|
|
|
Как запитать светодиод от сети 220В ?
| |
| ИгорьБука | Дата: Понедельник, 12.05.2014, 21:41 | Сообщение # 1 |
|
Подполковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 133
Статус: Offline
| Как запитать светодиод от сети 220В ?
Казалось бы все просто: ставим последовательно резистор, и всё. Но нужно помнить
об одной важной характеристике светодиода: максимально допустимом
обратном напряжении. У большинства светодиодов оно около 20 вольт. А при
подключении его в сеть при обратной полярности (ток-то переменный,
полпериода в одну сторону идёт, а вторую половину - в обратную) к нему
приложится полное амплитудное напряжение сети - 315 вольт! Откуда такая
цифра? 220 В - это действующее напряжение, амплитудное же в {корень из
2} = 1,41 раз больше.Поэтому, чтобы спасти светодиод нужно поставить последовательно с ним диод, который не пропустит к нему обратное напряжение.
Или же поставить два светодиода встречно-параллельно.
Вариант питания от сети с гасящим резистором не самый оптимальный: на резисторе
будет выделяться значительная мощность. Действительно, если применим
резистор 24 кОм (максимальный ток 13 мА), то рассеиваемая на нём
мощность будет около 3 Вт. Можно снизить её в два раза, включив
последовательно диод (тогда тепло будет выделяться только в течение
одного полупериода). Диод должен быть на обратное напряжение не менее
400 В. При включении двух встречных светодиодов (существуют даже такие с
двумя кристаллами в одном корпусе, обычно разных цветов, один кристалл
красного свечения, другой зелёного) можно поставить два двух ваттных
резистора, каждый сопротивлением в два раза меньше.Оговорюсь, что применив резистор большого сопротивления (например 200 кОм) можно
включить светодиод и без защитного диода. Ток обратного пробоя будет
слишком мал, чтобы вызвать разрушение кристалла. Конечно, яркость при
этом весьма мала, но например для подсветки в темноте выключателя в
спальне её будет вполне достаточно.Благодаря тому, что ток в сети переменный, можно избежать ненужных трат
электричества на нагрев воздуха ограничительным резистором. Его роль
может выполнять конденсатор, который пропускает переменный ток, не
нагреваясь. Почему так - вопрос отдельный, рассмотрим его позже. Сейчас
же нам нужно знать, что для того, чтобы конденсатор пропускал переменный
ток, через него должны обязательно проходить оба полупериода сети. Но
ведь светодиод проводит ток только в одну сторону. Значит, ставим
встречно-параллельно светодиоду обычный диод (или второй светодиод), он и
будет пропускать второй полупериод.
Но вот мы отключили нашу схему от сети. На конденсаторе осталось какое-то
напряжение (вплоть до полного амплитудного, если помним, равного 315 В).
Чтобы избежать случайного удара током, предусмотрим параллельно
конденсатору разрядный резистор большого номинала (чтобы при нормальной
работе через него тёк незначительный ток, не вызывающий его нагрева),
который при отключении от сети за доли секунды разрядит конденсатор. И
для защиты от импульсного зарядного тока тоже поставим низкоомный
резистор. Он также будет играть роль предохранителя, мгновенно сгорая
при случайном пробое конденсатора (ничто не вечно, и такое тоже
случается).
Конденсатор должен быть на напряжение не менее 400 вольт, или специальный для цепей
переменного тока напряжением не менее 250 вольт.А если мы хотим сделать светодиодную лампочку из нескольких светодиодов?
Включаем их все последовательно, встречного диода достаточно одного на
всех.
Диод должен быть рассчитан на ток, не меньший чем ток через светодиоды,
обратное напряжение - не менее суммы напряжения на светодиодах. А ещё
лучше взять чётное число светодиодов и включить их встречно-параллельно.
На рисунке в каждой цепочке нарисовано по три светодиода, на самом деле их может быть и больше десятка.Как рассчитать конденсатор? От амплитудного напряжения сети 315В отнимаем
сумму падения напряжения на светодиодах (например для трёх белых это
примерно 12 вольт). Получим падение напряжения на конденсаторе Uп=303 В.
