توصيل الصمام بـ 220 فولت
تستخدم مصابيح LED على نطاق واسع كمصادر للضوء. لكنها مصممة لجهد إمداد منخفض ، وغالبًا ما تكون هناك حاجة لتشغيل مؤشر LED في شبكة منزلية بجهد 220 فولت. مع القليل من المعرفة بالهندسة الكهربائية والقدرة على إجراء حسابات بسيطة ، يكون هذا ممكنًا.
طرق الاتصال
ظروف التشغيل القياسية لمعظم مصابيح LED هي جهد 1.5-3.5 فولت وتيار 10-30 مللي أمبير. عندما يتم توصيل الجهاز مباشرة بالشبكة الكهربائية المنزلية ، فإن عمره سيكون أعشار من الثانية. تنخفض جميع مشاكل توصيل مصابيح LED بشبكة ذات جهد متزايد مقارنة بجهد التشغيل القياسي إلى إعادة الجهد الزائد والحد من تدفق التيار عبر عنصر انبعاث الضوء. يتعامل السائقون - الدوائر الإلكترونية - مع هذه المهمة ، لكنها معقدة للغاية وتتكون من عدد كبير من المكونات.يكون استخدامها منطقيًا عند تشغيل مصفوفة LED مع العديد من مصابيح LED. هناك طرق أبسط لتوصيل عنصر واحد.
التوصيل بمقاوم
الطريقة الأكثر وضوحًا هي توصيل المقاوم في سلسلة مع LED. سوف يسقط الجهد الزائد ، وسوف يحد من التيار.
يتم حساب هذا المقاوم بالتسلسل التالي:
- يجب أن يكون هناك مؤشر LED بتيار مقدر 20 مللي أمبير وانخفاض الجهد 3 فولت (انظر الدليل لمعرفة المعلمات الفعلية). من الأفضل أن تأخذ 80٪ من القيمة الاسمية لتيار التشغيل - سيعيش LED في ظروف الإضاءة لفترة أطول. Iwork = 0.8 Inom = 16 مللي أمبير.
- في حالة المقاومة الإضافية ، سينخفض جهد التيار الكهربائي مطروحًا منه انخفاض الجهد عبر مؤشر LED. Urab \ u003d 310-3 \ u003d 307 V. من الواضح أن كل الجهد تقريبًا سيكون على المقاوم.
مهم! عند الحساب ، من الضروري عدم استخدام القيمة الحالية لجهد التيار الكهربائي (220 فولت) ، ولكن قيمة السعة (الذروة) - 310 فولت.
- تم العثور على قيمة المقاومة الإضافية وفقًا لقانون أوم: R = Urab / Irab. نظرًا لتحديد التيار بالمللي أمبير ، ستكون المقاومة بالكيلو أوم: R \ u003d 307/16 = 19.1875. أقرب قيمة من النطاق القياسي هي 20 كيلو أوم.
- للعثور على قوة المقاوم باستخدام الصيغة P = UI ، يجب ضرب تيار التشغيل بانخفاض الجهد عبر مقاومة التبريد. مع تصنيف 20 كيلو أوم ، سيكون متوسط التيار 220 فولت / 20 كيلو أوم = 11 مللي أمبير (هنا يمكنك أن تأخذ في الاعتبار الجهد الفعال!) ، وستكون الطاقة 220 فولت * 11 مللي أمبير = 2420 ميغاواط أو 2.42 واط. من النطاق القياسي ، يمكنك اختيار مقاوم 3 واط.
مهم! تم تبسيط هذا الحساب ، فهو لا يأخذ دائمًا في الاعتبار انخفاض الجهد عبر LED ومقاومته في الحالة ، ولكن للأغراض العملية ، تكون الدقة كافية.
لذا يمكنك توصيل سلسلة من المصابيح المتصلة بالسلسلة. عند الحساب ، من الضروري مضاعفة انخفاض الجهد على عنصر واحد بعددهم الإجمالي.
