Подключение светодиода к сети 220 В
Сегодня будем рассматривать один из интереснейших вопросов — подключение светодиода к сети 220 В. В принципе, данная система достаточно проста и в этом нет ничего сложного.
Как правило, для подключения светодиодов используют драйверы. Но если Вам необходимо подключить только один светодиод, то использование таких драйверов просто-напросто нецелесообразно.
Т.к. светодиод — это полупроводниковый «прибор», то сопротивление полупроводника нелинейное, т.е., если смотреть более «кухарским» языком — нелинейно зависит от величины приложенного напряжения. Соответственно, для того, чтобы подключить светодиод к сети 220 В необходимо применять резистор.
При использовании постоянного напряжения можно применять только резистор. Если применять переменное напряжение, то можно использовать конденсатор и катушку индуктивности. Вдаваться в подробности полупериод и передачу-накопление энергии в полупериод не буду, т.к. это не та статья, где надо забивать голову этим.
Подключение светодиода к сети 220 В — простейшие схемы
В данном разделе будем рассматривать схемы, которые можно самостоятельно и быстро воплотить в жизнь, для того, чтобы выполнить подключение светодиода к сети 220 В самостоятельно.
Подключение светодиода к 220 В с использованием резистора — схема
Выше вы можете видеть схему, которая используется повсеместно в цепях индикации. Т.е. если Вы разберете выключатель со светодиодной подсветкой, то обязательно увидите именно такую схему подключения светодиодов к сети 220 В. Такое соединение к 220 В у светодиода не только в выключателях. но и в индикации чайника, утюга и т.п. электротехнических устройствах. Мало того, что это самая простая схема подключения светодиодов к сети 220 В, так она еще и самая надежная.
Схема — подключение светодиода к сети 220 В при помощи резистора и диода
Для защиты светодиода используют схему подключения встречно-параллельного обычного диода.
Для чего в этой схеме надо использовать диод? А все просто… В проводящий полупериод на светодиоде напряжение снижается до 3В. В момент когда он заперт (непроводящий полупериод) к его выводам прикладывается обратное полное действующее напряжение 220 В, амплитуда которого может достигать аж 310 В. А это, само-собой влечет возможность вывода из строя светодиод. Но… Если мы создадим путь протекания тока в непроводимый полупериод времени, то амплитуда обратного напряжения будет снижена. Именно для этого и применяется шунтирующий диод, показанный на схеме. В общем, если Вы хотите, чтобы Ваш светодиод при подключении к сети 220 В с резистором не погорел синем пламенем, используйте диод.
Схема — подключение светодиода к сети 220 В с диодом подключенным не встречно-параллельно
Существует возможность подключать ограничительный диод и не встречно-параллельно.
По сравнению с предыдущей схемой мы можем видеть, что ток протекает через резистор в 2 раза меньше. А это означает, что на нем выделится мощности ровно в 4 раза меньше.
Отрицательная сторона такого подключения светодиода к 220 В
К защитному диоду прикладывается ПОЛНОЕ напряжение сети, поэтому абы какой диод мы тут установить не можем. Для этого нам необходимо подобрать диод с обратным напряжением не менее 440 В — 1N4007.
Развенчаю домыслы многих радиолюбителей… В отрицательные полупериоды светодиод будет находиться в состоянии электрического пробоя! Но благодаря тому, что сопротивление p-n перехода защитного диода велико, тока будет недостаточно, чтобы вывести его из строя.
Электробезопасность при подключении светодиода к сети 220 В
Не забываем, что любая простая схема подключения светодиода к 220 В при прикосновении к ней человека может привести к негативным последствиям. Поэтому, дабы обезопасить себя и возможно детей от высокого напряжения необходимо поделить номинал резистора по полам и определить его на обе «линии».
Данное видоизменение используйте не только к такому типу подключения светодиодов, но и на ВСЕ схемы, где вы будете подключать светодиоды к сети 220 В без специальных устройств в виде драйвера.
Схема — подключение светодиода к сети 220 В при помощи аналогичного светодиода
Если подходящего диода нет, то подойдет и светодиод, с аналогичными характеристиками, для подключения его встречно-параллельно.
После того, как соберете данную схему, будет казаться, что в момент подключения оба светодиода будут светиться. Однако, это ошибочное представление, т.к. они мерцают с частотой в 50 Гц.
Светодиоды работают в противофазе. Когда первый работает, второй гаснет.
Здесь Вам стоит отметить следующее:
- Ток протекает через оба полупериода
- Ток протекает через резистор
Соответственно и номинал резистора стоит снизить вдвое.
Подключение светодиода к сети 220 В с применением конденсатора
Конденсатор обладает реактивным сопротивлением переменному току. Если перевести на обывательский язык, то он не»ест» активную мощность, как это делает резистор, а соответственно и не нагревается. Постоянный ток не пропускается и является своеобразным сопротивлением, которое с легкостью приравнивается к разрыву цепи. Любые конденсаторы, которые вы будете использовать в своих схемах должны быть не менее 400 В.
Подключение светодиода с одним конденсатором
При подаче переменного напряжения на конденсатор через него будет течь ток. Сопротивление его будет обратно пропорционально зависеть от частоты. Т.е. с ростом частоты сопротивление будет падать. Сопротивление также зависит и от емкости.
Основной минус такой схемы в том, что в момент подключения к сети 220 В протекает большой ток. Величина которого может в несколько раз превышать номинальный ток светодиода, естественно из-за чего светоизлучающий диод может выйти из строя.
