Dupa ce a citit acest titlu, cineva ar putea întreba: „Dar de ce?“ Da, dacă rămânem doar cu LED-uri în priză, chiar inclusiv într-un model specific, valoarea practică a acestei nu este nici o informație utilă nu va aduce. Dar dacă același LED este conectat în paralel cu elementul de încălzire comandat de la termostat, puteți monitoriza vizual funcționarea întregului dispozitiv. Uneori, o astfel de indicație vă permite să scăpați de multe probleme și mici probleme.
Când lucrați la tensiune alternativă, totul nu este atât de simplu. Faptul este că LED-ul, în plus față de tensiunea în față, va fi de asemenea afectat de tensiunea de polaritate inversă, deoarece fiecare jumătate de ciclu al sinusoidului își schimbă semnul pe cel opus. Această tensiune inversă nu va lumina LED-ul, dar poate deveni foarte inutilizabilă rapid. Prin urmare, trebuie să luăm măsuri pentru a ne proteja împotriva acestei tensiuni "dăunătoare".
În cazul tensiunii de rețea, calculul rezistenței de stingere trebuie să se bazeze pe valoarea de tensiune de 310V. De ce? Aici totul este foarte simplu: 220V este o tensiune efectivă, valoarea amplitudinii este 220 * 1.41 = 310V. Tensiunea de amplitudine la rădăcina a două (1.41) de ori curent, și acest lucru nu poate fi uitat. Aici este o tensiune directă și inversă aplicată LED-ului. De la valoarea 310B se calculează rezistența rezistenței de stingere și de la această tensiune, numai polaritatea inversă, pentru a proteja LED-ul.
Cum să protejați LED-ul de tensiunea inversă
Aproape pentru toate LED-urile, tensiunea inversă nu depășește 20V, deoarece nimeni nu avea de gând să facă un redresor de înaltă tensiune pe ele. Cum de a scăpa de o astfel de înșelătorie, cum să protejeze LED-ul de la această tensiune inversă?
Se pare că totul este foarte simplu. Prima metodă - în serie cu un LED permit diodă normală redresor cu o tensiune ridicată inversă (nu mai mică de 400 V), de exemplu, 1N4007 - 1000V tensiune inversă, 1A curent înainte. El este cel care nu va pierde o polaritate negativă la LED. Schema unei astfel de protecții este prezentată în figura 1a.
Cea de-a doua metodă, nu mai puțin eficientă, este de a schimba LED-ul cu o altă diodă, pornită în direcția opusă, în paralel, Fig.1b. În acest fel, dioda de protecție nu ar trebui să aibă nici măcar o tensiune inversă ridicată, este suficientă pentru orice diodă cu putere redusă, de exemplu, KD521.
În plus, puteți activa și dezactiva - în paralel două LED-uri: deschiderea alternativă, ele se vor proteja reciproc și chiar și ambele vor emite lumină, așa cum se arată în figura 1c. Aceasta este deja a treia metodă de protecție. Toate cele trei scheme de protecție sunt prezentate în figura 1.
Figura 1. Circuitele de protecție diode față de tensiunea inversă
Rezistorul de limitare are o rezistență a acestor circuite 24KOm că actuala tensiune 220 furnizează un curent de ordinul 220/24 = 9,16mA, poate fi rotunjită la 9. Apoi, cantitatea de putere cădere rezistor 9 * 9 * 24 = 1944mVt aproape două wați. Acest lucru este în ciuda faptului că curentul prin LED este limitat la 9mA. Dar utilizarea pe termen lung a unui rezistor la putere maximă nu va duce la nimic bun: în primul rând va deveni negru, și apoi arde complet. Pentru a preveni acest lucru, se recomandă instalarea a două rezistoare în serie cu o capacitate de 12KΩ de 2W fiecare.
Dacă setați nivelul de curent în 20mA, puterea rezistorului va fi chiar mai mare - 20 * 20 * 12 = 4800mW, aproape 5W! Firește, nimeni nu va putea să-și permită aragazul unei astfel de energii pentru încălzirea camerei. Acest lucru se bazează pe un singur LED, și ce se întâmplă dacă există o ghirlandă cu LED-uri întregi?
Condensator - rezistență fără rezistență
Circuitul prezentat în figura 1a, prin dioda de protecție D1, "taie" jumătatea ciclului negativ al tensiunii alternante și, prin urmare, puterea rezistenței de stingere se reduce la jumătate. Dar, totuși, puterea rămâne foarte semnificativă. Prin urmare, un condensator de balast este adesea folosit ca un rezistor limitator. curentul se va limita nu mai rău decât un rezistor, dar nu va fi nici o căldură. Nu este fără motiv că adesea un condensator este numit rezistență fără fir. Această metodă de activare este prezentată în figura 2.
