Priključitev bele LED na omrežje 220V. Radijska komunikacija. Možnosti za priključitev LED na omrežje

Zdi se, da je vse preprosto: zaporedno postavimo upor in to je to. Vendar se morate spomniti ene pomembne značilnosti LED: največja dovoljena povratna napetost. Za večino LED je približno 20 voltov. In ko ga priključite na omrežje z obratno polarnostjo (tok je izmeničen, polovica cikla poteka v eni smeri, druga polovica pa v nasprotni smeri), bo nanj uporabljena polna amplitudna napetost omrežja - 315 voltov ! Od kod ta številka? 220 V je efektivna napetost, medtem ko je amplituda (koren iz 2) = 1,41-krat večja.

Zato, da bi prihranili LED, morate z njo serijsko postaviti diodo, ki ne bo dovolila, da bi do nje prešla povratna napetost.

Ali postavite dve svetleči diodi eno za drugo.

Možnost napajanja iz omrežja z dušilnim uporom ni najbolj optimalna: skozi upor se bo sprostila znatna moč. Dejansko, če uporabimo upor 24 kOhm (največji tok 13 mA), potem bo moč, ki se porazdeli čez njega, približno 3 W. Z zaporedno vezavo diode ga lahko zmanjšate za polovico (takrat se bo toplota sproščala samo v enem polciklu). Dioda mora imeti reverzno napetost vsaj 400 V. Ko prižgete dve števčni LED (so tudi takšne z dvema kristaloma v enem ohišju, navadno različne barve, en kristal je rdeč, drugi zelen), lahko postavite dva dvovatna upora, vsak s polovico upora.

Pridržal se bom, da lahko z uporabo visokoupornega upora (na primer 200 kOhm) vklopite LED brez zaščitne diode. Povratni prebojni tok bo prenizek, da bi povzročil uničenje kristala. Seveda je svetlost zelo nizka, a na primer za osvetlitev stikala v spalnici v temi bo povsem dovolj.

Ker je tok v omrežju izmeničen, se lahko z omejevalnim uporom izognete nepotrebni porabi električne energije za ogrevanje zraka. Njegovo vlogo lahko igra kondenzator, ki prehaja izmenični tok brez segrevanja. Zakaj je tako, je ločeno vprašanje, o katerem bomo razmislili kasneje. Sedaj moramo vedeti, da mora kondenzator prenesti izmenični tok, morata skozenj potekati oba polkroga omrežja. Toda LED prevaja tok le v eno smer. To pomeni, da postavimo navadno diodo (ali drugo LED) nasprotno vzporedno z LED in ta bo preskočila drugi polkrog.

Zdaj pa smo naše vezje izklopili iz omrežja. Na kondenzatorju je ostalo nekaj napetosti (do polne amplitude, če se spomnimo, enake 315 V). Da bi se izognili nenamernemu električnemu udaru, bomo vzporedno s kondenzatorjem priskrbeli razelektritveni upor visoke vrednosti (tako da med normalnim delovanjem skozenj teče majhen tok, ne da bi se segreval), ki bo, ko je odklopljen iz omrežja, razelektril kondenzator v delčku sekunde. In za zaščito pred impulznim polnilnim tokom bomo namestili tudi upor z nizkim uporom. Igral bo tudi vlogo varovalke, ki bo takoj izgorela v primeru nenamerne okvare kondenzatorja (nič ne traja večno in to se tudi zgodi).

Kondenzator mora biti za napetost najmanj 400 voltov ali poseben za tokokroge izmeničnega toka z napetostjo najmanj 250 voltov.

Kaj pa, če želimo narediti LED žarnico iz več LED? Vklopimo vse zaporedno, za vse zadostuje ena kontra dioda.

Dioda mora biti zasnovana za tok, ki ni manjši od toka skozi LED, povratna napetost - ne manjša od vsote napetosti na LED. Še bolje, vzemite sodo število LED diod in jih vklopite eno za drugo.

Na sliki so v vsaki verigi tri LED diode; v resnici jih je lahko več kot ducat.