Подключение светодиода к сети 220 В с использованием конденсатора и резистора
Чем больше емкость конденсатора, тем выше значение тока в момент включения. Чтобы защитить светодиод следует использовать резистор, подключенный последовательно с конденсатором.
Если Вы будете рассчитывать номинал резистора, емкость конденсатора, то сможете понять, что данная схема просто нерентабельна из-за большой потери мощности.
Однако, мы тут рассматриваем различные возможности подключения светодиода к сети 220 В, а не их применение.
В общем, я попытался Вам показать все возможные варианты подключения светодиодов к сети 220 В. Может чего-то не хватает — пишите в комментариях, добавлю.
правильное подключение лампочек к потолку, простые схемы монтажа, и полное пошаговое описание установки своими руками к сети 220В
Установка светодиодных точечных светильников не так сложна, как кажется, на первый взгляд. Достаточно заранее продумать места установки приборов. И позаботиться о подборе правильной проводки. Остальная работа займёт не так много времени.
С каждым годом у светодиодных светильников появляется всё больше поклонников. Лампы накаливания, люминисцентные аналоги уходят в прошлое из-за низкой безопасности и экономности. Светодиодные приборы долго служат, эффективно используют имеющиеся ресурсы. Даже после выхода из строя некоторые модели подлежат повторному ремонту. Потребуется знать некоторые особенности схемы, чтобы эксплуатация принесла лучшие результаты.
Принцип работы
Здесь владельцы должны учитывать несколько особенностей:
- Переменное напряжение в 220 В подают к драйверам у светодиодных ламп. Частоты такой энергии составляет 50 Гц.
- Далее сам поток переходит по конденсатору, ограничивающему ток.
На выходе моста на следующем этапе появляется выпрямленная разновидность напряжения. Именно этот вариант энергии нужен, чтобы диоды правильно работали. Но драйвер нужно дополнить электролитическим конденсатором, чтобы устройство начало действовать как надо. Тогда пульсации, возникающие при выпрямлении переменного напряжения, сглаживаются.
В устройстве также присутствуют сопротивления разного вида. Для разрядки конденсатора, дополнительной защиты служит специальный резистор. Другой, с обозначением 1 на схемах – ограничивает ток, который поступает на лампочку при включении.
Устройство светодиодной лампочки 220В
В любой светодиодной лампе выделяют следующие компоненты:
- Световой поток становится равномерным благодаря рассеивателю.
- Резисторы или чипы, защищающие от резких изменениях в показателях.
- Печатная плата, для впаивания светодиодов.
- Радиатор, отводящий тепло.
- Драйвер. Он основа для сбора схемы, преобразующей переменный ток напряжения в постоянный. Главное – получить на выходе необходимую величину.
- Диэлектрическая прокладка, между корпусом и цоколем.
- Цоколь, в который вкручивают люстру и бра, светильник.
Отличие светодиодной от люминесцентной: краткое описание
С конструкцией связаны главные отличия. Основа люминесцентных ламп – колба из стекла. Ртутные пары и инертные газы наполняют часть этого устройства внутри. Запайка обеспечивает герметичность. Сфера применения шире благодаря комплектам с цоколями различных габаритов.
На электронных матрицах построены светодиодные лампы. Это электронное соединение нескольких диодов друг с другом. В изделиях присутствуют и другие вспомогательные элементы, для обеспечения стабильной работы механизма. Низкое энергопотребление – главное преимущество светодиодных ламп по сравнению с другими.
Преимущества и недостатки
Среди главных положительных качеств выделяют:
- Низкий уровень энергопотребления.
- Колоссальная светоотдача.
- Экологичность.
- Продолжительный срок службы.
Высокая стоимость – главный недостаток, который мешает сделать такие лампочки распространёнными и доступными для каждого. Стоит выделить и другие отрицательные качества, которые могут стать значимыми для покупателей:
- Понижающие преобразователи с функцией стабилизации тока. Из-за этого изделие тоже становится дороже.
- Нейтральные и холодные белые цвета снижают выработку мелотонина. Это гормон, отвечающий за регулирование сна.
- Потеря яркости кристаллом и его деградация.
У дешёвых китайских аналогов часто страдают показатели яркости и светового потока.
Разновидности
Свечевидная форма или так называемая «кукуруза» подходит для большинства декоративных разновидностей приборов. Особенно удачными называют варианты с патронами, направленными вверх. Шарообразные, грушевидные изделия неплохо сочетаются с плафонами. Акцентное освещение помогают создать так называемые рефлекторы.
Для светодиодных ламп распространены следующие виды цоколей:
- E40 в случае с крупными изделиями повышенной мощности. Этот вариант актуален при организации уличного освещения.
- E41. Его ещё называют «миньоном». Для маломощных ламп.
- E27. С таким цоколем сталкивался каждый.
Есть и штырьковые модели:
- G13 – вариант похож на линейные люминесцентные лампы. Есть поворотная разновидность.
- GX53. Встраиваемые и накладные типы светильников с плоской широкой формой.
- GU10. С расстоянием между контактами в 10 мм. На кончиках штырьков отличается увеличенным диаметром.
- GU5.3. Оснащают ими популярные лампы с обозначением MR16.
- G4 – для ламп с миниатюрными размерами.
Правильные схемы подключения к сети
Подключение во многом проходит также, как для ламп накаливания, люминисцентных аналогов. Надо просто обесточить цоколь, а затем вкрутить в него лампу. Главное во время установки избегать прикосновения к металлическим частям изделия.
