Как правильно рассчитать и собрать схему подключения светодиодов к сети 220В. Какие компоненты нужны для безопасной работы. Как рассчитать токоограничивающий резистор. На что обратить внимание при монтаже.
Принцип работы светодиодов от сети 220В
Светодиоды рассчитаны на низкое напряжение питания — обычно 2-3В. При этом сеть выдает переменное напряжение 220В. Поэтому для работы светодиодов от сети необходимо решить две основные задачи:
- Снизить напряжение до рабочего уровня светодиодов
- Выпрямить переменное напряжение в постоянное
Для этого используются следующие компоненты:
- Конденсатор — для ограничения тока
- Диодный мост — для выпрямления напряжения
- Токоограничивающий резистор
- Фильтрующий конденсатор
Рассмотрим подробнее назначение каждого элемента схемы.
Основные компоненты схемы подключения светодиодов к 220В
Конденсатор для ограничения тока
Первый элемент в схеме — конденсатор, включенный последовательно с нагрузкой. Он выполняет функцию токоограничивающего элемента. Емкость конденсатора подбирается исходя из требуемого тока светодиодов.
Чем больше емкость конденсатора, тем больший ток будет протекать через светодиоды. Обычно используются конденсаторы емкостью 0.47-1 мкФ на напряжение 400В и выше.
Диодный мост
После конденсатора устанавливается диодный мост из 4 диодов. Он выпрямляет переменное напряжение, превращая его в пульсирующее постоянное. Для схемы подойдут любые выпрямительные диоды на ток 1А и выше, например, популярные 1N4007.
Токоограничивающий резистор
Резистор ограничивает максимальный ток через светодиоды. Его номинал рассчитывается в зависимости от параметров используемых светодиодов. Обычно это резисторы на 1-2 Вт мощностью.
Фильтрующий конденсатор
Электролитический конденсатор емкостью 100-470 мкФ сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Это позволяет избежать мерцания светодиодов.
Расчет токоограничивающего резистора
Правильный выбор резистора критически важен для безопасной работы светодиодов. Для расчета необходимо знать следующие параметры:
- Напряжение питания (220В)
- Падение напряжения на светодиодах
- Рабочий ток светодиодов
Формула для расчета номинала резистора:
R = (U — Uсд * N) / I
Где:
- R — сопротивление резистора
- U — напряжение питания
- Uсд — падение напряжения на одном светодиоде
- N — количество последовательно соединенных светодиодов
- I — рабочий ток светодиодов
Пример расчета для 10 светодиодов с Uсд=3В и током 20мА:
R = (220 — 3*10) / 0.02 = 5500 Ом
Выбираем ближайшее стандартное значение 5.6 кОм.
Схема подключения светодиодов к 220В
Рассмотрим типовую схему для подключения светодиодной ленты или нескольких светодиодов к сети 220В:
«` «`Основные элементы схемы:
- C1 — токоограничивающий конденсатор (0.47-1 мкФ, 400В)
- D1-D4 — диодный мост (1N4007)
- R1 — токоограничивающий резистор (расчет выше)
- C2 — фильтрующий конденсатор (100-470 мкФ, 25В)
- LED — светодиоды или светодиодная лента
Меры безопасности при подключении светодиодов к 220В
Работа с сетевым напряжением требует соблюдения правил электробезопасности:
- Используйте качественные компоненты с соответствующими номиналами
- Обеспечьте надежную изоляцию всех соединений
- Не прикасайтесь к схеме при включенном питании
- Используйте предохранитель на входе схемы
- При монтаже в корпус обеспечьте вентиляцию
- Не превышайте максимальную мощность светодиодов
Преимущества и недостатки подключения светодиодов напрямую к 220В
Рассмотрим основные плюсы и минусы такого способа подключения:
Преимущества:
- Простота схемы
- Низкая стоимость компонентов
- Компактность
- Высокий КПД
Недостатки:
- Отсутствие гальванической развязки
- Сложность регулировки яркости
- Возможное мерцание
- Риск поражения током при неправильном монтаже
Альтернативные способы питания светодиодов от сети
Помимо прямого подключения, существуют и другие варианты питания светодиодов от сети 220В:
Импульсный блок питания
Преимущества:
- Гальваническая развязка
- Стабилизированное выходное напряжение
- Высокий КПД
Недостатки:
- Более высокая стоимость
- Сложность схемы
Трансформаторный блок питания
Преимущества:
- Простота конструкции
- Надежность
- Гальваническая развязка
Недостатки:
- Большие габариты и вес
- Низкий КПД
Часто задаваемые вопросы
Сколько светодиодов можно подключить к сети 220В?