Figura 2. Diagrama de comutare a LED-ului prin intermediul unui condensator de balast
Se pare că este în regulă, chiar și există o diodă protectoare VD1. Dar nu există două părți. În primul rând, condensatorul C1, după oprirea circuitului, poate rămâne în stare încărcată și stochează încărcarea până când cineva îl descărcă cu mâna. Și asta, crede-mă, se va întâmpla întotdeauna într-o zi. Un șoc electric nu este, desigur, fatal, dar destul de sensibil, neașteptat și neplăcut.
Prin urmare, pentru a evita astfel de probleme, aceste condensatoare stins sunt evitate de un rezistor cu o rezistență de 200 ... 1000KΩ. Aceeași protecție este instalată în surse de alimentare fără transformator cu un condensator de stingere, în optocuploare și alte circuite. În figura 3, acest rezistor este denumit R1.
Figura 3. Diagrama de conectare a LED-ului la rețeaua de iluminat
Pe lângă rezistorul R1, rezistorul R2 apare pe circuit. Scopul său este de a limita creșterea curentului prin condensator atunci când se aplică tensiune, ceea ce ajută la protejarea nu numai a diodelor, ci și a condensatorului în sine. Se știe din practică că, în absența unei astfel de rezistențe, condensatorul se rupe uneori, capacitatea acestuia devine mult mai mică decât capacitatea nominală. Nu este necesar să spunem că condensatorul trebuie să fie ceramic la o tensiune de funcționare de cel puțin 400V sau specială pentru funcționarea în circuite de curent alternativ la o tensiune de 250V.
Rezistența R2 are un rol mai important: în caz de defectare a condensatorului, acesta acționează ca o siguranță. Desigur, LED-urile vor trebui să fie înlocuite, dar cel puțin firele de conectare vor rămâne intacte. De fapt, așa se declanșează siguranța în orice sursă de energie pulsată. - tranzistoarele au ars, iar placa de circuite imprimate a rămas aproape neatinsă.
Diagrama prezentată în Figura 3 prezintă doar un LED, deși, de fapt, pot fi conectate în serie mai multe bucăți. Dioda de protecție va face față numai sarcinilor sale, dar capacitatea condensatorului de balast va trebui să fie cel puțin aproximativ, dar totodată aceeași.
Cum se calculează capacitatea condensatorului de stingere
Pentru a calcula rezistența rezistenței de stingere, este necesar să se scadă scăderea de tensiune pe LED-ul de la tensiunea de alimentare. Dacă mai multe LED-uri sunt conectate în serie, atunci pur și simplu adăugați tensiunile acestora și, de asemenea, scădeați de la tensiunea de alimentare. Cunoscând acest echilibru de tensiune și curentul necesar, în conformitate cu legea lui Ohm, este foarte simplu să se calculeze rezistența unui rezistor: R = (U-Ud) / I * 0.75.
În cazul în care U - tensiunea de alimentare Ud - cădere de tensiune pe LED-ul (dacă LED-urile sunt conectate în serie, atunci Ud este suma căderilor de tensiune la toate LED-urile), I - curentul prin LED-uri, R - rezistența rezistorului de amortizare. Aici, ca întotdeauna, - tensiunea în volți, curentul în amperi, rezultă în Ohms, 0,75 - coeficient pentru creșterea fiabilității. Această formulă a fost deja menționată în articolul "Cu privire la utilizarea diodelor emițătoare de lumină".
Amplitudinea scăderii directe a tensiunii pentru LED-uri de diferite culori este diferită. La un curent de 20 mA pentru LED-uri roșii 1.6 ... 2.03V, galben 2.1 ... 2.2V, verde 2.2 ... 3.5V, albastru 2.5 ... 3.7V. Cea mai mare scădere a tensiunii este furnizată de LED-urile albe cu un spectru larg de radiații 3.0 ... 3.7V. Nu este greu de observat că răspândirea acestui parametru este destul de largă.
Aici sunt prezentate picăturile de tensiune ale câtorva tipuri de LED-uri, pur și simplu de culori. De fapt, aceste culori sunt mult mai mari, iar valoarea exactă poate fi învățată doar în documentația tehnică pentru un anumit LED. Dar de multe ori acest lucru nu este necesar: pentru a obține un rezultat acceptabil pentru practică, este suficient să înlocuiți o valoare medie în formula (de obicei 2V), desigur, dacă nu este o ghirlandă de sute de LED-uri.