Последовательный
Такой вариант соединения не всегда считается оптимальным. Количество проводов нужно минимальное, но в бытовых условиях эту схему практически не используют. Это связано с двумя серьёзными недостатками:
- При перегорании одной лампочки работать перестают все. Только последовательная замена приборов на всей цепи способна справиться с поиском неисправностей.
- На лампы подают пониженное напряжение, потому сила свечения у них – не полная. От количества соединённых лампочек зависит то, насколько эта энергия неполная.
Соединение такого типа актуально при построении гирлянд на ёлках, при большом количестве световых источников с низким показателем мощности.
Само подключение по последовательной схеме максимально простое:
- От одного светильника к другому обходит фаза.
- У последней лампочки в цепи ноль подают ко второму контакту.
- Фаза проходит к выключателю, от распределительной коробки.
- Далее всё переходит к точечному светильнику.
Нулевой провод или нейтраль подключают ко второму контакту у последнего светильника.
Для домовых подъездов практическое применение схемы тоже допустимо.
Параллельный
Для большинства случаев применяют эту схему. Потребители не пугаются даже проводов в большом количестве. Главное преимущество – в подаче одинакового напряжения ко всем осветительным приборам, участвующим в схеме. Только одна лампочка не работает после перегорания, остальные компоненты остаются нетронутыми. С поиском мест поломки не возникнет никаких проблем.
Параллельное соединение проводят двумя путями:
- Лучевой. Отдельный кабель соединяют с каждым из осветительных приборов. Наличие или отсутствие заземление влияет на то, будет провод трёх- или двухжильным.
- Шлейфная схема.
Фаза с нейтралью от щитка и выключателя переходят на первый светильник от выключателя, когда речь о последнем варианте. От светильника кусок кабеля переходит к следующей части. Потом идёт ко второй, и так далее. Каждый из компонентов соединяют с четырьмя кусками кабеля, последний элемент — исключение.
Лучевой
Вариант подключения отличается надёжностью. При перегорании одной лампочки другие не затрагиваются. Но имеются и отрицательные стороны:
- Кабелей нужно слишком много. Но качественное исполнение проводки позволяет смириться с таким недостатком.
- Одно место используют для соединения большого количества кабелей. Непросто соединить все элементы на достаточно высоком уровне качества, но решить проблему можно.
Обычная клеммная колодка – один из оптимальных вариантов для соединения. Фазу подают с одной стороны, в этом участвуют перемычки. Потом эту часть разводят по другим участкам конструкции. Провода, идущие к лампочкам, подсоединяются с другой стороны.
Такой же способ применения – у клеммников ВАГО на соответствующее число контактов. Главное – правильно выбрать модель, участвующую в параллельном соединении. Внутри всё рекомендуют заполнить пастой, защищающей от окисления.
Ещё один из приемлемых вариантов – применение скрутки всех проводников, с последующей спайкой.
Как правильно подсоединить
Все монтажные работы выполняются до того, как будет закончен сам подвесной потолок. Важно следовать выбранной схеме подключения. Место монтажа, высота установки осветительных приборов – одни из главных факторов, с которыми следует разобраться заранее.
Количество светильников тоже считают заранее. Надо учесть, что в некоторых случаях возникает необходимость в трансформаторе. Провода к местам монтажа подключают заранее. Чтобы не было контакта с каркасными подвесными конструкциями – для проводов берут гофрированные трубки. Для каждой ситуации разрабатывают отдельную схему.
Установка по простой схеме
Обычная схема предполагает последовательное подключение всех проводников. Токоограничивающий резистор необходим, если соединение выбрано параллельное. Лучше обратиться к электрикам с достаточно высокой квалификацией для таких работ, как сборка и установка светильников, прокладка электропроводов с достаточным сечением.
Общая схема действий выглядит следующим образом:
- Обесточивание электрической сети.
- Укомплектовать прибор блоком питания. Или использовать обычную деталь, если все характеристики подходят.
- Проверка типа цоколей.
- Проверить наличие термоколец, препятствующих перегреву в системе. Нужно убедиться в том, что для вентиляции хватает пространства.
- Строгое соблюдение полярности.
С дополнительной защитой
Назначение прибора влияет на то, какой класс защиты выбирать для конкретного случая:
- Фильтрация помех с высокими частотами, защита от дифференциальных перенапряжений, от остаточных бросков по этому показателю. Устанавливаются средства защиты рядом с потребителем.
- Для токораспределительной сети у объекта, от коммутационных помех. Элемент играет роль второй ступени, когда ударяет молния. Место монтажа – внутри распределительных щитов.
- Чтобы в защитную систему дома прямо не попадали молнии. Место монтажа – ввод в здание, внутри устройств по распределению. Главный распределительный щит для этого тоже допускается использовать.
Обычно устройства защиты снабжаются специальной разновидностью модуля, легко заменяемому при необходимости. Монтаж таких приспособлений продлевает срок эксплуатации всей системы.
С активным ограничителем тока
Элементом, ограничивающим ток, для этой схемы будет выступать резистор R1. Показатель коэффициента мощности в данном случае приближается к единице. Схема имеет один минус – у резистора тепло рассеивается в больших количествах.
Резистор R2 применяют для разрядки остаточного напряжения.
Как посчитать необходимое количество ламп?
Уровень освещённости подбирают индивидуально у каждой из комнат. Всё зависит от назначения помещения. Максимальная яркость нужна там, где постоянно читают или пишут. Для коридора этот показатель будет на порядок ниже.
