Регистрируйтесь на форуме и получите 100 токенов TEHNO

Схема подключения светодиодов к сети 220 В
#1
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. Прошло в итоге более 50000 часов, а фонари по-прежнему исправны. Пятьдесят тысяч часов работы - это свидетельство того, как долго могут прослужить светодиоды с грамотным питанием, особенно с учетом того, что светодиоды Nichea были произведены в прошлом веке, еще в 1999 году, на заре современных белых светодиодов.

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. 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.

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. 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.

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. 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.

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
(320 В - 24 В) / 20 Ом = 15 ампер. Без R1 ток был бы очень большим, и небольшая часть этого тока могла бы повредить один из полупроводников в цепи, если бы, случайно, из-за замыкания на землю, часть этого тока попала бы в другие части цепи. Он также предотвращает искрение, когда подключаете светильник к сети 220 В.

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
   
Ответ
#2
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
   
Ответ
#3
Photo 
(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. Импортные от такого быстро изнашивают кристалл. Тк что простейший метод с ними - кондёр, стабилитрон и резистор.

Явно не хватает ограничения по току,как однажды собирали на двух транзисторах и двух сопративлениях 
   
Ответ