سلسلة توصيل الصمام الثنائي ذو الجهد العكسي العالي (400 فولت أو أكثر)
الطريقة الموصوفة لها عيب كبير. الصمام الثنائي الباعث للضوء، مثل أي جهاز يعتمد على تقاطع pn ، فإنه يمرر التيار (ويتوهج) بنصف موجة مباشرة من التيار المتردد. مع نصف موجة عكسي ، يتم قفله. مقاومته عالية ، أعلى بكثير من مقاومة الصابورة. وسينخفض جهد التيار الكهربائي بسعة 310 فولت المطبق على السلسلة في الغالب على مؤشر LED. وهو غير مصمم للعمل كمقوم للجهد العالي ، ويمكن أن يفشل قريبًا. لمكافحة هذه الظاهرة ، يوصى غالبًا بتضمين سلسلة صمام ثنائي إضافي يمكنه تحمل الجهد العكسي.
في الواقع ، مع هذا التشغيل ، سيتم تقسيم الجهد العكسي المطبق إلى النصف تقريبًا بين الثنائيات ، وسيكون LED أخف قليلاً عندما يسقط حوالي 150 فولت أو أقل قليلاً ، لكن سيظل مصيرها حزينًا.
تحويل الصمام مع الصمام الثنائي التقليدي
المخطط التالي أكثر كفاءة:
هنا ، يتم توصيل العنصر الباعث للضوء بشكل معاكس ومتوازي مع الصمام الثنائي الإضافي. مع نصف موجة سالبة ، سيفتح الصمام الثنائي الإضافي ، وسيتم تطبيق كل الجهد على المقاوم. إذا كان الحساب الذي تم إجراؤه مسبقًا صحيحًا ، فلن ترتفع درجة حرارة المقاومة.
اتصال من الخلف إلى الخلف لاثنين من مصابيح LED
عند دراسة الدائرة السابقة ، لا يمكن للفكر إلا أن يأتي - لماذا نستخدم الصمام الثنائي غير المجدي عندما يمكن استبداله بنفس باعث الضوء؟ هذا هو المنطق الصحيح. ومن المنطقي أن يولد المخطط من جديد في الإصدار التالي:
هنا ، يتم استخدام نفس مؤشر LED كعنصر حماية. يحمي العنصر الأول أثناء نصف الموجة العكسي ويشع في نفس الوقت. مع نصف موجة مباشرة من الجيب ، تغير مصابيح LED الأدوار. ميزة الدائرة هي الاستخدام الكامل لمصدر الطاقة. بدلاً من العناصر الفردية ، يمكنك تشغيل سلاسل مصابيح LED في اتجاهات أمامية وخلفية. يمكن استخدام نفس المبدأ للحساب ، لكن انخفاض الجهد عبر مصابيح LED يتضاعف بعدد مصابيح LED المثبتة في اتجاه واحد.
مع مكثف
يمكن استخدام مكثف بدلاً من المقاوم. في دائرة التيار المتردد ، يتصرف إلى حد ما مثل المقاوم. تعتمد مقاومته على التردد ، ولكن في الشبكة المنزلية ، لا تتغير هذه المعلمة. للحساب ، يمكنك أن تأخذ الصيغة X \ u003d 1 / (2 * 3.14 * f * C) ، حيث:
- X هي مفاعلة المكثف ؛
- f هو التردد بالهرتز ، وهو في الحالة قيد النظر يساوي 50 ؛
- C هي سعة المكثف بالفاراد ، للتحويل إلى uF باستخدام العامل 10-6.
في الممارسة العملية ، يتم استخدام الصيغة التالية:
C = 4.45 * Iwork / (U-Ud) ، حيث:
- C هي السعة المطلوبة في الميكروفاراد ؛
- Irab - تيار التشغيل من LED ؛
- U-Ud - الفرق بين جهد الإمداد وانخفاض الجهد عبر عنصر انبعاث الضوء - له أهمية عملية عند استخدام سلسلة من مصابيح LED. عند استخدام مؤشر LED واحد ، من الممكن أخذ قيمة U تساوي 310 فولت بدقة كافية.
