Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Несколько вариантов схем как подключить светодиод к 220 вольтам (для световой индикации)

Несколько вариантов схем как подключить светодиод к 220 вольтам (для световой индикации)

Порой возникает необходимость в подключении обычного, маломощного светодиода к переменному, сетевому напряжению 220 вольт в роли светового индикатора. Казалось бы нет ничего проще, чем взять и поставить последовательно светодиоду обычный резистор, который бы ограничивал силу тока в данной цепи. Но не все так просто. В этой статье давайте с вами рассмотрим наиболее распространенные варианты такого подключения, после чего можно будет выбрать наиболее лучшую схему с учетом имеющихся достоинств и недостатков.

Вариант №1 » последовательное включение светодиода и резистора.

простое подключение светодиода к 220 через резистор, схема нерабочая

Итак, первым вариантом все же будет схема, где последовательно к светодиоду подключается обычный резистор с нужным сопротивлением. Величину сопротивления можно вычислить по закону ома. Допустим у нас светодиод, рассчитанный на напряжение 3 вольта и потребляющий 9 миллиампер. Напряжение питания (220 В) разделится между резистором и светодиодом. Если на светодиоде осядет 3 вольта, то на резисторе осядет около 217 вольт. Ток в последовательных цепях во всех точках одинаковый (в нашем случае он будет равен 9 мА). И чтобы узнать сопротивление резистора мы 217 вольт делим на 9 миллиампер и получаем 24 ком (24000 ом).

Теоретически эта схема подключения светодиода к сети 220 вольт рабочая, но практически она скорее всего сгорит сразу при включении. Почему это так. Дело в том, что большинство обычных светодиодов рассчитаны на напряжение питания (при прямом своем включении, то есть плюс светодиода к плюсу источника питания и минус светодиода к минусу источника питания), где-то в пределах от 2,5 до 4,5 вольта. При прямом включении на светодиоде будет его рабочее напряжение (пусть 3 вольта), а излишек (217 вольт) осядет на резисторе. Обратное напряжение у светодиодов не такое уж и высокое (где-то около 30 вольт). И когда обратная полуволна переменного напряжения подается на светодиод, то светодиод просто выйдет из строя из-за слишком большого обратного напряжения, поданного на него. Напомню, что полупроводники при обратном включении имеют очень большое внутреннее сопротивление (гораздо большее чем стоящий в цепи резистор). Следовательно все сетевое напряжение осядет именно на светодиоде.

Вариант №2 » подключение светодиода с защитой от обратного напряжения.

схема включения светодиода к напряжению 220 В с диодной защитой от обратного напряжения

В этом варианте схемы подключения индикаторного светодиода к сетевому напряжению 220 вольт имеется защита от чрезмерного высокого напряжения обратной полуволны, что подается на светодиод. То есть, в цепь добавлен обычный диод, который включен той же полярностью, что и светодиод. В итоге все излишнее высокое напряжение оседает на полупроводниках (при обратном включении питания, обратной полуволне переменного тока). Тот ток, что возникает в цепи при обратной полуволне настолько настолько мал, что его не хватает для пробиться светодиода при обратном его включении. Таким образом данная схема уже будет нормально работать. Хотя в этом варианте все же имеются свои недостатки, а именно будет достаточно сильно греться резистор. Его мощность должна быть не менее 2 Вт. Этот нагрев приводит к тому, что схема весьма не экономна, у нее низкий КПД. Помимо этого поскольку светодиод будет светить только при одной полуволне, то рабочая частота светодиода будет равна 25 Гц. Свечение светодиода при такой частоте будет восприниматься глазом с эффектом мерцания.

Вариант №3 » альтернативная схема подключения светодиода к 220 с защитой от обратного напряжения.

схема подключения индикаторного светодиода к 220 с защитой от перенапряжения

Эта схема похожа не предыдущую. Она также имеет защиту от чрезмерного напряжения обратной полуволны переменного напряжения. Если в первой схеме защитный диод стоял последовательно со светодиодом, то в данной схеме диод подключен параллельно, и имеет уже обратное включение относительно светодиоду. При одной полуволне переменного напряжения будет гореть индикаторный светодиод (на котором будет падение напряжения до рабочей величины светодиода), а при обратной полуволне диод будет находится в открытом состоянии и на нем также будет падение напряжения до величины (порядка 1 вольта) недостаточной для пробоя светодиода. Как и в предыдущей схеме недостатками будет значительный нагрев резистора и видимое мерцание светодиода, вдобавок эта схема будет больше потреблять электроэнергии из-за прямого включения диода.

Хотя вместо обычного диода можно поставить еще один светодиод.