Ёмкость в микрофарадах будет равна (4,45*I)/Uп, где I - необходимый ток
через светодиоды в миллиамперах. В нашем случае для 20 мА ёмкость будет
(4,45*20)/303 = 89/303 ~= 0,3 мкФ. Можно поставить два конденсатора
0,15 мкф (150 нФ) параллельно.
В заключении следует обратить внимание на такие вопросы как пайка и
монтаж светодиодов. Это тоже очень важные вопросы, которые влияют на их
жизнеспособность.светодиоды и микросхемы боятся статики, неправильного подключения и перегрева,
пайка этих деталей должна быть максимально быстрая. Следует использовать
маломощный паяльник с температурой жала не более 260 градусов и пайку
производить не более 3-5 секунд (рекомендации производителя). Не лишним
будет использование медицинского пинцета при пайке. Светодиод берется
пинцетом выше к корпусу, что обеспечивает дополнительный теплоотвод от
кристалла при пайке.Ножки светодиода следует гнуть с небольшим радиусом (чтобы они не ломались). В
результате замысловатых изгибов, ноги у основания корпуса должны
остаться в заводском положении и должны быть параллельны и не напряжены
(а то устанет и кристалл отвалится от ножек).
Чтобы ваше устройство защитить от случайного замыкания или перегрузки следует ставить предохранители.
|
| |
| |
| ИгорьБука | Дата: Понедельник, 12.05.2014, 21:43 | Сообщение # 2 |
|
Подполковник
Группа: Администраторы
Сообщений: 133
Статус: Offline
| Ниже описание с сайта www.chipdip.ru/video/id000272895
При конструировании радиоаппаратуры часто встает вопрос о индикации
питания. Век ламп накаливания для индикации уже давно прошел,
современным и надежным радио-элементом индикации на настоящий момент
является светодиод. В данной статье будет предложена схема подключения
светодиода к 220 вольтам, то есть рассмотрена возможность запитать
светодиод от бытовой сети переменного тока - розетки, которая есть в
любой благоустроенной квартире.
Описание работы схемы подключения светодиода к напряжению 220 вольт
Схема подключения светодиода к 220 вольтам не сложная и принцип ее
работы также прост. Алгоритм следующий. При подаче напряжения начинает
заряжаться конденсатор С1, при этом фактически с одной стороны он
заряжается напрямую, а со второй через стабилитрон. Стабилитрон должен
соответствовать напряжению свечения светодиода. При увеличении
напряжения на конденсаторе стабилитрон увеличивает свое сопротивление,
ограничивая напряжения зарядки для конденсатора своим рабочим
стабилизирующим напряжением, фактически тем же напряжением которым
питается светодиод. Больше этого напряжения конденсатор не зарядиться,
так как стабилитрон "закрылся", а во второй ветке мы имеем большое
сопротивление в виде цепочки светодиод и резистор R1. В данный
полупериод светодиод не светится. Стоит сказать и о том, что стабилитрон
защищает светодиод от обратного тока, который может вывести светодиод
из строя.
Вот, наша полуволна меняется и меняется полярность на входах нашей схемы. При этом конденсатор начинает разряжаться и менять
свою полярность зарядки. Если с прямым подключением все понятно, то ток
со второй ножки конденсатора утекая в цепь, проходит теперь через
цепочку резистора и светодиода, именно в этот момент светодиод и
начинает светиться. При этом напряжение, как мы помним, зарядки
конденсатора соответствовало примерно напряжению питания светодиода, то
есть наш светодиод не сгорит.
Мощность резистора может быть минимальной вполне подойдет 0.25 Вт (номинал на схеме в омах).
Конденсатор (емкость указана в микрофарадах) лучше подобрать с запасом, то есть с рабочим напряжением в 300 вольт.
Светодиод может быть любой, например с напряжением свечения от 2 вольт АЛ307 БМ
или АЛ 307Б и до 5.5 воль - это КЛ101А или КЛ101Б.
Стабилитрон как мы уже упоминали должен соответствовать напряжению питания светодиода, так
для 2 вольт это КС130Д1 или КС133А (напряжение стабилизации 3 и 3.3
вольта соответственно), а для 5.5 вольт КС156А или КС156Г.
|
| |
| |
|
