将 LED 连接到 220V

LED被广泛用作光源。但它们是为低电源电压而设计的，并且通常需要在 220 伏家庭网络中打开 LED。几乎没有电气工程知识和执行简单计算的能力，这是可能的。

连接方式

大多数 LED 的标准工作条件是 1.5-3.5 V 电压和 10-30 mA 电流。当设备直接连接到家庭电网时，其寿命将为十分之一秒。与标准工作电压相比，将 LED 连接到电压更高的网络的所有问题都归结为补偿过电压和限制流过发光元件的电流。驱动器 - 电子电路 - 可以完成这项任务，但它们非常复杂并且由大量组件组成。在为具有多个 LED 的 LED 矩阵供电时，它们的使用是有意义的。有更简单的方法可以连接一个元素。

用电阻连接

最明显的方法是在 LED 上串联一个电阻。它将降低过电压，并限制电流。

使用镇流电阻开启 LED 的方案。

该电阻的计算按以下顺序进行：

1. 假设有一个额定电流为 20 mA，电压降为 3 V 的 LED（实际参数见手册）。工作电流最好取标称值的 80% - LED 在光照条件下的寿命会更长。 Iwork=0.8 Inom=16 mA。
2. 在附加电阻上，电源电压将下降减去 LED 两端的电压降。 Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V。显然，几乎所有电压都会在电阻上。

重要的！ 计算时，不能使用电源电压的电流值（220 V），而是使用幅度（峰值）值 - 310 V。

1. 根据欧姆定律求出附加电阻值：R = Urab / Irab。由于电流以毫安为单位选择，因此电阻将以千欧为单位：R \u003d 307/16 \u003d 19.1875。与标准范围最接近的值为 20 kOhm。
2. 要使用公式 P=UI 找到电阻器的功率，必须将工作电流乘以淬灭电阻两端的电压降。额定值为 20 kOhm 时，平均电流将为 220 V / 20 kOhm = 11 mA（此处您可以考虑有效电压！），功率为 220V * 11mA = 2420 mW 或 2.42 W。从标准范围内，您可以选择 3 W 电阻器。

重要的！ 这个计算被简化了，它并不总是考虑 LED 两端的电压降及其导通电阻，但对于实际目的，准确度就足够了。

3W电阻。

所以你可以连接一个链 串联连接的 LED.计算时，需要将一个元件上的电压降乘以它们的总数。

串联高反向电压二极管（400V以上）

所描述的方法有一个明显的缺点。 发光二极管，就像任何基于 p-n 结的设备一样，它通过交流电的直接半波通过电流（并发光）。通过反向半波，它被锁定。它的电阻很高，远高于镇流器的电阻。施加到链上的幅度为 310 V 的电源电压将主要在 LED 上下降。而且它不是为高压整流器而设计的，很快就会失效。为了对抗这种现象，通常建议串联一个可以承受反向电压的附加二极管。

带有附加二极管的开关电路。

事实上，随着这个开启，施加的反向电压将在二极管之间大约分成两半，当大约 150 V 或更少的电压落在 LED 上时，LED 会稍微变亮，但它的命运仍然是悲惨的。

用传统二极管分流 LED

以下方案效率更高：

带有额外二极管的方案。

这里，发光元件与附加二极管相对并并联连接。对于负半波，附加二极管将打开，所有电压都将施加到电阻器上。如果之前的计算是正确的，那么电阻就不会过热。

两个 LED 的背靠背连接

在研究之前的电路时，不禁产生了一个想法——既然可以用相同的发光体代替，为什么还要使用无用的二极管呢？这是正确的推理。从逻辑上讲，该方案在以下版本中重生：

带有额外 LED 的方案。

在这里，相同的 LED 被用作保护元件。它在反向半波期间保护第一个元件并同时辐射。通过正弦波的直接半波，LED 改变角色。该电路的优点是充分利用了电源。您可以在正向和反向方向上打开 LED 链，而不是单个元素。可以使用相同的原理进行计算，但 LED 上的电压降乘以一个方向上安装的 LED 数量。

带电容器

可以使用电容器代替电阻器。在交流电路中，它的行为有点像电阻器。它的电阻取决于频率，但在家庭网络中，这个参数是不变的。对于计算，您可以采用公式 X \u003d 1 / (2 * 3.14 * f * C)，其中：

• X是电容器的电抗；
• f 是以赫兹为单位的频率，在考虑的情况下它等于 50；
• C 是以法拉为单位的电容器电容，要转换为 uF，请使用 10 倍^-6.

在实践中，使用以下公式：

C \u003d 4.45 * Iwork / (U-Ud)，其中：

• C 是微法拉所需的电容；
• Irab——LED的工作电流；
• U-Ud - 电源电压和发光元件上的电压降之间的差异 - 在使用 LED 链时具有实际重要性。使用单个 LED 时，可以以足够的精度取到等于 310 V 的 U 值。

电容器可以在至少 400 V 的工作电压下使用。此类电路的电流特性计算值见下表：

结果值与标准容量范围相去甚远。因此，对于 20 mA 的电流，与 0.25 μF 标称值的偏差将为 13%，而从 0.33 μF - 14%。 电阻可选 更准确。这是该方案的第一个缺点。第二个已经提到过——400V及以上的电容相当大。这还不是全部。使用压载舱时，电路中会长满额外的元素：

带有镇流电容器的开关电路。

电阻 R1 是出于安全目的而设置的。如果电路由 220 V 供电，然后从网络断开，则电容器不会放电 - 没有这个电阻器，放电电流电路将不存在。如果不小心接触到容器的端子，很容易触电。这个电阻的阻值可以选择几百千欧，在工作状态下由一个电容分流，不影响电路的工作。

需要电阻 R2 来限制电容器充电电流的浪涌。在电容被充电之前，它不会用作电流限制器，在此期间 LED 可能有时间失效。这里需要选择几十欧姆的值，虽然在计算中可以考虑进去，但对电路的运行也不会有影响。

在电灯开关中打开 LED 的示例

在 220 V 电路中实际使用 LED 的常见示例之一是指示家用开关的关闭状态，并使其更容易在黑暗中找到其位置。这里的 LED 以大约 1 mA 的电流工作 - 发光会很暗，但在黑暗中很明显。

断路器状态指示。

在这里，当开关处于打开位置时，灯用作额外的电流限制器，并将承担一小部分反向电压。但是反向电压的主要部分是施加在电阻上的，所以这里的LED相对受到保护。

视频：为什么不安装带灯开关

安全

在现有装置中工作时的安全预防措施由电气装置操作期间的劳动保护规则规定。它们不适用于家庭车间，但在将 LED 连接到 220 V 网络时必须考虑其基本原理。使用任何电气装置时的主要安全规则是所有工作都必须在移除电压的情况下进行，以消除错误或非自愿、未经授权的开启。关断开关后，必须无电压 用测试仪检查.其他一切都是使用绝缘手套、垫子、临时接地等。在家里很难做，但我们必须记住，安全措施很少。