Количество светодиодов ограничивается мощностью схемы. Для типовой схемы на конденсаторе 1 мкФ максимальная мощность составляет около 3-5 Вт. Это позволяет подключить до 30-50 маломощных светодиодов.
Нужен ли радиатор для светодиодов при питании от 220В?
При малой мощности (до 1-2 Вт) радиатор не требуется. Для более мощных светодиодов рекомендуется использовать радиатор для отвода тепла.
Можно ли регулировать яркость светодиодов в такой схеме?
Стандартная схема не предусматривает регулировку яркости. Для этого потребуется использовать специальные диммируемые драйверы или ШИМ-контроллеры.
Заключение
Подключение светодиодов напрямую к сети 220В — простой и бюджетный способ организации освещения. При правильном расчете и соблюдении мер безопасности такая схема может служить долгие годы. Однако для более сложных задач рекомендуется использовать специализированные LED-драйверы.
|
Каскадный режим Схема подключения светодиодов к сети 220 В |
|
Сообщений: 503 #1 10-09-2021, 20:21 (Сообщение последний раз редактировалось: 10-09-2021, 20:22 Maestro.) Так как было много белых светодиодов, их решено задействовать с пользой. В результате появилась пара светодиодных ночных светильников, которые прослужили более 8 лет.
В каждом светильнике использовались светодиоды от разных источников. Светодиоды от Nichea оставались самыми яркими и белыми, в то время как светодиоды из чего-то дешевого китайского имели тенденцию со временем становиться розовато-желтоватыми. Есть в схеме две цепочки светодиодов, по одной на каждом из полупериодов линии питания переменного тока. Важно размещать светодиоды, работающие в противоположных полупериодах, рядом друг с другом, чтобы не было заметного мерцания. Первое, что находится в цепи входа линии переменного тока 220 В — это предохранитель. Даже не один предохранитель, а два, потому что R1 — плавкий резистор. Всех очень беспокоит электрическая и пожарная безопасность, особенно когда речь идет об устройствах, работающих от сети переменного тока 220 В. В нормальном режиме работы, через некоторое время после подачи питания на схему, напряжение переменного тока от линии питания проходит R1, резистор 120 Ом, включенный последовательно с конденсатором 0,47 мкФ и параллельную цепь 24 В. Среднеквадратичный ток через входную цепь примерно равен входному напряжению, деленному на последовательное сопротивление. Сопротивление равно квадратному корню из квадрата сопротивления плюс реактивное сопротивление C1 в квадрате. Реактивное сопротивление C1 равно 1 / (6,28 x 50 x 0,000,000,47) = 6,778 Ом. Среднеквадратичный ток в амперах равен 240 VRMS / 6,8 кОм = 35 миллиампер RMS. Средний ток составляет 89% от действующего значения, или 31 мА. Учитывая, что любой данный светодиод горит только в течение половины цикла питания переменного тока, средний ток через светодиоды будет примерно 15 мА. При проектировании устройства для работы в течение многих лет рекомендуется снизить ток, чтобы световой поток не упал до непригодного для использования уровня слишком быстро. Ключевые компоненты безопасности — это C1, R1 и F1. C1 — конденсатор типа X. Конденсаторы типа X соответствуют определенным требованиям безопасности и предназначены для безопасного использования в сети переменного тока. F1 присутствует на случай короткого замыкания C1. Хотя вероятность того, что C1 выйдет из строя как короткое замыкание, крайне мала, лучше добавить таки небольшой предохранитель, чтобы обеспечить дополнительное спокойствие. Два резистора 470 кОм подключены к конденсатору, чтобы разряжать C1. Постоянная времени составляет всего 940 кОм x 0,47 мкФ = 0,4 секунды, поэтому напряжение упадет до менее 5 вольт примерно за 2 секунды. Причина, по которой использовались два последовательно соединенных резистора вместо одного резистора на 1 МОм, заключалась в том, чтобы обеспечить достаточный запас номинального напряжения резистора. Резисторы тут 0,25 вт углеродные пленки. R1 предназначен для ограничения максимального тока. Поскольку среднеквадратичное напряжение составляет 220 вольт, максимальное пиковое напряжение на входе уже 220 вольт x 1,414 = 320 вольт пикового напряжения. Если вилка сетевого шнура контактирует с линией переменного тока в тот момент, когда в линии электропитания находится напряжение 320 вольт, то поскольку C1 разряжается, когда ночник впервые подключается к линии переменного тока, а MOV фиксирует напряжение примерно на уровне 24 вольт, максимальный ток через R1 и MOV составляет примерно Резистор на 120 Ом, включенный последовательно со светодиодами, служит цели ограничения тока через светодиоды. Поскольку максимальное напряжение на V1 составляет около 24 вольт пикового значения, максимальный ток в светодиодах (24 вольт — прямое напряжение светодиода 20 вольт / 120 Ом = 33 миллиампера. Файлы вложений Эскизы
Сообщений: 503 #2 11-09-2021, 03:48 Ещё добавлю, что просто подать 220в через резистор на 100-500 кОм, как это делалось в советских светодиодах — не проходит. Импортные от такого быстро изнашивают кристалл. Тк что простейший метод с ними — кондёр, стабилитрон и резистор. Файлы вложений Эскизы
Сообщений: 58 #3
11-09-2021, 08:54 (11-09-2021, 03:48)Maestro : Ещё добавлю, что просто подать 220в через резистор на 100-500 кОм, как это делалось в советских светодиодах — не проходит. Явно не хватает ограничения по току,как однажды собирали на двух транзисторах и двух сопративлениях
Сообщений: 1 #4 26-10-2021, 20:15 светильник состоящий из последовательно соеденёных светодиодов 3.4в\1ватт был запитан от аккамулятора 12.5в.Светильник горит нормально но при замере ток составляет 0.053А а по расчётам должен составлять где то 0.29А. Не могу понять почему так или китайцы просто (завышают)МОЩНОСТЬ?
