Kết nối đèn LED với 220V
Đèn LED được sử dụng rộng rãi làm nguồn sáng. Nhưng chúng được thiết kế cho điện áp cung cấp thấp và thường phải bật đèn LED trong mạng gia đình 220 volt. Với một ít kiến thức về kỹ thuật điện và khả năng thực hiện các phép tính đơn giản, điều này là hoàn toàn có thể.
Các phương thức kết nối
Điều kiện hoạt động tiêu chuẩn của hầu hết các đèn LED là điện áp 1,5-3,5 V và dòng điện 10-30 mA. Khi thiết bị được kết nối trực tiếp với mạng điện gia dụng, thời gian tồn tại của thiết bị sẽ là 1/10 giây. Tất cả các vấn đề của việc kết nối đèn LED với mạng điện áp tăng so với điện áp hoạt động tiêu chuẩn sẽ giảm xuống để hoàn trả điện áp dư thừa và hạn chế dòng điện chạy qua phần tử phát sáng. Trình điều khiển - mạch điện tử - đương đầu với nhiệm vụ này, nhưng chúng khá phức tạp và bao gồm một số lượng lớn các thành phần.Việc sử dụng chúng có ý nghĩa khi cấp nguồn cho ma trận LED có nhiều đèn LED. Có nhiều cách đơn giản hơn để kết nối một phần tử.
Kết nối với một điện trở
Cách rõ ràng nhất là kết nối một điện trở nối tiếp với đèn LED. Nó sẽ giảm điện áp dư thừa, và nó sẽ hạn chế dòng điện.
Việc tính toán điện trở này được thực hiện theo trình tự sau:
- Để có một đèn LED có dòng điện định mức 20 mA và điện áp giảm 3 V (xem hướng dẫn sử dụng để biết các thông số thực tế). Tốt hơn là nên lấy 80% danh định cho dòng hoạt động - đèn LED trong điều kiện ánh sáng sẽ sống lâu hơn. Iwork = 0,8 Inom = 16 mA.
- Trên điện trở bổ sung, điện áp nguồn sẽ giảm trừ điện áp giảm trên đèn LED. Urab \ u003d 310-3 \ u003d 307 V. Rõ ràng, hầu như tất cả điện áp sẽ nằm trên điện trở.
Quan trọng! Khi tính toán, cần sử dụng không phải giá trị hiện tại của điện áp nguồn (220 V), mà là giá trị biên độ (đỉnh) - 310 V.
- Giá trị của điện trở bổ sung được tìm thấy theo định luật Ohm: R = Urab / Irab. Vì dòng điện được chọn tính bằng miliampe, nên điện trở sẽ tính bằng kilôgam: R \ u003d 307/16 \ u003d 19.1875. Giá trị gần nhất từ phạm vi tiêu chuẩn là 20 kOhm.
- Để tìm công suất của điện trở bằng công thức P = UI, dòng điện hoạt động phải được nhân với điện áp giảm trên điện trở dập tắt. Với định mức 20 kOhm, dòng điện trung bình sẽ là 220 V / 20 kOhm = 11 mA (ở đây bạn có thể tính đến điện áp hiệu dụng!), Và công suất sẽ là 220V * 11mA = 2420 mW hoặc 2,42 W. Từ phạm vi tiêu chuẩn, bạn có thể chọn điện trở 3 W.
Quan trọng! Tính toán này được đơn giản hóa, nó không phải lúc nào cũng tính đến điện áp rơi trên đèn LED và điện trở trạng thái của nó, nhưng đối với các mục đích thực tế, độ chính xác là đủ.
Vì vậy, bạn có thể kết nối một chuỗi đèn LED nối tiếp. Khi tính toán, cần nhân độ sụt điện áp trên một phần tử với tổng số của chúng.
Kết nối nối tiếp của diode điện áp ngược cao (400 V trở lên)
Phương pháp được mô tả có một nhược điểm đáng kể. Điốt phát quang, giống như bất kỳ thiết bị nào dựa trên tiếp giáp p-n, nó truyền dòng điện (và phát sáng) với một nửa sóng trực tiếp của dòng điện xoay chiều. Với nửa sóng ngược, nó bị khóa. Điện trở của nó cao, cao hơn nhiều so với điện trở dằn. Và điện áp nguồn có biên độ 310 V được áp dụng cho chuỗi sẽ giảm chủ yếu trên đèn LED. Và nó không được thiết kế để hoạt động như một bộ chỉnh lưu điện áp cao, và có thể bị hỏng sớm. Để chống lại hiện tượng này, người ta thường nên mắc nối tiếp một diode bổ sung có thể chịu được điện áp ngược.
Trên thực tế, với việc bật này, điện áp ngược được áp dụng sẽ được chia khoảng một nửa giữa các điốt và đèn LED sẽ nhẹ hơn một chút khi rơi vào nó khoảng 150 V hoặc ít hơn một chút, nhưng số phận của nó vẫn rất đáng buồn.
Làm tắt đèn LED bằng một diode thông thường
Lược đồ sau đây hiệu quả hơn nhiều:
Ở đây, phần tử phát sáng được kết nối đối diện và song song với điốt bổ sung. Với nửa sóng âm, diode bổ sung sẽ mở và tất cả điện áp sẽ được áp dụng cho điện trở. Nếu tính toán được thực hiện trước đó là chính xác, thì điện trở sẽ không quá nóng.