Для измерения светового потока одной лампы уровень освещённости перемножают с площадью комнаты, а потом делят на количество ламп.
Расчёт на квадратный метр выглядит несколько иначе. Количество ламп перемножают со световым потоком, результат делят на площадь освещения. От типа монтажа зависит, сколько оборудования нужно в том или ином случае. При установке в обычную люстру опираются на уровень интенсивности света.
Эффективный угол света для светодиодов составит примерно 120 градусов. Главное – так рассчитать количество светильников, чтобы свет в итоге оказался равномерным.
Как происходит крепление к потолку: монтаж
Во время монтажа пользуются такими инструментами:
- Клеммники.
- Пассатижи.
- Строительный нож.
- Отвёртка.
- Кабель с достаточной длиной.
- Распределительные коробы.
- Дрель.
Установка ЛЕД ламп: схема включения
Любое количество встроенных светильников с лампами предполагает применение негорючего кабеля ВВГ нг 2*1,5. Допустим вариант 3*1,5. Проводка с заземлением требует применения трёхжильного провода.
При использовании схем важно запомнить, что за чем идёт.
Необходимый инструмент для включения в сеть
Распределительные коробки, провода и гофра – основные приспособления, которые применяются во время монтажа в таких ситуациях. Расположение и конфигурацию каждого светильника продумывают ещё на этапе проектирования.
Выбор провода
Стандартно рекомендуют для всех отрезков выбирать исключительно медную продукцию. Лучше пропаять и изолировать изделия, если на них встречаются скрутки первоначально. К каждому из светильников важно подвести отдельный гибкий провод. Медные гильзы или специальный «клеммник» помогают соединить элементы вместе. В последнем случае потом для изоляции используют ленту.
Разметка и прокладка кабеля
На этом этапе тоже нужно выполнить несколько действий.
- Планирование общего пространства.
Потолки на нескольких уровнях предполагают выделение освещения по отдельным контурам. Для каждого из них управление организуется отдельным выключателем на 220 В. Надо заранее точно проработать монтажную схему.
- Протяжка кабелей, их закрепление.
Для крепления рекомендуют выбирать металлические профили. Конструкция увеличивает надёжность благодаря стяжкам из пластмассы. Специальные петли формируют на местах, где крепятся световые точки. Их легко зацепить, достать через отверстия на потолке. Небольшое провисание таких компонентов вполне допустимо.
После монтажа потолочной поверхности схема крепления должна приобретать окончательный вид. По центру панелей лучше располагать светильники, когда речь идёт об алюминии, пластике. Дрель и специальная насадка под названием «коронка» помогут создать подходящие отверстия.
Что нужно знать о безопасности при закреплении на потолке?
Здесь специалисты дают несколько важных рекомендаций:
- Светодиоды сильно греются. Потому применяют специальные радиаторы, отвечающие за охлаждение.
- Контакт и отвод тепла улучшается благодаря специальной термопасте на месте соединения между двумя важными элементами.
- При установке важно проследить за тем, чтобы вокруг радиаторов было свободное место, не замкнутое. Иначе светодиоды выйдут из строя раньше времени.
Возле нагревающихся приборов монтировать светильники тоже запрещается.
Специальные регуляторы и лампочки с функцией диммирования понадобятся тем, кому интересно регулировать уровень яркости, освещения. Доступность ламп для замены – важный фактор при выборе подходящих моделей.
Где можно повесить светодиодный светильник?
Натяжные и подвесные потолочные конструкции – вот вместе с какими изделиями чаще всего используются точечные светодиодные светильники. Устройства могут располагаться по центру или по бокам. Здесь каждый покупатель выбирает вариант, который лучше всего отвечает текущим условиям эксплуатации.
Установка диодных светильников на натяжном потолке
Протяжка и закрепление отдельного кабеля нужны везде, где будут сами светильники. Монтаж натяжного потолка проводят после подготовительных работ. Работы проводят в таком порядке:
- В местах, намеченных ранее, монтируют профиль с круглой формой.
- Светильник потом вставляют в отверстие, прорезаемое в полотне.
- Выставление крепёжных стоек на одном уровне с полотном.
- Проводники выходят наружу через те же отверстия.
- На корпус светильника одевают термоизоляционное кольцо перед завершением установки.
Предложенный алгоритм подходит и для работы в помещениях вроде ванной комнаты.
Монтаж светильников на потолке из гипсокартона
Чтобы завершить монтаж светильников, достаточно сжать боковые распорочные пружины, завести корпус в отверстие, подготовленное заранее. Светильник без проблем правильно уходит в потолочную нишу при грамотном подборе диаметров. Главное – чтобы провода не оказались перегнутыми.
Для предварительного сжатия пружин запрещено использовать верёвки и куски проводов. Идеальный вариант – когда корпус свободно проходит через отверстие. Тогда потом проще будет демонтировать изделие, если возникнет необходимость.
Правила техники безопасности при подключении к сети
Основные советы уже были перечислены ранее. Главное – проводить любые работы по монтажу и демонтажу при отключенной сети питания. И внимательно проверять работу проводки перед началом эксплуатации.
Основные причины поломки
Гораздо проще исключить негативные факторы, из-за которых невозможна стабильная работа аппарата. Лучше сэкономить сегодня, чем тратить лишние деньги завтра. Но с некоторыми проблемами можно справиться.
