Како спојити ЛЕД на расветну мрежу

Након читања овог наслова, неко би могао питати: "Зашто?" Да, ако само држиш ЛЕД чак и ако је прикључен према одређеном обрасцу, нема практичне вредности, неће донети никакве корисне информације. Али ако исти ЛЕД повежете паралелно са грејним елементом који контролише регулатор температуре, можете визуелно да контролишете рад читавог уређаја. Понекад вам овај показатељ омогућава да се решите многих малих проблема и невоља.

У светлу онога што је већ речено о укључивању ЛЕД диода у претходним чланцима, задатак се чини тривијалним: само поставите ограничавајући отпорник жељене вриједности и проблем је ријешен. Али све је то добро, ако ЛЕД напајате исправљеним константним напоном: док су повезивали ЛЕД у смеру напред, он је и даље остао.

Када радите на наизменичном напону, све није тако једноставно. Чињеница је да ће, поред директног напона, на ЛЕД утицати и напон обрнуте поларности, јер сваки пола циклус синусоида мења свој знак у супротан. Овај повратни напон неће осветлити ЛЕД, али може врло брзо постати неупотребљив. Стога је неопходно предузети мере заштите од овог „штетног“ напона.

У случају мрежног напона, прорачун отпорника за гашење треба бити заснован на напону од 310 В. Зашто? Овде је све врло једноставно: 220В је тренутни напон, вредност амплитуде је 220 * 1,41 = 310В. Напон амплитуде у корену два (1,41) пута већи од струје, а то не треба заборавити. Ево напона и уназад напона који се примењује на ЛЕД. Од вриједности 310В треба израчунати отпор угасног отпорника, а управо је од овог напона, само обрнуте поларности, заштићена ЛЕД.

Како заштитити ЛЕД од повратног напона

За скоро све ЛЕД диоде, реверзни напон не прелази 20В, јер нико није хтео да направи високонапонски исправљач на њима. Како се ријешити такве несреће, како заштитити ЛЕД од овог обрнутог напона?

Испада да је све врло једноставно. Први начин је да укључите уобичајени помоћу ЛЕД-а исправљачка диода са високим реверзним напоном (не мањим од 400В), на пример, 1Н4007 - повратни напон 1000В, напредна струја 1А. Он неће пропустити висок напон негативне поларности на ЛЕД. Шема такве заштите приказана је на слици 1а.

Друга метода, не мање ефикасна, је једноставно померање ЛЕД-а другом диодом, укљученом у контра-паралелу, Сл. 1б. Уз ову методу, заштитна диода не мора бити ни са високим повратним напоном, било која диода мале снаге, на пример, КД521, је довољна.

Штавише, можете једноставно укључити супротно - паралелно, два ЛЕД-а: отварање једна по једна, оне ће се међусобно заштитити, па чак и обе ће емитирати светлост, као што је приказано на слици 1ц. Ово је већ трећи начин заштите. Све три шеме заштите приказане су на слици 1.

Слика 1. ЛЕД индикатор заштите од повратног напона

Ограничавајући отпорник у тим круговима има отпор од 24КΩ, који радним напоном од 220В, даје струју реда 220/24 = 9,16мА, може се заокружити на 9. Тада ће снага отпорника на гашење бити 9 * 9 * 24 = 1944мВ, скоро два вата. Ово упркос чињеници да је струја кроз ЛЕД ограничена на 9мА. Али дуготрајна употреба отпорника максималне снаге неће довести до ничега доброг: прво ће постати црн, а затим потпуно изгорети. Да бисте то избегли, препоручује се уградња у серију два отпорника од 12Кохм снаге 2В сваки.

Ако поставите тренутни ниво на 20мА, тада отпорник снаге биће још више - 20 * 20 * 12 = 4800мВ, скоро 5В! Наравно, нико не може да приушти пећ такве снаге за грејање простора. То се заснива на једној ЛЕД, али шта ако постоји целина ЛЕД вијенац?