Kết nối mặt sau của hai đèn LED
Khi nghiên cứu mạch điện trước đó, ý nghĩ không thể không xuất hiện - tại sao lại sử dụng một diode vô dụng khi nó có thể được thay thế bằng cùng một bộ phát sáng? Đây là lý luận chính xác. Và về mặt logic, lược đồ được tái sinh trong phiên bản sau:
Ở đây, cùng một đèn LED được sử dụng như một phần tử bảo vệ. Nó bảo vệ phần tử đầu tiên trong nửa sóng ngược và bức xạ cùng một lúc. Với nửa sóng trực tiếp của hình sin, các đèn LED sẽ thay đổi vai trò. Ưu điểm của mạch là sử dụng hoàn toàn nguồn điện. Thay vì các yếu tố đơn lẻ, bạn có thể bật chuỗi đèn LED theo hướng thuận và ngược lại. Nguyên tắc tương tự có thể được sử dụng để tính toán, nhưng điện áp giảm trên các đèn LED được nhân với số lượng đèn LED được lắp đặt theo một hướng.
Với một tụ điện
Có thể dùng tụ điện thay cho điện trở. Trong mạch điện xoay chiều, nó hoạt động giống như một điện trở. Điện trở của nó phụ thuộc vào tần số, nhưng trong mạng hộ gia đình, thông số này không thay đổi. Để tính toán, bạn có thể lấy công thức X \ u003d 1 / (2 * 3,14 * f * C), trong đó:
- X là cảm kháng của tụ điện;
- f là tần số tính bằng hertz, trong trường hợp đang xét nó bằng 50;
- C là điện dung của tụ điện tính bằng farads, để chuyển đổi thành uF cần sử dụng hệ số 10-6.
Trong thực tế, công thức sau được sử dụng:
C \ u003d 4.45 * Iwork / (U-Ud), trong đó:
- C là điện dung cần thiết trong microfarads;
- Irab - dòng điện hoạt động của đèn LED;
- U-Ud - sự khác biệt giữa điện áp cung cấp và điện áp rơi trên phần tử phát sáng - có tầm quan trọng thực tế khi sử dụng chuỗi đèn LED. Khi sử dụng đèn LED đơn, có thể lấy giá trị U bằng 310 V với độ chính xác vừa đủ.
Tụ điện có thể được sử dụng với điện áp hoạt động ít nhất là 400 V.Các giá trị tính toán cho đặc tính dòng điện của các mạch như vậy được cho trong bảng:
| Hoạt động hiện tại, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Dung lượng tụ chấn lưu, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
Các giá trị kết quả là khá xa so với phạm vi tiêu chuẩn của công suất. Vì vậy, đối với dòng điện 20 mA, độ lệch so với giá trị danh nghĩa 0,25 μF sẽ là 13% và từ 0,33 μF - 14%. điện trở có thể được chọn chính xác hơn nhiều. Đây là nhược điểm đầu tiên của chương trình. Cái thứ hai đã được đề cập - tụ điện 400 V trở lên là khá lớn. Và điều đó không phải tất cả. Khi sử dụng bình chấn lưu, mạch điện bị phát triển quá mức với các phần tử bổ sung:
Điện trở R1 được đặt cho mục đích an toàn. Nếu mạch được cấp nguồn từ 220 V, và sau đó ngắt kết nối khỏi mạng, thì tụ điện sẽ không phóng điện - nếu không có điện trở này, mạch dòng điện phóng điện sẽ không có. Nếu bạn vô tình chạm vào các cực của bình chứa, bạn rất dễ bị điện giật. Điện trở của điện trở này có thể được chọn trong vài trăm kilo-ohms, trong điều kiện làm việc, nó được ngắt bởi một điện dung và không ảnh hưởng đến hoạt động của mạch.
Điện trở R2 là cần thiết để hạn chế sự xâm nhập của dòng điện nạp vào tụ điện. Cho đến khi điện dung được sạc, nó sẽ không hoạt động như một bộ giới hạn dòng điện và trong thời gian này, đèn LED có thể có thời gian hỏng. Ở đây bạn cần chọn một giá trị khoảng vài chục ôm, nó cũng sẽ không có ảnh hưởng đến hoạt động của mạch, mặc dù nó có thể được tính đến trong tính toán.
Ví dụ về bật đèn LED trong công tắc đèn
Một trong những ví dụ phổ biến về việc sử dụng thực tế của đèn LED trong mạch điện 220 V là chỉ ra trạng thái tắt của công tắc gia đình và giúp bạn dễ dàng tìm thấy vị trí của nó trong bóng tối. Đèn LED ở đây hoạt động ở dòng điện khoảng 1 mA - ánh sáng sẽ mờ, nhưng đáng chú ý trong bóng tối.
Ở đây đèn đóng vai trò như một bộ hạn chế dòng điện bổ sung khi công tắc ở vị trí mở và sẽ nhận một phần nhỏ điện áp ngược. Nhưng phần chính của điện áp ngược được áp dụng cho điện trở, vì vậy đèn LED được bảo vệ tương đối ở đây.
Video: TẠI SAO KHÔNG NÊN LẮP ĐẶT CÔNG TẮC ĐÈN
Sự an toàn
Các biện pháp phòng ngừa an toàn khi làm việc trong các hệ thống lắp đặt hiện có được quy định bởi Nội quy bảo hộ lao động trong quá trình vận hành các công trình lắp đặt điện. Chúng không áp dụng cho hội thảo tại nhà, nhưng các nguyên tắc cơ bản của chúng phải được tính đến khi kết nối đèn LED với mạng 220 V. Quy tắc an toàn chính khi làm việc với bất kỳ hệ thống lắp đặt điện nào là tất cả công việc phải được thực hiện với điện áp được loại bỏ, loại bỏ việc bật sai hoặc không tự nguyện, trái phép. Sau khi tắt công tắc, không có điện áp phải kiểm tra với một người thử nghiệm. Mọi thứ khác là sử dụng găng tay điện môi, thảm, tiếp đất tạm thời, v.v. khó thực hiện ở nhà, nhưng chúng ta phải nhớ rằng có rất ít biện pháp an ninh.