Kako izračunati kondenzator? Od amplitudne napetosti omrežja 315 V odštejemo vsoto padca napetosti na LED (npr. za tri bele je to približno 12 voltov). Dobimo padec napetosti na kondenzatorju Up=303 V. Kapaciteta v mikrofaradih bo enaka (4,45*I)/Up, kjer je I zahtevani tok skozi LED v miliamperih. V našem primeru bo za 20 mA kapacitivnost (4,45*20)/303 = 89/303 ~= 0,3 µF. Dva kondenzatorja 0,15 µF (150 nF) lahko postavite vzporedno.

Na koncu bodite pozorni na vprašanja, kot sta spajkanje in montaža LED. To so tudi zelo pomembna vprašanja, ki vplivajo na njihovo sposobnost preživetja.

Svetleče diode in mikrovezja se bojijo statike, ne pravilno povezavo in pregrevanja, mora biti spajkanje teh delov čim hitrejše. Uporabite spajkalnik nizke moči s temperaturo konice največ 260 stopinj, spajkanje pa ne sme trajati več kot 3-5 sekund (priporočila proizvajalca). Pri spajkanju bi bilo dobro uporabiti medicinsko pinceto. LED se dvigne s pinceto višje na telo, kar zagotavlja dodatno odvajanje toplote od kristala med spajkanjem.

Noge LED je treba upogniti z majhnim polmerom (da se ne zlomijo). Zaradi zapletenih upogibov morajo noge na dnu ohišja ostati v tovarniškem položaju in morajo biti vzporedne in neobremenjene (sicer se bo kristal utrudil in padel z nog).

Za zaščito naprave pred nenamernim kratkim stikom ali preobremenitvijo namestite varovalke.

Spodaj je opis s spletne strani www.chipdip.ru/video/id000272895


Pri načrtovanju radijske opreme se pogosto pojavlja vprašanje indikacije moči. Doba žarnic za indikacijo je že zdavnaj minila, sodoben in zanesljiv radijski indikacijski element je trenutno LED. Ta članek bo predlagal diagram za priključitev LED na 220 voltov, to je možnost napajanja LED iz gospodinjskega omrežja AC - vtičnice, ki jo najdemo v vsakem udobnem stanovanju.

Eno od pomembnih vprašanj pri delu z LED diodami je njihova povezava z električnim omrežjem in visokonapetostni. Znano je, da LED ni mogoče napajati neposredno iz omrežja 220 V. Kako pravilno sestaviti vezje in zagotoviti moč za rešitev težave?

Električne lastnosti

Za odgovor na zgoraj zastavljeno vprašanje je treba preučiti električne lastnosti LED.

Njegova tokovno-napetostna karakteristika je strma linija. To pomeni, da se tok skozi polprevodnik, ki oddaja, močno poveča, ko se napetost poveča tudi za zelo majhno količino. Povečanje toka vodi do segrevanja LED, zaradi česar lahko preprosto izgori. Ta problem se reši z vključitvijo omejevalnega upora v vezje.

Pri LED majhna vrednost povratno prebojno napetost (približno 20 voltov), ​​zato ga ni mogoče priključiti na 220-voltno AC omrežje. Da preprečite tok v nasprotni smeri, je treba v vezje vključiti diodo ali vklopiti drugo nasproti prve LED. Povezava mora biti vzporedna.

Torej vemo, da mora vsako vezje za priključitev LED na 220-voltno omrežje vsebovati upor in usmernik, sicer bo napajanje nemogoče.

Zakaj je takšna shema potrebna? Najprej za zasnovo indikatorja omrežja. LED lučka je lahko odličen indikator, ki pomaga ugotoviti, ali je električni aparat priključen ali ne. Dodan je vezju stikal in vtičnic, da jih zlahka najdete v temi.

Tak indikator začne svetiti pri napetosti le nekaj voltov. Hkrati pa zaradi nizkega (več milj amperov) toka porabi minimalno količino električne energije.

Kateri upor naj uporabim?

Če želite izbrati optimalno odpornost upora, morate uporabiti Ohmov zakon.

R=(Ugrid-Ul.)/Il.nom.