Сообщений: 503 #5 27-10-2021, 06:48
Не факт что то 1 ваттные светики, может так и надо.
Сообщений: 161 #6 06-11-2021, 18:28 не знал в какую тему написать,мужики как правильно подключить светодиод пиранья в сеть 12 вольт?попросили переделать платы мотоциклетных поворотников на пиранью а схему их подключения не нашел,их можно подключать последовательно с токоограничивающим резистором по плюсу питания?
Сообщений: 17 #7 07-11-2021, 00:12
transistor856, Всё можно подключить с расчётом рабочего напряжения и током потребления светодиодов, т.е. если светик на 3-3,2V 20 мА то можно последовательно собрать одну линейку из четырёх светодиодов на 12V а остаток до 14V снять резистором.
Сообщений: 161 #8 07-11-2021, 10:52 Заказчик ещё не сообщил какие светодиоды будут по напряжению,я нашёл в нете что они от 2 до 2,2 вольта
Сообщений: 17 #9 07-11-2021, 11:46 (07-11-2021, 00:12)IGORAN : Заказчик ещё не сообщил какие светодиоды будут по напряжению,я нашёл в нете что они от 2 до 2,2 вольта Это обычно цветные светодиоды, у них маленькое напряжение. Но подключение из того же расчёта выше, в линейку до нужного напряжения. Если места нет то можно на каждый светодиод ставить по резистору.
В таком способе есть конечно свои плюсы и минусы, если например питание ровно 12V то всё норм, но вот в автомобиле напряжение прыгает аж до 15V, по идее нужен драйвер.
Сообщений: 161 #10 07-11-2021, 18:26
Так дело в том что это не лампа, а плата со светодиодами,на поворот идёт одна линия а на габарит другая,минус у них общий, сделаны по три штуки на один резистор,и как сказал заказчик они быстро горят Вот и хочет новые платы под пиранью на свой мотоцикл,а я вот не имею понятия как правильно их подключить, сделать шесть штук последовательно, и как токоограничевающий резистор подключить — в минус или плюс питания |
|
« Предыдущая тема Следующая » |
MOV (металлооксидный варистор) и светодиоды, включенные последовательно с резистором на 120 Ом. R1, плавкий резистор, ограничивает максимальный ток при включении, в то время как 24-вольтный MOV ограничивает напряжение, подаваемое на светодиоды, последовательно соединенные с резистором 120 Ом. MOV не работает в нормальном режиме, но иногда при подаче питания защищает светодиоды от бросков тока. Для теста проверили схему, закоротив R1 и подав питание — в результате несколько светодиодов были повреждены. Затем удалили MOV и несколько раз подали питание, и снова удалось вызвать сбои в светодиодах. Так что все три части необходимы чтобы гарантировать, что пиковый ток от сети не повредит светодиоды.
Это очень велико по сравнению с сопротивлением, которое составляет 120 Ом R1, поэтому на практике можем сказать, что ток равен входному напряжению, деленному на реактивное сопротивление (6,8 кОм) C1. В приведенном выше расчете пренебрегаем падением напряжения на светодиодах, чтобы упростить расчет, но можно принять во внимание и это дополнительное падение.
Конденсаторы других типов могут выйти из строя из-за постоянного напряжения сети на нем, и когда они выйдут из строя, результаты могут быть печальными. Не используйте конденсаторы других типов. Причина того, что C1 — конденсатор 0,47 мкФ, заключается в том, что это конденсатор с максимальной емкостью X, который удалось достать.
