將 LED 連接到 220V

LED被廣泛用作光源。但它們是為低電源電壓而設計的，並且通常需要在 220 伏家庭網絡中打開 LED。幾乎沒有電氣工程知識和執行簡單計算的能力，這是可能的。

連接方式

大多數 LED 的標準工作條件是 1.5-3.5 V 電壓和 10-30 mA 電流。當設備直接連接到家庭電網時，其壽命將為十分之一秒。與標準工作電壓相比，將 LED 連接到電壓更高的網絡的所有問題都歸結為補償過電壓和限制流過發光元件的電流。驅動器 - 電子電路 - 可以完成這項任務，但它們非常複雜並且由大量組件組成。在為具有多個 LED 的 LED 矩陣供電時，它們的使用是有意義的。有更簡單的方法可以連接一個元素。

用電阻連接

最明顯的方法是在 LED 上串聯一個電阻。它將降低過電壓，並限制電流。

使用鎮流電阻開啟 LED 的方案。

該電阻的計算按以下順序進行：

1. 假設有一個額定電流為 20 mA，電壓降為 3 V 的 LED（實際參數見手冊）。工作電流最好取標稱值的 80% - LED 在光照條件下的壽命會更長。 Iwork=0.8 Inom=16 mA。
2. 在附加電阻上，電源電壓將下降減去 LED 兩端的電壓降。 Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V。顯然，幾乎所有電壓都會在電阻上。

重要的！ 計算時，不能使用電源電壓的電流值（220 V），而是使用幅度（峰值）值 - 310 V。

1. 根據歐姆定律求出附加電阻值：R = Urab / Irab。由於電流以毫安為單位選擇，因此電阻將以千歐為單位：R \u003d 307/16 \u003d 19.1875。與標準範圍最接近的值為 20 kOhm。
2. 要使用公式 P=UI 找到電阻器的功率，必須將工作電流乘以淬滅電阻兩端的電壓降。額定值為 20 kOhm 時，平均電流將為 220 V / 20 kOhm = 11 mA（此處您可以考慮有效電壓！），功率為 220V * 11mA = 2420 mW 或 2.42 W。從標準範圍內，您可以選擇 3 W 電阻器。

重要的！ 這個計算被簡化了，它並不總是考慮 LED 兩端的電壓降及其導通電阻，但對於實際目的，準確度就足夠了。

3W電阻。

所以你可以連接一個鏈 串聯連接的 LED.計算時，需要將一個元件上的電壓降乘以它們的總數。

串聯高反向電壓二極管（400V以上）

所描述的方法有一個明顯的缺點。 發光二極管，就像任何基於 p-n 結的設備一樣，它通過交流電的直接半波通過電流（並發光）。通過反向半波，它被鎖定。它的電阻很高，遠高於鎮流器的電阻。施加到鏈上的幅度為 310 V 的電源電壓將主要在 LED 上下降。而且它不是為高壓整流器而設計的，很快就會失效。為了對抗這種現象，通常建議串聯一個可以承受反向電壓的附加二極管。

帶有附加二極管的開關電路。

事實上，隨著這個開啟，施加的反向電壓將在二極管之間大約分成兩半，當大約 150 V 或更少的電壓落在 LED 上時，LED 會稍微變亮，但它的命運仍然是悲慘的。

用傳統二極管分流 LED

以下方案效率更高：

帶有額外二極管的方案。

這裡，發光元件與附加二極管相對並並聯連接。對於負半波，附加二極管將打開，所有電壓都將施加到電阻器上。如果之前的計算是正確的，那麼電阻就不會過熱。

兩個 LED 的背靠背連接

在研究之前的電路時，不禁產生了一個想法——既然可以用相同的發光體代替，為什麼還要使用無用的二極管呢？這是正確的推理。從邏輯上講，該方案在以下版本中重生：

帶有額外 LED 的方案。

在這裡，相同的 LED 被用作保護元件。它在反向半波期間保護第一個元件並同時輻射。通過正弦波的直接半波，LED 改變角色。該電路的優點是充分利用了電源。您可以在正向和反向方向上打開 LED 鏈，而不是單個元素。可以使用相同的原理進行計算，但 LED 上的電壓降乘以一個方向上安裝的 LED 數量。

帶電容器

可以使用電容器代替電阻器。在交流電路中，它的行為有點像電阻器。它的電阻取決於頻率，但在家庭網絡中，這個參數是不變的。對於計算，您可以採用公式 X \u003d 1 / (2 * 3.14 * f * C)，其中：

• X是電容器的電抗；
• f 是以赫茲為單位的頻率，在考慮的情況下它等於 50；
• C 是以法拉為單位的電容器的電容，要轉換為 uF，請使用 10 倍^-6.

在實踐中，使用以下公式：

C \u003d 4.45 * Iwork / (U-Ud)，其中：

• C 是微法拉所需的電容；
• Irab——LED的工作電流；
• U-Ud - 電源電壓和發光元件上的電壓降之間的差異 - 在使用 LED 鏈時具有實際重要性。使用單個 LED 時，可以以足夠的精度取到等於 310 V 的 U 值。

電容器可以在至少 400 V 的工作電壓下使用。此類電路的電流特性計算值見下表：

結果值與標準容量範圍相去甚遠。因此，對於 20 mA 的電流，與 0.25 μF 標稱值的偏差將為 13%，而從 0.33 μF - 14%。 電阻可選 更準確。這是該方案的第一個缺點。第二個已經提到過——400V及以上的電容相當大。這還不是全部。使用壓載艙時，電路中會長滿額外的元素：

帶有鎮流電容器的開關電路。

電阻 R1 是出於安全目的而設置的。如果電路由 220 V 供電，然後從網絡斷開，則電容器不會放電 - 沒有這個電阻器，放電電流電路將不存在。如果不小心接觸到容器的端子，很容易觸電。這個電阻的阻值可以選擇幾百千歐，在工作狀態下由一個電容分流，不影響電路的工作。

需要電阻 R2 來限制電容器充電電流的浪湧。在電容被充電之前，它不會用作電流限制器，在此期間 LED 可能有時間失效。這裡需要選擇幾十歐姆的值，雖然在計算中可以考慮進去，但對電路的運行也不會有影響。

在電燈開關中打開 LED 的示例

在 220 V 電路中實際使用 LED 的常見示例之一是指示家用開關的關閉狀態，並使其更容易在黑暗中找到其位置。這裡的 LED 以大約 1 mA 的電流工作 - 發光會很暗，但在黑暗中很明顯。

斷路器狀態指示。

在這裡，當開關處於打開位置時，燈用作額外的電流限制器，並將承擔一小部分反向電壓。但是反向電壓的主要部分是施加在電阻上的，所以這裡的LED相對受到保護。

視頻：為什麼不安裝帶燈開關

安全

在現有裝置中工作時的安全預防措施由電氣裝置操作期間的勞動保護規則規定。它們不適用於家庭車間，但在將 LED 連接到 220 V 網絡時必須考慮其基本原理。使用任何電氣裝置時的主要安全規則是所有工作都必須在移除電壓的情況下進行，以消除錯誤或非自願、未經授權的開啟。關斷開關後，必須無電壓 用測試儀檢查.其他一切都是使用絕緣手套、墊子、臨時接地等。在家裡很難做，但我們必須記住，安全措施很少。