Не работают светодиоды
Подпалины или чёрные точки на этих элементах точно говорят о том, что прибор вышел из строя. Тогда достаточно заменить деталь на новую, после чего – проверить работоспособность конструкции.
Вот самые распространённые проблемы:
- Повреждённый элемент.
- Неправильно отключенный свет.
- Кратковременные виды мерцания.
- Периодичное отсутствие освещение.
- Полное отсутствие свечения.
Причина поломок кроется во внутренних, либо внешних факторах. В большинстве случаев проблему решают заменой одного элемента на другой.
Диодный мост
Диодный мост может оказаться неисправным по следующим причинам:
- Внешние воздействия.
- Неправильная эксплуатация.
- Неисправный аккумулятор, низкая плотность электролитов.
Для замены детали лучше обратиться к профессионалу. При возможности покупается новая деталь.
Плохая пайка
Иногда в изделиях некачественно пропаиваются края. Из-за этого отвод тепла происходит недостаточно интенсивно. Со временем это становится причиной перегрева в проводнике. Перегрев, короткие замыкания приводят к выходу устройства из строя. Решение – разбор корпуса. При возможности – сгоревшие элементы заменяются на новые, не обязательно приобретать весь корпус целиком.
Светодиодные лампочки давно признаны одним из самых практичных источников освещения. Высокая цена по сравнению с аналогами – единственный недостаток изделий. Но приборы полностью отрабатывают затраты благодаря высокой надёжности. Потому их выбирает всё большее число покупателей.
Полезное видео
Как подключить светодиод параллельно, последовательно: схемы, описания, нюансы
Светодиоды (они же led) на протяжении многих лет активно применяются как в производстве телевизоров, так и в качестве основного освещения дома или квартиры, однако вопрос о том, как правильно выполнить подключение светодиодов актуален и по сей день.
На сегодняшний день их существует огромное количество, различной мощности (сверхяркие Пиранья), работающих от постоянного напряжения, которые можно подключать тремя способами:
- Параллельно.
- Последовательно.
- Комбинированно.
Также существуют специально разработанные схемы, позволяющие подключить светодиод к стационарной бытовой сети 220В. Давайте рассмотрим более детально все варианты подключения led, их преимущества и недостатки, а также как это выполнить своими руками.
Основные принципы подключения
Как было сказано ранее, конструкция светоизлучающего диода подразумевает их подключение исключительно к источнику постоянного тока. Однако, поскольку рабочая часть светодиода – это полупроводниковый кристалл кремния, то очень важно соблюдать полярность, в противном случае светодиод не будет излучать световой поток.
Каждый светодиод имеет техническую документацию, в которой содержатся инструкции и указания по правильному подключению. Если документации нет, можно посмотреть маркировку светодиода. Маркировка поможет узнать производителя, а зная производителя, Вы сможете найти нужный даташит, в котором и содержится информация по подключению. Вот, такой не хитрый совет.
Как определить полярность?
Для решения вопроса существует всего 3 способа:
- Конструктивно. Согласно нормам, принятым во всем мире, на обычном светодиоде (не SMD типа), длинная ножка всегда является «+» или же анодом. Для работы светодиода на него должна подаваться положительная полуволна. А короткая – катодом.
- С помощью мультиметра. Для проверки необходимо переключатель прибора поставить в режим «Прозвонка» и установить красный щуп мультиметра на анод, а черный – на катод. В результате светодиод должен засветиться. Если этого не произошло, необходимо поменять полярность (черный на анод, а красный на катод). Если результат не меняется, тогда led вышел из строя (для установления более точного диагноза, читайте как проверить светодиод).
- Визуально. Если присмотреться к светодиоду, то можно увидеть 2 кончика возле кристалла. Тот, который больше – катод, тот, что меньше – анод.
С полярностью разобрались, теперь нам нужно определиться с тем, как подключить LED к сети. Для тех, кто не понял, читайте подробную и интересную статью определения полярности у светодиода. В ней мы собрали все возможные способы проверки, и даже при помощи батарейки.
Способы подключения
Условно, подключение происходит по 2 способам:
- К стационарной сети промышленной частоты (50Гц) напряжением 220В;
- К сети с безопасным напряжением величиной 12В.
Если необходимо подключить несколько led к одному источнику питания, тогда нужно выбрать последовательное или параллельное подключение.
Рассмотрим каждый из вышеприведенных примеров по отдельности.
Подключение светодиодов к напряжению 220В
Первое, что нужно знать при подключении к сети 220В, — для номинального свечения через светодиод должен проходить ток в 20мА, а падение напряжения на нем не должно превышать 2,2-3В. Исходя из этого, необходимо рассчитать номинал токоограничивающего резистора по следующей формуле:
в которой 0,75 – коэффициент надежности led, U пит – это напряжения источника питания, U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток, I – номинальный ток, проходящий через него, и R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока. После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.
Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:
Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.
После определения номинала и мощности сопротивления можно собрать схему для подключения одного светодиода к 220В. Для ее надежной работы необходимо ставить дополнительный диод, который будет защищать светоизлучающий диод от пробоя, при возникновении амплитудного напряжения на выводах светодиода в 315В (220*√2).
Схема практически не применяется, поскольку в ней возникают очень большие потери из-за выделения тепла в сопротивлении. Рассмотрим более эффективную схему подключения к 220 В:
На схеме, как видим, установлен обратный диод VD1, пропускающий обе полуволны на конденсатор C1 емкостью 220 нФ, на котором происходит падение напряжение до необходимого номинала.
