Как да захранвате светодиод от 220 V мрежа

Как да захранвате светодиод от 220 V мрежа.

Изглежда, че всичко е просто: поставяме резистор последователно и това е всичко. Но трябва да запомните една важна характеристика на светодиода: максимално допустимото обратно напрежение. Повечето светодиоди имат около 20 волта. И когато го свържете към мрежата с обратна полярност (токът е променлив, половината период върви в една посока, а другата половина отива в обратната посока), към него ще бъде приложено пълното амплитудно напрежение на мрежата - 315 волта!

Друг вариант за свързване на светодиода към мрежата 220v:

Или поставете два светодиода един до друг.

Вариантът за захранване с гасителен резистор не е най-оптималният: на резистора ще се освободи значителна мощност. Наистина, ако приложим резистор 24 kΩ (максимален ток 13 mA), тогава разсейваната мощност върху него ще бъде около 3 вата. Можете да го намалите наполовина, като включите диода последователно (тогава топлината ще се отделя само по време на един полупериод). Диодът трябва да е за обратно напрежение поне 400 V. Когато включите два брояча LED (има дори такива с два кристала в един корпус, обикновено с различни цветове, единия кристал е червен, другия зелен) можете да сложите два резистора по два вата, всеки с половин съпротивление. Обратният пробивен ток ще бъде твърде нисък, за да причини разрушаване на кристала. Разбира се, яркостта е много ниска, но например ще бъде напълно достатъчна, за да освети превключвателя в спалнята на тъмно.резистор. Неговата роля може да играе кондензатор, който пропуска променлив ток, без да се нагрява. Защо това е така е отделен въпрос, който ще разгледаме по-късно. Сега трябва да знаем, че за да може кондензаторът да премине променлив ток, двата полупериода на мрежата задължително трябва да преминат през него. Но светодиодът провежда ток само в една посока. И така, поставяме обикновен диод (или втори светодиод) в противоположния паралел на светодиода и той ще пропусне втория полупериод.

Но сега сме изключили нашата верига от мрежата. На кондензатора остана известно напрежение (до пълната амплитуда, ако си спомняме, равна на 315 V). За да избегнем случаен токов удар, ще поставим успоредно на кондензатора разряден резистор с висока стойност (така че при нормална работа през него да протича малък ток, който не го нагрява), който при изключване от мрежата ще разреди кондензатора за части от секундата. И за защита от импулсен ток на зареждане, ние също поставяме резистор с ниско съпротивление. Той също така ще играе ролята на предпазител, незабавно изгарящ, ако кондензаторът случайно се повреди (нищо не трае вечно и това също се случва).

Кондензаторът трябва да е поне 400 волта или специален за променливотокови вериги поне 250 волта. А ако искаме да направим LED крушка от няколко светодиода? Включваме ги всички последователно, идващият диод е достатъчен за един изобщо.

Диодът трябва да бъде проектиран за ток не по-малък от тока през светодиодите, обратно напрежение - не по-малко от сумата на напрежението върху светодиодите. Още по-добре вземете четен брой светодиоди и ги включете в анти-паралел.

На фигурата са нарисувани три светодиода във всяка верига, всъщност може да има повечедесет. Как да изчислим кондензатора? От амплитудното напрежение на мрежата 315V изваждаме сумата от спада на напрежението върху светодиодите (например за три бели това е около 12 волта). Получаваме спад на напрежението в кондензатора Up \u003d 303 V. Капацитетът в микрофаради ще бъде равен на (4,45 * I) / Up, където I е необходимият ток през светодиодите в милиампери. В нашия случай, за 20 mA, капацитетът ще бъде (4,45 * 20) / 303 = 89/303

= 0,3 uF. Можете да поставите два кондензатора 0,15uF (150nF) паралелно.

Най-честите грешки при свързване на светодиоди

1. Свързване на светодиода директно към източник на захранване без ограничител на тока (резистор или специален драйверен чип). Обсъдено по-горе. Светодиодът бързо се проваля поради лошо контролирано количество ток.

2. Свързване на светодиоди, свързани паралелно към общ резистор. Първо, поради възможното разсейване на параметрите, светодиодите ще светят с различна яркост. Второ, и по-важно, ако един от светодиодите се повреди, токът на втория ще се удвои и той също може да изгори. В случай на използване на един резистор е по-целесъобразно да свържете светодиодите последователно. След това, когато изчисляваме резистора, оставяме тока същия (например 10 mA) и добавяме предния спад на напрежението на светодиодите (например 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).

3. Серийно включване на светодиоди, предназначени за различни токове. В този случай един от светодиодите ще се износи или ще свети слабо, в зависимост от текущата настройка на ограничителния резистор.

4. Монтиране на резистор с недостатъчно съпротивление. В резултат на това токът, протичащ през светодиода, е твърде голям. Тъй като част от енергията се превръща в топлина поради дефекти в кристалната решетка, тогава принадценени токове става прекалено много. Кристалът прегрява, в резултат на което експлоатационният му живот значително намалява. При още по-голямо надценяване на тока, поради нагряването на областта на p-n прехода, вътрешният квантов добив намалява, яркостта на светодиода пада (това е особено забележимо за червените светодиоди) и кристалът започва да се разпада катастрофално.

5. Свързване на светодиода към електрическа мрежа (напр. 220V) без предприемане на мерки за ограничаване на обратното напрежение. Повечето светодиоди имат граница на обратното напрежение от около 2 волта, докато напрежението на обратния полупериод, когато светодиодът е изключен, създава спад на напрежението в него, равен на захранващото напрежение. Има много различни схеми, които изключват разрушителния ефект на обратното напрежение. Най-простият е обсъден по-горе.

