Thật khó để làm mà không có đèn LED trong thiết kế các thiết bị điện tử, cũng như trong sản xuất các thiết bị chiếu sáng kinh tế. Độ tin cậy, dễ lắp đặt và giá rẻ tương đối thu hút sự chú ý của các nhà phát triển đồ đạc gia dụng và công nghiệp. Do đó, nhiều người dùng quan tâm đến các giải pháp mạch để bật đèn LED, ngụ ý cung cấp trực tiếp điện áp pha cho nó. Những người không chuyên trong lĩnh vực điện tử và thợ điện sẽ rất hữu ích để tìm hiểu cách kết nối đèn LED với điện áp 220v.
Tính năng kỹ thuật của diode
Theo định nghĩa, một đèn LED, mạch tương tự như một diode thông thường, là cùng một chất bán dẫn truyền dòng điện theo một hướng và phát ra ánh sáng khi nó chảy. Quá trình chuyển đổi hoạt động của nó không được thiết kế cho điện áp cao, vì vậy chỉ cần một vài volt là đủ để phần tử LED sáng lên. Một tính năng khác của thiết bị này là cần cung cấp điện áp không đổi cho thiết bị, vì với điện áp xoay chiều 220 volt, đèn LED sẽ nhấp nháy với tần số chính (50 Hz). Người ta tin rằng mắt người không phản ứng với những cái chớp mắt như vậy và chúng không gây hại cho anh ta. Nhưng tuy nhiên, theo các tiêu chuẩn hiện tại, cần phải sử dụng tiềm năng không đổi cho công việc của mình. Mặt khác, các biện pháp bảo vệ đặc biệt phải được áp dụng chống lại điện áp ngược nguy hiểm.
Hầu hết các ví dụ về thiết bị chiếu sáng trong đó điốt được sử dụng làm thành phần chiếu sáng được kết nối với mạng thông qua bộ chuyển đổi đặc biệt - trình điều khiển. Các thiết bị này là cần thiết để có được một hằng số 12, 24, 36 hoặc 48 volt từ điện áp nguồn chính. Mặc dù phân phối rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, các tình huống không phải là hiếm khi hoàn cảnh buộc người ta phải làm mà không có tài xế. Trong trường hợp này, điều quan trọng là có thể bật đèn LED 220 V.
Cột đèn LED
Để làm quen với các sơ đồ nối dây và hệ thống dây điện của phần tử diode, bạn cần tìm hiểu sơ đồ chân của đèn LED trông như thế nào. Như chỉ định đồ họa của nó, một hình tam giác được sử dụng, một trong những góc của nó được liền kề bởi một dải dọc ngắn - trong sơ đồ, nó được gọi là cực âm. Nó được coi là đầu ra cho dòng điện trực tiếp chảy từ phía sau. Một điện thế dương được cung cấp từ nguồn điện và do đó tiếp điểm đầu vào được gọi là cực dương (bằng cách tương tự với các ống điện tử).
Đèn LED công nghiệp chỉ có hai đầu ra (ít phổ biến hơn, ba hoặc thậm chí bốn). Ba phương pháp được biết để xác định cực tính của chúng:
- một phương pháp trực quan cho phép bạn xác định cực dương của một phần tử bằng cách nhô ra đặc trưng ở một trong hai chân;
- sử dụng đồng hồ vạn năng ở chế độ "Diode Test";
- bằng cách cung cấp điện với điện áp đầu ra không đổi.
Để xác định cực tính theo cách thứ hai, đầu cực dương của cáp đo của máy đo trong cách điện màu đỏ được kết nối với một đầu tiếp xúc của diode và âm đen với đầu kia. Nếu thiết bị hiển thị điện áp chuyển tiếp theo thứ tự nửa volt, thì cực dương nằm ở đầu cộng. Nếu một dấu hiệu vô cực hoặc Lốc 0L xuất hiện trên màn hình, cực âm nằm ở đầu này.
Khi kiểm tra từ nguồn điện 12 Volt, điểm cộng của nó phải được kết nối với một đầu của đèn LED thông qua điện trở giới hạn 1 kΩ. Nếu diode sáng lên, cực dương của nó nằm ở phía bên của nguồn điện, và nếu không, ở đầu bên kia.
Phương thức kết nối
Cách tiếp cận đơn giản nhất để giải quyết vấn đề điện áp ngược không thể chấp nhận được cho một diode là lắp đặt một điện trở bổ sung nối tiếp với nó, có thể giới hạn 220 volt. Phần tử này đã nhận được tên của phần tử làm nguội, vì nó làm tiêu tan năng lượng dư thừa của chính mình, để lại đèn LED cần thiết cho hoạt động của nó là 12-24 Volts.
