เชื่อมต่อ LED กับ 220V

ไฟ LED ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นแหล่งกำเนิดแสง แต่ถูกออกแบบมาสำหรับการจ่ายไฟต่ำ และบ่อยครั้งที่จำเป็นต้องเปิด LED ในเครือข่าย 220 โวลต์ในครัวเรือน ด้วยความรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับวิศวกรรมไฟฟ้าและความสามารถในการคำนวณอย่างง่าย จึงเป็นไปได้

วิธีการเชื่อมต่อ

สภาวะการทำงานมาตรฐานสำหรับ LED ส่วนใหญ่คือแรงดันไฟฟ้า 1.5-3.5 V และกระแสไฟ 10-30 mA เมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายไฟฟ้าในครัวเรือน อายุการใช้งานจะอยู่ที่หนึ่งในสิบของวินาที ปัญหาทั้งหมดในการเชื่อมต่อ LED กับเครือข่ายของแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานมาตรฐานนั้นเกิดจากการจ่ายแรงดันไฟส่วนเกินและจำกัดกระแสที่ไหลผ่านองค์ประกอบการเปล่งแสง ไดรเวอร์ - วงจรอิเล็กทรอนิกส์ - รับมือกับงานนี้ แต่ค่อนข้างซับซ้อนและประกอบด้วยส่วนประกอบจำนวนมากการใช้งานเหมาะสมเมื่อจ่ายไฟให้กับเมทริกซ์ LED ที่มีไฟ LED จำนวนมาก มีวิธีที่ง่ายกว่าในการเชื่อมต่อองค์ประกอบเดียว

การเชื่อมต่อกับตัวต้านทาน

วิธีที่ชัดเจนที่สุดคือการเชื่อมต่อตัวต้านทานแบบอนุกรมกับ LED มันจะลดแรงดันไฟส่วนเกิน และมันจะจำกัดกระแส

โครงการเปิดไฟ LED พร้อมตัวต้านทานบัลลาสต์

การคำนวณตัวต้านทานนี้ดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้:

1. ให้มี LED ที่มีกระแสไฟฟ้า 20 mA และแรงดันไฟฟ้าตก 3 V (ดูคู่มือสำหรับพารามิเตอร์จริง) เป็นการดีกว่าถ้าใช้ 80% ของค่าเล็กน้อยสำหรับกระแสไฟที่ใช้งาน - LED ในสภาพแสงจะมีอายุยืนยาวขึ้น ไอเวิร์ค=0.8 อินอม=16 mA.
2. สำหรับความต้านทานเพิ่มเติม แรงดันไฟหลักจะลดลงลบด้วยแรงดันตกคร่อม LED Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. เห็นได้ชัดว่าแรงดันไฟฟ้าเกือบทั้งหมดจะอยู่ที่ตัวต้านทาน

สำคัญ! เมื่อคำนวณไม่จำเป็นต้องใช้ค่าปัจจุบันของแรงดันไฟหลัก (220 V) แต่ค่าแอมพลิจูด (สูงสุด) - 310 V.

1. พบค่าความต้านทานเพิ่มเติมตามกฎของโอห์ม: R = Urab / Irab เนื่องจากกระแสถูกเลือกเป็นมิลลิแอมป์ ความต้านทานจะเป็นกิโลโอห์ม: R \u003d 307/16 \u003d 19.1875 ค่าที่ใกล้เคียงที่สุดจากช่วงมาตรฐานคือ 20 kOhm
2. ในการหากำลังของตัวต้านทานโดยใช้สูตร P=UI กระแสไฟฟ้าในการทำงานจะต้องคูณด้วยแรงดันตกคร่อมความต้านทานการดับ ด้วยพิกัด 20 kOhm กระแสเฉลี่ยจะอยู่ที่ 220 V / 20 kOhm = 11 mA (คุณสามารถคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพได้ที่นี่!) และกำลังจะเป็น 220V * 11mA = 2420 mW หรือ 2.42 W จากช่วงมาตรฐาน คุณสามารถเลือกตัวต้านทาน 3 W ได้

สำคัญ! การคำนวณนี้ง่ายขึ้น โดยไม่ได้คำนึงถึงแรงดันตกคร่อม LED และความต้านทานในสถานะเสมอ แต่สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ ความแม่นยำก็เพียงพอแล้ว

ตัวต้านทาน 3W

เพื่อให้คุณสามารถเชื่อมต่อห่วงโซ่ของ ไฟ LED ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม. เมื่อคำนวณ จำเป็นต้องคูณแรงดันตกคร่อมองค์ประกอบหนึ่งด้วยจำนวนทั้งหมด

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของไดโอดแรงดันย้อนกลับสูง (400 V หรือมากกว่า)