подключение двух светодиодов к 220 вольтам с защитой от высокого обратного напряжения

Тогда в одну полуволну будет гореть один светодиод, ну а в обратную второй. Хотя в этом случае и будут светодиоды защищены от высокого обратного напряжения, но гореть каждый из них будет все равно с частотой 25 герц (будут оба мерцать).

Вариант №4 » лучшая схема с токоограничительным конденсатором, резистором и выпрямительным мостом.

лучшая схема подключения светодиода к напряжения 220 В

Данный вариант схемы подключения индикаторного светодиода к сети 220 вольт считаю наиболее лучшим. Единственным недостатком (если можно так сказать) этой схемы является то, что в ней больше всего деталей. К достоинствам же можно отнести то, что в ней нет элементов, которые чрезмерно нагревались, поскольку стоит диодный мост, то светодиод работает с двумя полупериодами переменного напряжения, следовательно нет заметных для глаза мерцаний. Потребляет эта схема меньше всего электроэнергии (экономная).

Работает данная схема следующим образом. Вместо токоограничительного резистора (который был в предыдущих схемах на 24 кОм) стоит конденсатор, что исключает нагрев данного элемента. Этот конденсатор обязательно должен быть пленочного типа (не электролит) и рассчитан на напряжение не менее 250 вольт (лучше ставить на 400 вольт). Именно подбором его емкости можно регулировать величину силы тока в схеме. В таблице на рисунке приведены емкости конденсатора и соответствующие им токи. Параллельно конденсатору стоит резистор, задача которого сводится всего лишь к разряду конденсатора после отключения схемы от сети 220 вольт. Активной роли в самой схеме запитки индикаторного светодиода от 220 В он не принимает.

Читайте так же:
Схема соединение проводов две лампочки

Далее стоит обычный выпрямительный диодный мост, который из переменного тока делает постоянный. Подойдут любые диоды (готовый диодный мост), у которых максимальная сила тока будет больше тока, потребляемого самим индикаторным светодиодом. Ну и обратное напряжение этих диодов должно быть не менее 400 вольт. Можно поставить наиболее популярные диоды серии 1N4007. Они дешево стоят, малы по размерам, рассчитаны на ток до 1 ампера и обратное напряжение 1000 вольт.

В схеме есть еще один резистор, токоограничительный, но он нужен для ограничения тока, который возникает от случайных всплесков напряжения, идущие от самой сети 220 вольт. Допусти если кто-то по соседству использует мощные устройства, содержащие катушки (индуктивный элемент, способствующий кратковременным всплескам напряжения), то в сети образуется кратковременное увеличение сетевого напряжения. Конденсатор данный всплеск напряжения пропускает беспрепятственно. А поскольку величина тока этого всплеска достаточна для того, чтобы вывести из строя индикаторный светодиод в схеме предусмотрен токоограничительный резистор, защищающий схему от подобный перепадов напряжения в электрической сети. Этот резистор нагревается незначительно, в сравнении с резисторами в предыдущих схемах. Ну и сам индикаторный светодиод. Его вы выбираете уже сами, его яркость, цвет, размеры. После выбора светодиода подбирайте соответствующий конденсатор нужной емкости руководствуясь таблицей на рисунке.

Видео по этой теме:

схема подключения неоновой лампочки для индикации

P.S. Альтернативным вариантом электрической светодиодной подсветки может быть классическая схема подключения неоновой лампочки (параллельно которой ставится резистор где-то на 500кОм-2мОм). Если сравнивать по яркости, то все таки она больше у светодиодной подсветки, ну а если особая яркость не требуется, то вполне можно обойтись данным вариантом схемы на неоновой лампе.

Устройство и виды светодиодных лампочек на 220 В

Светододные лампы

Вольфрамовые нити накала постепенно уходят в небытие, им на смену приходят более совершенные и эффективные способы освещения. Заметно популярными становятся светодиодные лампочки на 220 В, которые ещё недавно служили декоративными элементами или просто дополнительными источниками света. Цена на эти устройства стала доступной, что позволило их применять взамен традиционных.

Принцип работы и устройство

Светодиодная (LED) лампа представляет собой корпусное электронное полупроводниковое устройство на основе LED-технологий, предназначено излучать свет под воздействием электрического тока. Первые практически применимые светодиоды появились в 1960-х годах и генерировали излучение в красном спектре видимых для человеческого глаза электромагнитных волн. Более поздние исследования позволили создать оранжевые, жёлтые и синие диоды. Особо сложной технологической задачей было увеличить количество света от этих приборов.

Сам по себе светодиод состоит из полупроводникового кристалла под крышкой прозрачного полимера и двух контактов. Как и обычный диод, пропускает электрический ток только в одном направлении, при прохождении которого электроны в кристалле отдают избыток энергии в виде света.