Recimo, da smo za indikator vzeli rdečo LED z nominalno vrednostjo toka 18 mA in napetostjo naprej 2,0 V.

(311-2)/0,018=17167 Ohm=17 kOhm

Razložimo, od kod izvira številka 311. To je vrh sinusnega vala, po katerem se spreminja napetost v našem omrežju. Ne da bi se spuščali v področje matematike z vsemi njenimi izračuni, lahko preprosto rečemo, da je vršna napetost 220 * √2.

Včasih obstajajo vezja, ki nimajo usmerniške diode. V tem primeru je treba upor večkrat povečati, da zmanjšate tok in zaščitite indikatorsko lučko pred izgorevanjem.

Osnovno vezje indikatorja toka

Kaj je potrebno za izdelavo lastnega preprost indikator, ki se napaja iz omrežja 220 voltov? Tukaj je seznam:

• redna indikatorska LED poljubne barve;
• upor od 100 do 200 kOhm (višji kot je upor, manj bo svetila žarnica);
• dioda z reverzno napetostjo 100 voltov ali več;
• spajkalnik z nizko močjo, da ne pregrejete LED.

Ker je število delov minimalno, se plošča ne uporablja pri montaži. Indikator je povezan vzporedno z električnim aparatom.

Za tiste, ki ne želijo iskati diode, so proizvajalci pripravili že pripravljen dvobarvni indikator v obliki dveh LED diod različnih barv, vgrajenih v eno ohišje. Običajno je rdeče in zelene barve. V tem primeru se število delov vezja dodatno zmanjša.

Obstajajo tudi druge povezovalne sheme, v katerih se upor nadomesti s kondenzatorjem ali se uporabljajo diodni mostovi, tranzistorji itd oblikovne značilnosti niso bili uvedeni, je glavna naloga popraviti tok in ga zmanjšati na varno vrednost.

Za priključitev LED na omrežje 220 V AC vezje uporablja specializirane napajalnike, imenovane LED gonilniki. Njegova glavna tehnični parametri upoštevata se tok in moč. Za pravilno povezavo preko gonilnika je mogoče uporabiti fiksni ali nastavljiv izhodni tok. Če načrtujete led razsvetljavo, bo z regulatorjem veliko bolj priročno. Običajno so ledeni čipi zaporedno povezani z gonilnikom, kar vam omogoča, da dobite skoraj enak tok skozi vsako komponento vezja. Glavna pomanjkljivost takšne verige bo okvara celotnega vezja, če izgori vsaj ena LED. Zasnova gonilnika je lahko različna, od preproste zasnove na osnovi dušilnega kondenzatorja do napredne s skoraj ničelnim koeficientom valovanja.

Načelo delovanja večine obravnavanih shem za priključitev LED na omrežje 220 V je približno enako. Omejujejo tok in odrežejo povratni val AC napetost. Ker se večina LED diod boji visoke povratne napetosti, se v vezjih uporablja blokirna dioda. Slednji je IN4004 - zasnovan je za napetosti nad 300 voltov. Če morate na 220 V priključiti več komponent, ki oddajajo svetlobo, jih povežite zaporedno.

Spodaj obravnavane amaterske radijske zasnove se lahko uporabljajo pri izdelavi domačih barvnih in glasbenih naprav, različnih indikatorjev nivoja signala, gladkega vklopa in izklopa osvetlitve itd.

Primer takšne vključitve je tipičen LED trak luči za napetost 220 voltov. Ima 60 zaporedno povezanih svetlečih polprevodniških LED, ki jih napaja usmernik (tipično). Pomanjkljivost te sheme priključitve na 220 V so močni svetlobni utripi.

V tem diagramu za priključitev LED na 220 V se odvečna napetost prekine s kondenzatorjem, ki je izbran glede na referenčne parametre toka LED. Moč upora od 0,25 W ali več. Kondenzator mora biti vsaj 300 voltov. Vrednost zener diode je treba vzeti nekoliko višje od napajalne napetosti LED, na primer pri 5 voltih, domača zener dioda KS156A je popolna.