Cài đặt nối tiếp của một điện trở giới hạn cũng giải quyết vấn đề điện áp ngược tại điểm nối của diode, giảm đến cùng các giá trị. Là một sửa đổi của kết nối loạt với giới hạn điện áp, một mạch hỗn hợp hoặc kết hợp để kết nối đèn LED 220 V được xem xét. Trong đó, một điện trở loạt có một số điốt được kết nối song song trên mỗi điện trở.
Kết nối LED có thể được sắp xếp theo sơ đồ trong đó một diode thông thường được sử dụng thay cho điện trở, có điện áp đánh thủng ngược cao (tốt nhất là lên đến 400 volt trở lên). Đối với các mục đích này, sẽ thuận tiện nhất khi lấy một sản phẩm điển hình của thương hiệu 1N4007 với chỉ số được nêu lên đến 1000 Volts trong các đặc điểm. Khi nó được lắp đặt trong một chuỗi nối tiếp (ví dụ để sản xuất vòng hoa), phần ngược của sóng được chỉnh lưu bằng một diode bán dẫn. Trong trường hợp này, nó thực hiện chức năng của một shunt bảo vệ chip phần tử ánh sáng khỏi sự cố.
LED bypass với một diode thông thường (kết nối chống song song)
Một phiên bản phổ biến khác của "trung hòa" nửa sóng ngược là sử dụng, cùng với điện trở dập tắt, một đèn LED khác được bật song song và hướng về phần tử đầu tiên. Trong mạch này, điện áp ngược "đóng" thông qua một diode kết nối song song và bị giới hạn bởi điện trở bổ sung được nối tiếp.
Sự kết hợp của hai đèn LED giống như phiên bản trước, nhưng có một điểm khác biệt. Mỗi người trong số họ làm việc với phần "của nó" của hình sin, cung cấp cho phần tử kia sự bảo vệ chống lại sự cố.
Một nhược điểm đáng kể của sơ đồ kết nối thông qua một điện trở dập tắt là lượng điện năng không đáng kể tiêu thụ nhàn rỗi trên nó.
Điều này được xác nhận bằng ví dụ sau. Đặt điện trở giảm 24 kOhm và đèn LED có dòng điện hoạt động 9 mA. Công suất tiêu tán bởi điện trở sẽ bằng 9x9x24 = 1944 mW (sau khi làm tròn - khoảng 2 watt). Để điện trở hoạt động ở chế độ tối ưu, nó được chọn với giá trị P ít nhất là 3 watt. Trên chính đèn LED, một phần năng lượng không đáng kể được sử dụng.
Mặt khác, khi sử dụng một số phần tử LED được kết nối sê-ri, việc cài đặt một điện trở dập tắt là không thực tế vì lý do chế độ tối ưu phát sáng của chúng. Nếu bạn chọn một giá trị điện trở rất nhỏ, nó sẽ nhanh chóng bị cháy do dòng điện lớn và tản điện đáng kể. Do đó, chức năng của phần tử giới hạn dòng điện trong mạch điện xoay chiều là tự nhiên hơn để thực hiện trên một tụ điện, trên đó năng lượng không bị mất.
Giới hạn tụ điện
Mạch đơn giản nhất để kết nối đèn LED thông qua tụ C giới hạn được đặc trưng bởi các tính năng sau:
- chuỗi sạc và xả được cung cấp để cung cấp các chế độ hoạt động của phần tử phản ứng;
- Cần thêm một đèn LED để bảo vệ nguồn điện khỏi điện áp ngược;
- Để tính điện dung của tụ điện, một công thức thu được theo kinh nghiệm được sử dụng trong đó các số cụ thể được thay thế.
Để tính giá trị của C danh nghĩa, bạn cần nhân cường độ dòng điện trong mạch với hệ số dẫn xuất theo kinh nghiệm là 4,45. Sau đó, sản phẩm thu được nên được chia cho chênh lệch giữa điện áp giới hạn (310 Volts) và độ sụt của nó trên đèn LED.
Ví dụ, xem xét kết nối một tụ điện với một diode LED RGB hoặc thông thường với điện áp rơi tại điểm nối của nó bằng 3 Volts và dòng điện qua nó là 9 mA. Theo công thức được xem xét, điện dung của nó sẽ là 0,13 F. Để đưa ra một sửa đổi cho giá trị chính xác của nó, cần phải tính đến việc thành phần hiện tại ảnh hưởng đến độ lớn của tham số này ở mức độ lớn hơn.
Công thức thực nghiệm được thiết lập bằng thử nghiệm chỉ có giá trị để tính toán công suất và thông số của đèn LED 220 V được cài đặt trong các mạng có tần số 50 Hz. Trong các dải tần số khác của điện áp cung cấp (ví dụ như trong bộ chuyển đổi), hệ số 4,45 cần phải được tính toán lại.