Каждый такой прибор не излучает белого света, привычного человеческому глазу, и работает от постоянного тока, в то время как в электрической бытовой сети протекает переменный ток с гораздо более высоким напряжением, чем требуется для работы полупроводников. Поэтому светодиодная лампа на 220 вольт — сложное устройство, состоящее из следующих компонентов:

  • одного или нескольких светодиодов;
  • преобразователя напряжения;
  • корпуса с цоколем;
  • оптической части.

Какие светодиодные лампы лучше

Основа для большинства современных ламп — плата с синими светодиодами в комбинации с белым люминофором. Благодаря явлению фотолюминесценции последний преобразует поглощённый свет в излучение с заданным спектром. Этот блок закрыт крышкой из прозрачного пластика, задача которого — рассеивать свет и свести к минимуму блики. При необходимости создания направленного пучка в крышку монтируют линзы и отражатели.

Блок электроники содержит модули преобразования переменного напряжения в постоянное и контроля за преобразованием. Все эти элементы вместе с цоколем объединяет корпус, который одновременно служит теплоотводящим радиатором.

Основные параметры

Совместимость светодиодных ламп 220 В с осветительными приборами, для которых они предназначены, определяется прежде всего цоколем и геометрией корпуса с колбой. Качество работы LED-устройств описывается несколько отличными от традиционных ламп накаливания параметрами.

Мощность и световой поток

Ранее считалось, что для понимания, насколько интенсивен свет от лампочки, достаточно информации о её мощности. Такая логика не подходит к светодиодному освещению. Показатель мощности для LED-устройств лишь определяет текущее потребление и не является значительным.

Обзор светодиодных ламп

Поскольку технологии постоянно улучшаются, соответствие потребляемой энергии и излучаемого количества света меняется от модели к модели. В зависимости от используемой технологии одинаковые по мощности светодиодные устройства могут существенно отличаться по яркости. В качестве точного параметра для определения эффективности LED-приборов используется измерение их светового потока в люменах. Для сравнительного понимания яркости ламп, исполненных в других технологиях, можно опираться на следующий перечень:

  • Традиционные лампы накаливания — 6−14 лм/Вт.
  • Лампы накаливания высокой мощности — 16 лм/Вт.
  • Галогенные лампы — 14−19 лм/Вт.
  • Люминесцентные лампы — 50 лм/Вт.

В случае со светодиодными приборами условно можно считать, что 1 Вт потребляемой мощности у LED по светоотдаче эквивалентен 10-ваттной лампе накаливания. Но подобное соотношение будет эффективным только до 5 Вт. Выше этого значения показатели выделенной мощности у светодиодных лампочек уменьшаются:

  • 4 Вт — около 40 Вт обычной лампы;
  • 6 Вт — LED соответствует стандартной лампе 50 Вт;
  • 7 Вт — около 60 Вт;
  • 8 Вт — не более 66 Вт;
  • 10 Вт — соответствует 70 Вт традиционной лампочки;
  • 12 Вт — сопоставимы с 75 Вт накаливания;
  • 18 Вт — замена 100 Вт классической лампочки.

Эти значения будут справедливыми при условии, что LED-устройства состоят из компонентов высокого качества.

Температура и ширина пучка

Характеристика устройства

Лампа накаливания по своей сути — нагревательный прибор. Лишь 2% электроэнергии она преобразует в свет, который также даёт ощущение тепла. В этом смысле он значительно комфортнее, чем генерируемый LED-приборами — их свет несколько холоднее. Показатель цветовой температуры (измеряется в Кельвинах) помогает визуализировать некоторые сравнения. Например, свет восковой свечи — это 2000 К, а лампа накаливания — 2800 К. К сожалению, это почти недостижимые значения для LED, которые редко работают в диапазоне ниже 3000 К.

Читайте так же:
Почему нельзя перегружать розетки ламповые патроны

Для лучшей ориентации полезным будет такой перечень цветовых температур:

  • 2500 К — очень тёплый свет;
  • 2500—3500 К — немного холоднее, чем у ламп накаливания;
  • 3500—4500 К — нейтральный (например, свет от люминесцентной лампы в лаборатории);
  • 4500—5000 К — прохладный;
  • 5000—6500 К — холодный и неприятный.

Мощность светодиодных ламп

Показатель цветовой температуры не всегда полностью отражает спектральные особенности освещения. Свет от ламп с одинаковой температурой, направленный на один и тот же объект, может вызвать различные искажения отражений, т. е. цвет освещённого предмета будет восприниматься неодинаковым. Степень соответствия цвета освещённого предмета эталонному называют индексом цветопередачи Ra, который определяет это соответствие в диапазоне от 0 до 100.

Человеческому глазу комфортны источники освещения с Ra от 80 до 100. Это не значит, что нужно держаться подальше от уличных фонарей с Ra ниже 80, но говорит о нецелесообразности использования подобных источников дома.

