В чем сложность подключения светодиода от сети своими руками?
При самостоятельном подсоединении, необходимо грамотно подойти к составлению электрической цепи
Важно учитывать следующие моменты:
- чтобы LED-элемент не сгорел, нужно сдерживать поступление прямого тока;
- нельзя допускать резкого увеличения обратного тока при достижении обратным напряжением определенного уровня.
Кроме того, важно помнить, что драйвер подает постоянный ток с относительно слабым напряжением. В отличие от него, напряжение сети достаточно высокое – 220В
Также оно обладает переменной частотой в 50 Гц.
Так как LED пропускает электричество только в одну сторону, он будет светиться на определенных полуволнах. Другими словами, свет будет постоянно мигать. Для человеческого глаза такое мерцание практически незаметно, однако оно повлияет на срок службы индикатора.
Электроприборы работающие в диапазоне напряжений 100-110 вольт
Теперь рассмотрим другой вариант ситуации: купленный электроприбор рассчитан строго на напряжение 100-110 вольт. Это все крупные стационарные электроприборы, которые редко путешествуют между континентами. Кроме телевизоров со стиральными машинами сюда относятся небольшие, но мощные электроприборы: утюги, фены, плойки, электрочайники, тостеры, пылесосы.
Решить и эту проблему можно, но не так просто и дешево, как с адаптером. Вас выручит покупка специального прибора, т.н. понижающего трансформатора, который преобразовывает напряжение электросети 220 вольт, автоматически понижая его до необходимых прибору 110 вольт. После его покупки такого трансформатора никаких адаптеров покупать больше не надо, т.к. все необходимые разъемы уже есть на приборе.
Со стороны пользователя никаких настроек, кроме соединения вилок питания не требуется, просто придется каждый раз подключать имеющийся электроприбор к сети через данный трансформатор. Но момент, который необходимо обязательно учесть при покупке — это мощность вашего электроприбора.
Для мощных электроприборов нужен понижающий трансформатор большей мощности. Вам необходимо определить максимальную мощность вашего электроприбора, которая обычно указывается в Ваттах (ищите «W» или «Watt») и исходя из этой информации уже покупать понижающий трансформатор.
Габариты понижающих трансформаторов варьируют. Для электроприборов небольшой мощности – до 150-200 Ватт (принтер, ксерокс) он немного больше обычного блока питания, а для большей мощности, например 1000-3000 Ватт (фен, пылесос), его габариты могут достигать размеров двухлитрового пакета с соком.
Вот как выглядит стандартный понижающий трансформатор небольшой мощности
Обратите внимание, что на всех подобных приборах разъем под вилку американского стандарта уже присутствует. А вот понижающий трансформатор большей мощности, рассчитанный на целых два электроприбора. А вот понижающий трансформатор большей мощности, рассчитанный на целых два электроприбора
А вот понижающий трансформатор большей мощности, рассчитанный на целых два электроприбора.
Торговая марка «Штиль», Российская Федерация.
Обычно понижающие транформаторы найти в магазинах электротоваров непросто. Легче заказать через интернет, например с бесплатной доставкой, они есть в китайском Aliexpress или гипермаркете Amazon. Стоят от $20, для приборов мощностью до 200 Ватт. Чем мощнее подключаемый прибор, тем дороже трансформатор, например для приборов мощностью до 3000 Ватт он уже будет стоить от $100.
Также, как и в случае с адаптерами сильно экономить тут не стоит. Рискуете получить проблему.
И под конец ответы на несколько распространенных вопросов.
Нашел в США электроприборы рассчитанные на 220 вольт. Можно их покупать?
Да, такие товары и даже целые магазины встречаются. Конечно можете покупать. Обычно эти товары уже укомплектованы «евровилкой».
Если мощности понижающего трансформатора недостаточно?
В этом случае также стоит воздержаться от использования. Хорошо если есть встроенный предохранитель, который просто отключит электроприбор при нагревании. А если нет? Проверять не стоит.
Смешанное подключение
Подобный способ подключения является самым оптимальным. По такому принципу собраны все светодиодные ленты. Он подразумевает комбинацию параллельного и последовательного подключения. Как он выполняется можно увидеть на фото:
Схема подразумевает включение параллельно не отдельных светодиодов, а последовательных цепочек из них. В результате этого даже при выходе из строя одной или нескольких цепочек, светодиодная гирлянда или лента будут по-прежнему одинаково светить.