Кондензатор - Отпор без воде

Круг приказан на слици 1а заштитном диодом Д1 "одсече" негативни полу-период наизменичног напона, па је снага угасног отпорника преполовљена. Али, свеједно, снага остаје веома значајна. Стога често као ограничавајући отпорник баластни кондензатор: Ограничиће струју не горући од отпорника, али неће испуштати топлоту. Напокон, кондензатор се често назива слободним отпором. Ова метода пребацивања је приказана на слици 2.

Слика 2. Дијаграм за укључивање ЛЕД-а кроз баластни кондензатор

Чини се да је овде све у реду, чак и да постоји заштитна диода ВД1. Али два детаља нису дата. Прво, кондензатор Ц1 након искључивања круга може остати у напуњеном стању и складиштити наелектрисање све док га неко не испразни властитом руком. А ово, верујте ми, сигурно ће се једног дана и догодити. Електрични удар наравно није фаталан, већ прилично осетљив, неочекиван и непријатан.

Због тога, да би се избегла таква сметња, ови кондензатори за гашење се активирају помоћу отпорника са отпором 200 ... 1000К. Иста заштита уграђена је у трансформаторска напајања са кондензатором за гашење, у оптоелементи и нека друга кола. На слици 3, овај отпорник је означен као Р1.

Слика 3. Дијаграм повезивања ЛЕД-а са светлосном мрежом

Поред отпорника Р1, на кругу се појављује и отпорник Р2. Његова је сврха ограничити доток струје кроз кондензатор када се напаја напон, што помаже у заштити не само диода, већ и самог кондензатора. Из праксе је познато да се у недостатку таквог отпора кондензатор понекад поквари, његов капацитет постаје много мањи од називног. Не треба рећи да кондензатор мора бити керамички за радни напон од најмање 400В или посебан за рад у АЦ круговима за напон од 250В.

Друга важна улога се даје отпорнику Р2: у случају квара кондензатора он дјелује као осигурач. Наравно, ЛЕД-ове ће такође морати да се замене, али ће барем прикључне жице остати нетакнуте. У ствари, овако функционише осигурач прекидачко напајање, - транзистори су изгорели, а плочица је остала готово нетакнута.

На дијаграму приказаном на слици 3 приказан је само један ЛЕД, мада се у ствари неколико њих може укључити узастопно. Заштитна диода ће се у потпуности сама носити са својим задатком, али мора се барем приближно израчунати капацитет баластног кондензатора.

Како израчунати капацитет кондензатора за гашење

Да би се израчунао отпор угасног отпорника, потребно је одузети пад напона на ЛЕД-у од напонског напајања. Ако је неколико ЛЕД-ова серијски прикључено, једноставно додајте њихове напоне и одузмите напон напајања. Знајући овај заостали напон и потребну струју, према Охмовом закону, врло је једноставно израчунати отпор отпорника: Р = (У-Уд) / И * 0,75.

Овде је У напон напајања, Уд је пад напона преко ЛЕД диода (ако се ЛЕД повезују серијски, онда је Уд зброј падова напона на свим ЛЕД диодама), И струја кроз ЛЕД, Р је отпор угасног отпорника. Овде је, као и увек, напон у Волтима, струја у Амперама, резултат у Охма, 0,75, коефицијент за повећање поузданости. Ова формула је већ дата у чланку. „О употреби ЛЕД“.

Јачина директног пада напона за ЛЕД различите боје је различита. При струји од 20 мА, црвене ЛЕД су 1.6 ... 2.03В, жуте 2.1 ... 2.2В, зелене 2.2 ... 3.5В, плаве 2.5 ... 3.7В. Бијеле ЛЕД диоде имају највећи пад напона са широким спектром емисије од 3,0 ... 3,7 В.Лако је видети да је распршење овог параметра довољно широко.

Ево пада напона за само неколико врста ЛЕД-ова, по боји. Заправо, много је више тих боја, а тачна вредност се може наћи само у техничкој документацији за одређени ЛЕД. Али то често није потребно: да би се постигао резултат прихватљив за праксу, довољно је заменити неку средњу вредност (обично 2В) у формули, наравно ако ово није гарланд стотина ЛЕД-ова.