Ширина пучка — ещё один важный показатель для LED, но несущественный для традиционных лампочек. Для большинства приборов, основанных на накале вольфрамовой нити, он практически приближается к 360 градусам, а для светодиодных — это конструктивно заложенный показатель, который редко превышает 180°. Зависимость такова, что чем больше угол, тем сильнее рассеян свет у пучка.

Другие показатели

Согласно стандарту международных кодов IP, степень защиты определяется двумя значениями: от твёрдых предметов (0−6) и от жидких веществ (0−8). В случае со светодиодными лампочками наиболее популярны следующие классы:

Выбор светодиодных ламп для дома

  • IP20 — минимальная защита, обычное применение в помещениях;
  • IP44 — предназначены для работы в осветительных приборах на открытых площадках;
  • IP65 — лампы способны работать на улице без дополнительного укрытия;
  • IP66 — также устойчивы к погодным условиям, но лучше переносят влагу, способны к многократному погружению в воду;
  • IP67 — очень высокая степень защиты, могут работать под водой;
  • IP68 — высшая герметичность, лампы такого класса могут работать на большой глубине.

Преимущества светодиодных ламп

Светодиодные лампы — это прежде всего долговечность, составляющая более 50 тысяч часов. Для того чтобы LED служили так долго, нужно следовать рекомендациям производителя. Они могут указывать на соблюдение определённого температурного режима, губительность соседства с интенсивными источниками лучистого тепла и влаги или на недопустимость нарушения вентиляции лампы. Очень важным параметром, влияющим на срок жизни LED, является устойчивость к частому включению и выключению. В значительной степени это зависит от качества прибора — хорошие лампы именитых производителей способны выдержать до 100 тысяч циклов.

Возможность сопряжения с диммером — также немаловажный показатель для LED. Лампы накаливания не имеют ограничений по установке в приборы с функцией регулировки интенсивности света, а вот среди светодиодных только некоторые модели обладают такой возможностью и зачастую способны работать только с конкретным устройством. Зато производители LED предлагают комплекты ламп с интеллектуальным управлением через смартфоны, позволяющим изменять цвет, интенсивность освещения отдельных ламп и строить сложные световые сцены.

LED-технологии сейчас далеко не новшество. Но использование их всюду взамен галогенных, люминесцентных и традиционных способов освещения только начинается. В течение следующих нескольких лет светодиодные лампы, вероятно, заменят большинство других форм освещения в жилых домах и коммерческих зданиях. Эти приборы не только сокращают затраты на электроэнергию и эксплуатационные расходы, но и предлагают новые возможности для производителей осветительных приборов.

Варианты создания светодиодных ламп на 220В своими руками

Различные светодиодные лампы подходят к разным цоколям.

Изготовление светодиодной лампы на 220 В своими руками занятие интересное, требующее терпения. Дополнительно нужны небольшие знания физики, и умение паять. Главная задача состоит в создании схемы преобразователя переменного тока сети на постоянный в 12 В, на котором работает светодиодный светильник.

Светодиодная лампа

Представляет маленький светящийся диодный элемент, работающий от постоянного тока в основном в 12В. Для создания ламп их собирают по несколько, в зависимости от требуемой интенсивности света. Преимущества такого освещения:

  • мизерное потребление электроэнергии;
  • срок службы от 100 000 часов;
  • могут работать сутками, без отключения;
  • в продаже имеется большой выбор различных моделей.

Лампы-экономки прочно вошли в нашу жизнь.

Основной недостаток в высокой стоимости готовых светодиодных светильников. Продавцы плохо разбираются в вопросе и не могут квалифицированно ответить на ваши вопросы. В самой характеристике лампы не учитываются потери при прохождении света через рассеиватель, матовое стекло и свойства отражателя.

На упаковке светильника указаны расчетные данные, исходящие из характеристик и количества светодиодных элементов. Поэтому по факту световой поток купленной лампы значительно ниже требуемого и освещение слабое. Сами лампы и детали для создания схем стоят копейки. Поэтому проще всего умельцам сделать все своими руками.

Использование светодиодных светильников

В домах и квартирах часто необходимо постоянное освещение какого-то места. Это могут быть лестницы и детские комнаты, туалеты, где нет окон, а в доме живет ребенок, который не может дотянуться до выключателя.

Неяркий свет и малое потребление энергии позволяют ставить освещение в подъездах и на крыльце, перед калиткой и воротами гаража. Светильники с мягким свечением за счет гашения бликов, применяются для освещения рабочих столов в кабинетах и на кухне.

Читайте так же:
Электрическая лампочка тепловое действие тока

Создание светодиодного светильника своими руками

Многих мучает вопрос, как сделать светодиодную лампу своими руками и возможно ли это. Схем для создания светодиодного освещения, работающего от сети переменного тока в 220 В, много, все они решают ряд общих задач:

В лампе находится несколько светодиодов сразу.