Мы рассмотрели основные способы подключения простых светодиодов. Теперь разберем методы соединения мощных светодиодов, и с какими проблемами можно столкнуться при неправильном подключении.
Как подключить светодиод к 220 В с помощью резистора
Для большей наглядности изобразим расчетную схему.
Такая схема очень распространена в работы электротехнических устройств, например, подсветки выключателя или кнопки электрического чайника. Главным достоинством данной схемы является ее простота, а отсюда и надежность.
С целью сравнения полученных результатов возьмем два светодиода. Один индикаторного типа, а второй более мощный.
Определим сопротивление R1, необходимое для первого светодиода:
Сетевое напряжение делим на два по уже указанной выше причине.
Мощность рассеивания резистор равна:
Принимаем 2 ватта, поскольку такой номинал является ближайшим в сторону увеличения из стандартного ряда мощностей.
Теперь определим сопротивление резистора, соединенного последовательно со вторым светодиодом:
Мощность рассеивания равна:
Резисторы с такой мощностью рассеивания имеют значительные размеры и немалую стоимость, поэтому не рационально их применение в цепи с мощными светодиодами. Более эффективным будет замена его конденсатором.
Для защиты полупроводникового прибора встречно-параллельно подсоединяют диод.
Его назначение состоит в следующем. В проводящий полупериод на светодиоде падает напряжения порядка 2…3 В. В не проводящий полупериод он заперт и к его выводам прикладывается обратное полное действующее напряжение 220 В, амплитуда которого достигает 310 В. Поэтому существует вероятность пробоя полупроводникового прибора. Однако если создать путь для протекания тока в этот непроводящий полупериод времени, то снизится амплитуда опасного обратного напряжения. Именно это достигается за счет применения шунтирующего диода.
Кстати, вместо него можно применять еще один светодиод, желательно со схожими параметрами.
Визуально нам будет казаться, что оба они светят все время, но на самом деле они мерцают с частотой 50 Гц. Причем, когда первый светит, второй гаснет и наоборот, т.е. работают в противофазе.
В этом случае необходимо учесть, что через резистор ток протекает в оба полупериода времени, поэтому его сопротивление нужно снизить вдвое. Далее в последующих расчетах мы будем пользоваться схемой без шунтирующего диода.
Как правильно подключать?
При параллельном соединении светодиодов нужно пользоваться ограничительным резистором для каждого из диодов, как изображено на рисунке ниже. Это даёт возможность установить ток для каждого из элементов электрический схемы.
Схема параллельного соединения светодиодов
Ниже схема НЕ правильного подключения резистора в цепь.
Так подключать не правильно
При параллельном подключении светодиодов и любых других потребителей, напряжение на их выводах будет равным. С одной стороны это хорошо, но не для диодов. Каждый светодиод, даже набор взятый из одной партии, имеет небольшой технологический разброс параметров. Напряжение, необходимое для достижения номинального тока, может незначительно отличаться в пределах десятых долей вольта.
Выше вы видели вольт-амперную характеристику прибора и легко сделаете вывод, что незначительное превышение номинального напряжения ведет к лавинообразному росту тока и перегреву. Некоторые предлагают исключить и резистор из этой схемы, такое соединение светодиодов самое неудачное!
Общий ток в цепи равен сумме токов в каждой из ветвей параллельной цепи. Если выбирать, как соединять светодиоды для работы в цепи с повышенным напряжением (6 и более вольт), лучше использовать последовательное соединение.
Технические особенности диода
По определению светодиод, схема которого схожа с обычным диодом, – это тот же полупроводник, пропускающий ток в одном направлении и излучающий свет при его протекании. Его рабочий переход не рассчитан на высокие напряжения, поэтому для загорания светодиодного элемента вполне достаточно всего нескольких вольт. Другой особенностью этого прибора является необходимость подачи на него постоянного напряжения, так как при переменных 220 Вольт светодиод будет мигать с частотой сети (50Герц). Считается, что глаз человека не реагирует на такие мигания и что они не причиняют ему вреда. Но все же согласно действующим стандартам для его работы нужно использовать постоянный потенциал. В противном случае приходится применять особые меры защиты от опасных обратных напряжений.