Vezje deluje na naslednji način: ko je vklopljeno napajanje 220 V, se kondenzator C1 začne polniti, medtem ko se iz enega pol vala polni neposredno, iz drugega pa preko zener diode. Ko se napetost na kondenzatorju poveča, zener dioda poveča svoj notranji upor in s tem omeji napetost polnjenja kondenzatorja. To vezje se uporablja v primeru napajanja LED z visokim delovnim tokom - od 20 mA ali več.

Tipičen primer takšne zasnove je. Ploščo z LED komponentami je treba namestiti na hladilno telo in v bližini postaviti stabilizator. Če je voznik slabe kakovosti, bo luč utripala s frekvenco približno 100 Hertzov. Tako dolgotrajno pulziranje lahko povzroči nepopravljivo škodo zdravju ljudi ali hišnih ljubljenčkov.

Pri LED-diodah, priključenih na 220-voltno vezje, morate pri ustvarjanju svetilk vedno poskušati zmanjšati raven valovanja zaradi njihove negativen vpliv na človeški vidni sistem. Vse je odvisno od frekvence: nižja kot je, bolj opazno je pulziranje za oko. Pri frekvencah nad 300 Hz so pulzacije popolnoma nevidne in zato varne za oči.

Toda pulzacije pri frekvencah 60-80 Hz in celo 100-150 Hz praktično niso zaznane vizualno, vendar povzročajo večjo utrujenost oči in ob dolgotrajni izpostavljenosti lahko tudi poslabšajo vid.

Spodaj si bomo ogledali diagrame, kako vklopiti LED v 220-voltnem omrežju, da zmanjšamo valovanje. Če želite to narediti, je najlažji način, da vzporedno s svetlobno komponento povežete gladilni kondenzator.

Tabela - Odvisnost toka skozi LED od kapacitivnosti balastnega kondenzatorja.

Takoj, ko se utripajoče LED vezje napaja, se začne kondenzator C2 polniti preko upora in diode D1. Konstantna napetost, ki prihaja iz kondenzatorja, se občasno odpre, zaradi česar LED na kratko zasveti. Frekvenca utripa slednjega je nastavljena s kapacitivnostjo kondenzatorja, svetlost utripov pa z uporom upora.

Upornost R1 je zasnovana tako, da ublaži amplitudo tokovnih sunkov, ki se pojavijo: v trenutku izbire svetlosti sijaja s preklopnim stikalom SA1, v trenutku priključitve na omrežje z izmenično napetostjo 220 V in med polnjenjem kondenzatorjev. Kondenzator C4 se uporablja za zmanjšanje valovanja napetosti po popravljanju izmenične napetosti, s čimer se zmanjša nevarnost poškodb LED diod pri napajanju iz omrežja 220V.

Ker morate kompetentno rešiti dve težavi hkrati:

1. Omejite tok naprej skozi LED, da preprečite izgorevanje.
2. Zaščitite LED pred razpadom zaradi povratnega toka.

Če ignorirate katero koli od teh točk, bo LED takoj prekrita z bakreno posodo.

V najpreprostejšem primeru lahko omejite tok skozi LED z uporom in/ali kondenzatorjem. Z uporabo običajne diode ali druge LED lahko preprečite okvaro zaradi povratne napetosti.

Zato najbolj preprosto vezje Priključitev LED na 220V je sestavljena iz le nekaj elementov:

Zaščitna dioda je lahko skoraj vse, saj njegova povratna napetost ne bo nikoli presegla napetosti naprej na LED, tok pa je omejen z uporom.

Upornost in moč omejevalnega (balastnega) upora je odvisna od delovnega toka LED in se izračuna po Ohmovem zakonu:

R = (U in - U LED) / I

In disipacija moči upora se izračuna na naslednji način:

P = (U in - U LED) 2 / R

kjer je Uin = 220 V,
U LED - prednja (delovna) napetost LED. Običajno leži v območju 1,5-3,5 V. Pri eni ali dveh LED-jih je mogoče zanemariti in v skladu s tem poenostaviti formulo na R = U v / I,
I - LED tok. Za običajne indikatorske LED bo tok 5-20 mA.

Primer izračuna balastnega upora

Recimo, da moramo dobiti povprečni tok skozi LED = 20 mA, zato mora biti upor:

R = 220V/0,020A = 11000 Ohm(vzemite dva upora: 10 + 1 kOhm)

P = (220 V) 2 /11000 = 4,4 W(vzemite z rezervo: 5 W)

Zahtevano vrednost upora lahko vzamete iz spodnje tabele.

Tabela 1. Odvisnost toka LED od upora balastnega upora.

Druge možnosti povezave

V prejšnjih vezjih je bila zaščitna dioda povezana vzporedno, vendar jo je mogoče postaviti takole:

To je drugo vezje za vklop 220-voltnih LED brez gonilnika. V tem vezju bo tok skozi upor 2-krat manjši kot v prvi možnosti. In zato bo sprostil 4-krat manj energije. To je nedvomno plus.

Obstaja pa tudi minus: polna (amplitudna) omrežna napetost se nanaša na zaščitno diodo, zato katera koli dioda tukaj ne bo delovala. Moral boš najti nekaj z obratno napetostjo 400 V ali več. Toda dandanes to sploh ni problem. Vseprisotna 1000-voltna dioda, 1N4007 (KD258), je na primer popolna.

Kljub pogostemu napačnemu prepričanju bo LED med negativnimi pol-cikli omrežne napetosti še vedno v stanju električne okvare. Toda zaradi dejstva, da je upor reverzno prednastavljenega p-n spoja zaščitne diode zelo visok, prekinitveni tok ne bo zadostoval za poškodbo LED.

Pozor! Vsa najenostavnejša vezja za priklop 220 voltnih LED diod imajo direktno galvansko povezavo z omrežjem, zato je dotikanje KAKRŠNEKOLI točke vezja IZJEMNO NEVARNO!

Če želite zmanjšati vrednost toka na dotik, morate upor razpoloviti na dva dela, tako da se izkaže, kot je prikazano na slikah:

Zahvaljujoč tej rešitvi, tudi če sta faza in ničla obrnjeni, tok skozi osebo do "zemlje" (če se je po nesreči dotakne) ne more preseči 220/12000 = 0,018A. In to ni več tako nevarno.

Kaj pa pulzacije?

V obeh shemah bo LED svetila le med pozitivnim polciklom omrežne napetosti. To pomeni, da bo utripal s frekvenco 50 Hz ali 50-krat na sekundo, obseg pulziranja pa bo enak 100 % (10 ms vklopljeno, 10 ms izklopljeno in tako naprej). To bo opazno na oko.

Poleg tega, ko utripajoče LED diode osvetljujejo premikajoče se predmete, na primer lopatice ventilatorja, kolesa kolesa itd., se neizogibno pojavi stroboskopski učinek. V nekaterih primerih ta učinek lahko nesprejemljivo ali celo nevarno. Na primer, ko delate na stroju, se morda zdi, da je rezalnik negiben, v resnici pa se vrti z vrtoglavo hitrostjo in samo čaka, da vanj vtaknete svoje prste.

Da bi bilo valovanje manj opazno, lahko podvojite preklopno frekvenco LED z uporabo polnovolovnega usmernika (diodni most):

Upoštevajte, da smo v primerjavi z vezjem št. 2 z enako vrednostjo upora prejeli dvakrat večji povprečni tok. In s tem štirikratno disipacijo moči uporov.

Za diodni most ni posebnih zahtev, glavna stvar je, da lahko diode, ki ga sestavljajo, prenesejo polovico delovnega toka LED. Povratna napetost na vsaki od diod bo popolnoma zanemarljiva.

Druga možnost je organizirati vzporedno preklapljanje dveh LED. Potem bo eden od njih zgorel med pozitivnim polvalom, drugi pa med negativnim polvalom.

Trik je v tem, da bo s to povezavo največja povratna napetost na vsaki od LED diod enaka prednji napetosti druge LED (največ nekaj voltov), ​​tako da bo vsaka od LED diod zanesljivo zaščitena pred okvarami.

Svetleče diode morajo biti nameščene čim bližje drug drugemu. Idealno bi bilo najti dual LED, kjer sta oba kristala nameščena v istem ohišju in ima vsak svoje priključke (čeprav jih še nisem videl).

Na splošno pri LED diodah, ki opravljajo indikatorsko funkcijo, količina valovanja ni zelo pomembna. Zanje je najpomembnejša čim bolj opazna razlika med stanjem vklopa in izklopa (indikacija vklopa/izklopa, predvajanje/snemanje, polnjenje/praznjenje, normalno/zasilno itd.)

Toda pri ustvarjanju svetilk morate vedno poskušati zmanjšati pulzacije na minimum. Pa ne toliko zaradi nevarnosti stroboskopskega učinka, temveč zaradi njihove škodljiv vpliv na telesu.

Katere pulzacije veljajo za sprejemljive?

Vse je odvisno od frekvence: nižja kot je, bolj opazne so pulzacije. Pri frekvencah nad 300 Hz postanejo valovi popolnoma nevidni in sploh niso normalizirani, kar pomeni, da se celo 100% šteje za normalno.

Kljub dejstvu, da svetlobnih utripov pri frekvencah 60-80 Hz in več vizualno ne zaznamo, lahko povzročijo povečano utrujenost oči, splošno utrujenost, tesnobo, zmanjšano vidno zmogljivost in celo glavobole.

Da bi preprečili zgornje posledice, mednarodni standard IEEE 1789-2015 priporoča najvišjo stopnjo valovanja svetlosti za frekvenco 100 Hz - 8% (zajamčena varna raven - 3%). Za frekvenco 50 Hz bo to 1,25 % oziroma 0,5 %. Ampak to je za perfekcioniste.

Pravzaprav je dovolj, da utripanja svetlosti LED ne bodo več vsaj nekoliko moteča, le da ne presežejo 15-20%. Točno tolikšna je stopnja utripanja žarnic z žarilno nitko srednje moči, pa se nad njimi še nihče ni pritoževal. In naš ruski SNiP 23-05-95 dovoljuje utripanje svetlobe 20% (in le za posebej skrbno in odgovorno delo se zahteva poveča na 10%).

V skladu z GOST 33393-2015 "Zgradbe in objekti. Metode za merjenje pulzacijskega koeficienta osvetlitve" Za oceno velikosti pulzacij je uveden poseben indikator - koeficient pulziranja (Kp).

Coeff. pulzacije se običajno izračunajo s kompleksno formulo z uporabo integralne funkcije, vendar je za harmonična nihanja formula poenostavljena na naslednje:

K p = (E max - E min) / (E max + E min) ⋅ 100%,

kjer je E max - največja vrednost osvetlitev (amplituda), E min pa minimalna.

To formulo bomo uporabili za izračun kapacitivnosti gladilnega kondenzatorja.

Z uporabo lahko zelo natančno določite pulzacije katerega koli vira svetlobe sončna celica in osciloskop:

Kako zmanjšati valovanje?

Poglejmo, kako priključiti LED na 220-voltno omrežje, da zmanjšamo valovanje. Če želite to narediti, je najlažji način, da spajkate shranjevalni (gladilni) kondenzator vzporedno z LED:

Zaradi nelinearne upornosti LED diod je izračun kapacitivnosti tega kondenzatorja precej netrivialna naloga.

Vendar pa je to nalogo mogoče poenostaviti z nekaj predpostavkami. Najprej si predstavljajte LED kot enakovreden fiksni upor:

In drugič, pretvarjajte se, da je svetlost LED (in posledično osvetlitev) linearno odvisna od toka.

Izračun kapacitivnosti gladilnega kondenzatorja

Recimo, da želimo dobiti koeficient. valovanje 2,5 % pri toku skozi LED 20 mA. In naj nam bo na voljo LED, na katerem pri toku 20 mA pade 2 V, kot običajno, 50 Hz.

Ker smo se odločili, da je svetlost linearno odvisna od toka skozi LED, in smo LED samo predstavili kot preprost upor, lahko osvetlitev v formuli za izračun koeficienta valovanja enostavno nadomestimo z napetostjo na kondenzatorju:

K p = (U max - U min) / (U max + U min) ⋅ 100 %

Nadomestimo izvirne podatke in izračunamo U min:

2,5 % = (2V - U min) / (2V + U min) ⋅ 100% => Umin = 1,9 V

Obdobje nihanja napetosti v omrežju je 0,02 s (1/50).