Сопротивление R1 номиналом 240 кОм, разряжает конденсатор при выключенной сети, а во время работы схемы не играет никакой роли.
Но это упрощенная модель для подключения LED, в большинстве светодиодных ламп уже встроенный драйвер (схема), который преобразует переменное напряжение 220В в постоянное с величиной 5-24В для их надежной работы. Схему драйвера Вы можете видеть на следующем фото:
Подключение светодиодов к сети 12В
12 вольт – это безопасное напряжение, которое применяется в особо опасных помещениях. Именно к таким и относятся ванные комнаты, бани, смотровые ямы, подземные сооружения и другие помещения.
Для подключения к источнику постоянного напряжения номиналом 12В, аналогично, подключению к сетям 220В необходимо гасящее сопротивление. В противном случае, если подключить его напрямую к источнику, из-за большего проходящего тока светодиод мгновенно сгорит.
Номинал этого сопротивления и его мощность рассчитываются по тем же формулам:
В отличии от цепей 220В, для подключения одного светодиода к сети 12В нам потребуется сопротивление со следующими характеристиками:
- R = 1,3 кОм;
- P = 0,125Вт.
Еще одним достоинством напряжения 12В, является то, что в большинстве случаев оно уже выпрямленное (постоянное), что значительно упрощает схему подключения. Рекомендуется дополнительно монтировать стабилизатор напряжения типа КРЭН или аналога.
Как мы уже знаем, светоизлучающий диод можно подключить как к цепям 12В, так и к цепям 220В, однако существует и несколько вариаций их соединения между собой:
- Последовательное.
- Параллельное.
Последовательное подключение
При последовательном соединении через токоограничивающий резистор в одну цепочку собираются несколько светодиодов, причем катод предыдущего припаивается к аноду последующего:
В схеме, по всем светодиодам будет проходить один ток (20мА), а уровень напряжения будет состоять из сумм падения напряжения на каждом. Это означает, используя данную схему подключения, нельзя включить в цепь любое количество светодиодов, т.к. оно ограничено падением напряжения.
Падение напряжения – это уровень напряжения, которое светоизлучающий диод преобразует в световую энергию (свечение).
Например, в схеме падение напряжения на одном светодиоде составит 3 Вольта. Всего в схеме 3 светодиода. Источник питания 12В. Считаем, 3 Вольта * 3 led = 9 В — падение напряжения.
После несложных расчетов, мы видим, что не сможем включить в схему параллельного подключения более 4 светодиодов (3*4=12В), запитывая их от обычного автомобильного аккумулятора (или другого источника с напряжением 12В).
Если захотим последовательно подключить большее количество LEd, то понадобится источник питания с большим номиналом.
Данная схема довольно часто встречалась в елочных гирляндах, однако из-за одного существенного недостатка в современных светодиодных гирляндах применяют смешанное подключение. Что за недостаток, разберем ниже.
Недостатки последовательного подключения
- При выходе из строя хотя бы одного элемента, не рабочей становится вся схема;
- Для питания большого количества led нужен источник с высоким напряжением.
Параллельное подключение
В данной ситуации все происходит наоборот. На каждом светодиоде уровень напряжения одинаковый, а сила тока состоит из суммы токов, проходящих через них.
Следуя из вышесказанного делаем вывод, если у нас есть источник в 12В и 10 светодиодов, блок питания должен выдерживать нагрузку в 0,2А (10*0,002).
Исходя из вышеупомянутых расчетов — для параллельного подключения потребуется токоограничивающий резистор с номиналом 2,4 Ом (12*0,2).
Это глубокое заблуждение!!! Почему? Ответ Вы найдете ниже
Характеристики каждого светодиода даже одной серии и партии всегда разные. Если другими словами: чтобы засветился один, необходимо пропустить через него ток с номиналом 20 мА, а для другого этот номинал может составлять уже 25 мА.
Таким образом, если в схеме установить только одно сопротивление, номинал которого был рассчитан ранее, через светодиоды будет проходить разный ток, что вызовет перегрев и выход из строя светодиодов, рассчитанных на номинал в 18мА, а более мощные будут светить всего на 70% от номинала.
Исходя из вышесказанного, стоит понимать, что при параллельном подключении, необходимо устанавливать отдельное сопротивление для каждого.
Недостатки параллельного подключения:
- Большое количество элементов;
- При выходе одного диода из строя увеличивается нагрузка на остальные.
Смешанное подключение
Подобный способ подключения является самым оптимальным. По такому принципу собраны все светодиодные ленты. Он подразумевает комбинацию параллельного и последовательного подключения. Как он выполняется можно увидеть на фото:
Схема подразумевает включение параллельно не отдельных светодиодов, а последовательных цепочек из них. В результате этого даже при выходе из строя одной или нескольких цепочек, светодиодная гирлянда или лента будут по-прежнему одинаково светить.
Мы рассмотрели основные способы подключения простых светодиодов. Теперь разберем методы соединения мощных светодиодов, и с какими проблемами можно столкнуться при неправильном подключении.
Как подключить мощный светодиод?
Для работоспособности мощных светоизлучающих диодов, так же, как и простых нам потребуется источник питания. Однако в отличии от предыдущего варианта, он должен быть на порядок мощней.
Чтобы засветить мощный светодиод номиналом 1W, источник питания должен выдерживать не менее 350 мА нагрузки. Если номинал 5W, то источник питания постоянного тока должен выдержать нагрузку тока не менее 1,4А.