Большинство образцов осветительной техники, в которых диоды используются в качестве элементов освещения, включаются в сеть через специальные преобразователи – драйверы. Эти устройства необходимы для получения из исходного сетевого напряжения постоянных 12, 24, 36 или 48 Вольт. Несмотря на их широкое распространение в быту нередки ситуации, когда обстоятельства вынуждают обходиться без драйвера
В этом случае важно уметь включать светодиоды в 220 В
Полюса светодиода
Чтобы ознакомиться со схемами включения и распайкой диодного элемента, нужно узнать, как выглядит распиновка светодиода. В качестве его графического обозначения используется треугольник, к одному из углов которого примыкает короткая вертикальная полоса – на схеме она называется катодом. Он считается выходным для постоянного тока, втекающего с обратной стороны. Туда подается положительный потенциал от источника питания и поэтому входной контакт называется анодом (по аналогии с электронными лампами).
Выпускаемые промышленностью светодиоды имеют всего два вывода (реже – три или даже четыре). Известны три способа определения их полярности:
- визуальный метод, позволяющий определить анод элемента по характерному выступу на одной из ножек;
- с помощью мультиметра в режиме «Проверка диодов»;
- посредством блока питания с постоянным выходным напряжением.
Для определения полярности вторым способом плюсовой конец измерительного шнура тестера в красной изоляции подсоединяется к одному контактному выводу диода, а черный минусовой – к другому. Если прибор показывает прямое напряжение порядка полвольта, со стороны плюсового конца расположен анод. Если на табло индикации появляется знак бесконечности или «0L», с этого конца располагается катод.
Напряжение питания светодиодов
Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии.
Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?
Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр.
Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора.
Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе.
В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.
С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но, с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов.
Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта. В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт.
Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.
Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.
Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет.
В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору. Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода.
Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.
Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.
В отсутствии регулируемого блока питания можно запитать светодиод «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.
Светодиоды с магнитными драйверами
Подключаются светодиоды с магнитными драйверами, как правило, в последовательном порядке
На первом этапе очень важно оценить их мощность. Дополнительно следует учитывать параметр отрицательного сопротивления в цепи
Если рассматривать маломощные модели, то они соединяются с блоками питания через усилитель. В противном случае лучше использовать сетевые фильтры.
При этом поглотительные модификации могут привести к магнитным помехам. Как решить проблемы с повышенной частотностью в данном случае? Специалисты рекомендуют использовать одноканальные резисторы. При этом модуляторы для схемы можно подбирать самые разнообразные.
Безопасность при подключении
Не следует устанавливать в цепь диодов полярные конденсаторы
При работе со схемой включения диодов в сеть 220 Вольт основную опасность представляет соединенный последовательно с ними ограничивающий конденсатор. Под воздействием сетевого напряжения он заряжается до опасного для человека потенциала. Чтобы избежать неприятностей в этой ситуации рекомендуется:
- предусмотреть в схеме специальную разрядную резисторную цепочку, управляемую отдельной кнопкой;
- если сделать это невозможно, перед началом настойки после отключения от сети следует разряжать конденсатор с помощью жала отвертки;
- не устанавливать в цепь питания диодов полярные конденсаторы, обратный ток которых достигает значений, способных «выжечь» схему.
Основные неисправности светодиодных ламп на 220 вольт
Исходя из многолетнего опыта, если не горит светодиодная лампа 220 в, то причины могут быть следующими:
1. Выход из строя светодиодов
Поскольку в светодиодной лампе все светодиоды подключены последовательно, если выходит хотя бы один из них, вся лампочка перестает светится поскольку возникает обрыв цепи. В большинстве случаев светодиоды в лампах на 220 применяются 2-х типоразмеров: SMD5050 и SMD3528.
Для устранения этой причины необходимо найти вышедший из строя светодиод и заменить его на другой, или же поставить перемычку (перемычками лучше не злоупотреблять — так как они могут увеличить ток через светодиоды в некоторых схемах). При решении проблемы вторым способом незначительно уменьшится световой поток, однако лампочка опять станет светить.