يمكن استخدام المكثفات بجهد تشغيل لا يقل عن 400 فولت.يتم إعطاء القيم المحسوبة للتيارات المميزة لهذه الدوائر في الجدول:
| التشغيل الحالي ، مللي أمبير | 10 | 15 | 20 | 25 |
| قدرة مكثف الصابورة ، uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
القيم الناتجة بعيدة تمامًا عن النطاق القياسي للقدرات. لذلك ، بالنسبة لتيار 20 مللي أمبير ، سيكون الانحراف عن القيمة الاسمية 0.25 μF سيكون 13٪ ، ومن 0.33 μF - 14٪. يمكن اختيار المقاوم أكثر دقة. هذا هو أول عيب في المخطط. تم ذكر الثاني بالفعل - المكثفات 400 فولت وما فوق كبيرة جدًا. وهذا ليس كل شيء. عند استخدام خزان الصابورة ، تتضخم الدائرة بعناصر إضافية:
تم تعيين المقاومة R1 لأغراض السلامة. إذا تم تشغيل الدائرة من 220 فولت ، ثم تم فصلها عن الشبكة ، فلن يتم تفريغ المكثف - بدون هذا المقاوم ، ستكون دائرة تيار التفريغ غائبة. إذا لمست أطراف الحاوية عن طريق الخطأ ، فمن السهل أن تصاب بصدمة كهربائية. يمكن تحديد مقاومة هذا المقاوم بعدة مئات من الكيلو أوم ، وفي حالة العمل يتم تحويلها بواسطة السعة ولا تؤثر على تشغيل الدائرة.
المقاومة R2 ضرورية للحد من تدفق تيار الشحن للمكثف. حتى يتم شحن السعة ، لن تعمل كمحدد حالي ، وخلال هذا الوقت قد يفشل مؤشر LED. تحتاج هنا إلى اختيار قيمة عدة عشرات من الأوم ، ولن يكون لها أيضًا تأثير على تشغيل الدائرة ، على الرغم من أنه يمكن أخذها في الاعتبار في الحساب.
مثال على تشغيل LED في مفتاح الإضاءة
أحد الأمثلة الشائعة للاستخدام العملي لمصباح LED في دائرة 220 فولت هو الإشارة إلى حالة إيقاف تشغيل المفتاح المنزلي وتسهيل العثور على موقعه في الظلام. يعمل مصباح LED هنا بتيار يبلغ حوالي 1 مللي أمبير - سيكون التوهج خافتًا ، لكنه يمكن ملاحظته في الظلام.
هنا يعمل المصباح كمحدد تيار إضافي عندما يكون المفتاح في وضع الفتح ، وسيأخذ جزءًا صغيرًا من الجهد العكسي. ولكن يتم تطبيق الجزء الرئيسي من الجهد العكسي على المقاوم ، لذلك فإن LED محمي نسبيًا هنا.
فيديو: لماذا لا تقوم بتثبيت مفتاح مضاء
أمان
تنظم قواعد حماية العمال أثناء تشغيل التركيبات الكهربائية احتياطات السلامة عند العمل في المنشآت القائمة. لا تنطبق على ورشة العمل المنزلية ، ولكن يجب مراعاة مبادئها الأساسية عند توصيل مصباح LED بشبكة 220 فولت. قاعدة الأمان الرئيسية عند العمل مع أي تركيبات كهربائية هي أنه يجب تنفيذ جميع الأعمال مع إزالة الجهد الكهربائي ، مما يؤدي إلى التخلص من التشغيل الخاطئ أو غير الطوعي وغير المصرح به. بعد إيقاف تشغيل المفتاح ، يجب أن يكون غياب الجهد تحقق مع المختبر. كل شيء آخر هو استخدام القفازات العازلة ، والحصير ، والتأريض المؤقت ، إلخ. يصعب القيام به في المنزل ، لكن يجب أن نتذكر أن هناك القليل من الإجراءات الأمنية.