  • перевести переменный ток в пульсирующий;
  • выровнять его до постоянного;
  • сделать силу тока равной 12В.

При создании светодиодного освещения своими руками приходится решать еще и задачи:

  • куда поместить схемы и светодиоды;
  • как изолировать осветительную конструкцию;
  • правильный теплообмен.

Схемы светодиодных ламп

Выравнивание переменного пота и создание необходимой мощности и сопротивления для светодиодных светильников решается двумя способами. Схемы условно можно разделить на:

  • с диодным мостом;
  • резисторные, с четным количеством светодиодных элементов.

Каждый вариант имеет простые схемы и свои преимущества.

Схема преобразователя с диодным мостом

Светодиоды в лампах используются самые обычные.

Диодный мост состоит из 4 диодов, направленных в разные стороны. Его задача превратить синусоидальный переменный ток в пульсирующий. Каждая полуволна проходит через два элемента, и минус меняет свою полярность.

В схеме, для светодиодной лампы, перед мостом со стороны источника переменного тока на плюс подсоединяется конденсатор С10,47х250 v. Перед минусовой клеммой ставится сопротивление на 100 Ом. Позади моста, параллельно ему, устанавливается еще один конденсатор – С25х400 v, который сглаживает перепад напряжений. Сделать своими руками такую схему легко, достаточно иметь навыки работы с паяльником.

Светодиодный элемент

Плата со светодиодными элементами применяется стандартная, от вышедшего из строя светильника. Необходимо проверить перед сборкой, чтобы все детали были рабочими. Для этого используется аккумулятор на 12 V, можно от автомобиля. Нерабочие элементы можно заменить, распаяв аккуратно контакты и поставив новые. Внимательно следите за расположением ножек анода и катода. Они соединяются последовательно.

При замене 2 – 3 деталей, вы просто припаиваете их в соответствии с положением, которое занимали вышедшие из строя элементы.

Собирая новый светодиодный светильник своими руками, нужно помнить простое правило. Лампы соединяются по 10 последовательно, затем эти цепи подключаются параллельно. На практике это выглядит так:

  1. 10 светодиодов ставите в ряд и спаиваете ножки анод одной с катодом второй. Получается 9 соединений и по одному свободному хвостику по краям.
  2. Все цепочки припаиваете к проводам. К одному катодные концы, к другому анодные.

В текстах часто используется словесное обозначение контактов, на схемах значки. Напоминание для начинающих электриков:

  • катод, положительный — «+», присоединяется к минусу;
  • Анод отрицательный – «-», присоединяется к плюсу.

При сборке схем своими руками, следите, чтобы спаянные концы не касались других. Это приведет к замыканию и сгорит вся схема, которую вы сумели сделать.

Схемы для более мягкого свечения

Чтобы светодиодная лампа не раздражала глаза миганием, в схему сборки надо добавить несколько деталей. В целом преобразователь тока состоит из:

  • диодный мост;
  • конденсаторы на 400 нФ и 10 мкФ;
  • резисторы на 100 и 230 Ом.

Для защиты от скачков напряжения, вначале ставится резистор на 100 Ом, и за ним впаивается конденсатор в 400 нФ. В предыдущем варианте они установлены на разных концах входа. За конденсатором после диодного моста устанавливается еще один резистор 230 Ом. За ним идет последовательная цепочка светодиодов (+).

Схемы на резисторах

Светодиодные светильники можно купить или сделать самостоятельно.

Самая простая схема для желающих сделать все своими руками состоит из двух резисторов 12 k и двух цепочек с одинаковым количеством светодиодных элементов припаиваются соединенные последовательно лампы с разной направленностью. Со стороны R 1 одна полоса припаивается катодом, вторая – анодом. Другой отводок к R 2 наоборот.

Это создает более мягкое свечение ламп, поскольку светодиодные элементы горят поочередно и пульсация вспышек для глаз практически незаметна. Такие светильники можно использовать даже в качестве местного освещения при работе за столом, заменив, таким образом, обычную настольную лампу.

Специалисты, которые сделали своими руками не одну лампу, рекомендуют собирать не менее 20 светодиодов для этой схемы. Чаще используют 40. Это обеспечивает хорошее освещение и схема собирается легко. Для большего количества сложно производить качественную пайку схемы, не задев соседних контактов. Да и собирать ее в корпус трудно.

Можно делать светильник из 4 или 6 более мощных светодиодов. Для расчета схем использовать специальный калькулятор, который можно найти в интернете.

При создании различных схем своими руками из светодиодных приборов и других, можно использовать для правильного расчета онлайн-калькулятор. Его легко найти на сайтах, которые посвящены электрическим приборам и описанию, как их сделать. Его использование значительно упростит процесс расчета силы тока, сопротивления и позволит проверить правильность подбора деталей.