Các sắc thái của kết nối với mạng 220 volt
Khi sử dụng các sơ đồ khác nhau để kết nối đèn LED với mạng 220 V, có thể có một số sắc thái, có tính đến việc giúp tránh các lỗi cơ bản trong việc chuyển mạch điện. Chúng chủ yếu liên quan đến cường độ dòng điện chạy qua mạch khi cấp nguồn cho nó. Để hiểu chúng, bạn cần xem xét loại thiết bị chiếu sáng đơn giản nhất để trang trí, bao gồm cả bộ đèn LED hoặc đèn thông thường dựa trên chúng.
Cần chú ý đến các tính năng của các quá trình xảy ra trong bộ ngắt mạch tại thời điểm cung cấp điện. Để đảm bảo chế độ chuyển đổi mềm của thành phần cứng, cần phải hàn một điện trở dập tắt và đèn chỉ báo LED song song với các tiếp điểm của nó, cho biết trạng thái bật.
Giá trị kháng được chọn theo các phương pháp được mô tả trước đây.
Chỉ sau một công tắc có điện trở trong mạch là bản thân băng có chip của các phần tử LED. Điốt bảo vệ không được cung cấp trong nó, do đó, giá trị của điện trở dập tắt được chọn từ tính toán của dòng điện chạy dọc theo mạch, nó không được vượt quá giá trị của thứ tự 1 mA.
Đèn chỉ báo LED trong mạch này thực hiện chức năng của tải, hạn chế thêm dòng điện. Do kích thước nhỏ, nó sẽ phát sáng rất mờ, nhưng điều này là đủ cho chế độ ban đêm. Dưới tác động của nửa sóng ngược, điện áp được triệt tiêu một phần tại điện trở, giúp bảo vệ diode khỏi sự cố không mong muốn.
Mạch điều khiển băng 220 volt
Một cách đáng tin cậy hơn để cấp nguồn cho đèn LED từ mạng là sử dụng bộ chuyển đổi hoặc trình điều khiển đặc biệt làm giảm điện áp xuống mức an toàn. Mục đích chính của trình điều khiển cho đèn LED 220 volt là giới hạn dòng điện qua nó trong giá trị cho phép (theo hộ chiếu). Nó bao gồm một trình điều khiển điện áp, một cầu chỉnh lưu và một vi mạch ổn định hiện tại.
Tùy chọn trình điều khiển mà không có bộ ổn định hiện tại
Nếu bạn muốn lắp ráp một thiết bị cung cấp năng lượng cho đèn LED từ 220 V bằng tay của chính mình, bạn sẽ cần phải biết những điều sau:
- khi sử dụng bộ ổn định đầu ra, biên độ của gợn giảm đáng kể;
- trong trường hợp này, một phần năng lượng bị mất trên chính vi mạch, điều này ảnh hưởng đến độ sáng của ánh sáng của các thiết bị bức xạ;
- khi sử dụng chất điện phân bộ lọc công suất cao thay vì chất ổn định có thương hiệu, các xung không được làm mịn hoàn toàn, nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép.
Với trình điều khiển tự tạo, mạch có thể được đơn giản hóa bằng cách thay thế vi mạch đầu ra bằng chất điện phân.
Bảo mật kết nối
Khi làm việc với một mạch để kết nối điốt với mạng 220 Volt, mối nguy hiểm chính là một tụ điện giới hạn được kết nối nối tiếp với chúng. Dưới ảnh hưởng của điện áp lưới điện, nó bị tích điện gây nguy hiểm cho con người. Để tránh rắc rối trong tình huống này, nên sử dụng:
- Cung cấp một mạch điện trở xả đặc biệt được điều khiển bởi một nút riêng trong mạch;
- nếu điều này là không thể, trước khi khởi động cồn sau khi ngắt kết nối với nguồn điện, tụ điện phải được xả ra bằng lưỡi tuốc nơ vít;
- Không cài đặt các tụ điện cực trong mạch điện diode, dòng điện ngược sẽ đạt các giá trị có thể "đốt cháy" mạch.
Có thể kết nối các phần tử LED ở 220 Volts chỉ với sự trợ giúp của các phần tử đặc biệt được thêm vào mạch. Trong trường hợp này, bạn có thể làm mà không cần máy biến áp và nguồn điện, thường được sử dụng để kết nối các đèn chiếu sáng điện áp thấp. Nhiệm vụ chính của các phần tử bổ sung trong sơ đồ kết nối LED 220 V là hạn chế và khắc phục dòng điện qua nó, cũng như bảo vệ mối nối bán dẫn khỏi nửa sóng ngược.
