישר מתח גבוה, ויכול להיכשל די בקרוב. כדי להילחם בתופעה זו, לרוב מומלץ לכלול בסדרה דיודה נוספת שיכולה לעמוד במתח הפוך.
למעשה, עם הדלקה זו, המתח ההפוך המופעל יתחלק בערך לשניים בין הדיודות, וה-LED יהיה מעט יותר קל כאשר כ-150 V או קצת פחות נופל עליו, אך גורלו עדיין יהיה עצוב.
shunting LED עם דיודה קונבנציונלית
התוכנית הבאה יעילה הרבה יותר:
כאן, האלמנט פולט האור מחובר מול ובמקביל לדיודה הנוספת. עם חצי גל שלילי, הדיודה הנוספת תיפתח, וכל המתח יופעל על הנגד. אם החישוב שנעשה קודם לכן היה נכון, ההתנגדות לא תתחמם יתר על המידה.
חיבור גב לגב של שתי נוריות LED
כאשר לומדים את המעגל הקודם, המחשבה לא יכולה אלא לבוא - מדוע להשתמש בדיודה חסרת תועלת כאשר ניתן להחליף אותה באותו פולט אור? זה נימוק נכון. ובאופן הגיוני, התוכנית נולדת מחדש בגרסה הבאה:
כאן, אותו LED משמש כאלמנט מגן. הוא מגן על האלמנט הראשון במהלך חצי הגל ההפוך ומקרין בו זמנית. עם חצי גל ישיר של סינוסואיד, הנוריות מחליפות תפקידים. היתרון של המעגל הוא ניצול מלא של ספק הכוח. במקום אלמנטים בודדים, אתה יכול להדליק שרשראות של נוריות לכיוון קדימה ואחורה. ניתן להשתמש באותו עיקרון לחישוב, אך ירידת המתח על פני הנוריות מוכפלת במספר הנוריות המותקנות בכיוון אחד.
עם קבל
ניתן להשתמש בקבל במקום נגד. במעגל AC, הוא מתנהג קצת כמו נגד. ההתנגדות שלו תלויה בתדירות, אבל ברשת ביתית פרמטר זה אינו משתנה. לחישוב, אתה יכול לקחת את הנוסחה X \u003d 1 / (2 * 3.14 * f * C), שבו:
- X הוא התגובה של הקבל;
- f הוא התדר בהרץ, במקרה הנדון הוא שווה ל-50;
- C הוא הקיבול של הקבל בפאראדים, כדי להמיר ל-uF השתמש בפקטור 10-6.
בפועל משתמשים בנוסחה הבאה:
C \u003d 4.45 * Iwork / (U-Ud), שבו:
- C הוא הקיבול הנדרש במיקרו-פאראדים;
- איראב - זרם הפעלה של ה-LED;
- U-Ud - ההבדל בין מתח האספקה למפל המתח על פני האלמנט פולט האור - הוא בעל חשיבות מעשית בעת שימוש בשרשרת של נוריות. בעת שימוש ב-LED בודד, ניתן לקחת את ערך U השווה ל-310 V בדיוק מספיק.
ניתן להשתמש בקבלים עם מתח הפעלה של לפחות 400 וולט.הערכים המחושבים לזרמים האופייניים למעגלים כאלה ניתנים בטבלה:
| זרם הפעלה, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| קיבולת קבל נטל, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
הערכים המתקבלים רחוקים למדי מטווח היכולות הסטנדרטי. אז, עבור זרם של 20 mA, הסטייה מהערך הנומינלי של 0.25 μF תהיה 13%, ומ-0.33 μF - 14%. ניתן לבחור נגד הרבה יותר מדויק. זהו החיסרון הראשון של התוכנית. השני כבר הוזכר - קבלים של 400 וולט ומעלה הם די גדולים. וזה לא הכל. בעת שימוש במיכל נטל, המעגל מגודל עם אלמנטים נוספים:
ההתנגדות R1 מוגדרת למטרות בטיחות. אם המעגל מופעל מ-220 וולט, ולאחר מכן מנותק מהרשת, אז הקבל לא יפרק - ללא הנגד הזה, מעגל זרם הפריקה ייעדר. אם אתה נוגע בטעות במסופים של המכולה, קל לקבל התחשמלות. ניתן לבחור את ההתנגדות של הנגד הזה בכמה מאות קילו אוהם, במצב עבודה הוא מנותק על ידי קיבול ואינו משפיע על פעולת המעגל.
יש צורך בנגד R2 כדי להגביל את כניסת זרם הטעינה של הקבל. עד שהקיבול לא ייטען, הוא לא ישמש כמגביל זרם, ובמהלך זמן זה עשוי ה-LED להספיק להיכשל. כאן אתה צריך לבחור ערך של כמה עשרות אוהם, זה גם לא ישפיע על פעולת המעגל, אם כי זה יכול להילקח בחשבון בחישוב.
דוגמה להפעלת LED במתג אור
אחת הדוגמאות הנפוצות לשימוש מעשי של LED במעגל 220 וולט היא לציין את מצב הכיבוי של מתג ביתי ולהקל על מציאת מיקומו בחושך. הנורית כאן פועלת בזרם של כ-1 mA - הזוהר יהיה עמום, אך מורגש בחושך.
כאן המנורה משמשת כמגביל זרם נוסף כאשר המתג במצב פתוח, ותקבל חלק קטן מהמתח ההפוך. אבל החלק העיקרי של המתח ההפוך מופעל על הנגד, כך שה-LED מוגן יחסית כאן.
וידאו: למה לא להתקין מתג מואר
בְּטִיחוּת
אמצעי זהירות בעת עבודה במתקנים קיימים מוסדרים על ידי הכללים להגנת העבודה במהלך הפעלת מתקני חשמל. הם אינם חלים על בית מלאכה, אך יש לקחת בחשבון את העקרונות הבסיסיים שלהם בעת חיבור LED לרשת 220 V. כלל הבטיחות העיקרי בעת עבודה עם כל מתקן חשמלי הוא שכל העבודה חייבת להתבצע כשהמתח מוסר, ביטול הפעלה שגויה או בלתי רצונית, בלתי מורשית. לאחר כיבוי המתג, היעדר מתח חייב להיות לבדוק עם בודק. כל השאר הוא שימוש בכפפות דיאלקטריות, מחצלות, הארקה זמנית וכו'. קשה לעשות בבית, אבל עלינו לזכור שיש מעט אמצעי אבטחה.