Чтоб найти поврежденный светодиод нам понадобится источник питания с низким током (20 мА) или мультиметр.
Для этого подаем «+» на анод, а «–» на катод. Если светодиод не засветится, значит он вышел из строя. Таким образом нужно проверить каждый из светодиодов лампы. Также вышедший из строя светодиод можно определить визуально, это выглядит примерно так:
Причиной данной поломки в большинстве случаев является отсутствие какой-либо защиты светодиода.
2. Выход из строя диодного моста
В большинству случаев при таковой неисправности основная причина — заводской брак. И в таком в случае зачастую «вылетают» и светодиоды. Для решения данной проблемы необходимо заменить диодный мост (или диоды моста) и проверить все светодиоды.
Чтобы проверить диодный мост необходим мультиметр. Необходимо подать на вход моста переменное напряжение 220 В, и проверить напряжение на выходе. Если на выходе оно остается переменным, то значит диодный мост вышел из строя.
Если диодный мост собран на отдельных диодах, их можно поочередно выпаять и проверить прибором. Диод должен пропускать ток только в одном направлении. Если он вообще не пропускает ток или пропускает при подаче на катод положительной полуволны значит он вышел из строя и требует замены.
3. Плохая пайка выводных концов
В данном случае нам будет необходим мультиметр. Нужно разобраться в схеме светодиодной лампы и далее проверять все точки, начиная со входного напряжения 220 В и заканчивая выводами светодиодов. Исходя из опыта, данная проблема присуща дешевым светодиодным лампам и чтоб ее устранить достаточно паяльником дополнительно пропаять все детали и компоненты.
Техника безопасности
Кратко о нюансах подключения, которое выполняется в большинстве домов – для обеспечения безопасности при работе с электрической цепью часто бывает мало выключить один только выключатель. Дело в том, что он, как правило, размыкает фазу, но при этом из-за отсутствия заземления на ноле остается остаточное напряжение. Если заземление неправильное, например, люди подключаются к батарее или водопроводу, есть риск попасть на напряжение между фазой и заземлением. Отключайте питание полностью на рубильнике или счетчике на входе в дом или квартиру, и сделайте уже правильное заземление, если у вас его нет.
Важные сведения о конденсаторах
Конденсаторы-накопители используются в сети 220 В:
- в роли блока питания (если прибор маломощный);
- для согласования нагрузок;
- для сглаживания напряжения;
- для сглаживания силы тока.
Любой из них состоит из 2-х токопроводящих пластин и разделяющего диэлектрика. Заряд копится на пластинах, но не перемещается между ними. Форма может быть цилиндрическая, плоская, сферическая. Диэлектриком служит промасленная бумага, пленка, стекло, слюда, оксиды тантала и алюминия, электролиты.
Конденсаторы с классом защиты X2 предназначены для работы при температуре -40-+110оС с напряжением 250-310 В. Емкость 0.001-2.2 мкФ, основное достоинство – способность выдерживать повышенные нагрузки, вызванные коммутативными процессами или молнией.
Электроузел — ресурс, связанный с электричеством.
Тиристоры Т161-160, Т161-125 кремниевые диффузионные p-n-p-n. Предназначены для применения в электротехнических радиоэлектронных устройствах в цепях постоянного и переменного токов преобразователей электроэнергии. Выпускаются в металлокерамическом корпусе штыревой конструкции с гибким силовым выводом. Анодом является основание.
Масса тиристора не более 298 гр.
Чертёж тиристора Т161-160, Т161-125
Электрические параметры.