6. Монтиране на резистор с недостатъчна мощност. В резултат на това резисторът се нагрява много и започва да топи изолацията на проводниците, които го докосват. След това боята изгаря върху него и накрая се срутва под въздействието на висока температура. Резисторът може безболезнено да разсее не повече от мощността, за която е проектиран.

Мигащи светодиоди

Мигащият светодиод (MSD) е светодиод с вграден интегриран генератор на импулси с честота на мигане от 1,5 -3 Hz. Въпреки своята компактност, мигащият светодиод включва полупроводников генераторен чип и някои допълнителни елементи. Също така си струва да се отбележи, че мигащият светодиод е доста универсален - захранващото напрежение на такъв светодиод може да варира от 3 до 14 волта за високо напрежение и от 1,8 до 5 волта за случаи с ниско напрежение.

Отличителни качества на мигащия диод:

• Компактенсветлинно сигнално устройство

• Широк диапазон на захранващото напрежение (до 14 волта)

• Различен цвят на излъчване.

В някои варианти на мигащи светодиоди могат да бъдат вградени няколко (обикновено - 3) многоцветни светодиода с различни честоти на мигане. Използването на мигащи светодиоди е оправдано в компактни устройства, където се поставят високи изисквания към размерите на радиоелементите и захранването - мигащите светодиоди са много икономични, тъй като електронната схема на MSD е направена на MOS структури. Мигащ светодиод може лесно да замени цяла функционална единица.

Символичното графично обозначение на мигащ светодиод на схематичните диаграми не се различава от обозначението на конвенционален светодиод, с изключение на това, че линиите със стрелки са пунктирани и символизират мигащите свойства на светодиода.

Ако погледнете през прозрачния корпус на мигащия светодиод, ще забележите, че той структурно се състои от две части. Светодиоден кристал е поставен върху основата на катода (отрицателен извод). Осцилаторният чип е поставен върху основата на анодния извод. Три златни джъмпера свързват всички части на това комбинирано устройство.

Лесно е да различите MSD от конвенционалния светодиод по външния му вид, като погледнете корпуса му през светлината. Вътре в MSD има два субстрата с приблизително еднакъв размер. На първия от тях е кристален куб от излъчвател на светлина, изработен от сплав на редки земни метали. Параболичен алуминиев рефлектор (2) се използва за увеличаване на светлинния поток, фокусиране и оформяне на диаграмата на излъчване. В MSD той е малко по-малък в диаметър, отколкото в конвенционален LED, тъй като втората част на корпуса е заета от субстрат синтегрална схема (3). Електрически двата субстрата са свързани един с друг чрез два златни жични джъмпера (4). Корпусът на MSD (5) е изработен от матова светлоразсейваща пластмаса или прозрачна пластмаса. Излъчвателят в MSD не е разположен върху оста на симетрия на корпуса, следователно, за да се осигури равномерно осветяване, най-често се използва монолитен цветен дифузен световод. Прозрачният корпус се среща само в МСД с големи диаметри с тясна диаграма на излъчване.

Осцилаторният чип се състои от високочестотен главен осцилатор - работи постоянно - честотата му, според различни оценки, варира около 100 kHz. Заедно с RF генератора работи делител на логически елементи, който разделя високата честота до стойност от 1,5-3 Hz. Използването на високочестотен генератор във връзка с честотен делител се дължи на факта, че внедряването на нискочестотен генератор изисква използването на кондензатор с голям капацитет за синхронизиращата верига.

За да се намали високата честота до стойност от 1-3 Hz, се използват разделители на логически елементи, които лесно се поставят върху малка площ от полупроводников кристал. В допълнение към главния RF генератор и разделителя, електронен ключ и защитен диод са направени върху полупроводникова подложка. За мигащи светодиоди, предназначени за захранващо напрежение от 3-12 волта, също е вграден ограничителен резистор. MSD с ниско напрежение нямат ограничителен резистор Необходим е защитен диод, за да се предотврати повреда на микросхемата при обръщане на захранването.

За надеждна и дългосрочна работа на високоволтовите МСД е желателно да се ограничи захранващото напрежение до 9 волта. С увеличаване на напрежението, разсейваната мощност на MSD се увеличава и, следователно, нагряването на полупроводникакристал. С течение на времето прекомерната топлина може да доведе до бързо разграждане на мигащия светодиод.

Можете безопасно да проверите изправността на мигащ светодиод с помощта на батерия от 4,5 волта и резистор 51 ома, свързан последователно със светодиода, с мощност най-малко 0,25 вата.

В заключение, трябва да обърнете внимание на въпроси като запояване и монтаж на светодиоди. Това също са много важни въпроси, които засягат тяхната жизнеспособност. Светодиодите и микросхемите се страхуват от статично, неправилно свързване и прегряване, запояването на тези части трябва да бъде възможно най-бързо. Трябва да използвате поялник с ниска мощност с температура на върха не повече от 260 градуса и запояване за не повече от 3-5 секунди (препоръки на производителя). Няма да е излишно да използвате медицински пинсети при запояване. Светодиодът се взема с пинсети по-високо от корпуса, което осигурява допълнително отвеждане на топлината от кристала по време на запояване Краката на светодиода трябва да бъдат огънати с малък радиус (за да не се счупят). Вследствие на сложните извивки, крачетата в основата на корпуса трябва да останат във фабричната позиция и да са успоредни, а не напрегнати (иначе ще се измори и кристалът ще падне от крачетата).

За да защитите вашето устройство от случайно късо съединение или претоварване, трябва да инсталирате предпазители.

Харесахте ли нашия сайт? Присъединете се или се абонирайте (известията за нови теми ще бъдат изпращани на вашата поща) за нашия канал в Mirtesen!

---