LED를 220V에 연결하기
LED는 광원으로 널리 사용됩니다. 그러나 그들은 낮은 공급 전압을 위해 설계되었으며 종종 220볼트 가정용 네트워크에서 LED를 켜야 합니다. 전기 공학에 대한 지식이 거의 없고 간단한 계산을 수행할 수 있는 능력이 있으면 이것이 가능합니다.
연결 방법
대부분의 LED에 대한 표준 작동 조건은 1.5-3.5V 전압 및 10-30mA 전류입니다. 장치가 가정용 전기 네트워크에 직접 연결되면 수명은 10분의 1초입니다. 표준 동작 전압보다 높은 전압의 네트워크에 LED를 연결하는 모든 문제는 초과 전압을 상환하고 발광 소자에 흐르는 전류를 제한하는 데 있습니다. 드라이버 - 전자 회로 -이 작업에 대처하지만 상당히 복잡하고 많은 구성 요소로 구성됩니다.많은 LED가 있는 LED 매트릭스에 전원을 공급할 때 사용하는 것이 좋습니다. 하나의 요소를 연결하는 더 간단한 방법이 있습니다.
저항으로 연결
가장 확실한 방법은 저항을 LED와 직렬로 연결하는 것입니다. 초과 전압을 떨어뜨리고 전류를 제한합니다.
이 저항의 계산은 다음 순서로 수행됩니다.
- 정격 전류가 20mA이고 전압 강하가 3V인 LED가 있다고 가정합니다(실제 매개변수는 설명서 참조). 작동 전류에 대해 공칭 값의 80%를 취하는 것이 좋습니다. 조명 조건의 LED는 더 오래갑니다. Iwork=0.8 Inom=16mA.
- 추가 저항에서 주 전압은 LED에서 전압 강하를 뺀 값으로 떨어집니다. Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. 분명히 거의 모든 전압은 저항에 있습니다.
중요한! 계산할 때 주전원 전압(220V)의 현재 값이 아니라 진폭(피크) 값 - 310V를 사용해야 합니다.
- 추가 저항 값은 옴의 법칙(R = Urab / Irab)에 따라 구합니다. 전류는 밀리암페어 단위로 선택되므로 저항은 킬로옴 단위가 됩니다. R \u003d 307/16 \u003d 19.1875. 표준 범위에서 가장 가까운 값은 20kOhm입니다.
- 공식 P=UI를 사용하여 저항기의 전력을 찾으려면 작동 전류에 담금질 저항 양단의 전압 강하를 곱해야 합니다. 20kOhm의 정격에서 평균 전류는 220V / 20kOhm = 11mA(여기서 유효 전압을 고려할 수 있습니다!)이고 전력은 220V * 11mA = 2420mW 또는 2.42W입니다. 표준 범위에서 3W 저항을 선택할 수 있습니다.
중요한! 이 계산은 단순화되었으며 LED의 전압 강하와 온 상태 저항을 항상 고려하지는 않지만 실제 목적에서는 정확도가 충분합니다.
그래서 당신은 체인을 연결할 수 있습니다 직렬 연결 LED. 계산할 때 한 요소의 전압 강하에 총 수를 곱해야합니다.
고역전압 다이오드 직렬 연결(400V 이상)
설명된 방법에는 중요한 단점이 있습니다. 발광 다이오드, p-n 접합을 기반으로 하는 모든 장치와 마찬가지로 교류의 직접적인 반파로 전류를 전달하고 빛납니다. 역 반파로 잠겨 있습니다. 그것의 저항은 안정기 저항보다 훨씬 높습니다. 그리고 체인에 적용된 310V 진폭의 주전원 전압은 대부분 LED에서 떨어집니다. 그리고 고전압 정류기로 작동하도록 설계되지 않았으며 곧 고장날 수 있습니다. 이 현상을 방지하려면 역전압을 견딜 수 있는 추가 다이오드를 직렬로 포함하는 것이 좋습니다.
실제로 이 턴을 켜면 인가된 역전압이 다이오드 사이에 대략 반으로 나누어지고 약 150V 이하로 떨어지면 LED가 약간 밝아지지만 그 운명은 여전히 슬프다.
기존 다이오드로 LED 션트
다음 구성표가 훨씬 더 효율적입니다.
여기서, 발광 소자는 추가 다이오드와 반대 방향으로 병렬로 연결됩니다. 음의 반파를 사용하면 추가 다이오드가 열리고 모든 전압이 저항에 적용됩니다. 이전에 계산한 값이 정확하면 저항이 과열되지 않습니다.
두 LED의 연속 연결
이전 회로를 연구할 때 생각이 떠오르지 않을 수 없습니다. 동일한 발광체로 교체할 수 있는데 쓸모없는 다이오드를 사용하는 이유는 무엇입니까? 이것은 올바른 추론입니다. 그리고 논리적으로 계획은 다음 버전에서 다시 태어났습니다.