Импортные от такого быстро изнашивают кристалл. Тк что простейший метод с ними — кондёр, стабилитрон и резистор.
Я ставил в лампы простой драйвер на LM358, в старых темах это всё есть. СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОДИОДОВ К 220 В
Для того, чтобы полностью
понять как работает схема подключения светодиодов
к 220 в, стоит немного вспомнить школьную
программу физики.
Для начала, вспомним, что I=U/R и P=U*I
Разберемся, что значит в схема подключения светодиодов к 220 В «Светодиод с крутой ВАХ».
Допустим, подаем на диод 5 В. Если в паспорте светодиода задано падение напряжения 3,2 В
( рис.1
Схема подключения светодиодов к 220 В)то напряжение на светодиоде пока не вырастет до 3,2 В, то соответственно и ток через него течь не будет. Светодиод начнет светиться, если напряжение будет выше и погаснет если станет напряжение меньше допустимого. Красной кривой обозначается мощность, выделенная на светодиоде, относительно полуволны переменного напряжения.
Рисунок 2.
Схема подключения светодиодов к 220 В Здесь желтым цветом
показано именно время горения светодиода, относительно
полуволны напряжения.
Проанализировав данные рисунков 1 и 2 можно сделать вывод: светодиод используется кроме подсветки как стабилитрон с напряжением 3,2 В или выпрямительный диод.
Рис.4 Схема подключения светодиодов к 220 В – индикатор переменного и постоянного напряжения. Рассчитываем балластное сопротивление.
Берем ток 40ма. Отсюда R=220B/0,04A=5500Om. На схеме подключения светодиодов к 220 В есть 2 резистора = 220*0,04=8,8 Вт. Берем два резистора мощностью 1 Вт и 2,4 кОм. Измерение проводим при 1, 2 секундах, иначе светодиоды сгорят. Если подключать один светодиод, то он сгорит сразу, так как напряжение будет более 5В.
Рассчитаем резистор балластный на схеме подключения светодиодов к 220 В на рис.3
Дано: 44 светодиода и
падение напряжения до 3,1 В при токе 18 ма, питающиеся
от 220 В мостового выпрямителя.
Легкие подсчеты, согласно схеме подключения светодиодов к 220В:
44 светодиода загорятся при 44*3,1=136 Вольта
Балластный резистор гасит: 220-136=84 В
Его номинал будет ( согласно схеме подключения светодиодов к 220В ) 84В\0,018А=4650Ом.
Мощность равна 84*0,018А=1,5 Вт.
Теперь проверим нашу схему подключения светодиодов к 220В.
Как запустить светодиод 12В 5Вт на 220В
узнайте, как легко запустить светодиодную лампочку 12 В 5 Вт на 220 В в домашних условиях, используя несколько простых шагов с принципиальной схемой. это самый дешевый, простой и самодельный электронный проект.
Как запустить светодиод 12в 5в на 220в
В этом проекте мы узнаем , как легко запустить светодиодную лампу 12 В 5 Вт на 220 В в домашних условиях, используя несколько простых шагов с принципиальной схемой.
это самый дешевый, простой и самодельный электронный проект. для создания этого проекта нам нужны некоторые компоненты.
| Как подключить светодиод 12 В 5 Вт к сети 220 В |
Компоненты:
- Светодиодная лампа 12 В, 5 Вт (1)
- Полиэфирный конденсатор 400 В 1 мкФ (1)
- 1M Резистор 1 Вт (1)
- Резистор 47 Ом 1 Вт (1)
- Конденсатор 25 В 100 мкФ (1)
- 1N4007 Диод (5)
- Печатная плата
- Проволока для пайки
- Паяльник
- старый энергосберегающий
- пистолет для горячего клея
В этом проекте мы используем полиэфирный конденсатор на 400 вольт и 1 мкФ. на рынке он также известен как конденсатор с номиналом 105 Дж.
Но если вы устанавливаете свою первую светодиодную ленту, у вас могут возникнуть вопросы. Вот почему мы здесь!
1) .
2) .
Проводной светодиодный контроллер находится между вашим источником питания и светодиодной лентой — как встроенный светодиодный диммер (выше).
) Чтобы подключить его, все, что вам нужно сделать, это подключить выход источника питания светодиода (кабели +ve и -ve) к входным клеммам приемника и подключить пусковой провод вашей светодиодной ленты. (снова +ve и -ve) к выходным клеммам приемника.
Какой из них подходит именно вам?
не нужно устанавливать в цепь, которая управляет светодиодными лентами. Большинство настенных контроллеров поставляются с собственным небольшим 9-ваттным 12-вольтовым трансформатором, который подключается непосредственно к электросети.