Pentru a calcula capacitatea condensatorului de călire, vom folosi formula empirică C = (4.45 * I) / (U-Ud),
unde C este capacitatea condensatorului în microfaradele, I este curentul în miliamperi, iar U este tensiunea de vârf a rețelei în volți. Când utilizați un lanț de trei LED-uri albe conectate în serie Ud de aproximativ 12V, U, amplitudinea rețelei este de 310V, pentru a limita curentul la 20mA, veți avea nevoie de un condensator cu o capacitate
C = (4,45 * I) / (U-Ud) = C = (4,45 * 20) / (310-12) = 0,29865mkF aproape 0,3mkF.
Cea mai apropiată valoare a capacității condensatorului standard este de 0,15 μF, prin urmare, pentru utilizarea în acest circuit, trebuie utilizați doi condensatori paraleli. Aici este necesar să se facă o notă: formula este valabilă numai pentru frecvența de tensiune AC 50 Hz. Pentru alte frecvențe, rezultatele vor fi incorecte.
În primul rând, condensatorul trebuie verificat
Înainte de a utiliza condensatorul, trebuie verificat. Pentru început, conectați pur și simplu la rețeaua de 220V, de preferință printr-o siguranță de 3 ... 5A, iar după 15 minute, verificați o atingere, dar există o încălzire vizibilă? Dacă condensatorul este rece, atunci acesta poate fi utilizat. În caz contrar, asigurați-vă că luați alta și, de asemenea, verificați în prealabil. La urma urmei, la urma urmei, 220V nu mai este de 12, totul este un pic diferit!
Dacă acest test are succes, condensatorul nu se încălzește, atunci puteți verifica dacă a apărut o eroare în calcule, indiferent dacă condensatorul este un condensator. Pentru a face acest lucru, este necesar să porniți condensatorul ca în cazul precedent în rețea, doar printr-un ampermetru. Firește, ampermetrul ar trebui să fie un curent alternativ.
Aceasta este o reamintire că nu toate multimetrele digitale moderne pot măsura curentul alternativ: dispozitivele simple ieftine, de exemplu, sunt foarte populare cu amatorii radio din seria DT838. sunt capabili să măsoare numai curentul direct pe care un astfel de ampermetru îl va arăta când măsurarea unui curent alternativ nu este cunoscut nimănui. Cel mai probabil va fi prețul pentru lemn sau temperatura de pe Lună, dar nu și puterea AC prin condensator.
Comutatoare cu iluminare
Aici vă puteți concentra încă o dată pe activarea LED-ului din rețeaua de iluminare, utilizat în comutatoarele cu lumină de fundal. Dacă un astfel de comutator este dezasamblat, atunci se poate constata că nu există diode de protecție acolo. Deci ce, tot ceea ce este scris mai sus - nonsens? Nu este deloc necesar să examinați cu atenție întrerupătorul deconectat, mai precis la valoarea nominală a rezistorului. De regulă, valoarea nominală nu este mai mică de 200K, poate fi chiar mai mare. În acest caz, este evident că curentul prin LED-ul va fi limitat la aproximativ 1mA. Circuitul comutatorului cu iluminare este prezentat în figura 4.
Figura 4. Diagrama de conectare a LED-ului în comutator cu iluminare
Aici un singur rezistor ucide mai multe "iepuri" deodată. Desigur, curentul prin LED-uri va fi mic, va lumina ușor, dar este destul de strălucitor pentru a vedea această strălucire în noaptea întunecată din cameră. Dar în lumina zilei această strălucire nu este necesară! Așa că lăsați-vă să străluceți neobservate.
În același timp, curentul invers, care este atât de slab încât nu poate arde LED-ul în nici un fel, este slab. Prin urmare, economisind exact o diodă de protecție, care a fost descrisă mai sus. Odată cu eliberarea a milioane de oameni, și poate chiar de miliarde, se trece la un an, se economisește mulți bani.
Se pare că, după citirea articolelor privind LED-urile, toate întrebările legate de utilizarea lor sunt clare și ușor de înțeles. Dar există mult mai multe subtilități și nuanțe la pornirea LED-urilor în diferite circuite. De exemplu, conexiune paralelă și serială sau, într-un alt mod, scheme bune și rele.
Uneori vreau să colectez o ghirlandă de câteva zeci de LED-uri, dar cum să o calculez? Câte LED-uri pot fi conectate în serie, dacă există o sursă de alimentare de 12 sau 24 V? Aceste și alte aspecte vor fi discutate în următorul articol, pe care îl vom numi "Circuite bune de comutare a LED-urilor".