여기에서 동일한 LED가 보호 요소로 사용됩니다. 역반파 시 첫 번째 소자를 보호함과 동시에 방사합니다. 정현파의 직접적인 반파로 LED의 역할이 바뀝니다. 회로의 장점은 전원 공급 장치를 최대한 사용한다는 것입니다. 단일 요소 대신 순방향 및 역방향 LED 체인을 켤 수 있습니다. 동일한 원리를 계산에 사용할 수 있지만 LED 양단의 전압 강하는 한 방향에 설치된 LED 수를 곱합니다.
콘덴서로
저항 대신 커패시터를 사용할 수 있습니다. AC 회로에서는 저항처럼 작동합니다. 저항은 주파수에 따라 다르지만 가정용 네트워크에서이 매개 변수는 변경되지 않습니다. 계산을 위해 X \u003d 1 / (2 * 3.14 * f * C) 공식을 사용할 수 있습니다. 여기서:
- X는 커패시터의 리액턴스입니다.
- f는 헤르츠 단위의 주파수이며, 고려 중인 경우 50과 같습니다.
- C는 10의 인수를 사용하여 uF로 변환하는 커패시터의 커패시턴스(패럿)입니다.-6.
실제로 다음 공식이 사용됩니다.
C \u003d 4.45 * Iwork / (U-Ud), 여기서:
- C는 마이크로패럿 단위의 필요한 커패시턴스입니다.
- Irab - LED의 작동 전류;
- U-Ud(공급 전압과 발광 소자 양단의 전압 강하 간의 차이)는 LED 체인을 사용할 때 실질적으로 중요합니다. 단일 LED를 사용하는 경우 충분한 정확도로 U 값을 310V로 취할 수 있습니다.
커패시터는 최소 400V의 작동 전압에서 사용할 수 있습니다.이러한 회로의 전류 특성에 대해 계산된 값은 표에 나와 있습니다.
| 작동 전류, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| 안정기 커패시터 용량, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
결과 값은 표준 용량 범위와 상당히 다릅니다. 따라서 20mA의 전류에 대해 0.25μF의 공칭 값과의 편차는 13%, 0.33μF - 14%입니다. 저항을 선택할 수 있습니다 훨씬 더 정확합니다. 이것은 계획의 첫 번째 단점입니다. 두 번째 것은 이미 언급되었습니다. 400V 이상의 커패시터는 상당히 큽니다. 그게 다가 아닙니다. 밸러스트 탱크를 사용할 때 회로는 추가 요소로 자랍니다.
저항 R1은 안전을 위해 설정됩니다. 회로에 220V의 전원이 공급되고 네트워크에서 분리되면 커패시터가 방전되지 않습니다. 이 저항이 없으면 방전 전류 회로가 없습니다. 실수로 용기의 단자를 만지면 감전되기 쉽습니다. 이 저항의 저항은 수백 킬로 옴 단위로 선택할 수 있으며 작동 조건에서는 커패시턴스에 의해 분류되며 회로 작동에 영향을 미치지 않습니다.
저항 R2는 커패시터 충전 전류의 돌입을 제한하는 데 필요합니다. 커패시턴스가 충전될 때까지 전류 제한기 역할을 하지 않으며 이 시간 동안 LED가 고장날 수 있습니다. 여기에서 수십 옴의 값을 선택해야하지만 계산에서 고려할 수는 있지만 회로 작동에는 영향을 미치지 않습니다.
전등 스위치에서 LED를 켜는 예
220V 회로에서 LED를 실제로 사용하는 일반적인 예 중 하나는 가정용 스위치의 오프 상태를 표시하고 어둠 속에서 위치를 더 쉽게 찾을 수 있도록 하는 것입니다. 여기의 LED는 약 1mA의 전류에서 작동합니다. 빛은 희미하지만 어둠 속에서 눈에 띄게 나타납니다.
여기서 램프는 스위치가 열린 위치에 있을 때 추가 전류 제한기 역할을 하며 역전압의 작은 부분을 차지합니다. 그러나 역전압의 주요 부분은 저항에 가해지기 때문에 여기에서 LED가 상대적으로 보호됩니다.
비디오: 조명 스위치를 설치하지 말아야 하는 이유
안전
기존 설비에서 작업할 때의 안전 예방 조치는 전기 설비 작동 중 노동 보호 규칙에 의해 규제됩니다. 가정 작업장에는 적용되지 않지만 LED를 220V 네트워크에 연결할 때는 기본 원리를 고려해야 합니다. 전기 설비로 작업할 때의 주요 안전 규칙은 모든 작업은 전압을 제거한 상태에서 수행해야 하며, 잘못되거나 비자발적인 무단 전원 켜기를 제거해야 합니다. 스위치를 끈 후 전압이 없어야 합니다. 테스터로 확인. 다른 모든 것은 유전체 장갑, 매트, 임시 접지 등의 사용입니다. 집에서 하기 어렵지만 보안 조치가 거의 없음을 기억해야 합니다.