วิธีการที่อธิบายไว้มีข้อเสียเปรียบอย่างมาก ไดโอดเปล่งแสงเช่นเดียวกับอุปกรณ์ใด ๆ ที่ใช้ทางแยก p-n มันส่งกระแส (และเรืองแสง) ด้วยกระแสสลับครึ่งคลื่นโดยตรง ด้วยครึ่งคลื่นย้อนกลับ มันถูกล็อค ความต้านทานสูง สูงกว่าความต้านทานบัลลาสต์มาก และแรงดันไฟหลักที่มีแอมพลิจูด 310 V ที่ใช้กับโซ่จะลดลงส่วนใหญ่บน LED และไม่ได้ออกแบบมาให้ทำงานเป็นวงจรเรียงกระแสไฟฟ้าแรงสูง และอาจล้มเหลวได้ในเร็วๆ นี้ เพื่อต่อสู้กับปรากฏการณ์นี้ ขอแนะนำให้รวมไดโอดเพิ่มเติมที่สามารถทนต่อแรงดันไฟย้อนกลับในชุดอนุกรมได้

การสลับวงจรด้วยไดโอดเพิ่มเติม

อันที่จริง เมื่อเปิดสวิตช์นี้ แรงดันย้อนกลับที่ใช้จะถูกแบ่งระหว่างไดโอดประมาณครึ่งหนึ่ง และไฟ LED จะสว่างขึ้นเล็กน้อยเมื่อประมาณ 150 V หรือน้อยกว่านั้นตกเล็กน้อย แต่ชะตากรรมของมันก็ยังน่าเศร้า

การแบ่ง LED ด้วยไดโอดธรรมดา

รูปแบบต่อไปนี้มีประสิทธิภาพมากขึ้น:

โครงการที่มีไดโอดเพิ่มเติม

ที่นี่องค์ประกอบการเปล่งแสงเชื่อมต่อตรงข้ามและขนานกับไดโอดเพิ่มเติม ด้วยครึ่งคลื่นเชิงลบ ไดโอดเพิ่มเติมจะเปิดขึ้น และแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะถูกนำไปใช้กับตัวต้านทาน หากการคำนวณก่อนหน้านี้ถูกต้อง ความต้านทานจะไม่ร้อนเกินไป

การเชื่อมต่อแบบ Back-to-Back ของ LED สองดวง

เมื่อศึกษาวงจรก่อนหน้านี้ ความคิดไม่สามารถมา - เหตุใดจึงใช้ไดโอดไร้ประโยชน์เมื่อแทนที่ด้วยตัวปล่อยแสงเดียวกัน นี่คือการให้เหตุผลที่ถูกต้อง และตามหลักเหตุผลแล้ว โครงการก็เกิดใหม่ในเวอร์ชันต่อไปนี้:

โครงการที่มีไฟ LED เพิ่มเติม

ที่นี่ LED เดียวกันถูกใช้เป็นองค์ประกอบป้องกัน ปกป้ององค์ประกอบแรกในช่วงครึ่งคลื่นย้อนกลับและแผ่กระจายไปพร้อมกัน ด้วยคลื่นไซนัสครึ่งคลื่นตรง LED จะเปลี่ยนบทบาท ข้อดีของวงจรคือการใช้แหล่งจ่ายไฟอย่างเต็มรูปแบบ แทนที่จะเปิดองค์ประกอบเดียว คุณสามารถเปิดโซ่ของ LED ในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับได้ สามารถใช้หลักการเดียวกันนี้ได้ แต่แรงดันตกคร่อม LED คูณด้วยจำนวน LED ที่ติดตั้งในทิศทางเดียว

ด้วยตัวเก็บประจุ

สามารถใช้ตัวเก็บประจุแทนตัวต้านทานได้ ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ จะทำงานเหมือนกับตัวต้านทาน ความต้านทานขึ้นอยู่กับความถี่ แต่ในเครือข่ายในครัวเรือนพารามิเตอร์นี้จะไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับการคำนวณคุณสามารถใช้สูตร X \u003d 1 / (2 * 3.14 * f * C) โดยที่:

• X คือค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุ
• f คือความถี่เป็นเฮิรตซ์ในกรณีที่อยู่ระหว่างการพิจารณาจะเท่ากับ 50
• C คือความจุของตัวเก็บประจุในหน่วยฟารัด เพื่อแปลงเป็น uF ใช้ปัจจัย 10^-6.