Для корректной работы мощного светодиода обязательно необходимо использовать интегральный стабилизатор напряжения типа LM, который защищает его от скачков напряжения.
Если необходимо подключить не один, а несколько мощных LED, рекомендуем ознакомиться с правилами последовательного и параллельного подключения, которые были описаны выше.
Ошибки при подключении
- Прямое подключение к источнику питания. В данном случае светодиод моментально сгорит, поскольку отсутствует ограничивающий ток резистор.
- Параллельное подключение через один резистор. Светодиоды постепенно будут выходить из строя, поскольку рабочий ток у каждого разный.
- Последовательное подключение с различным током потребления. При такой схеме подключения есть 2 варианта: либо просто одни будут светить тусклее других, либо те, что рассчитаны на меньший ток – сгорят.
- Неправильно подобранный ограничивающий резистор. При неправильно подобранном сопротивлении через светодиоды будет проходить большой ток, в результате чего, они будут перегреваться и со временем перегорят. При большом сопротивлении они будут светить не в полную силу.
- Подключение к сети переменного напряжения номиналом 220В без диода или других компонентов защиты. Если при подключении с сети 220В, если не установить дополнительный диод, то на светодиоде возникнет амплитудное значение напряжения в 315В, которое моментально выведет его из строя.
Видео
Ошибки подключения могут повлечь за собой неприятные последствия, от банальной поломки светодиодов, до нанесения себе повреждений. Поэтому, настоятельно рекомендуем посмотреть видео, где разбирают часто встречающиеся ошибки.
Заключение
Прочитав статью можно сделать вывод, что все светодиоды, вне зависимости от рабочего напряжения, всегда подключаются параллельно или последовательно — школьный курс физики. Еще стоит помнить, что никакой светодиод не подключается напрямую в сеть 220В, всегда нужно использовать защитные элементы в схеме подключения. Тип применяемых защитных элементов зависит от вида подключаемого светоизлучающего диода.
инструкция 12 В и 220 В, расчет резистора
Впервые светодиоды начались использоваться в начале 60-х годов. С того времени произошло видоизменений. Светодиоды имеют массу преимуществ, таких как:
- Низкое потребление;
- Длительный срок службы;
- Прочность;
- Широкий выбор спектра света;
- Могут работать от низкого напряжения;
- Являются пожаробезопасными.
Потому как светодиодам для работы нужен только источник постоянного тока, следует производить монтаж с правильной полярностью. Когда диоды подключены неверно, функционировать они не будут. Чтобы их работа происходила правильно важно знать, как подключить светодиод.
Понимание плюса и минуса
Определяется полярность несколькими методами:
В старых моделях, в которых имеются длинные ножки, всё довольно просто. Ножка длиннее имеет полярность плюс (анод), что короче – минус (катод). Также на головке есть срез, который показывает расположение полярностей.
Если посмотреть внутрь диода, то контакт, который выглядит как флажок – это минусовой, тонкий будет плюсом.
Проверить можно посредством мультиметра. Чтобы это сделать, следует настроить его для «прозвона». С помощью щупов следует дотронуться к контактам. Когда он начнёт светиться – значит на красном контакте +, а на чёрном -.
Осуществление питания
Наиболее важным фактором при выборе питания выступают следующие значения: токовая сила и падение напряжения. Почти все они имеют расчет на токовую силу 20 миллиампер, однако, присутствуют модели, имеющие сразу 4 кристаллика, поэтому он должен быть рассчитан на силу тока в четыре раза больше. Также диод имеет свою допускаемую величину напряжения Umax, при прямом включении и Umaxобр, при обратном. Когда подаётся более высокое напряжение, происходит пробой, после чего кристаллы больше не функционируют. Есть также минимум напряжения, которого хватит для питания Umin, его хватит для работы светодиода. Эти минимальные и максимальные пределы значений называются зоной работы. В зоне работы и должна осуществляться работа светодиода. При неправильном расчете, светодиод просто перегорит.
На каждом светодиоде указывается определённое напряжение, маркировка расположена на упаковке. Важно знать, что это указано возможное падения напряжение, а не рабочее напряжение. Это нужно знать для того, чтобы высчитывать сопротивление резистора, задача которого ограничить ток. Для каждого отдельно взятого светодиода одного номинала, требуемое напряжение может отличаться. Важно для подключения следить за током, а не напряжением.
Данные источники света в своём большинстве потребляют номинальное напряжение 2 – 3 вольт. Противопоказано подключать их прямиком к 12 вольтам, без использования ограничительного резистора. Во многих случаях для экономии используют прямую схему подключения светодиода к батарейке, без использования резистора, но такой источник света прослужит очень недолго. Для сверх ярких светодиодов резисторы не используются, так как для них сделаны драйвера, которые могут ограничивать ток. Это наиболее современный вариант светодиодов.
Как рассчитать резистор
Есть формула расчета сопротивления резистора:
R= (Uпит-Uпад)/0,75I,
Величина сопротивления подразумевается R.
Напряжение питания Uпит.
Падающее напряжение Uпад.
Протекающий ток – I.
Постоянная величина коэффициента надёжности диода – 0.75.
Для примера рассмотрено подключение к 12 вольтному аккумулятору. Тогда будет:
- Uпит – 12 вольта, что подразумевает аккумуляторное напряжение).
- Uпад – 2.2 вольт, которым выступает напряжение для питания светодиода).
- I – 0.01 ампер, показывает ток диода.
По данным цифрам можно произвести подсчёт по формуле, которая покажет, что получилась цифра 1.306. Так как у резисторов имеется определённый шаг, то подойдёт – 1.3 кОм.
