將 LED 連接到 220V

LED作為光源被廣泛使用。但它們是為低壓供電而設計的，在220伏的國內網絡中經常需要打開LED。只需一點電氣工程知識和執行簡單計算的能力，這是可能的。

連接方式

大多數 LED 的標準工作條件 - 1.5-3.5 V 的電壓和 10-30 mA 的電流。當您將設備直接插入家庭電網時，其壽命將為十分之一秒。與正常工作電壓相比，網絡中連接 LED 的所有問題都增加了，降低了以補償多餘的電壓並限制了流過發光元件的電流。驅動器 - 電子電路 - 可以完成這項任務，但它們非常複雜並且由大量組件組成。在為具有多個 LED 的 LED 矩陣供電時，它們的使用是有意義的。有更簡單的方法可以連接單個元素。

與電阻連接

最明顯的方法是在 LED 上串聯一個電阻。該電阻器將承載額外的電壓並限制電流。

LED 與鎮流電阻器的連接圖。

該電阻的計算按以下順序完成：

1. 假設有一個額定電流為20mA，壓降為3V的LED（實際參數請參考參考書）。對於工作電流，最好取標稱值的 80% - LED 在照明條件下的壽命會更長。伊拉布=0.8 Inom=16 mA。
2. 附加電阻上的電壓將是電源線上的電壓降減去 LED 上的電壓降。 Urab=310-3=307 V。很明顯，幾乎所有的電壓都將在電阻器中。

重要的！ 計算時不應使用有效電源電壓（220V），而是使用 310V 的峰值電壓。

1. 附加電阻值由歐姆定律確定：R=Urab/Irab。由於電流以毫安為單位選擇，因此電阻將以千歐為單位：R=307/16= 19.1875。與標準範圍最接近的值為 20 kOhm。
2. 要使用公式 P=UI 計算電阻器的功率，您必須將工作電流乘以淬滅電阻器上的電壓降。對於 20kOhm 額定值，平均電流將為 220V/20kOhms=11mA（您可以在此處考慮 rms 電壓！），功率將為 220V*11mA=2420mW 或 2.42W。您可以從標準範圍內選擇 3W 電阻器。

重要的！ 這個計算被簡化了，它沒有考慮 LED 兩端的電壓降及其在開路狀態下的電阻，但對於實際目的來說，準確度已經足夠了。

功率為 3 W 的電阻器。

你可以連接一個鏈 LED 串聯.計算時，將一個元件的電壓降乘以元件總數。

串聯高反向電壓（400V以上）二極管

這種方法有一個明顯的缺點。 發光二極管像任何基於 p-n 結的設備一樣，以交流電的前半波傳輸電流（並發光）。在反向半波中，它被鎖定。它的電阻很高，遠高於鎮流器的電阻。而施加在電路上的310V幅值的市電電壓將主要落在LED上。而且它不是為高壓整流器而設計的，很快就會失效。為了對抗這種現象，通常建議串聯一個額外的二極管來承受反向電壓。

帶有附加二極管的開關方案。

事實上，有了這種包含，施加的反向電壓將在二極管之間大致分成兩半，LED 會在大約 150 V 或稍小的壓降時稍微變亮，但它的命運仍然是不幸的。

用普通二極管分流LED

這個電路更有效：

帶有附加二極管的方案。

在此，發光元件與附加二極管反向和並聯切換。在負半波時，附加二極管將打開，所有電壓都將施加到電阻器上。如果之前的計算是正確的，電阻器就不會過熱。

兩個 LED 的並聯

當你研究前面的電路時，你不禁會想——既然可以用相同的發光體代替它，為什麼還要使用一個沒用的二極管呢？這是正確的推理。從邏輯上講，電路在下一個版本中重生：

帶有額外 LED 的方案。

這裡使用相同的 LED 作為保護元件。它在反向半波期間保護第一個元素，並在這樣做時輻射。在正弦波的右半波，LED 交換角色。電路的優點是充分利用了電源。代替單個元件，可以在正向和反向中包括 LED 鏈。可以用同樣的原理來計算，但是LED上的電壓降要乘以一個方向上安裝的LED的數量。

使用電容器

可以使用電容器代替電阻器。在交流電路中，它的行為有點像電阻器。它的電阻取決於頻率，但在家用電路中，這個參數是恆定的。可以採用公式 X=1/(2*3.14*f*C) 來計算，其中：

• X是電容器的電抗；
• f - 以赫茲為單位的頻率，在我們的例子中是 50；
• C - 電容器的電容，以法拉為單位，用於轉換為 μF 使用係數 10^-6.

在實踐中，使用公式：

C=4,45*Irab/(U-Ud)，其中：

• C——所需電容，單位為 μF；
• Irab——LED的工作電流；
• U-Ud - 電源電壓和發光元件上的電壓降之間的差異 - 在使用 LED 鏈時具有實際重要性。如果使用一個 LED，則 U 值可以假定為 310 V，並且具有足夠的精度。

電容器可在至少 400 V 的工作電壓下使用。表中給出了此類電路的典型電流計算值：

結果值與標準電容系列相差甚遠。因此，對於 20 mA 的電流，與 0.25 uF 的偏差為 13%，與 0.33 uF 的偏差為 14%。 可以選擇電阻 更準確。這是電路的第一個缺點。第二個已經提到過 - 400 V 及以上的電容器具有相當大的尺寸。這還不是全部。當使用鎮流器電容器時，電路中會長滿額外的元件：

帶有鎮流器電容的電路。

出於安全原因設置電阻 R1。如果電路由 220 V 供電，然後從電源斷開，電容器將不會放電 - 沒有這個電阻器將沒有放電電流電路。如果不小心觸摸到電容器的端子，很容易觸電。該電阻的阻值可以選擇為幾百千歐，在工作狀態下由電容分流，不影響電路工作。

需要電阻 R2 來限制電容器充電電流的浪湧。雖然電容器未充電，但它不會用作電流限制器，在此期間 LED 可能有時間失效。這裡應該選擇幾十歐的值，對電路性能也沒有任何影響，但在計算時可以考慮進去。

將 LED 裝入電燈開關的示例

在 220 V 電路中實際使用 LED 的一個常見示例是指示家用開關的關閉狀態，並使其更容易在黑暗中找到其位置。這裡的 LED 以大約 1 mA 的電流工作 - 發光不會很亮，但在黑暗中會很明顯。

開關狀態指示電路。

在這裡，當開關打開時，燈用作額外的電流限制器，並且會佔用反向電壓的一小部分。但是反向電壓的大部分是施加在電阻上的，所以這裡的LED相對受到保護。

視頻：為什麼不安裝帶燈開關

安全工程

現有裝置的工作安全受電氣裝置操作安全法規的約束。它們不適用於家庭車間，但在將 LED 連接到 220 V 電源時應考慮其基本原理。使用任何電氣裝置時的主要安全規則 - 所有工作都必須在斷電的情況下進行，不包括錯誤或無意、未經授權的激活。斷開斷路器後，必須確保沒有電壓 用測試儀檢查.其他一切 - 使用絕緣手套、墊子、臨時接地等都很難在家中實施，但我們必須記住，安全措施是不夠的。