ในทางปฏิบัติจะใช้สูตรต่อไปนี้:

C \u003d 4.45 * Iwork / (U-Ud) โดยที่:

• C คือความจุที่ต้องการในไมโครฟารัด
• Irab - กระแสไฟ LED;
• U-Ud - ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟของแหล่งจ่ายและแรงดันตกคร่อมองค์ประกอบเปล่งแสง - มีความสำคัญในทางปฏิบัติเมื่อใช้สาย LED เมื่อใช้ LED ดวงเดียว สามารถรับค่า U เท่ากับ 310 V ได้อย่างแม่นยำเพียงพอ

ตัวเก็บประจุสามารถใช้ได้กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานอย่างน้อย 400 V.ค่าที่คำนวณได้สำหรับลักษณะกระแสของวงจรดังกล่าวแสดงไว้ในตาราง:

ค่าที่ได้นั้นค่อนข้างไกลจากช่วงความจุมาตรฐาน ดังนั้นสำหรับกระแส 20 mA ส่วนเบี่ยงเบนจากค่าเล็กน้อย 0.25 μFจะเป็น 13% และจาก 0.33 μF - 14% สามารถเลือกตัวต้านทานได้ แม่นยำยิ่งขึ้น นี่เป็นข้อเสียเปรียบแรกของโครงการ อันที่สองได้รับการกล่าวถึงแล้ว - ตัวเก็บประจุ 400 V ขึ้นไปมีขนาดค่อนข้างใหญ่ และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด เมื่อใช้ถังบัลลาสต์วงจรจะรกไปด้วยองค์ประกอบเพิ่มเติม:

การสลับวงจรด้วยตัวเก็บประจุแบบบัลลาสต์

ความต้านทาน R1 ถูกตั้งค่าเพื่อความปลอดภัย หากวงจรได้รับพลังงานจาก 220 V แล้วตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย ตัวเก็บประจุจะไม่คายประจุ - หากไม่มีตัวต้านทานนี้ วงจรกระแสไฟดิสชาร์จจะหายไป หากคุณสัมผัสขั้วของภาชนะโดยไม่ได้ตั้งใจ จะเกิดไฟฟ้าช็อตได้ง่าย ความต้านทานของตัวต้านทานนี้สามารถเลือกได้หลายร้อยกิโลโอห์ม ในสภาพการทำงานจะถูกแบ่งโดยความจุและไม่ส่งผลต่อการทำงานของวงจร

จำเป็นต้องมีตัวต้านทาน R2 เพื่อจำกัดการไหลเข้าของกระแสไฟชาร์จของตัวเก็บประจุ จนกว่าความจุจะถูกชาร์จ มันจะไม่ทำหน้าที่เป็นตัวจำกัดกระแส และในช่วงเวลานี้ LED อาจมีเวลาที่จะล้มเหลว ที่นี่คุณต้องเลือกค่าหลายสิบโอห์มซึ่งจะไม่มีผลต่อการทำงานของวงจรแม้ว่าจะนำมาพิจารณาในการคำนวณก็ตาม

ตัวอย่างการเปิดไฟ LED ในสวิตช์ไฟ

ตัวอย่างทั่วไปของการใช้งาน LED ในวงจร 220 V ในทางปฏิบัติคือการระบุสถานะปิดของสวิตช์ในครัวเรือนและทำให้ง่ายต่อการค้นหาตำแหน่งในที่มืด LED ที่นี่ทำงานที่กระแสไฟประมาณ 1 mA - แสงจะสลัว แต่สังเกตได้ชัดเจนในที่มืด

ตัวบ่งชี้สถานะเบรกเกอร์

ที่นี่หลอดไฟทำหน้าที่เป็นตัว จำกัด กระแสไฟเพิ่มเติมเมื่อสวิตช์อยู่ในตำแหน่งเปิดและจะใช้แรงดันย้อนกลับเพียงเล็กน้อย แต่ส่วนหลักของแรงดันย้อนกลับถูกนำไปใช้กับตัวต้านทาน ดังนั้น LED จึงค่อนข้างได้รับการปกป้องที่นี่

วิดีโอ: ทำไมไม่ติดตั้งสวิตช์ไฟ

ความปลอดภัย

ข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยเมื่อทำงานในการติดตั้งที่มีอยู่ถูกควบคุมโดยกฎสำหรับการคุ้มครองแรงงานระหว่างการทำงานของการติดตั้งระบบไฟฟ้า ใช้ไม่ได้กับเวิร์กช็อปที่บ้าน แต่ต้องคำนึงถึงหลักการพื้นฐานเมื่อเชื่อมต่อ LED กับเครือข่าย 220 V กฎความปลอดภัยหลักเมื่อทำงานกับการติดตั้งระบบไฟฟ้าคือ งานทั้งหมดต้องดำเนินการโดยถอดแรงดันไฟฟ้าออก ขจัดข้อผิดพลาดหรือไม่ได้ตั้งใจเปิดสวิตช์โดยไม่ได้รับอนุญาต หลังจากปิดสวิตช์แล้วจะต้องไม่มีแรงดันไฟฟ้า ตรวจสอบกับผู้ทดสอบ. อย่างอื่นคือการใช้ถุงมือไดอิเล็กทริก เสื่อ กราวด์ชั่วคราว ฯลฯ ยากที่จะทำที่บ้าน แต่เราต้องจำไว้ว่ามีมาตรการรักษาความปลอดภัยเล็กน้อย