Корпуса для светодиодных ламп

Для удобного включения светодиодной лампы, которую сделали своими руками, в обычные осветительные приборы, используют:

  • цоколи обычных ламп накаливания;
  • корпуса от энергосберегающих ламп;
  • галогенные лампы;
  • самодельные приспособления.

Каждый специалист, делая светодиодную лампу своими руками, выбирает наиболее подходящий вариант. Цоколь дает возможность закрутить лампу в обычный патрон и одновременно обеспечивает теплообмен. Перегреваясь, светодиодная лампа быстрее выходит из строя.

Цоколь с лампы накаливания

Аккуратно отделяем стеклянную колбу и извлекаем спираль. Затем внутрь цоколя помещается схема и сверху на плате крепятся лампы. Недостаток такого основания в неприглядном виде и плохой изоляции.

Корпус энергосберегающей лампы

Самый удобный и практичный вариант для создания светодиодной лампы своими руками. Способы крепления диодов могут быть разные. Вначале аккуратно разбирается сгоревшая лампа. Затем из нее извлекается плата преобразователя. Далее, имеются варианты.

Можно разместить в отверстиях крышки, которые сделаны под стеклянные колбы. Это в варианте лампы с тремя дугообразными световыми элементами. Схема располагается внутри цоколя, обеспечивающего теплообмен. Светодиоды вставляются в уже готовые отверстия и крепятся в них.

Читайте так же:
Светодиодные лампы для выключателя со светодиодом

Готовую плату со светодиодами можно поместить в цоколь с помощью простой пластиковой крышки от бутыли с водой. Можно использовать сделанный самостоятельно кружок и просверлить в нем отверстия под диоды. В результате удобно использовать и эстетичный вид.

Некоторые умельцы, делая своими руками, используют корпус галогенной лампы. Неудобство такого варианта в отсутствии обычной для цоколя возможности закрутить лампу в патрон. Такой вариант больше подходит для создания своими руками индикаторов и светильников постоянного тока.

Схема и устройство светодиодной лампы на 220 вольт

Светодиодная лампа на 220в, частота сети 50Гц, мощность 3Вт, тип LED3-JDR, производитель Camelion, цоколь E14, потребляемый ток 26mA, световой поток 235Лм. Температура свечения 4500 К. Это параметры заявленные производителем.

светодиодные светильники на 220 вольт, схемы светодиодных ламп 220в

Яркость свечения светильника визуально сопоставима с энергосберегающей лампой на 7-9 Вт. Разобрать лампу оказалось не просто. Защитное стекло приклеено на совесть, прорезал склейку по контуру, но снять его без потерь не получилось – стекло плафона очень хрупкое.

На плате с наружной стороны установлены 6 smd светодиодов неизвестного типа. На обратной стороне «драйвер». Схема питания светодиодов этой лампы не удивила: для гашения избыточного напряжения используется реактивное сопротивление конденсатора С2, далее выпрямительный мост и сглаживающий конденсатор С3, а не импульсный драйвер, как в светодиодной лампе GL5,5.

схема светодиодного светильника, диодной лампы

Принципиальная электрическая схема светодиодной лампы LED3-JDR во многом совпадает со схемой лампы Selecta-G9-220v-5w.

Конденсатор С2 полистирольный металлопленочный типа CBB22 рассчитан на использование в цепях постоянного тока и импульсных схемах, обладает эффектом самовосстанавления, хорошей изолирующей способностью и минимальными потерями на высокой частоте. Советские аналоги — конденсаторы типов К73-17, К73-44, К71-7

схемы светодиодных ламп 220 в, светодиодных фонарей

Десятиомный резистор ограничивает пиковый ток заряда С3 для исключения перегрузки выпрямительного диодного моста при включении. Через резистор R1 разряжается конденсатор С3 после выключения. С1 на плате не установлен, предназначен для увеличения тока через светодиоды при необходимости. При обрыве в цепи светодиодов напряжение на С3 без резистора R2 может достигнуть 350 вольт, а с этим резистором оно хоть и превысит номинальное для конденсатора, но не настолько, чтобы тот вышел из строя.

При напряжении в сети 237 вольт напряжение на всей цепочке диодов составило 93 В, на каждом светодиоде 15,3 вольта соответственно. Корпуса излучателей на плате типоразмера 6730 (6,7х3 мм), похоже, в каждом корпусе находится матрица из 4-х последовательно включенных светодиодов. Для светодиодов белого свечения падение напряжения при номинальном токе порядка 3,5 вольт. В нашем случае получается 3,8 вольта на каждом диоде, т.е. диоды работают в жестком режиме. Об этом говорит и то, что их температура при работе составляет 50-60 градусов Цельсия. В таком режиме диоды подвержены усиленной деградации и срок их службы будет в разы меньше, чем при номинальных токах. Производитель никогда не будет делать «вечную» лампу, иначе он разорится.