| Импульсное напряжение в открытом состоянии при Iо с, и=3,14 Iо с, ср макс, τи=10 мс, не более | 1,75 В |
| Пороговое напряжение, не более | 1,15 В |
| Отпирающее постоянное напряжение управления при Uз с=12 В, не более | |
| Тп=-60°С, Iу, от=0,4 А | 5,5 В |
| Тп=25°С, Iу, от=0,2 А | 3,5 В |
| Тп=125°С, Iу, от=0,15 А | 2,5 В |
| Неотпирающее постоянное напряжение управления при Uз с, и=0,67Uзс, п, Rу=20 Ом, Тп=125°С, не менее | 0,45 В |
| Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии при Uзс, и=Uзс, п, Rу=∞, Тп=125°С, не более | 15 мА |
| Ток удержания при Uз с=12 В, Rу=∞, не более | 0,25 А |
| Ток включения при Iу, пр, и=1 А, diy/dt=1 А/мкс, τу=50 мкс, не более | 0,7 А |
| Повторяющийся импульсный обратный ток при Uобр, и=Uобр п, Rу=∞, Тп=125°С, не более | 0,15 мА |
| Отпирающий постоянный ток управления при Uз с=12 В, не более | |
| Тп=-60°С | 0,4 А |
| Тп=25°С | 0,2 А |
| Тп=125°С | 0,15 А |
| Неотпирающий постоянный ток управления при Uз с, и=0,67Uзс, п, Rу=20 Ом, Тп=125°С, не менее | 10 мА |
| Время включения при Uз с=100 В, Iо с, и=Iо с, ср макс, Iу, пр, и=5 А, diy/dt=5 А/мкс, τу=50 мкс, не более | 25 мкс |
| Время задержки при Uз с=100 В, Iо с, и=Iо с, ср макс, Iу, пр, и=5 А, diy/dt=5 А/мкс, τу=50 мкс, не более | 5 мкс |
| Время выключения при Uз с, и=0,67Uзс, п, duз с/dt=(duз с/dt)к р, Uобр, и=100 В, Iо с, и=Iо с, ср макс, (djо с/dt)с п=5 А/мкс, Тп=125°С, не более | 250 мкс |
| Время обратного восстановления при Uобр, и=100 В, Iо с, и=Iо с, ср макс, (djо с/dt)с п=5 А/мкс, Тп=125°С, не более | |
| Т161-125 | 12 мкс |
| Т161-160 | 15 мкс |
| Заряд обратного восстановления при Uобр, и=100 В, Iо с, и=Iо с, ср макс, (djо с/dt)с п=5 А/мкс, Тп=125°С, не более | |
| Т161-125 | 300 мкКл |
| Т161-160 | 350 мкКл |
| Динамическое сопротивление в открытом состоянии не более | |
| Т161-125 | 1,8 мОм |
| Т161-160 | 1,4 мОм |
| Тепловое сопротивление переход-корпус, не более | 0,15°/Вт |
Предельные эксплуатационные данные.
| Повторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии | 300-1600 В |
| Неповторяющееся импульсное напряжение в закрытом состоянии | 1,12 Uзс, п В |
| Рабочее импульсное напряжение в закрытом состоянии | 0,8 Uзс, п В |
| Максимально допустимое постоянное напряжение в закрытом состоянии | 0,75 Uзс, п В |
| Повторяющееся импульсное обратное напряжение | 300-1600 В |
| Неповторяющееся импульсное обратное напряжение | 1,12 Uобр, п В |
| Максимально допустимое постоянное обратное напряжение | 0,75 Uобр, п В |
| Критическая скорость нарастания напряжения в закрытом состоянии при Uз с, и=0,67Uзс, п, Rу=∞, Тп=125°С | 20-1000 В/мкс |
| Максимально допустимый средний ток в открытом состоянии при ƒ=50 Гц, β=180°, Тк=85°С | |
| Т161-125 | 125 А |
| Т161-160 | 160 А |
| Максимально допустимый действующий ток в открытом состоянии при ƒ=50 Гц, β=180°, Тк=85°С | 250 А |
| Ударный неповторяющийся ток в открытом состоянии при Uобр=0, τи=10 мс, Тп=125°С | |
| Т161-125 | 2500 А |
| Т161-160 | 4000 А |
| Критическая скорость нарастания тока в открытом состоянии при Uз с, и=Uз с, п, Iо с, и=2 Iо с, ср, макс, djу/dt=5 А/мкс, ƒ=1-5 Гц, τу=50 мкс, Тп=125°С | 80 А/мкс |
| Минимально допустимый прямой импульсный ток управления | 0,5 А |
| Максимально допустимый прямой импульсный ток управления | 12 А |
| Температура перехода Т161-160, Т161-125 | От -60 до 125°С |
| Температура корпуса Т161-160, Т161-125 | От -60 до 125°С |
Схемы с емкостными конденсаторами
Подключение мощных светодиодов с емкостными конденсаторами, на первый взгляд, осуществляется довольно простой. Однако в данной ситуации необходимо в первую очередь учитывать мощность резисторов
Также важно помнить, что по параметрам драйверы светодиодов могут довольно сильно отличаться. В связи с этим подбирать конденсаторы для устройства необходимо очень тщательно
В первую очередь оценивается непосредственно блок питания, к которому подсоединяется усилитель. Если рассматривать модификации с пороговым напряжением в 20 В, то емкостный конденсатор в данном случае можно использовать один.
