So schalten Sie eine LED in 220 V ein: Integrationsmethoden, Energieschemata und Verbindungsfunktionen

LEDs sind ein integraler Bestandteil der Elektronik und ermöglichen die Statusanzeige von Geräten. Je nach Farbe und Position am Gehäuse signalisieren Leuchtdioden den Ladezustand, das Gadget ist mit dem Netzwerk verbunden usw. Es gibt jedoch Situationen, in denen kein Standardalarm im Gerät vorhanden ist, sondern eine Person ihn benötigt. Dann stellt sich die Frage, wie man die LED bei 220 V einschalten kann, ohne spannungsreduzierende Transformatorgeräte zu verwenden.

Technische Merkmale der Diode

Eine LED ist ein funktechnisches Element, das wie eine normale Diode Strom nur in eine Richtung überträgt, gleichzeitig aber elektromagnetische Wellen im sichtbaren Bereich aussendet. Integrieren wir eine solche Diode in ein Gleichstromnetz, dann es ist wichtig "plus" und "minus" nicht zu verwechseln. Die Einführung einer Leuchtdiode in ein Wechselnetz und die Lösung der Frage, wie man die LED aus einem 220-V-Netz versorgt, wobei periodisch (mit einer Frequenz von 50 Hz) ändert sich die Richtung von Strom und Spannung, dies erfordert zusätzliche Berechnungen.

Um den Durchschnittswert des Stroms zu bestimmen und die LED an ein 220-Volt-Netz anzuschließen, muss die Spannung des Stromnetzes halbiert werden, dh 220 V / 2 = 110 V. Dieser Wert wird als Grundlage für nachfolgende Berechnungen verwendet.

Der elektrische Widerstand einer LED ist wie jedes Halbleiterelement nicht linear und hängt von der Größe der angelegten Potentialdifferenz ab. Für ein Netz mit Wechselstrom und Wechselspannung von 220 V kann mit akzeptabler Genauigkeit ein Mittelwert von 1,7 Ohm angenommen werden. Dann beträgt nach dem Ohmschen Gesetz die Strommenge, die durch den Halbleiterkristall der Diode fließt, wenn sie direkt an das Netzwerk angeschlossen ist, ungefähr 65 Ampere (110 / 1,7).

Ein solcher Indikator führt einfach zum Verbrennen des Geräts. Um den durch den Halbleiter fließenden Strom zu reduzieren, ist es erforderlich, in der Schaltung neben der Widerstandsleuchtdiode in Reihe zu schalten.

Bewerben Sie sich hierfür nur Widerstände in Konstantspannungskreisen, und bei Wechselstrom können sogenannte Reaktanzen - Kondensatoren und Induktivitäten - verwendet werden. Sie erzeugen einen Widerstand aufgrund der Ansammlung elektromagnetischer Energie in der ersten Halbwelle (der Strom fließt in eine Richtung) und seine Rückkehr zum Netz in der zweiten Halbperiode (mit dem umgekehrten Stromfluss) aktuell).

Widerstandsanschluss

Ein ähnliches Schema wird normalerweise implementiert, um den Betrieb elektrischer Geräte anzuzeigen. Es wird im Lichtsignal verwendet, das anzeigt, dass der Wasserkocher eingesteckt ist, in der Hintergrundbeleuchtung des Schalters usw. Als Hauptvorteile dieser Option zur Integration einer Leuchtdiode in das Netzwerk werden die relative Billigkeit, Einfachheit und Zuverlässigkeit angesehen.

Aber es gibt eine Nuance in diesem Schema. Sie besteht in der Notwendigkeit, die Sperrspannung zu dämpfen, da ihr Überschuss zum Ausfall des Halbleiterbauelements führen kann. Siliziumdioden können diese Aufgabe problemlos bewältigen, die einen Strom in der Größenordnung des Stroms durchlassen können, der im Netzwerk fließt. Sie können sie auf zwei Arten an den Stromkreis anschließen:

• in Reihe, dh nach dem Widerstand und vor der LED, jedoch unter Beachtung der Polarität;
• parallel zur Leuchtdiode, jedoch um 180 Grad umgepolt.

Einige Experten glauben, dass die Verwendung von Löschdioden optional ist, aber die Praxis zeigt, dass Sperrstrom in einigen Fällen einen thermischen Durchbruch des pn-Übergangs verursacht. Daher sind die zusätzlichen Kosten für den Kauf von Siliziumdioden für den Anschluss der LED an ein 220-V-Netz, dessen Stromkreis einen Dämpfungswiderstand enthält, voll gerechtfertigt.

Kondensatoranwendung

Der Nachteil der Verwendung eines Widerstands zur Reduzierung des Stroms, wenn eine 220-V-LED an den Stromkreis angeschlossen ist, ist die ziemlich hohe Verlustleistung. Dieses Problem macht sich bei einer Last mit hoher Stromaufnahme bemerkbar. Die Lösung ist eine Schaltung zum Anschluss der LED an 220 V, bei der anstelle eines Widerstands ein unpolarer Kondensator integriert ist. Der Widerstand der Kondensatoren ist reaktiv, was die Verlustleistung eliminiert.

Das Anschließen eines Kondensators an die LED-Schaltung zum Zwecke der Strombegrenzung hat eine Nuance, die zum Ausfall der Leuchtdiode führen, - Erhaltung der aufgelaufenen Ladung nach Trennen der Stromversorgung Netzwerke. Deswegen Ergänze die Schaltung mit einem unpolaren Kondensator:

• zwei Widerstände;
• eine Diode, die parallel zur LED geschaltet ist, jedoch in entgegengesetzter Richtung.

Widerstände (einer parallel zum Kondensator und der andere in Reihe) schützen den gesamten Stromkreis vor Überspannungen Spannung, wenn Spannung aus dem Netz geliefert wird, und die Diode ist der Schutz der LED gegen Potenzialunterschiede mit Rückwärts Polarität.

Diese Anschlussmethoden gelten für LEDs mit geringer Leistung, die zur Anzeige oder Hintergrundbeleuchtung verwendet werden. Der Anschluss von leistungsstarken Diodenelementen für LED-Beleuchtungslampen erfolgt durch Schaltungen mit speziellen Netzteilen (Treibern).