LED jsou nedílnou součástí elektroniky a umožňují indikaci stavu zařízení. V závislosti na barvě a umístění na pouzdře signalizují světelné diody stav nabíjení, je gadget připojen k síti atd. Ale jsou situace, kdy v zařízení není standardní alarm, ale člověk ho potřebuje. Pak vyvstává otázka, jak zapnout LED při 220 V bez použití transformátorových zařízení snižujících napětí.
Obsah
- Technické vlastnosti diod
- Zapojení rezistoru
- Aplikace kondenzátoru
Technické vlastnosti diod
LED je radiotechnický prvek, který přenáší proud jako běžná dioda pouze jedním směrem, ale zároveň vysílá elektromagnetické vlny ve viditelné oblasti. Pokud takovou diodu integrujeme do stejnosměrné sítě, pak je důležité nezaměňovat „plus“ a „mínus“. Zavedení světelné diody do střídavé sítě a řešení otázky jak napájet LED ze sítě 220 V, kde periodicky (s frekvencí 50 Hz) dochází ke změně směru proudu a napětí, bude to vyžadovat další výpočty.
Pro určení průměrné hodnoty proudu a připojení LED k síti 220 V je nutné rozdělit napětí současné sítě na polovinu, to znamená 220 V / 2 = 110 V. Tato hodnota se bere jako základ pro další výpočty.
Elektrický odpor LED, stejně jako jakéhokoli polovodičového prvku, není lineární a závisí na velikosti potenciálního rozdílu, který je na něj aplikován. Pro síť se střídavým proudem a napětím 220 V lze s přijatelnou přesností vzít průměrnou hodnotu 1,7 ohmu. Pak podle Ohmova zákona bude velikost proudu, který projde polovodičovým krystalem diody, pokud je připojena přímo do sítě, přibližně 65 ampérů (110 / 1,7).
Takový indikátor jednoduše povede k spálení zařízení. Pro snížení množství proudu procházejícího polovodičem bude nutné zapojit sériově do obvodu vedle odporové světelné diody.
Pro tento účel použijte pouze rezistory v obvodech s konstantním napětím, a u střídavého proudu je možné využít tzv. reaktance - kondenzátory a tlumivky. Vytvářejí odpor kvůli akumulaci elektromagnetické energie v první polovině cyklu (proud teče v jednom směru) a jeho návrat do sítě ve druhé půlperiodě (při zpětném toku el proud).
Zapojení rezistoru
Podobné schéma je obvykle implementováno pro indikaci provozu elektrických zařízení. Používá se ve světelné signalizaci indikující zapojení rychlovarné konvice, v podsvícení spínacího tlačítka atd. Hlavní výhody této možnosti pro integraci svítící diody do sítě jsou považovány za relativní levnost, jednoduchost a spolehlivost.
Ale v tomto schématu je jedna nuance. Spočívá v potřebě tlumit zpětné napětí, protože jeho přebytek může vést k poruše polovodičového zařízení. S tímto úkolem se snadno vyrovnají křemíkové diody, které jsou schopny propustit proud o velikosti ne menší, než jaká prochází sítí. Můžete je připojit k okruhu dvěma způsoby:
- sériově, tj. za rezistorem a před LED, ale při dodržení polarity;
- paralelně se svítící diodou, ale mění polaritu o 180 stupňů.
Někteří odborníci se domnívají, že použití zhášecích diod je volitelné, ale praxe ukazuje, že zpětný proud v některých případech způsobuje tepelný průraz pn přechodu. Dodatečné náklady na nákup křemíkových diod jsou proto plně opodstatněné pro realizaci připojení LED do sítě 220 V, jejíž obvod obsahuje tlumící rezistor.
Aplikace kondenzátoru
Nevýhodou použití rezistoru pro snížení proudu při zapojení 220V LED do obvodu je poměrně významný ztrátový výkon. Tento problém je patrný u zátěže s vysokou spotřebou proudu. Řešením je obvod pro připojení LED na 220 V, kde je místo rezistoru implementována integrace nepolárního kondenzátoru. Odpor kondenzátorů je jalový, což eliminuje ztrátový výkon.
Připojení kondenzátoru k obvodu LED za účelem omezení proudu má jednu nuanci, která může vést k poruše světelné diody, - zachování nahromaděného náboje po odpojení napájení sítí. Kvůli tomu přidejte do obvodu s nepolárním kondenzátorem:
- dva odpory;
- dioda zapojená paralelně k LED, ale v opačném směru.
Rezistory (jeden paralelně s kondenzátorem a druhý v sérii) chrání celý obvod před přepětím napětí při napájení napětím ze sítě a dioda je ochrana LED proti rozdílům potenciálů s reverzem polarita.
Tyto způsoby připojení jsou použitelné pro nízkopříkonové LED, které se používají pro indikaci nebo podsvícení. Připojení výkonných diodových prvků určených pro LED osvětlovací lampy se provádí obvody pomocí speciálních napájecích zdrojů (budičů).