В противном случае их устанавливается два для решения проблем с нелинейными искажениями. В свою очередь чувствительность устройства всегда можно настроить при помощи котроллера. Непосредственно драйвера чаще всего используются импульсного типа. В свою очередь модуляторы можно устанавливать разнообразные. Проблемы с полярностью в данном случае возникнуть не должны. В итоге при блоке питания в 20 В пороговый ток обязан поддерживаться на уровне 3 А. При этом частотность может колебаться в зависимости от скачков напряжения в сети.
Расчет блока питания для светодиодной ленты
При монтаже светодиодного освещения обычно возникает ряд актуальных вопросов: какой потребляемый ток светодиодной полосы, как рассчитать блок питания для светодиодов, как рассчитать драйвера для неизвестной ленты, если на ней не указана потребляемая мощность? Для правильного расчёта используем следующую таблицу с номинальными параметрами популярных матриц.
Расчет параметров питания светодиодной ленты
Лента различается количеством smd матриц на погонный метр. В продаже существуют варианты на 30, 60, 120 матриц на погонный метр. В зависимости от применяемых светодиодных матриц, номинальная мощность источника электричества для светодиодной ленты будет отличаться.
| Тип smd матрицы | Количество светодиодов на погонный метр | Мощность потребляемая 1м/5м ленты, Вт | Необходимая сила тока, А на 1м/5м |
|---|---|---|---|
| 3528 | 30 | 3,3/16,5 | 0,27/1,35 |
| 60 | 6,6/33 | 0,55/2,7 | |
| 120 | 13,2/66 | 1,1/5,5 | |
| 5050 | 30 | 9/45 | 0,75/3,75 |
| 60 | 18/90 | 1,5/7,5 | |
| 120 | 36/180 | 3/15 | |
| 5630 | 30 | 15/75 | 1,25/6,25 |
| 60 | 30/150 | 2,5/12,5 | |
| 120 | 60/300 | 5/25 |
Какой БП выбрать?
Естественное желание каждого человека – минимизировать свои финансовые затраты. Но экономия должна быть целесообразной и оправданной. Сравним несколько вариантов:
| БП | OEM DC12 12W 1А | OEM DC12 36W 2А | OEM DC12 120W 10А | OEM DC12 360W 30А |
|---|---|---|---|---|
| Внешний вид | ||||
| Мощность, Вт | 12 | 36 | 120 | 360 |
| Сила тока, А | 1 | 2 | 10 | 30 |
| Тип охлаждения | Пассивное | Пассивное | Пассивное | Активное |
| Материал корпуса | Пластик | Пластик | Металл | Металл |
| Цена, у.е | 1,8 | 5,2 | 10,5 | 21 |
| Цена за 1 Вт, у.е | 0,15 | 0,14 | 0,08 | 0,058 |
Как видите, чем сильнее блок питания, тем дешевле у него фактическая себестоимость ватта. На первый взгляд наиболее соблазнительно смотрится приобретение единственного достаточно мощного блока питания. Расчет мощности трансформатора для светодиодной ленты делается с запасом около 30%.
Не стоит забывать, что абсолютно любой прибор обладает довольно неприятным свойством неожиданно выходить из строя в самый неподходящий момент. При наступлении подобного форс-мажора вы формально останетесь без освещения. Наиболее рационально, в случае монтажа подсветки в комнате, запитывать участки от двух — трёх самостоятельных источников.