Да би се израчунао капацитет кондензатора за гашење, примењује се емпиријска формула Ц = (4.45 * И) / (У-Уд)

где је Ц капацитет кондензатора у микрофарадама, И струја у милиамперима, У је напон амплитуде мреже у волтима. Када користите ланац од три серијски повезане беле ЛЕД, Уд износи око 12 В, У је амплитуда мрежног напона од 310В, потребан је кондензатор капацитета 20мА за ограничавање струје

Ц = (4.45 * И) / (У-Уд) = Ц = (4.45 * 20) / (310-12) = 0.29865 μФ, скоро 0.3 μФ.

Најближа стандардна вредност кондензатора је 0,15 µФ, па ће се за употребу у овом кругу користити два паралелно повезана кондензатора. Овдје је потребно напоменути: формула вриједи само за измјеничну фреквенцију напона од 50 Хз. За остале фреквенције резултати ће бити нетачни.

Кондензатор се прво мора проверити

Пре употребе кондензатора, мора се проверити. За почетак само укључите 220В, боље је кроз осигурач 3 ... 5А и након 15 минута проверите додир, али да ли постоји приметно загревање? Ако је кондензатор хладан, можете га користити. У супротном, обавезно узмите другу, а такође претходно проверите. На крају крајева, свеједно, 220В више није 12, овдје је све некако другачије!

Ако је овај тест успео, кондензатор се није загрејао, тада можете проверити да ли је дошло до грешке у прорачунима, да ли је кондензатор истог капацитета. Да бисте то учинили, морате да укључите кондензатор као у претходном случају у мрежи, само помоћу амперметра. Наравно, амперметар треба да буде наизменичну струју.

Ово је подсетник да не могу сви модерни дигитални мултиметри да мере наизменичну струју: једноставни, јефтини уређаји, на пример, веома популарни код радиоаматера ДТ838 Сериессу у стању да мере само једносмерну струју, што ће такав амперметар показати приликом мерења АЦ струје нико не зна. Највероватније ће то бити цена огрјевног дрвета или температура на месецу, али не и наизменична струја кроз кондензатор.

Ако је измерена струја приближно иста као што се показало у израчуну према формули, тада можете сигурно да повежете ЛЕД. Ако се уместо очекиваних 20 ... 30 мА испоставило 2 ... 3А, онда се овде погрешка у прорачунима или погрешно очитава ознака кондензатора.

Осветљени прекидачи

Овде се можете фокусирати на други начин укључивања ЛЕД-а у мрежи осветљења у прекидачима са позадинским осветљењем. Ако се такав прекидач растави, онда можете утврдити да тамо нема заштитних диода. Дакле, све што је написано мало више је глупост? Уопште, само морате пажљиво погледати демонтирани прекидач, тачније вредност отпорника. По правилу његова номинална вредност није мања од 200К, можда чак и нешто више. Истовремено, очигледно је да ће струја кроз ЛЕД бити ограничена на око 1 мА. Схема са позадинским осветљењем приказана је на слици 4.

Слика 4. Дијаграм ЛЕД везе у прекидачу са позадинским осветљењем

Овде је убијено неколико резистера са једним отпорником. Наравно, струја кроз ЛЕД ће бити мала, светлит ће слабо, али прилично ведро да бисте видели овај сјај у мрачној ноћи у соби. Али поподне овај сјај уопште није неопходан! Зато дозволите да неприметно блистате.

У овом случају, реверзна струја ће бити слаба, тако слаба да ни на који начин ЛЕД не може да изгори. Отуда уштеда на тачно једној заштитној диоди, која је горе описана. Ослобађањем милиона, или можда чак и милијарди прекидача годишње, уштеде су велике.

Чини се да су након читања чланака о ЛЕД-има сва питања о њиховој примени јасна и разумљива. Али још увек постоји много ситница и нијанси када се ЛЕД-ови укључују у разне склопове. На пример, паралелна и серијска веза или, на други начин, добри и лоши склопови.

Понекад желите да прикупите вијенац од неколико десетака ЛЕД диода, али како то израчунати? Колико ЛЕД-ова се може серијски повезати ако постоји јединица за напајање напоном од 12 или 24 В? Ова и друга питања биће размотрена у следећем чланку, који ћемо назвати „добри и лоши ЛЕД склопни прекидачи“.

Борис Аладисхкин