В схеме светодиодной лампы с гасящим конденсатором и выпрямительным мостом, за которым стоит конденсатор для сглаживания пульсаций ток будет очень отличаться от синусоидальной формы. Но это отдельная тема.

схема подключения светодиодных ламп

На этом фото, для сравнения, показаны однокристальные светодиоды 3528 (3,5х2,8 мм) у которых номинальный ток 20 мА.

Более эффективные (но больших габаритов) светодиодные светильники на 220 вольт можно сделать своими руками из диодной ленты. Для этого нужно взять 20 отрезков ленты 3528 на 12 вольт и спаять их последовательно, соблюдая полярность. Конденсаторы С1, С2 и резисторы R1, R2 исключаются из схемы. Вместо R1 надо поставить перемычку, а С3 должен быть на напряжение не менее 310 вольт. В данной схеме 10-тиомный резистор будет служить еще и предохранителем в случае короткого замыкания моста. На такой светильник понадобиться 1 метр открытой ленты с 60 диодами (20 отрезков по 5 сантиметров) или 0,5 метра с 120 диодами (20 отрезков по 2,5 см). Конструкция и размеры могут быть различными, главное соблюдать технику безопасности и, конечно, такой светильник должен иметь корпус с хорошей изоляцией.

Подключение светодиода к сети 220в

Обычно светодиоды подключаются к 220В при помощи драйвера, рассчитанного под их характеристики. Но если требуется подключить только один маломощный светодиод, например, в качестве индикатора, то применение драйвера становится нецелесообразным. В таких случаях возникает вопрос — как подключить светодиод к 220 В без дополнительного блока питания.

Основы подключения к 220 В

В отличие от драйвера, который питает светодиод постоянным током и сравнительно небольшим напряжением (единицы-десятки вольт), сеть выдает переменное синусоподобное напряжение с частотой 50 Гц и средним значением 220 В. Поскольку светодиод пропускает ток только в одну сторону, то светиться он будет только на определенных полуволнах:

схема напряжения 220 вольт

То есть led при таком питании светится не постоянно, а мигает с частотой 50 Гц. Но из-за инерционности человеческого зрения это не так заметно.

В то же время напряжение обратной полярности, хотя и не заставляет led светиться, все же прикладывается к нему и может вывести из строя, если не предпринять никаких защитных мер.

Способы подключения светодиода к сети 220 В

Самый простой способ (читайте про все возможные способы подключения led) – подключение при помощи гасящего резистора, включенного последовательно со светодиодом. При этом нужно учесть, что 220 В – это среднеквадратичное значение U в сети. Амплитудное значение составляет 310 В, и его нужно учитывать при расчете сопротивления резистора.

Кроме того, необходимо обеспечить защиту светоизлучающего диода от обратного напряжения той же величины. Это можно сделать несколькими способами.

Последовательное подключение диода с высоким напряжением обратного пробоя (400 В и более).

Рассмотрим схему подключения более подробно.

Читайте так же:
Ток лампы накаливания при разных напряжениях

схема подключения светодиода через защитный диод

В схеме используется выпрямительный диод 1N4007 с обратным напряжением 1000 В. При изменении полярности все напряжение будет приложено именно к нему, и led оказывается защищенным от пробоя.

Такой вариант подключения наглядно показан в этом ролике:

Также здесь описывается, как определить расположение анода и катода у стандартного маломощного светодиода и рассчитать сопротивление гасящего резистора.

Шунтирование светодиода обычным диодом.

Здесь подойдет любой маломощный диод, включенный встречно-параллельно с led. Обратное напряжение при этом будет приложено к гасящему резистору, т.к. диод оказывается включенным в прямом направлении.

шунтирование светодиода обычным диодом

Встречно-параллельное подключение двух светодиодов:

Схема подключения выглядит следующим образом:

встречно параллельное включение двух светодиодов

Принцип аналогичен предыдущему, только здесь светоизлучающие диоды горят каждый на своем участке синусоиды, защищая друг друга от пробоя.

Обратите внимание, что подключение светодиода к питанию 220В без защиты ведет к быстрому выходу его из строя.

Схемы подключения к 220В при помощи гасящего резистора обладают одним серьезным недостатком: на резисторе выделяется большая мощность.

Например, в рассмотренных случаях используется резистор сопротивлением 24 Ком, что при напряжении 220 В обеспечивает ток около 9 мА. Таким образом, мощность, рассеиваемая на резисторе, составляет:

9 * 9 * 24 = 1944 мВт, приблизительно 2 Вт.

То есть для оптимального режима работы потребуется резистор мощностью не менее 3 Вт.