Рассчитываем мощность блока питания для светодиодной ленты
Ради примера, возьмем гостевую комнату площадью 18 квадратных метров (3 х 6 метров). Периметр помещения составит 18 метров. Нам потребуется источник светодиодного освещения с суммарной яркостью свечения 350 люмен/м.п (расчет яркости проводим исходя из рекомендованных уровней освещения), для примера возьмём smd 3528 60led с номинальной яркостью 360 lm/м.п. Общая мощность этой ленты на весь периметр помещения будет:
У разных производителей яркость носителя может значительно отличаться, соответственно и лента в вашей ситуации может потребоваться немного другая, расчёт мощности светодиодной ленты желательно производить по паспортным данным от производителя. С резервом прочности нам понадобится аппарат рассчитанный на 150 Вт.
При использовании нескольких источников тока разбиваем всю длину ленты на три участка, учитывая, что стандартная катушка пятиметровая. Получаем два сегмента по пять метров, 33 Вт и один участок восемь метров на 53 Вт. Блоки питания потребуются на 40 и 70 Вт соответственно.
Схемы с емкостными конденсаторами
На 12 вольт светодиод через емкостный конденсатор разрешается подключать только в последовательном порядке. Если рассматривать схему с лентой ламп, то тиристор используется с одним переходником. В данном случае фильтры применяются без обмотки. Для того чтобы избежать случаев короткого замыкания, необходимы стабилитроны. Они являются довольно компактными. Устанавливать их следует за фильтрами. Конденсатор в данном случае фиксируется на модуляторе. Для регулировки светового потока необходим контроллер. Если подбирать устройство однополюсного типа, то параметр номинального сопротивления будет составлять около 50 Ом
Также важно отметить, что цветовая температура устройства зависит от проводимости контроллера
Другие варианты подключения
В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:
Это вторая схема включения светодиодов на 220 вольт без драйвера. В этой схеме ток через резистор будет в 2 раза меньше, чем в первом варианте. А, следовательно, на нем будет выделяться в 4 раза меньше мощности. Это несомненный плюс.
Но есть и минус: к защитному диоду прикладывается полное (амплитудное) напряжение сети, поэтому любой диод здесь не прокатит. Придется подобрать что-нибудь с обратным напряжением 400 В и выше. Но в наши дни это вообще не проблема. Отлично подойдет, например, вездесущий диод на 1000 вольт – 1N4007 (КД258).
Не смотря на распространенное заблуждение, в отрицательные полупериоды сетевого напряжения, светодиод все-таки будет находиться в состоянии электрического пробоя. Но благодаря тому, что сопротивление обратносмещенного p-n-перехода защитного диода очень велико, ток пробоя будет недостаточен для вывода светодиода из строя.
Для уменьшения величины тока прикосновения нужно располовинить резистор на две части, чтобы получилось как показано на картинках:
Благодаря такому решению, даже поменяв местами фазу и ноль, ток через человека на «землю» (при случайном прикосновении) никак не сможет превысить 220/12000=0.018А. А это уже не так опасно.
Подключение светодиода к сети 220в, схема
Для подключения к сети 220 вольт используется драйвер, который является источником стабилизированного тока.
Схема драйвера для светодиодов бывает двух видов:
- простая на гасящем конденсаторе;
- полноценная с использованием микросхем стабилизатора;
Собрать драйвер на конденсаторе очень просто, требуется минимум деталей и времени. Напряжение 220В снижается за счёт высоковольтного конденсатора, которое затем выпрямляется и немного стабилизируется. Она используется в дешевых светодиодных лампах. Основным недостатком является высокой уровень пульсаций света, который плохо действует на здоровье. Но это индивидуально, некоторые этого вообще не замечают. Так же схему сложно рассчитывать из-за разброса характеристик электронных компонентов.
Полноценная схема с использованием специализированных микросхем обеспечивает лучшую стабильность на выходе драйвера. Если драйвер хорошо справляется с нагрузкой, то коэффициент пульсаций будет не выше 10%, а в идеале 0%. Чтобы не делать драйвер своими руками, можно взять из неисправной лампочки или светильника, если проблема у них была не с питанием.
Если у вас есть более менее подходящий стабилизатор, но сила тока меньше или больше, то её можно подкорректировать с минимум усилий. Найдите технические характеристики на микросхему из драйвера. Чаще всего количество Ампер на выходе задаётся резистором или несколькими резисторами, находящимися рядом с микросхемой. Добавив к ним еще сопротивление или убрав один из них можно получить необходимую силу тока. Единственное нельзя превышать указанную мощность.