Дальнейшей задачей будет вычисление требуемого минимума на мощность резистора. Нужно понимать точную цифру проходящего тока, потому что она может не соответствовать вышеуказанному. Вычисление можно произвести по такой формуле:
I = U / (Rрез.+ Rсвет)
Сопротивление, которым обладает диод:
Rсвет=Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом,
что говорит о том, что подсчитанный фактический ток будет:
I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.
Для понимания фактического падения напряжения нужно посчитать:
Uпад.свет = Rсвет * I = 220 * 0,007 = 1,54 В
Далее, вычисление мощности:
P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт.
Мощность лучше брать с небольшим запасом. Сейчас будет в самый раз 0.125 Вт.
При подключении 1 светодиода к аккумулятору 12 вольт потребуется в сети резистор, который обладает сопротивлением 1.3 кОм и мощностью 0.125 Вт.
Подключение к сети 220 В
Для светодиодов, требующих ток от сети 220 В, важно знать важнейший пункт характеристики светодиода. Особенно это касается вопросов по теме, как подключить мощный светодиод. Характеристика состоит в наиболее допускаемой величине обратного напряжения. Во многих случаях оно составляет 20 В. Когда поступает сетевое питание, при обратной полярности (переменный ток) на него придёт полная амплитуда напряжения 315 В. Такое напряжение получилось потому что амплитудное напряжение почти в полтора раза выше действующего. Для работоспособности светодиодов помимо резистора, следует установить светодиод посредством последовательного подключения, который не позволит обратному напряжению пробить его.
Следующий вариант подключения от 220 В подразумевает расстановку двух диодов встречно-параллельно.
Подобный способ, где предусмотрено использование резистора – не считается правильным подключением. При использовании резистора 24 кОм, энергия рассеивания, будет приблизительно 3 Вт. А при подключении диода последовательно, можно уменьшить её в 2 раза. На обратное напряжение светодиод должен иметь напряжение не меньшее 400 В. Когда включаются 2 встречных светодиода, есть возможность вставки двух резисторов на два вата, чтобы сопротивление на каждом получилось в 2 раза меньше.
Важно понимать, что используя резистор с большим сопротивлением, к примеру, 200 кОм, есть возможность включения и без защитного диода. Так происходит, потому что обратный ток будет довольно слабым для повреждения диода. В этом варианте будет хуже яркость, но для некоторых целей, таких как подсветка, вполне хватит.
Так как сетевой ток переменный, имеется возможность включить в цепь конденсатор взамен резистора. Если сравнивать с ограничительным резистором, конденсатор не нагревается. Чтобы конденсатор мог пропускать переменный ток, сквозь него должно пройти оба полупериода сети. Так как светодиод может проводить ток лишь к одной из сторон, нужно поставить другой светодиод или диод встречно-параллельно. Это позволит пропустить второй полупериод.
Важно знать, что когда схема отключена от сети, конденсатор содержит в себе определённое напряжение, которое может равняться 315 В. Чтобы не произошел случайный удар током, следует провести установку разрядного резистора большего номинала, расположив его параллельно конденсатору. Запас мощности на конденсаторе служи для того, чтобы при обычной работе ток был незначительным и не вызывал нагрева. Чтобы обеспечить защиту от импульсных зарядных токов ставится низкоомный резистор, который будет являться предохранителем.
Мощность конденсатора должна быть от 400 В и выше. Есть варианты для цепей с переменным током напряжения, подойдут от 250 В и выше. Если требуется запустить несколько светодиодов, следует использовать последовательное соединение.
Когда происходит монтаж светодиодного освещения, расчёт диода должен происходить на ток, что будет не меньше, чем ток, проходящий сквозь светодиод. С обратным напряжением расчет должен быть таким, чтобы оно было не меньше, чем общее слагаемого напряжения на светодиодах. Используя данные рекомендации можно понять как правильно подключить светодиод.
Варианты подключений от 12 В
От 12 В подключать можно несколькими способами. Источником питания 12 В может использоваться аккумулятор. В этом примере производится подключение 3-х светодиодов.
Есть вариант подключить все через свой резистор, который 
выполнит функцию ограничения тока.
Другим вариантом будет включение всех светодиодов параллельным подключением, устанавливая 1 резистор, что рассчитан на тройной ток. Однако минус будет в разбросе параметров со светодиодами единого типа. Соответственно светодиод, что обладает самым слабым внутренним сопротивлением, первым пропустит повышенные токи и перегорит. После чего остальные сгорят тоже потому что ток для них будет очень сильный. В итоге приходится, как и в предыдущем варианте, устанавливать для каждого светодиода резистор.
Однако имеется альтернатива этому варианту. Можно сделать соединение последовательно, используя лишь один резистор. Так ток будет проходить сквозь каждый светодиод равномерно. Важно чтобы источник питания не имел напряжение выше сумм падения на каждом светодиоде. Далее важно правильно выбрать резистор ограничивающий ток и такой монтаж светодиодной подсветки способен работать длительный срок.
Вывод и видео
Для подключения светодиодов требуется обладать минимальным уровнем теоретических знаний, а также уметь паять. Если минимальные навыки и знания как правильно подключить светодиод присутствуют, то трудностей это не вызовет. Если есть сомнения, то вопрос как подключить светодиод, лучше доверить специалистам. Наиболее простой вариант, это установка светодиодных светильников, выполнить который можно без проблем самостоятельно.