Tako bo oscilogram napetosti na kondenzatorju (in torej na naši poenostavljeni LED) videti nekako takole:

Spomnimo se trigonometrije in izračunamo čas polnjenja kondenzatorja (zaradi poenostavitve ne bomo upoštevali upora balastnega upora):

t naboj = arccos(U min /U max) / 2πf = arccos(1,9/2) / (2 ⋅ 3.1415⋅ 50) = 0,0010108 s

Preostanek obdobja bo Conder odpuščen. Poleg tega je treba obdobje v tem primeru prepoloviti, saj Uporabljamo polnovalni usmernik:

t praznjenje = T - t polnjenje = 0,02/2 - 0,0010108 = 0,008989 s

Ostaja še izračun zmogljivosti:

C=I LED ⋅ dt/dU = 0,02 ⋅ 0,008989/(2-1,9) = 0,0018 F (ali 1800 µF)

V praksi je malo verjetno, da bo kdo namestil tako velik kondenzator zaradi ene majhne LED. Čeprav je cilj doseči 10-odstotno valovanje, je potrebnih le 440 uF.

Povečamo učinkovitost

Ste opazili, koliko moči se sprosti skozi dušilni upor? Moč, ki je izgubljena. Ali ga je mogoče nekako zmanjšati?

Izkazalo se je, da je še vedno mogoče! Dovolj je, da namesto aktivnega upora (upora) vzamemo reaktivni upor (kondenzator ali induktor).

Verjetno bomo zaradi njegove zajetnosti takoj spustili plin in možne težave s samoinduciranim emf. In lahko razmišljate o kondenzatorjih.

Kot je znano, ima kondenzator katere koli zmogljivosti neskončen upor enosmerni tok. Toda odpor izmenični tok izračunano po tej formuli:

R c = 1 / 2πfC

torej večja je zmogljivost C in višja je trenutna frekvenca f- manjši je upor.

Lepota je v tem, da je v reaktanci moč tudi reaktivna, torej neresnična. Zdi se, da je tam, a kot da ga ni. Pravzaprav ta moč ne opravlja nobenega dela, ampak se preprosto vrne nazaj v vir energije (vtičnico). Gospodinjski števci se ne upošteva, zato vam ga ne bo treba plačati. Da, ustvarja dodatno obremenitev omrežja, vendar vas kot končnega potrošnika to verjetno ne bo zelo motilo =)

Tako ima naše LED napajalno vezje za 220 V naslednjo obliko:

Ampak! V tej obliki je bolje, da ga ne uporabljate, saj je v tem vezju LED občutljiva na impulzni hrup.

Vklop ali izklop močnega induktivnega bremena, ki je na isti liniji kot vi (motor klimatske naprave, kompresor hladilnika, varilnik itd.) vodi do pojava zelo kratkih napetostnih sunkov v omrežju. Kondenzator C1 za njih predstavlja skoraj ničelni upor, zato bo močan impulz šel naravnost v C2 in VD5.

Še en nevaren trenutek se pojavi, če je vezje vklopljeno v trenutku napetostnega antinoda v omrežju (to je v trenutku, ko je napetost v vtičnici na najvišji vrednosti). Ker C1 je v tem trenutku popolnoma izpraznjen, potem je prevelik tokovni val skozi LED.

Vse to sčasoma vodi do progresivne degradacije kristala in zmanjšanja svetlosti sijaja.

Da bi se izognili tako žalostnim posledicam, je treba vezje dopolniti z majhnim dušilnim uporom 47-100 Ohmov in močjo 1 W. Poleg tega bo upor R1 deloval kot varovalka v primeru okvare kondenzatorja C1.

Izkazalo se je, da mora biti vezje za priključitev LED na 220-voltno omrežje takšno:

In ostal je še en majhen odtenek: če to vezje odklopite iz vtičnice, bo nekaj naboja ostalo na kondenzatorju C1. Preostala napetost bo odvisna od trenutka prekinitve napajalnega tokokroga in v nekaterih primerih lahko preseže 300 voltov.