Если же светодиодов будет несколько, и они будут потреблять больший ток, то мощность будет расти пропорционально квадрату тока, что сделает применение резистора нецелесообразным.

Применение резистора недостаточной мощности ведет к его быстрому перегреву и выходу из строя, что может вызвать короткое замыкание в сети.

В таких случаях в качестве токоограничивающего элемента можно использовать конденсатор. Преимущество этого способа в том, что на конденсаторе не рассеивается мощность, поскольку его сопротивление носит реактивный характер.

подключение светодиода через конденсатор

Здесь показана типовая схема подключения светоизлучающего диода в сеть 220В при помощи конденсатора. Поскольку конденсатор после отключения питания может хранить в себе остаточный заряд, представляющий опасность для человека, его необходимо разряжать при помощи резистора R1. R2 защищает всю схему от бросков тока через конденсатор при включении питания. VD1 защищает светодиод от напряжения обратной полярности.

Конденсатор должен быть неполярным, рассчитанным на напряжение не менее 400 В.

Применение полярных конденсаторов (электролит, тантал) в сети переменного тока недопустимо, т.к. ток, проходящий через них в обратном направлении, разрушает их конструкцию.

Емкость конденсатора рассчитывается по эмпирической формуле:

формула емкости конденсатора

где U – амплитудное напряжение сети (310 В),

I – ток, проходящий через светодиод (в миллиамперах),

Uд – падение напряжения на led в прямом направлении.

Допустим, нужно подключить светодиод с падением напряжения 2 В при токе 9 мА. Исходя из этого, рассчитаем емкость конденсатора при подключении одного такого led к сети:

пример расчета емкости конденсатора

Данная формула действительна только для частоты колебаний напряжения в сети 50 Гц. На других частотах потребуется пересчет коэффициента 4,45.

Нюансы подключения к сети 220 В

При подключении led к сети 220В существуют некоторые особенности, связанные с величиной проходящего тока. Например, в распространенных выключателях освещения с подсветкой, светодиод включается по схеме, изображенной ниже:

схема подключения светодиода через выключатель 220В

Как видно, здесь отсутствуют защитные диоды, а сопротивление резистора выбрано таким образом, чтобы ограничить прямой ток led на уровне около 1 мА. Нагрузка в виде лампы также служит ограничителем тока. При такой схеме подключения светодиод будет светиться тускло, но достаточно для того, чтобы разглядеть выключатель в комнате в ночное время. Кроме того, обратное напряжение будет приложено в основном к резистору при разомкнутом ключе, и светоизлучающий диод оказывается защищенным от пробоя.

Если требуется подключить к 220В несколько светодиодов, можно включить их последовательно на основе схемы с гасящим конденсатором:

подключение нескольких светодиодов к сети 220В

При этом все led должны быть рассчитаны на одинаковый ток для равномерного свечения.

Можно заменить шунтирующий диод встречно-параллельным подключением светодиодов:

еще одна схема подключения светодиодов

В обоих случаях нужно будет пересчитать величину емкости конденсатора, т.к. возрастет напряжение на светодиодах.

Параллельное (не встречно-параллельное) подключение led в сеть недопустимо, поскольку при выходе одной цепи из строя через другую потечет удвоенный ток, что вызовет перегорание светодиодов и последующее короткое замыкание.

недопустимое подключение светодиодов 220В

Еще несколько вариантов недопустимого подключения светоизлучающих диодов в сеть 220В описаны в этом видео:

Здесь показано, почему нельзя:

  • включать светодиод напрямую;
  • последовательно соединять светодиоды, рассчитанные на разный ток;
  • включать led без защиты от обратного напряжения.

Безопасность при подключении

При подключении к 220В следует учитывать, что выключатель освещения обычно размыкает фазный провод. Ноль при этом проводится общим по всему помещению. Кроме того, электросеть зачастую не имеет защитного заземления, поэтому даже на нулевом проводе присутствует некоторое напряжение относительно земли. Также следует иметь в виду, что в некоторых случаях провод заземления подключается к батареям отопления или водопроводным трубам. Поэтому при одновременном контакте человека с фазой и батареей, особенно при монтажных работах в ванной комнате, есть риск попасть под напряжение между фазой и землей.

В связи с этим, при подключении в сеть лучше отключать и ноль, и фазу при помощи пакетного автомата во избежание поражения током при прикосновении к токоведущим проводам сети.

Заключение

Описанные здесь способы подключения светодиодов в сеть 220В целесообразно применять только при использовании маломощных светоизлучающих диодов в целях подсветки или индикации. Мощные led так подключать нельзя, поскольку нестабильность сетевого напряжения приводит к их быстрой деградации и выходу из строя. В таких случаях нужно применять специализированные блоки питания светодиодов – драйверы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector