LED를 220V에 연결하기
광원으로 LED가 널리 사용됩니다. 그러나 그들은 저전압 공급을 위해 설계되었으며 종종 220V의 국내 네트워크에서 LED를 켜야 할 필요가 있습니다. 전기 공학에 대한 약간의 지식과 간단한 계산을 수행할 수 있는 능력만 있으면 가능합니다.
연결 방법
대부분의 LED에 대한 표준 작동 조건 - 1.5-3.5V의 전압 및 10-30mA의 전류. 장치를 가정용 전력망에 직접 연결하면 수명이 10분의 1초가 됩니다. 네트워크에서 LED를 연결하는 모든 문제는 정상 작동 전압에 비해 증가하고 초과 전압을 상환하고 발광 소자를 통해 흐르는 전류를 제한하기 위해 감소했습니다. 드라이버 - 전자 회로 -이 작업에 대처하지만 상당히 복잡하고 많은 구성 요소로 구성됩니다. 많은 LED가 있는 LED 매트릭스에 전원을 공급할 때 사용하는 것이 좋습니다. 단일 요소를 연결하는 더 간단한 방법이 있습니다.
저항과의 연결
가장 확실한 방법은 저항을 LED와 직렬로 연결하는 것입니다. 이 저항은 추가 전압을 전달하고 전류를 제한합니다.
이 저항의 계산은 다음 순서로 수행됩니다.
- 정격 전류가 20mA이고 전압 강하가 3V인 LED가 있다고 가정합니다(실제 매개변수는 참고서에서 참조해야 함). 작동 전류의 경우 공칭 값의 80%를 사용하는 것이 좋습니다. 밝은 조건의 LED는 더 오래 사용할 수 있습니다. Irab=0.8 Inom=16mA.
- 추가 저항에서 공급 라인의 전압 강하에서 LED의 전압 강하를 뺀 값이 됩니다. Urab=310-3=307 V. 거의 모든 전압이 저항에 있음이 분명합니다.
중요한! 계산할 때 유효 주전원 전압(220V)이 아닌 310V의 피크 전압을 사용해야 합니다.
- 추가된 저항 값은 옴의 법칙(R=Urab/Irab)에 의해 결정됩니다. 전류는 밀리암페어 단위로 선택되므로 저항은 킬로옴 단위가 됩니다. R=307/16= 19.1875. 표준 범위에서 가장 가까운 값은 20kOhm입니다.
- 공식 P=UI를 사용하여 저항기의 전력을 찾으려면 작동 전류에 담금질 저항기의 전압 강하를 곱해야 합니다. 20kOhm 정격에서 평균 전류는 220V/20kOhms=11mA(여기서 rms 전압을 고려할 수 있음)이고 전력은 220V*11mA=2420mW 또는 2.42W입니다. 표준 범위에서 3W 저항을 선택할 수 있습니다.
중요한! 이 계산은 단순화되었으며 LED 양단의 전압 강하와 개방 상태에서의 저항을 고려하지 않았지만 실제 목적으로는 정확도가 충분합니다.
의 체인을 연결할 수 있습니다. 직렬로 연결된 LED. 계산할 때 한 요소의 전압 강하에 총 요소 수를 곱하십시오.
높은 역전압(400V 이상)의 다이오드 직렬 연결
이 방법은 상당한 단점이 있습니다. LEDp-n 접합을 기반으로 하는 모든 장치와 마찬가지로 교류의 순방향 반파장에서 전류(및 발광)를 전송합니다. 반대 반파에서는 잠겨 있습니다. 그것의 저항은 안정기 저항보다 훨씬 높습니다.그리고 회로에 인가되는 310V 진폭의 주전원 전압은 대부분 LED에 떨어집니다. 그리고 고전압 정류기로 작동하도록 설계되지 않았으며 곧 고장날 수 있습니다. 이 현상을 방지하기 위해 역 전압을 견디기 위해 직렬로 추가 다이오드를 포함하는 것이 좋습니다.
사실, 이 포함으로 인가된 역전압은 다이오드 사이에서 대략 절반으로 분할되고 LED는 약 150V 이하의 강하에서 약간 더 가벼워지지만 그 운명은 여전히 불행할 것입니다.
일반 다이오드로 LED 션트
이 회로가 훨씬 더 효과적입니다.
여기서 발광 소자는 추가 다이오드와 반대 방향으로 병렬로 전환됩니다. 음의 반파장에서 추가 다이오드가 열리고 모든 전압이 저항기에 적용됩니다. 이전에 계산한 값이 정확하면 저항이 과열되지 않습니다.
두 개의 LED 병렬 연결
앞의 회로를 공부하다 보면 같은 발광체로 교체할 수 있는데 쓸데없는 다이오드를 왜 쓰는지 생각하지 않을 수 없습니다. 이것은 올바른 추론입니다. 그리고 논리적으로 회로는 다음 버전에서 다시 태어났습니다.
여기에서 동일한 LED가 보호 요소로 사용됩니다. 그것은 역 반파 동안 첫 번째 요소를 보호하고 그렇게하면서 방출합니다. 사인파의 오른쪽 반파에서 LED가 역할을 바꿉니다. 회로의 장점은 전원 공급 장치를 최대한 활용한다는 것입니다. 단일 요소 대신 LED 체인을 순방향 및 역방향으로 포함할 수 있습니다. 동일한 원리를 사용하여 계산할 수 있지만 LED의 전압 강하는 한 방향에 설치된 LED 수를 곱합니다.
커패시터 사용
저항 대신 커패시터를 사용할 수 있습니다. AC 회로에서는 저항처럼 작동합니다. 저항은 주파수에 따라 다르지만 국내 회로에서 이 매개변수는 일정합니다.X=1/(2*3.14*f*C) 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 여기서:
- X는 커패시터의 리액턴스입니다.
- f - 헤르츠 단위의 주파수, 우리의 경우 50입니다.
- C - 커패시터의 커패시턴스(패럿), μF 사용 계수 10으로 변환-6.
실제로 다음 공식이 사용됩니다.
C=4,45*Irab/(U-Ud), 여기서:
- C - 필요한 커패시턴스(μF);
- Irab - LED의 작동 전류;
- U-Ud(공급 전압과 발광 소자 양단의 전압 강하 사이의 차이)는 LED 체인을 사용할 때 실질적으로 중요합니다. 하나의 LED를 사용하는 경우 U-값은 충분한 정확도로 310V로 가정할 수 있습니다.
커패시터는 최소 400V의 작동 전압에서 사용할 수 있습니다. 이러한 회로에 일반적인 전류 계산 값은 다음 표에 나와 있습니다.
| 작동 전류, mA | 10 | 15 | 20 | 25 |
| 안정기 커패시터의 커패시턴스, uF | 0,144 | 0,215 | 0,287 | 0,359 |
결과 값은 표준 커패시턴스 계열과 상당히 다릅니다. 따라서 20mA의 전류에 대해 0.25uF에서 편차는 13%이고 0.33uF에서 편차는 14%입니다. 저항은 선택될 수 있습니다 훨씬 더 정확하게. 이것이 회로의 첫 번째 단점입니다. 두 번째는 이미 언급되었습니다. 400V 이상의 커패시터는 크기가 상당히 큽니다. 그게 다가 아닙니다. 안정기 커패시터를 사용할 때 회로가 추가 요소로 자랍니다.
저항 R1은 안전상의 이유로 설정됩니다. 회로가 220V에서 전원이 공급되고 주전원에서 분리되면 커패시터가 방전되지 않습니다. 이 저항이 없으면 방전 전류 회로가 없습니다. 커패시터의 단자를 실수로 만지면 감전되기 쉽습니다. 이 저항의 저항은 수백 킬로옴으로 선택할 수 있으며 작동 조건에서는 커패시턴스에 의해 분류되며 회로 작동에 영향을 미치지 않습니다.
저항 R2는 커패시터의 충전 전류 돌입을 제한하는 데 필요합니다.커패시터가 충전되지 않은 동안 전류 제한기 역할을 하지 않으며 이 시간 동안 LED가 고장날 수 있습니다. 여기에서 수십 옴의 값을 선택해야 합니다. 계산에서 고려할 수는 있지만 회로 성능에도 영향을 미치지 않습니다.
전등 스위치에 LED를 통합한 예
220V 회로에서 LED를 실제로 사용하는 일반적인 예는 가정용 스위치의 오프 상태를 표시하고 어둠 속에서 위치를 쉽게 찾을 수 있도록 하는 것입니다. 여기에서 LED는 약 1mA의 전류에서 작동합니다. 광선은 밝지 않지만 어둠 속에서 눈에 띌 것입니다.
여기서 램프는 스위치가 열려 있을 때 추가 전류 제한기 역할을 하며 역 전압의 작은 부분을 차지합니다. 그러나 대부분의 역전압이 저항에 인가되므로 여기에서 LED는 상대적으로 보호됩니다.
비디오: 조명 스위치를 설치하지 않는 이유
안전공학
기존 설비의 작업 안전은 전기 설비의 작동에 대한 안전 규정의 적용을 받습니다. 가정 작업장에는 적용되지 않지만 LED를 220V 주전원에 연결할 때 기본 원리를 고려해야 합니다. 전기 설비 작업 시 안전의 주요 규칙 - 오류 또는 의도하지 않은 무단 활성화를 제외하고 모든 작업은 전압을 끈 상태에서 수행해야 합니다. 회로 차단기를 분리한 후 전압이 없어야 합니다. 테스터로 확인. 다른 모든 것 - 유전체 장갑, 매트의 사용, 임시 접지 등은 가정에서 구현하기 어렵지만 안전 조치가 충분하지 않다는 것을 기억해야 합니다.