คริสตจักรออร์โธด็อกซ์ไม่ใช่คริสตจักรออร์โธดอกซ์ที่เป็นเพียงโลกล้วนๆ...
ดูเหมือนว่าทุกอย่างจะง่าย: เราใส่ตัวต้านทานแบบอนุกรมก็แค่นั้นแหละ แต่คุณต้องจำคุณลักษณะที่สำคัญอย่างหนึ่งของ LED: แรงดันย้อนกลับสูงสุดที่อนุญาต สำหรับ LED ส่วนใหญ่จะอยู่ที่ประมาณ 20 โวลต์ และเมื่อคุณเชื่อมต่อกับเครือข่ายที่มีขั้วย้อนกลับ (กระแสสลับครึ่งรอบไปในทิศทางเดียวและครึ่งหลังไปในทิศทางตรงกันข้าม) แรงดันแอมพลิจูดเต็มของเครือข่ายจะถูกนำไปใช้กับมัน - 315 โวลต์ ! ตัวเลขนี้มาจากไหน? 220 V คือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานจริง ในขณะที่แอมพลิจูดคือ (รากของ 2) = มากกว่า 1.41 เท่า
ดังนั้นเพื่อประหยัด LED คุณต้องวางไดโอดเป็นอนุกรมซึ่งจะไม่ยอมให้แรงดันย้อนกลับผ่านเข้าไปได้
หรือใส่ไฟ LED สองดวงติดกัน
ตัวเลือกแหล่งจ่ายไฟจากเครือข่ายที่มีตัวต้านทานดับนั้นไม่เหมาะสมที่สุด: กำลังสำคัญจะถูกปล่อยออกมาผ่านตัวต้านทาน แน่นอนถ้าเราใช้ตัวต้านทาน 24 kOhm (กระแสสูงสุด 13 mA) พลังงานที่กระจายไปทั่วนั้นจะอยู่ที่ประมาณ 3 W คุณสามารถลดลงครึ่งหนึ่งได้โดยเชื่อมต่อไดโอดแบบอนุกรม (จากนั้นความร้อนจะถูกปล่อยออกมาในช่วงครึ่งรอบเดียวเท่านั้น) ไดโอดจะต้องมีแรงดันย้อนกลับอย่างน้อย 400 V เมื่อคุณเปิดไฟ LED ตัวนับสองตัว (มักจะมีคริสตัลสองตัวในตัวเรือนเดียวโดยปกติแล้ว สีที่ต่างกันคริสตัลอันหนึ่งเป็นสีแดง อีกอันเป็นสีเขียว) คุณสามารถใส่ตัวต้านทานขนาด 2 วัตต์สองตัว โดยแต่ละตัวมีความต้านทานครึ่งหนึ่ง
ฉันจะจองว่าด้วยการใช้ตัวต้านทานความต้านทานสูง (เช่น 200 kOhm) คุณสามารถเปิด LED ได้โดยไม่ต้องมีไดโอดป้องกัน กระแสพังทลายแบบย้อนกลับจะต่ำเกินไปที่จะทำให้คริสตัลถูกทำลาย แน่นอนว่าความสว่างต่ำมาก แต่ยกตัวอย่างการส่องสว่างสวิตช์ในห้องนอนในที่มืดก็เพียงพอแล้ว
เนื่องจากกระแสไฟฟ้าในเครือข่ายสลับกัน คุณจึงสามารถหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองไฟฟ้าโดยไม่จำเป็นในการทำความร้อนอากาศด้วยตัวต้านทานแบบจำกัดได้ บทบาทของมันสามารถเล่นได้โดยตัวเก็บประจุที่ส่งผ่านกระแสสลับโดยไม่ทำให้ร้อนขึ้น เหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น เป็นคำถามแยกต่างหาก เราจะพิจารณาในภายหลัง ตอนนี้เราต้องรู้ว่าเพื่อให้ตัวเก็บประจุผ่านกระแสสลับได้ ครึ่งรอบของเครือข่ายจะต้องผ่านมันไป แต่ LED นำกระแสไฟฟ้าไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าเราวางไดโอดปกติ (หรือ LED ตัวที่สอง) ทวนขนานกับ LED และมันจะข้ามครึ่งรอบหลัง
แต่ตอนนี้เราได้ตัดการเชื่อมต่อวงจรของเราจากเครือข่ายแล้ว มีแรงดันไฟฟ้าเหลืออยู่ที่ตัวเก็บประจุ (หากเราจำได้จนถึงแอมพลิจูดเต็มจะเท่ากับ 315 V) เพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าช็อตโดยไม่ตั้งใจ เราจะจัดเตรียมตัวต้านทานดิสชาร์จมูลค่าสูงขนานกับตัวเก็บประจุ (เพื่อให้กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กไหลผ่านตัวเก็บประจุในระหว่างการทำงานปกติโดยไม่ทำให้ร้อนขึ้น) ซึ่งเมื่อตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย จะคายประจุ ตัวเก็บประจุภายในเสี้ยววินาที และเพื่อป้องกันกระแสการชาร์จแบบพัลส์ เราจะติดตั้งตัวต้านทานความต้านทานต่ำด้วย มันจะเล่นบทบาทของฟิวส์ซึ่งจะไหม้ทันทีในกรณีที่ตัวเก็บประจุพังโดยไม่ตั้งใจ (ไม่มีอะไรคงอยู่ตลอดไปและสิ่งนี้ก็เกิดขึ้นเช่นกัน)
ตัวเก็บประจุต้องมีแรงดันไฟฟ้าไม่ต่ำกว่า 400 โวลต์ หรือพิเศษสำหรับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันไฟฟ้าไม่ต่ำกว่า 250 โวลต์
ถ้าเราต้องการสร้างหลอดไฟ LED จาก LED หลายดวงล่ะ? เราเปิดพวกมันทั้งหมดเป็นอนุกรม เคาน์เตอร์ไดโอดตัวเดียวก็เพียงพอแล้วสำหรับพวกมันทั้งหมด
ไดโอดต้องได้รับการออกแบบสำหรับกระแสไม่น้อยกว่ากระแสที่ไหลผ่าน LED, แรงดันย้อนกลับ - ไม่น้อยกว่าผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อม LED ยังดีกว่า ให้ใช้ไฟ LED จำนวนคู่แล้วเปิดติดกัน
ในรูปแต่ละห่วงโซ่มีไฟ LED สามดวง จริงๆ แล้วอาจมีมากกว่าหนึ่งโหล
วิธีการคำนวณตัวเก็บประจุ? จากแรงดันแอมพลิจูดของเครือข่าย 315V เราจะลบผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อม LED (ตัวอย่างเช่นสำหรับสีขาวสามอันจะมีค่าประมาณ 12 โวลต์) เราได้แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเก็บประจุ Up=303 V ความจุในไมโครฟารัดจะเท่ากับ (4.45*I)/Up โดยที่ I คือกระแสที่ต้องการผ่าน LED ในหน่วยมิลลิแอมป์ ในกรณีของเรา สำหรับ 20 mA ความจุไฟฟ้าจะเป็น (4.45*20)/303 = 89/303 ~= 0.3 µF คุณสามารถวางตัวเก็บประจุ 0.15 µF (150 nF) สองตัวขนานกันได้
โดยสรุป คุณควรใส่ใจกับปัญหาต่างๆ เช่น การบัดกรีและการติดตั้ง LED สิ่งเหล่านี้เป็นประเด็นที่สำคัญมากที่ส่งผลต่อความมีชีวิตของพวกเขา
LED และไมโครวงจรไม่กลัวไฟฟ้าสถิตเลย การเชื่อมต่อที่ถูกต้องและความร้อนสูงเกินไป การบัดกรีชิ้นส่วนเหล่านี้ควรดำเนินการให้เร็วที่สุด คุณควรใช้หัวแร้งกำลังต่ำที่มีอุณหภูมิปลายไม่เกิน 260 องศา และการบัดกรีควรใช้เวลาไม่เกิน 3-5 วินาที (คำแนะนำของผู้ผลิต) เป็นความคิดที่ดีที่จะใช้แหนบทางการแพทย์ในการบัดกรี LED จะถูกยึดด้วยแหนบที่อยู่สูงกว่าตัวเครื่อง ซึ่งช่วยระบายความร้อนออกจากคริสตัลเพิ่มเติมในระหว่างการบัดกรี
ขา LED ควรงอโดยมีรัศมีเล็ก ๆ (เพื่อไม่ให้แตกหัก) จากการโค้งงอที่ซับซ้อน ขาที่ฐานของเคสจะต้องคงอยู่ในตำแหน่งโรงงาน และต้องขนานกันและไม่รับแรง (ไม่เช่นนั้นคริสตัลจะเหนื่อยและหลุดออกจากขา)
เพื่อปกป้องอุปกรณ์ของคุณจากการลัดวงจรหรือการโอเวอร์โหลดโดยไม่ได้ตั้งใจ คุณควรติดตั้งฟิวส์
ด้านล่างนี้เป็นคำอธิบายจากเว็บไซต์ www.chipdip.ru/video/id000272895
เมื่อออกแบบอุปกรณ์วิทยุ มักมีคำถามเกี่ยวกับการแสดงกำลังไฟ ยุคของหลอดไส้สำหรับการบ่งชี้ได้ผ่านไปนานแล้ว องค์ประกอบบ่งชี้ทางวิทยุที่ทันสมัยและเชื่อถือได้ในขณะนี้คือ LED บทความนี้จะเสนอแผนภาพสำหรับการเชื่อมต่อ LED กับ 220 โวลต์นั่นคือความเป็นไปได้ในการจ่ายไฟ LED จากเครือข่าย AC ในครัวเรือนซึ่งเป็นเต้ารับที่พบในอพาร์ทเมนต์ที่สะดวกสบายใด ๆ จะได้รับการพิจารณา
คำอธิบายการทำงานของวงจรเชื่อมต่อ LED กับแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์
แผนภาพการเชื่อมต่อสำหรับ LED ถึง 220 โวลต์นั้นไม่ซับซ้อนและหลักการทำงานก็ง่ายเช่นกัน อัลกอริธึมมีดังนี้ เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าตัวเก็บประจุ C1 จะเริ่มชาร์จในขณะที่ด้านหนึ่งชาร์จโดยตรงและอีกด้านหนึ่งผ่านซีเนอร์ไดโอด ซีเนอร์ไดโอดจะต้องตรงกับแรงดันไฟฟ้าของ LED เมื่อแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้น ซีเนอร์ไดโอดจะเพิ่มความต้านทาน โดยจำกัดแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จสำหรับตัวเก็บประจุไว้ที่แรงดันไฟฟ้าที่ทำให้การทำงานคงที่ ซึ่งจริงๆ แล้วเป็นแรงดันไฟฟ้าเดียวกันกับที่จ่ายไฟให้กับ LED ไม่สามารถชาร์จตัวเก็บประจุสูงกว่าแรงดันไฟฟ้านี้ได้เนื่องจากซีเนอร์ไดโอด "ปิด" และในสาขาที่สองเรามีความต้านทานขนาดใหญ่ในรูปแบบของสายโซ่ของ LED และตัวต้านทาน R1 ในระหว่างครึ่งรอบนี้ LED จะไม่สว่าง นอกจากนี้ยังควรกล่าวถึงด้วยว่าซีเนอร์ไดโอดป้องกัน LED จากกระแสย้อนกลับ ซึ่งอาจทำให้ LED เสียหายได้
ที่นี่การเปลี่ยนแปลงครึ่งคลื่นของเราและขั้วที่อินพุตของวงจรของเราเปลี่ยนไป ในกรณีนี้ ตัวเก็บประจุจะเริ่มคายประจุและเปลี่ยนขั้วการชาร์จ หากทุกอย่างชัดเจนด้วยการเชื่อมต่อโดยตรงกระแสจากขาที่สองของตัวเก็บประจุที่ไหลเข้าสู่วงจรตอนนี้ผ่านสายโซ่ของตัวต้านทานและ LED และในขณะนี้ LED ก็เริ่มเรืองแสง ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จตัวเก็บประจุนั้นสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของ LED โดยประมาณนั่นคือ LED ของเราจะไม่ไหม้
กำลังของตัวต้านทานอาจน้อยที่สุด 0.25 W ค่อนข้างเหมาะสม (พิกัดในแผนภาพเป็นโอห์ม)
จะดีกว่าถ้าเลือกตัวเก็บประจุ (ความจุที่ระบุในไมโครฟารัด) โดยมีการสำรองนั่นคือด้วยแรงดันไฟฟ้า 300 โวลต์
LED สามารถเป็นอะไรก็ได้เช่นโดยมีแรงดันไฟฟ้าเรืองแสงตั้งแต่ 2 โวลต์ AL307 BM หรือ AL 307B และสูงถึง 5.5 โวลต์ - นี่คือ KL101A หรือ KL101B
ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วซีเนอร์ไดโอดจะต้องสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของ LED ดังนั้นสำหรับ 2 โวลต์คือ KS130D1 หรือ KS133A (แรงดันไฟฟ้าเสถียรภาพ 3 และ 3.3 โวลต์ตามลำดับ) และสำหรับ 5.5 โวลต์ KS156A หรือ KS156G
ปัญหาสำคัญประการหนึ่งเมื่อทำงานกับ LED คือการเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลักและ ไฟฟ้าแรงสูง- เป็นที่ทราบกันว่า LED ไม่สามารถจ่ายไฟจากเครือข่าย 220 V ได้โดยตรง จะประกอบวงจรให้เหมาะสมและจ่ายไฟเพื่อแก้ไขปัญหาได้อย่างไร?
