В этой статье мы рассмотрим подключение светодиода напрямую к сети переменного тока 220 Вольт с использованием только ограничивающего резистора. Несмотря на его доступность, следует заметить, что это не лучший способ, и в дальнейшем мы обратим внимание на его ограничения и риски. В конце статьи будут предоставлены ссылки на более надежные и безопасные схемы подключения светодиодов.
Этот способ подключения светодиода к сети 220 Вольт не рекомендуется для использования! Так как в такой схеме светодиод будет деградировать, также этот способ не является эффективным с точки зрения энергопотребления. Значительная часть мощности будет тратиться на ограничивающем резисторе в виде тепла, а не на светодиоде.
Сеть переменного тока 220 Вольт представляет серьезную угрозу для жизни и здоровья!
Неправильное обращение с высоким напряжением без соответствующих знаний и мер предосторожности может привести к поражению электрическим током, ожогам, серьезным повреждениям или даже смерти.
Так как в сети обычно используется переменный ток 50 герц 220 вольт, то необходимо преобразовать этот ток так, чтобы он был безопасен для светодиода. В самом простом случае, для этого в схему включается резистор, чтобы ограничить ток через светодиод. Для определения значения резистора используется закон Ома: R = (V_вх - V_led) / I_led
где
V_вх- входное напряжение, в нашем случае 220 вольт
V_led - напряжение светодиода
I_led - ток светодиода.
Для светодиода расчётное сопротивление будет
R = (220 - 3.2) / 0.02 = 216.8 / 0.02 = 10840 Ом.
Важно, что схема с расчётным резистором работать не будет!!! Схема моментально сгорит.
Это связано с тем, что
Во первых. Действительное значение напряжения переменного тока в электрической сети составляет 220 В, а амплитудное значение (пиковое напряжение) равно действительному значению, умноженному на корень из двух (√2).
Для простоты понимания и расчетов часто используется значение амплитудного напряжения, которое равно 220 В * √2, или примерно 311 В.
Во вторых. Светодиод пробьет обратным напряжением.
В таком типе подключения минимально рекомендуемое сопротивление это 100 кОм. И мощностью минимум 1Вт.
Теперь разберёмся с обратным напряжением. Напряжение светодиодов - это непосредственное напряжение на кристалле светодиода, и оно имеет важное значение для его нормальной работы. Для более полного понимания характеристик светодиодов рассмотрим график.
На графике изображена зависимость тока, протекающего через светодиод, от напряжения, приложенного к кристаллу светодиода. График демонстрирует ситуацию, когда напряжение прикладывается в нерабочем обратном направлении, то есть диод запирается.(График для большинства светодиодов)
Важные выводы из данного графика:
- Напряжение пробоя: До, примерно, 25 вольт, напряжение, приложенное в обратном направлении, практически не вызывает протекания тока сквозь кристалл светодиода. Это означает, что при обратном напряжении до данного порога светодиод будет оставаться в состоянии "запертого" диода.
- Пороговое напряжение: Превышение порога в 25 вольт вызывает существенное увеличение протекающего тока через кристалл светодиода. Этот пороговый уровень является критическим, после которого обратное напряжение может вызвать нежелательное протекание тока через светодиод и как следствие тепловой пробой светодиода.
Как видно по фотографии с 100 кОм сопротивлением обратное напряжение тут практически 40 вольт.
Увеличение сопротивления, как видно при моделировании схемы, не влияет на напряжение, однако сильно уменьшает ток, как следствие тепловой пробой светодиода можно избежать. Однако и светодиод будет еле еле светится.
Для того чтобы светодиод светил ярко рекомндую использовать схемы, которые я лично собирал и проверял вот ссылки на эти схемы. Кликайте на названия для перехода к интересующей вас схеме.
Как подключить светодиод к сети 220 вольт. ВИДЕО. Схема с гасящим конденсатором
- Самый простой способ подключения светодиода на 3В к сети 220 вольт. СТАТЬЯ (В данной статье ошибка в расчетах)
- Светодиод к сети 220 вольт (самый простой, надежный и быстрый способ подключения своими руками). ВИДЕО
И ещё не совсем по теме.
Индикатор сети 220 вольт на неоновых лампах вместо светодиодов
На этом все, подписывайтесь!!!