In ker se kondenzator nima kje izprazniti, razen prek svojega notranjega upora, se lahko naboj obdrži zelo dolgo (dan ali več). In ves ta čas bo na vas ali vašega otroka čakal Conder, skozi katerega se lahko pravilno izprazni. Poleg tega, da bi prejeli električni udar, vam ni treba iti v globino tokokroga; samo dotaknite se obeh kontaktov vtiča.

Da se kondenzator znebi nepotrebnega naboja, vzporedno z njim povežemo kateri koli upor z visokim uporom (na primer 1 MOhm). Ta upor ne bo vplival na način delovanja vezja. Sploh se ne bo ogrelo.

Tako bo dokončan diagram za priključitev LED na omrežje 220 V (ob upoštevanju vseh odtenkov in sprememb) videti takole:

Vrednost kapacitivnosti kondenzatorja C1 za pridobitev potrebnega toka skozi LED lahko takoj vzamete ali pa jo izračunate sami.

Izračun dušilnega kondenzatorja za LED

Ne bom dajal dolgočasnih matematičnih izračunov, takoj vam bom dal pripravljeno formulo za zmogljivost (v Faradih):

C = I / (2πf√(U 2 vhod - U 2 LED))[F],

kjer je I tok skozi LED, f je trenutna frekvenca (50 Hz), U in je efektivna vrednost omrežne napetosti (220V), U LED je napetost na LED.

Če se izračun izvede za majhno število zaporedno povezanih LED, potem je izraz √(U 2 vhod - U 2 LED) približno enak U vhodu, zato lahko formulo poenostavimo:

C ≈ 3183 ⋅ I LED / U in[µF]

in ker delamo izračune za Uin = 220 voltov, potem:

C ≈ 15⋅I LED[µF]

Tako bo pri vklopu LED pri napetosti 220 V za vsakih 100 mA toka potrebna približno 1,5 μF (1500 nF) kapacitivnosti.

Za tiste, ki niste vešči matematike, lahko vnaprej izračunane vrednosti vzamete iz spodnje tabele.

Tabela 2. Odvisnost toka skozi LED od kapacitivnosti balastnega kondenzatorja.

Malo o samih kondenzatorjih

Kot dušilne kondenzatorje je priporočljivo uporabljati protišumne kondenzatorje razreda Y1, Y2, X1 ali X2 za napetost najmanj 250 V. Imajo pravokotno ohišje s številnimi oznakami certifikatov. Izgledajo takole:

V kratkem:

• X1- uporablja se v industrijske naprave, priključen na trifazno omrežje. Zagotovljeno je, da ti kondenzatorji prenesejo napetostni sunek 4 kV;
• X2- najpogostejši. Uporablja se v gospodinjskih aparatih z nazivno omrežno napetostjo do 250 V, vzdrži prenapetost do 2,5 kV;
• Y1- delujejo pri nazivni omrežni napetosti do 250 V in prenesejo impulzno napetost do 8 kV;
• Y2- dokaj pogost tip, se lahko uporablja pri omrežnih napetostih do 250 V in lahko prenese impulze 5 kV.

Dovoljeno je uporabljati domače filmske kondenzatorje K73-17 pri 400 V (ali še bolje, pri 630 V).

Danes se kitajske "čokoladne ploščice" (CL21) pogosto uporabljajo, vendar zaradi njihove izjemno nizke zanesljivosti toplo priporočam, da se uprete skušnjavi, da bi jih uporabili v svojih vezjih. Še posebej kot balastni kondenzatorji.

Pozor! Polarni kondenzatorji se nikoli ne smejo uporabljati kot balastni kondenzatorji!

Torej, pogledali smo, kako priključiti LED na 220 V (vezja in njihovi izračuni). Vsi primeri, navedeni v tem članku, so zelo primerni za eno ali več LED z nizko porabo energije, vendar so popolnoma neprimerni za svetilke z visoko močjo, na primer svetilke ali reflektorje - zanje je bolje uporabiti tako imenovane gonilnike.