คุณสมบัติทางไฟฟ้า
เพื่อตอบคำถามข้างต้น จำเป็นต้องศึกษาคุณสมบัติทางไฟฟ้าของ LED
ลักษณะแรงดันไฟฟ้าของมันคือเส้นที่สูงชัน ซึ่งหมายความว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นแม้ในปริมาณที่น้อยมาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเซมิคอนดักเตอร์ที่เปล่งแสงจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว กระแสที่เพิ่มขึ้นนำไปสู่การทำความร้อนของ LED ซึ่งส่งผลให้ไฟ LED ไหม้ได้ง่าย ปัญหานี้แก้ไขได้โดยการใส่ตัวต้านทานจำกัดเข้าไปในวงจร
ที่แอลอีดี ค่าเล็กน้อยแรงดันพังทลายแบบย้อนกลับ (ประมาณ 20 โวลต์) ดังนั้นจึงไม่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์ได้ เพื่อป้องกันกระแสไหลไปในทิศทางตรงกันข้าม จำเป็นต้องรวมไดโอดไว้ในวงจร หรือเปิดอันที่สองตรงข้ามกับ LED ตัวแรก การเชื่อมต่อจะต้องขนานกัน
ดังนั้นเราจึงรู้ว่าวงจรใด ๆ สำหรับเชื่อมต่อ LED เข้ากับเครือข่าย 220 โวลต์จะต้องมีตัวต้านทานและวงจรเรียงกระแสมิฉะนั้นจะไม่สามารถใช้พลังงานได้
เหตุใดจึงจำเป็นต้องมีโครงการดังกล่าว? ประการแรก สำหรับการออกแบบตัวบ่งชี้เครือข่าย ไฟ LED อาจเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีเยี่ยมในการช่วยตรวจสอบว่าเสียบปลั๊กเครื่องใช้ไฟฟ้าอยู่หรือไม่ มันถูกเพิ่มเข้าไปในวงจรของสวิตช์และเต้ารับเพื่อให้ค้นหาได้ง่ายในที่มืด
ตัวบ่งชี้ดังกล่าวเริ่มเรืองแสงที่แรงดันไฟฟ้าเพียงไม่กี่โวลต์ ในขณะเดียวกัน ก็ใช้พลังงานไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยเนื่องจากกระแสไฟต่ำ (หลายแอมแปร์)
ฉันควรใช้ตัวต้านทานตัวใด
ในการเลือกความต้านทานของตัวต้านทานที่เหมาะสมที่สุด คุณต้องใช้กฎของโอห์ม
R=(Ugrid-Ul.)/Il.nom.
สมมติว่าเราใช้ LED สีแดงเป็นตัวบ่งชี้โดยมีค่ากระแสไฟระบุ 18 mA และแรงดันไปข้างหน้า 2.0 โวลต์
(311-2)/0.018=17167 โอห์ม=17 โอห์ม
เรามาอธิบายว่าหมายเลข 311 มาจากไหน นี่คือจุดสูงสุดของคลื่นไซน์ซึ่งแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายของเราเปลี่ยนแปลงไป โดยไม่ต้องเข้าสู่ขอบเขตของคณิตศาสตร์ด้วยการคำนวณทั้งหมด เราสามารถพูดได้ว่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดคือ 220 * √2
บางครั้งก็มีวงจรที่ไม่มีไดโอดเรียงกระแส ในกรณีนี้ต้องเพิ่มความต้านทานหลายครั้งเพื่อลดกระแสและป้องกันไฟแสดงสถานะไม่ให้ไหม้
วงจรเบื้องต้นของตัวบ่งชี้กระแส
สิ่งที่จำเป็นในการทำด้วยตัวเอง ตัวบ่งชี้ง่ายๆซึ่งใช้พลังงานจากเครือข่าย 220 โวลต์? นี่คือรายการ:
- ไฟ LED แสดงสถานะปกติของสีใดก็ได้ที่คุณต้องการ
- ตัวต้านทานตั้งแต่ 100 ถึง 200 kOhm (ยิ่งความต้านทานสูงหลอดไฟก็จะยิ่งสว่างน้อยลง)
- ไดโอดที่มีแรงดันย้อนกลับ 100 โวลต์ขึ้นไป
- หัวแร้งพลังงานต่ำเพื่อไม่ให้ LED ร้อนเกินไป
เนื่องจากจำนวนชิ้นส่วนมีน้อย จึงไม่ได้ใช้บอร์ดในการติดตั้ง ไฟแสดงสถานะเชื่อมต่อแบบขนานกับเครื่องใช้ไฟฟ้า
สำหรับผู้ที่ไม่ต้องการวิ่งไปรอบๆ เพื่อหาไดโอด ผู้ผลิตได้คิดค้นตัวบ่งชี้สองสีสำเร็จรูปในรูปแบบของไฟ LED สองดวงที่มีสีต่างกันในตัวเครื่องเดียว มักจะเป็นสีแดงและ สีเขียว- ในกรณีนี้จำนวนชิ้นส่วนวงจรจะลดลงอีก
มีแผนการเชื่อมต่ออื่น ๆ ที่แทนที่ตัวต้านทานด้วยตัวเก็บประจุหรือสะพานไดโอด ทรานซิสเตอร์ ฯลฯ แต่ไม่ว่าอย่างไรก็ตาม คุณสมบัติการออกแบบไม่ได้ถูกนำมาใช้งานหลักคือแก้ไขกระแสและลดค่าให้เป็นค่าที่ปลอดภัย
ในการเชื่อมต่อ LED เข้ากับเครือข่าย AC 220V วงจรจะใช้แหล่งจ่ายไฟพิเศษที่เรียกว่า ไดรเวอร์ LED- หลักของมัน พารามิเตอร์ทางเทคนิคพิจารณากระแสและกำลัง สำหรับการเชื่อมต่อที่ถูกต้องผ่านไดรเวอร์ สามารถใช้กระแสเอาต์พุตแบบคงที่หรือแบบปรับได้ หากคุณกำลังออกแบบไฟส่องสว่างแบบ Ice ตัวควบคุมจะสะดวกกว่ามาก โดยทั่วไปแล้ว ชิปน้ำแข็งจะเชื่อมต่อกับไดรเวอร์แบบอนุกรม ซึ่งช่วยให้คุณได้รับกระแสเกือบเท่ากันผ่านแต่ละส่วนประกอบของวงจร ข้อเสียเปรียบหลักของโซ่ดังกล่าวคือความล้มเหลวของวงจรทั้งหมดหาก LED อย่างน้อยหนึ่งตัวดับ การออกแบบไดรเวอร์อาจแตกต่างกัน ตั้งแต่การออกแบบที่เรียบง่ายที่ใช้ตัวเก็บประจุดับไปจนถึงการออกแบบขั้นสูงที่มีค่าสัมประสิทธิ์การกระเพื่อมเกือบเป็นศูนย์
หลักการทำงานของโครงร่างที่พิจารณาส่วนใหญ่สำหรับการเชื่อมต่อ LED กับเครือข่าย 220V นั้นใกล้เคียงกัน พวกมันจำกัดกระแสและตัดคลื่นย้อนกลับ แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ- เนื่องจากไฟ LED ส่วนใหญ่กลัวแรงดันย้อนกลับสูง จึงมีการใช้ไดโอดบล็อคในวงจร อย่างหลังคือ IN4004 - ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 300 โวลต์ หากคุณต้องการเชื่อมต่อส่วนประกอบเปล่งแสงจำนวนมากเข้ากับไฟ 220V คุณควรเชื่อมต่อส่วนประกอบเหล่านั้นแบบอนุกรม
การออกแบบวิทยุสมัครเล่นที่กล่าวถึงด้านล่างสามารถใช้ในการผลิตอุปกรณ์สีและอุปกรณ์ดนตรีแบบโฮมเมด การแสดงระดับสัญญาณต่างๆ การเปิดและปิดไฟที่ราบรื่น ฯลฯ
ตัวอย่างของการรวมดังกล่าวเป็นเรื่องปกติ ไฟ LED แถบสำหรับแรงดันไฟ 220 โวลต์ มีไฟ LED เซมิคอนดักเตอร์เปล่งแสง 60 ดวงเชื่อมต่อแบบอนุกรม ซึ่งใช้พลังงานจากวงจรเรียงกระแส (ทั่วไป) ข้อเสียของรูปแบบการเชื่อมต่อกับ 220V คือการเต้นของแสงที่แรง
ในแผนภาพนี้สำหรับการเชื่อมต่อ LED กับ 220V แรงดันไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกตัดออกโดยใช้ตัวเก็บประจุซึ่งเลือกตามพารามิเตอร์อ้างอิงของกระแสไฟ LED กำลังของตัวต้านทานตั้งแต่ 0.25 W ขึ้นไป ตัวเก็บประจุจะต้องมีอย่างน้อย 300 โวลต์ ค่าของซีเนอร์ไดโอดควรสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของ LED เล็กน้อยเช่นที่ 5 โวลต์ซีเนอร์ไดโอดในประเทศ KS156A นั้นสมบูรณ์แบบ
วงจรทำงานดังนี้: เมื่อเปิดไฟ 220V ตัวเก็บประจุ C1 จะเริ่มชาร์จในขณะที่ชาร์จโดยตรงจากครึ่งคลื่นหนึ่งและจากอีกคลื่นหนึ่งผ่านซีเนอร์ไดโอด เมื่อแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้น ซีเนอร์ไดโอดจะเพิ่มความต้านทานภายใน ซึ่งจะช่วยจำกัดแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จของตัวเก็บประจุ วงจรนี้ใช้ในกรณีของการจ่ายไฟ LED ที่มีกระแสการทำงานสูง - ตั้งแต่ 20 mA ขึ้นไป
ตัวอย่างทั่วไปของการออกแบบดังกล่าวคือ . ควรติดตั้งเพลตที่มีส่วนประกอบ LED บนแผงระบายความร้อนและมีโคลงอยู่ใกล้ๆ หากไดรเวอร์มีคุณภาพต่ำ ไฟจะกะพริบที่ความถี่ประมาณ 100 เฮิรตซ์ การเต้นเป็นจังหวะเป็นเวลานานดังกล่าวอาจทำให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์หรือสัตว์เลี้ยงอย่างไม่สามารถแก้ไขได้
สำหรับ LED ที่เชื่อมต่อกับวงจร 220 โวลต์เมื่อสร้างหลอดไฟคุณควรพยายามลดระดับการกระเพื่อมเสมอเนื่องจาก อิทธิพลเชิงลบในระบบการมองเห็นของมนุษย์ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความถี่: ยิ่งต่ำลงเท่าใด การเต้นของชีพจรก็จะยิ่งเห็นได้ชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น ที่ความถี่สูงกว่า 300 เฮิรตซ์ การเต้นเป็นจังหวะจะมองไม่เห็นโดยสิ้นเชิง ดังนั้นจึงปลอดภัยต่อดวงตา
แต่การเต้นเป็นจังหวะที่ความถี่ 60-80 Hz และแม้แต่ 100-150 Hz นั้นแทบจะมองไม่เห็นด้วยสายตา แต่ทำให้เกิดความเมื่อยล้าของดวงตาเพิ่มขึ้นและเมื่อเปิดรับแสงเป็นเวลานานก็อาจทำให้การมองเห็นลดลงได้เช่นกัน
ด้านล่างนี้เราจะดูไดอะแกรมเกี่ยวกับวิธีเปิด LED ในเครือข่าย 220 โวลต์เพื่อลดการกระเพื่อม ในการทำเช่นนี้ วิธีที่ง่ายที่สุดคือการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบปรับให้เรียบขนานกับส่วนประกอบเปล่งแสง
ตาราง - การพึ่งพากระแสผ่าน LED บนความจุของตัวเก็บประจุบัลลาสต์
ทันทีที่จ่ายไฟให้กับวงจร LED ที่กระพริบตัวเก็บประจุ C2 จะเริ่มชาร์จผ่านตัวต้านทานและไดโอด D1 แรงดันไฟฟ้าคงที่ที่มาจากตัวเก็บประจุจะเปิดเป็นระยะๆ ทำให้ LED สว่างขึ้นชั่วครู่ ความถี่แฟลชของอันหลังถูกกำหนดโดยความจุของตัวเก็บประจุและความสว่างของแฟลชโดยความต้านทานของตัวต้านทาน
ความต้านทาน R1 ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับแอมพลิจูดของกระแสไฟกระชากที่เกิดขึ้น: ในขณะที่เลือกความสว่างของแสงด้วยสวิตช์สลับ SA1 ในขณะที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220V และระหว่างการชาร์จตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุ C4 ใช้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมหลังจากแก้ไขแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายต่อ LED เมื่อจ่ายไฟจากเครือข่าย 220V
เพราะคุณจำเป็นต้องแก้ไขปัญหาสองอย่างพร้อมกัน:
- จำกัดกระแสไปข้างหน้าผ่าน LED เพื่อป้องกันไม่ให้ไฟดับ
- ปกป้อง LED จากการพังทลายด้วยกระแสย้อนกลับ
หากคุณเพิกเฉยต่อจุดเหล่านี้ LED จะถูกปิดด้วยอ่างทองแดงทันที
ในกรณีที่ง่ายที่สุด คุณสามารถจำกัดกระแสผ่าน LED ด้วยตัวต้านทานและ/หรือตัวเก็บประจุ และคุณสามารถป้องกันการพังทลายจากแรงดันย้อนกลับได้โดยใช้ไดโอดธรรมดาหรือ LED อื่น
จึงมากที่สุด วงจรง่ายๆการเชื่อมต่อ LED กับ 220V ประกอบด้วยองค์ประกอบเพียงไม่กี่อย่าง:
ไดโอดป้องกันสามารถเป็นได้เกือบทุกอย่างเพราะว่า แรงดันย้อนกลับจะไม่เกินแรงดันไปข้างหน้าคร่อม LED และกระแสจะถูกจำกัดโดยตัวต้านทาน
ความต้านทานและกำลังของตัวต้านทานจำกัด (บัลลาสต์) ขึ้นอยู่กับกระแสไฟในการทำงานของ LED และคำนวณตามกฎของโอห์ม:
R = (U ใน - U LED) / I
และการกระจายพลังงานของตัวต้านทานจะถูกคำนวณดังนี้:
P = (U ใน - U LED) 2 / R
โดยที่ Uin = 220 V
U LED - แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า (ทำงาน) ของ LED โดยปกติแล้วจะอยู่ในช่วง 1.5-3.5 V สำหรับ LED หนึ่งหรือสองตัวสามารถละเลยได้และทำให้สูตรง่ายขึ้นเป็น R = U in / I
ฉัน - กระแสไฟ LED สำหรับไฟ LED แสดงสถานะทั่วไป กระแสไฟจะอยู่ที่ 5-20 mA
ตัวอย่างการคำนวณตัวต้านทานบัลลาสต์
สมมติว่าเราต้องได้รับกระแสเฉลี่ยผ่าน LED = 20 mA ดังนั้นตัวต้านทานควรเป็น:
R = 220V/0.020A = 11000 โอห์ม(ใช้ตัวต้านทานสองตัว: 10 + 1 kOhm)
P = (220V) 2 /11000 = 4.4 วัตต์(ถ่ายโดยสำรอง: 5 W)
ค่าตัวต้านทานที่ต้องการสามารถหาได้จากตารางด้านล่าง
ตารางที่ 1. การพึ่งพากระแสไฟ LED กับความต้านทานของตัวต้านทานบัลลาสต์
ความต้านทานของตัวต้านทาน, kOhm | ค่าแอมพลิจูดของกระแสผ่าน LED, mA | กระแสไฟ LED เฉลี่ย, mA | กระแสไฟฟ้าของตัวต้านทานเฉลี่ย, mA | กำลังของตัวต้านทาน, W |
---|---|---|---|---|
43 | 7.2 | 2.5 | 5 | 1.1 |
24 | 13 | 4.5 | 9 | 2 |
22 | 14 | 5 | 10 | 2.2 |
12 | 26 | 9 | 18 | 4 |
10 | 31 | 11 | 22 | 4.8 |
7.5 | 41 | 15 | 29 | 6.5 |
4.3 | 72 | 25 | 51 | 11.3 |
2.2 | 141 | 50 | 100 | 22 |
ตัวเลือกการเชื่อมต่ออื่นๆ
ในวงจรก่อนหน้านี้ ไดโอดป้องกันถูกเชื่อมต่อแบบหลังชนกัน แต่สามารถวางได้ดังนี้:
นี่เป็นวงจรที่สองสำหรับการเปิดไฟ LED 220 โวลต์โดยไม่มีไดรเวอร์ ในวงจรนี้กระแสที่ผ่านตัวต้านทานจะน้อยกว่าตัวเลือกแรก 2 เท่า และด้วยเหตุนี้จึงปล่อยพลังงานน้อยลงถึง 4 เท่า นี่คือข้อดีที่แน่นอน
แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน: แรงดันไฟหลักเต็ม (แอมพลิจูด) ถูกนำไปใช้กับไดโอดป้องกันดังนั้นไดโอดใด ๆ จะไม่ทำงานที่นี่ คุณจะต้องค้นหาบางสิ่งที่มีแรงดันย้อนกลับ 400 V หรือสูงกว่า แต่ทุกวันนี้นี่ไม่ใช่ปัญหาเลย ตัวอย่างเช่น ไดโอด 1,000 โวลต์ที่มีอยู่ทั่วไปอย่าง 1N4007 (KD258) ก็เหมาะอย่างยิ่ง
แม้จะมีความเข้าใจผิดที่พบบ่อย แต่ในระหว่างครึ่งรอบของแรงดันไฟฟ้าหลักที่เป็นลบ LED จะยังคงอยู่ในสถานะไฟฟ้าขัดข้อง แต่เนื่องจากความต้านทานของจุดเชื่อมต่อ p-n แบบไบแอสแบบย้อนกลับของไดโอดป้องกันนั้นสูงมาก กระแสไฟสลายจะไม่เพียงพอที่จะสร้างความเสียหายให้กับ LED
ความสนใจ! วงจรที่ง่ายที่สุดสำหรับการเชื่อมต่อไฟ LED 220 โวลต์มีการเชื่อมต่อไฟฟ้าโดยตรงกับเครือข่าย ดังนั้นการสัมผัสจุดใดๆ ของวงจรจึงเป็นอันตรายอย่างยิ่ง!
ในการลดค่าของกระแสสัมผัส คุณจะต้องลดตัวต้านทานลงครึ่งหนึ่งออกเป็นสองส่วนเพื่อให้ได้ดังที่แสดงในรูปภาพ:
ด้วยวิธีการแก้ปัญหานี้ แม้ว่าเฟสและศูนย์จะกลับกัน แต่กระแสที่ไหลผ่านบุคคลไปยัง "กราวด์" (หากสัมผัสโดยไม่ได้ตั้งใจ) ต้องไม่เกิน 220/12000 = 0.018A และนี่ก็ไม่อันตรายอีกต่อไป
แล้วจังหวะล่ะ?
ในทั้งสองรูปแบบ LED จะสว่างเฉพาะในช่วงครึ่งวงจรบวกของแรงดันไฟหลักเท่านั้น นั่นคือมันจะกะพริบที่ความถี่ 50 Hz หรือ 50 ครั้งต่อวินาที และช่วงการเต้นเป็นจังหวะจะเท่ากับ 100% (เปิด 10 มิลลิวินาที ปิด 10 มิลลิวินาที และอื่นๆ) จะเห็นได้ชัดเจนกับตา
นอกจากนี้ เมื่อไฟ LED กะพริบทำให้วัตถุที่กำลังเคลื่อนไหว เช่น ใบพัดลม ล้อจักรยาน ฯลฯ สว่างขึ้น เอฟเฟกต์สโตรโบสโคปิกจะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในบางกรณี เอฟเฟกต์นี้อาจยอมรับไม่ได้หรือเป็นอันตรายด้วยซ้ำ ตัวอย่างเช่น เมื่อทำงานกับเครื่องจักร อาจดูเหมือนเครื่องตัดไม่เคลื่อนที่ แต่จริงๆ แล้วเครื่องตัดกำลังหมุนด้วยความเร็วที่หัก และกำลังรอให้คุณวางนิ้วไว้ตรงนั้น
เพื่อให้มองเห็นระลอกคลื่นน้อยลง คุณสามารถเพิ่มความถี่ในการสลับ LED เป็นสองเท่าโดยใช้วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น (บริดจ์ไดโอด):
โปรดทราบว่าเมื่อเทียบกับวงจร #2 ที่มีค่าตัวต้านทานเท่ากัน เราได้รับกระแสไฟฟ้าเฉลี่ยสองเท่า และด้วยเหตุนี้จึงมีการกระจายพลังงานของตัวต้านทานถึงสี่เท่า
ไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับไดโอดบริดจ์ สิ่งสำคัญคือไดโอดที่ประกอบขึ้นสามารถทนต่อกระแสไฟในการทำงานของ LED ได้ครึ่งหนึ่ง แรงดันย้อนกลับของไดโอดแต่ละตัวจะมีค่าเล็กน้อยโดยสิ้นเชิง
อีกทางเลือกหนึ่งคือการจัดระเบียบการสลับ LED สองตัวจากด้านหลัง จากนั้นหนึ่งในนั้นจะเผาไหม้ในช่วงครึ่งคลื่นเชิงบวก และคลื่นที่สอง - ในช่วงครึ่งคลื่นเชิงลบ
เคล็ดลับก็คือด้วยการเชื่อมต่อนี้ แรงดันย้อนกลับสูงสุดบน LED แต่ละดวงจะเท่ากับแรงดันไปข้างหน้าของ LED อีกอัน (สูงสุดหลายโวลต์) ดังนั้น LED แต่ละตัวจะได้รับการปกป้องจากการพังอย่างน่าเชื่อถือ
ควรวางไฟ LED ให้ใกล้กันมากที่สุด ตามหลักการแล้ว ให้ลองค้นหา LED คู่ โดยที่คริสตัลทั้งสองถูกวางไว้ในตัวเครื่องเดียวกัน และแต่ละอันมีขั้วต่อของตัวเอง (แม้ว่าฉันจะไม่เคยเห็นแบบนี้มาก่อนก็ตาม)
โดยทั่วไปแล้ว สำหรับ LED ที่ทำฟังก์ชันตัวบ่งชี้ ปริมาณการกระเพื่อมนั้นไม่สำคัญมาก สำหรับพวกเขา สิ่งที่สำคัญที่สุดคือความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดระหว่างสถานะเปิดและปิด (ตัวแสดงการเปิด/ปิด การเล่น/การบันทึก ชาร์จ/คายประจุ ปกติ/ฉุกเฉิน ฯลฯ)
แต่เมื่อสร้างโคมไฟ คุณควรพยายามลดการเต้นเป็นจังหวะให้น้อยที่สุดเสมอ และไม่มากนักเนื่องจากอันตรายของเอฟเฟ็กต์สโตรโบสโคป แต่เป็นเพราะพวกเขา อิทธิพลที่เป็นอันตรายบนร่างกาย
จังหวะใดที่ถือว่ายอมรับได้?
ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความถี่: ยิ่งต่ำลงเท่าใดการเต้นของชีพจรก็จะยิ่งสังเกตได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ที่ความถี่ที่สูงกว่า 300 Hz ระลอกคลื่นจะมองไม่เห็นโดยสิ้นเชิงและไม่ได้ทำให้เป็นมาตรฐานเลย แม้แต่ 100% ก็ถือว่าเป็นเรื่องปกติ
แม้ว่าที่จริงแล้วการเต้นของแสงที่ความถี่ 60-80 เฮิรตซ์ขึ้นไปนั้นจะไม่รับรู้ด้วยสายตา แต่อาจทำให้เกิดความเมื่อยล้าของดวงตาเพิ่มขึ้นความเมื่อยล้าทั่วไปความวิตกกังวลประสิทธิภาพการมองเห็นลดลงและแม้กระทั่งอาการปวดหัว
เพื่อป้องกันผลกระทบข้างต้น มาตรฐานสากล IEEE 1789-2015 แนะนำให้ระดับความสว่างกระเพื่อมสูงสุดสำหรับความถี่ 100 Hz - 8% (รับประกันระดับความปลอดภัย - 3%) สำหรับความถี่ 50 Hz ค่าเหล่านี้จะเป็น 1.25% และ 0.5% ตามลำดับ แต่นี่มีไว้สำหรับผู้ที่ชอบความสมบูรณ์แบบ
ในความเป็นจริงเพื่อให้การเต้นของความสว่าง LED หยุดน่ารำคาญอย่างน้อยก็เพียงพอแล้วที่จะไม่เกิน 15-20% นี่คือระดับการกะพริบของหลอดไส้กำลังปานกลาง แต่ก็ยังไม่มีใครบ่นเกี่ยวกับมันเลย และ SNiP 23-05-95 ของรัสเซียของเรายอมให้แสงกะพริบได้ 20% (และเฉพาะงานที่ต้องใช้ความอุตสาหะและมีความรับผิดชอบเป็นพิเศษเท่านั้น ข้อกำหนดจึงเพิ่มขึ้นเป็น 10%)
ตาม GOST 33393-2015 "อาคารและโครงสร้าง วิธีการวัดค่าสัมประสิทธิ์การเต้นของแสง"เพื่อประเมินขนาดของการเต้นเป็นจังหวะจะมีการแนะนำตัวบ่งชี้พิเศษ - สัมประสิทธิ์การเต้น (Kp)
คอฟฟ์. โดยทั่วไปการเต้นเป็นจังหวะจะคำนวณโดยใช้สูตรที่ซับซ้อนโดยใช้ฟังก์ชันอินทิกรัล แต่สำหรับการสั่นแบบฮาร์มอนิก สูตรจะง่ายขึ้นดังต่อไปนี้:
K p = (E สูงสุด - E นาที) / (E สูงสุด + E นาที) ⋅ 100%,
โดยที่ E สูงสุด - ค่าสูงสุดไฟส่องสว่าง (แอมพลิจูด) และ E นาทีมีค่าน้อยที่สุด
เราจะใช้สูตรนี้เพื่อคำนวณความจุของตัวเก็บประจุแบบปรับให้เรียบ
คุณสามารถกำหนดจังหวะของแหล่งกำเนิดแสงใดๆ ได้อย่างแม่นยำมากโดยใช้ แผงเซลล์แสงอาทิตย์และออสซิลโลสโคป:
จะลดการกระเพื่อมได้อย่างไร?
มาดูวิธีเชื่อมต่อ LED เข้ากับเครือข่าย 220 โวลต์เพื่อลดการกระเพื่อม ในการทำเช่นนี้ วิธีที่ง่ายที่สุดคือการประสานตัวเก็บประจุ (ปรับให้เรียบ) ขนานกับ LED:
เนื่องจากความต้านทานแบบไม่เชิงเส้นของ LED การคำนวณความจุของตัวเก็บประจุนี้จึงเป็นงานที่ค่อนข้างไม่สำคัญ
อย่างไรก็ตาม งานนี้สามารถทำให้ง่ายขึ้นได้ด้วยการตั้งสมมติฐานบางประการ ขั้นแรก ลองจินตนาการว่า LED เป็นตัวต้านทานคงที่ที่เทียบเท่ากัน:
และประการที่สอง แกล้งทำเป็นว่าความสว่างของ LED (และด้วยเหตุนี้การส่องสว่าง) มีการพึ่งพาเชิงเส้นเชิงเส้นกับกระแส
การคำนวณความจุของตัวเก็บประจุแบบปรับให้เรียบ
สมมติว่าเราต้องการได้สัมประสิทธิ์ ระลอก 2.5% ที่กระแสผ่าน LED 20 mA และให้เรามี LED ซึ่งกระแส 20 mA จะลดลง 2 V ความถี่เครือข่ายตามปกติคือ 50 Hz
เนื่องจากเราตัดสินใจว่าความสว่างนั้นขึ้นอยู่กับกระแสที่ไหลผ่าน LED เป็นเส้นตรง และเราแสดงให้ LED นั้นเป็นตัวต้านทานแบบธรรมดา เราจึงสามารถแทนที่การส่องสว่างในสูตรในการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การกระเพื่อมด้วยแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุได้อย่างง่ายดาย:
K p = (U สูงสุด - U นาที) / (U สูงสุด + U นาที) ⋅ 100%
เราแทนที่ข้อมูลต้นฉบับและคำนวณ U นาที:
2.5% = (2V - U นาที) / (2V + U นาที) ⋅ 100% => กำลังไฟ = 1.9V
ระยะเวลาของความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายคือ 0.02 วินาที (1/50)
ดังนั้นออสซิลโลแกรมแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุ (และบน LED แบบง่ายของเรา) จะมีลักษณะดังนี้:
จำตรีโกณมิติและคำนวณเวลาในการชาร์จของตัวเก็บประจุ (เพื่อความง่ายเราจะไม่คำนึงถึงความต้านทานของตัวต้านทานบัลลาสต์):
t ชาร์จ = อาร์คคอส (U นาที /U สูงสุด) / 2πf = อาร์คคอส (1.9/2) / (2 ⋅ 3.1415⋅ 50) = 0.0010108 วิ
ระยะเวลาที่เหลือ Conder จะถูกปลดประจำการ อีกทั้งระยะเวลาในกรณีนี้จะต้องลดลงครึ่งหนึ่งเพราะว่า เราใช้วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น:
t คายประจุ = T - t ประจุ = 0.02/2 - 0.0010108 = 0.008989 วินาที
ยังคงต้องคำนวณความจุ:
C=I ไฟ LED ⋅ ดที/ดียู = 0.02 ⋅ 0.008989/(2-1.9) = 0.0018 F (หรือ 1800 µF)
ในทางปฏิบัติ ไม่น่าจะมีใครติดตั้งคอนเดนเซอร์ขนาดใหญ่เช่นนี้เพื่อ LED ขนาดเล็กเพียงตัวเดียว แม้ว่าเป้าหมายคือการได้รับระลอกคลื่น 10% ก็จำเป็นต้องใช้เพียง 440 uF เท่านั้น
เราเพิ่มประสิทธิภาพ
คุณสังเกตเห็นว่ามีการปล่อยพลังงานผ่านตัวต้านทานการดับมากแค่ไหน? พลังที่สูญเสียไป เป็นไปได้ไหมที่จะลดมันลง?
ปรากฎว่ายังเป็นไปได้! ก็เพียงพอที่จะรับความต้านทานปฏิกิริยา (ตัวเก็บประจุหรือตัวเหนี่ยวนำ) แทนความต้านทานแบบแอคทีฟ (ตัวต้านทาน)
เราอาจจะปล่อยคันเร่งทันทีเพราะว่ามันเทอะทะและ ปัญหาที่เป็นไปได้ด้วยแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่เกิดจากตนเอง และคุณนึกถึงตัวเก็บประจุได้
ดังที่ทราบกันดีว่าตัวเก็บประจุทุกขนาดจะมีความต้านทานไม่สิ้นสุด กระแสตรง- แต่การต่อต้าน. กระแสสลับคำนวณโดยใช้สูตรนี้:
R ค = 1 / 2πfC
นั่นคือยิ่งมีความจุมากขึ้นเท่านั้น คและยิ่งความถี่กระแสสูงเท่าไร ฉ- ยิ่งความต้านทานต่ำลง
ความสวยงามก็คือในปฏิกิริยารีแอคแตนซ์ พลังก็มีปฏิกิริยาเช่นกัน นั่นคือไม่จริง เหมือนจะอยู่ตรงนั้น แต่เหมือนไม่มีเลย ในความเป็นจริงพลังงานนี้ไม่ได้ทำงานใด ๆ แต่เพียงส่งกลับไปยังแหล่งพลังงาน (เต้าเสียบ) มิเตอร์ในครัวเรือนมันไม่ได้ถูกนำมาพิจารณา ดังนั้นคุณจะไม่ต้องจ่ายเงินสำหรับมัน ใช่ มันสร้างภาระเพิ่มเติมบนเครือข่าย แต่คุณในฐานะผู้บริโภคปลายทางไม่น่าจะกังวลกับสิ่งนี้มากนัก =)
ดังนั้นวงจรจ่ายไฟ LED แบบ do-it-yourself ของเราจาก 220V จึงมีรูปแบบดังต่อไปนี้:
แต่! อยู่ในรูปแบบนี้จะดีกว่าที่จะไม่ใช้เนื่องจากในวงจรนี้ LED มีความเสี่ยงต่อเสียงรบกวนจากแรงกระตุ้น
การเปิดหรือปิดโหลดอุปนัยอันทรงพลังซึ่งอยู่ในบรรทัดเดียวกับคุณ (มอเตอร์เครื่องปรับอากาศ, คอมเพรสเซอร์ตู้เย็น, เครื่องเชื่อมฯลฯ) ทำให้เกิดลักษณะของแรงดันไฟกระชากที่สั้นมากในเครือข่าย ตัวเก็บประจุ C1 แสดงถึงความต้านทานเกือบเป็นศูนย์ ดังนั้นแรงกระตุ้นอันทรงพลังจะตรงไปที่ C2 และ VD5
ช่วงเวลาที่อันตรายอีกประการหนึ่งเกิดขึ้นหากวงจรเปิดอยู่ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าแอนติโนดในเครือข่าย (เช่นในขณะที่แรงดันไฟฟ้าในเต้าเสียบอยู่ที่ค่าสูงสุด) เพราะ C1 ในขณะนี้ถูกคายประจุจนหมด จากนั้นมีกระแสไฟกระชากผ่าน LED มากเกินไป
ทั้งหมดนี้เมื่อเวลาผ่านไปนำไปสู่การเสื่อมสภาพของคริสตัลอย่างต่อเนื่องและความสว่างของแสงที่ลดลง
เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่น่าเศร้าดังกล่าว จะต้องเสริมวงจรด้วยตัวต้านทานดับขนาดเล็ก 47-100 โอห์ม และกำลัง 1 วัตต์ นอกจากนี้ตัวต้านทาน R1 จะทำหน้าที่เป็นฟิวส์ในกรณีที่ตัวเก็บประจุ C1 พัง
ปรากฎว่าวงจรสำหรับเชื่อมต่อ LED เข้ากับเครือข่าย 220 โวลต์ควรเป็นดังนี้:
และยังมีเหลืออีกหนึ่ง ความแตกต่างเล็กน้อย: หากคุณถอดปลั๊กวงจรนี้ออกจากเต้ารับ ประจุบางส่วนจะยังคงอยู่ในตัวเก็บประจุ C1 แรงดันตกค้างจะขึ้นอยู่กับช่วงเวลาที่วงจรจ่ายไฟเสียหาย และในบางกรณีอาจเกิน 300 โวลต์
และเนื่องจากตัวเก็บประจุไม่มีทางที่จะคายประจุได้ยกเว้นผ่านทางความต้านทานภายใน ประจุจึงสามารถคงไว้ได้เป็นเวลานานมาก (หนึ่งวันหรือมากกว่า) และตลอดเวลานี้ Conder จะรอคุณหรือลูกของคุณอยู่ซึ่งสามารถปล่อยออกมาได้อย่างเหมาะสม ยิ่งไปกว่านั้น เพื่อรับไฟฟ้าช็อต คุณไม่จำเป็นต้องเข้าไปในส่วนลึกของวงจร คุณเพียงแค่ต้องสัมผัสหน้าสัมผัสทั้งสองของปลั๊ก
เพื่อช่วยคอนเดนเซอร์กำจัดประจุที่ไม่จำเป็น เราจะเชื่อมต่อตัวต้านทานความต้านทานสูงใดๆ (เช่น 1 MOhm) แบบขนานกับตัวต้านทานนั้น ตัวต้านทานนี้จะไม่มีผลกระทบต่อโหมดการทำงานของการออกแบบวงจร มันจะไม่อุ่นขึ้นด้วยซ้ำ
ดังนั้นแผนภาพที่สมบูรณ์สำหรับการเชื่อมต่อ LED กับเครือข่าย 220V (โดยคำนึงถึงความแตกต่างและการปรับเปลี่ยนทั้งหมด) จะมีลักษณะดังนี้:
ค่าความจุของตัวเก็บประจุ C1 เพื่อรับกระแสที่ต้องการผ่าน LED สามารถนำมาได้ทันทีหรือคุณสามารถคำนวณได้ด้วยตัวเอง
การคำนวณตัวเก็บประจุดับสำหรับ LED
ฉันจะไม่ให้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่น่าเบื่อฉันจะให้สูตรความจุสำเร็จรูปแก่คุณทันที (เป็น Farads):
C = I / (2πf√(อินพุต U 2 - LED U 2))[ฉ]
โดยที่ I คือกระแสผ่าน LED, f คือความถี่กระแส (50 Hz), U in คือค่าประสิทธิผลของแรงดันไฟฟ้าเครือข่าย (220V), U LED คือแรงดันไฟฟ้าบน LED
หากทำการคำนวณสำหรับ LED จำนวนน้อยที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมดังนั้นนิพจน์ √(อินพุต U 2 - LED U 2) จะเท่ากับอินพุต U โดยประมาณดังนั้นสูตรจึงสามารถทำให้ง่ายขึ้น:
C γ 3183 ⋅ ฉัน LED / U เข้า[ไมโครฟ]
และเนื่องจากเรากำลังคำนวณ Uin = 220 โวลต์ ดังนั้น:
ค µ 15⋅I LED[ไมโครฟ]
ดังนั้น เมื่อเปิด LED ที่แรงดันไฟฟ้า 220 V กระแสไฟฟ้าทุกๆ 100 mA จะต้องใช้ความจุประมาณ 1.5 μF (1500 nF)
สำหรับผู้ที่ไม่เก่งคณิตสามารถนำค่าที่คำนวณไว้ล่วงหน้าได้จากตารางด้านล่างนี้
ตารางที่ 2. การพึ่งพากระแสผ่าน LED กับความจุของตัวเก็บประจุบัลลาสต์
ค1 | 15nF | 68 nF | 100nF | 150 nF | 330nF | 680 nF | 1,000 nF |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ฉันนำ | 1 มิลลิแอมป์ | 4.5 มิลลิแอมป์ | 6.7 มิลลิแอมป์ | 10 มิลลิแอมป์ | 22 มิลลิแอมป์ | 45 มิลลิแอมป์ | 67 มิลลิแอมป์ |
เล็กน้อยเกี่ยวกับตัวเก็บประจุนั่นเอง
ขอแนะนำให้ใช้ตัวเก็บประจุลดเสียงรบกวนคลาส Y1, Y2, X1 หรือ X2 สำหรับแรงดันไฟฟ้าอย่างน้อย 250 V เป็นตัวเก็บประจุแบบหน่วง มีตัวเรือนทรงสี่เหลี่ยมที่มีเครื่องหมายรับรองมากมาย พวกเขามีลักษณะเช่นนี้:
ในระยะสั้น:
- X1- ใช้ใน อุปกรณ์อุตสาหกรรมเชื่อมต่อกับเครือข่ายสามเฟส ตัวเก็บประจุเหล่านี้รับประกันว่าจะทนต่อแรงดันไฟกระชาก 4 kV;
- X2- ที่พบมากที่สุด. ใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนที่มีแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายสูงสุด 250 V ทนไฟกระชากสูงสุด 2.5 kV
- Y1- ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าหลักสูงสุด 250 V และทนแรงดันพัลส์สูงถึง 8 kV
- ย2- ชนิดที่ค่อนข้างธรรมดาสามารถใช้ได้ที่แรงดันไฟฟ้าหลักสูงถึง 250 V และสามารถทนพัลส์ได้ 5 kV
อนุญาตให้ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มในประเทศ K73-17 ที่ 400 V (หรือดีกว่าที่ 630 V)
ปัจจุบัน "ช็อกโกแลตแท่ง" ของจีน (CL21) มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่เนื่องจากมีความน่าเชื่อถือต่ำมาก ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้ต่อต้านสิ่งล่อใจที่จะใช้ในวงจรของคุณ โดยเฉพาะในฐานะตัวเก็บประจุแบบบัลลาสต์
ความสนใจ! ไม่ควรใช้ตัวเก็บประจุแบบโพลาร์เป็นตัวเก็บประจุแบบบัลลาสต์!
ดังนั้นเราจึงดูวิธีเชื่อมต่อ LED กับ 220V (วงจรและการคำนวณ) ตัวอย่างทั้งหมดที่ให้ไว้ในบทความนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับไฟ LED พลังงานต่ำตั้งแต่หนึ่งดวงขึ้นไป แต่ไม่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโคมไฟกำลังสูงเช่นหลอดไฟหรือสปอตไลท์ - สำหรับพวกเขา ควรใช้สิ่งที่เรียกว่าไดรเวอร์จะดีกว่า