Одним з важливих питань при роботі зі світлодіодами є його підключення до мережі змінного струму і високої напруги. Відомо, що світлодіод від мережі 220 В безпосередньо харчуватися не може. Як правильно зібрати схему і забезпечити харчування, щоб вирішити проблему?
електричні властивості
Для відповіді на поставлене вище питання необхідно вивчити електричні властивості світлодіода.
Його вольт-амперна характеристика являє собою круту лінію. Це означає, що при збільшенні напруги навіть на дуже малу величину струм через випромінюючий напівпровідник різко зростає. Підвищення струму веде за собою розігрів світлодіода, в результаті чого він може просто згоріти. Цю проблему вирішують, включаючи в ланцюг обмежувальний резистор.
У світлодіода маленьке значення зворотного пробивної напруги (близько 20 вольт), тому його не можна підключати до мережі 220 вольт з змінним струмом. Щоб виключити протікання струму в протилежному напрямку, в ланцюг необхідно включити діод або назустріч першому светодиоду включити другий. Підключення повинно бути паралельним.
Отже, ми знаємо, що будь-яка схема підключення світлодіода до мережі 220 вольт повинна містити резистор і випрямляч, інакше харчування буде неможливим.
Для чого потрібна така схема? Перш за все, для конструкції індикатора мережі. Світлодіодна лампочка може бути відмінним індикатором, що допомагає визначати, включений електроприлад в мережу чи ні. Її додають в схему вимикачів і розеток, щоб легко знаходити їх в темряві.
Такий індикатор починає світитися при напрузі всього в кілька вольт. При цьому він споживає мінімальну кількість електроенергії за рахунок малого (кілька миль ампер) струму.
Який резистор використовувати?
Щоб підібрати оптимальний опір резистора, необхідно скористатися законом Ома.
Припустимо, ми взяли для індикатора червоний світлодіод з номінальним значенням струму 18МА і прямим напругою 2,0 Вольт.
(311-2) / 0,018 = 17167 Ом = 17 кОм
Пояснимо, звідки взялося число 311. Це пік синусоїди, по якій змінюється напруга в нашій мережі. Не вдаючись в область математики з усіма її обчисленнями, можна просто сказати, що пікова напруга становить 220 * √2.
Іноді зустрічаються схеми, в яких відсутня випрямляє діод. У цьому випадку опір необхідно збільшити в кілька разів, щоб зробити ток менше і убезпечити індикаторну лампочку від перегорання.
Елементарна схема індикатора струму
Що необхідно для виготовлення самого простого індикатора, у якого харчування походить від мережі 220 вольт? Ось перелік:
- звичайний індикаторний світлодіод будь-якого кольору, який вам подобається;
- резистор від 100 до 200 кОм (чим більше опір, тим менш яскраво буде світитися лампочка);
- діод із зворотним напругою 100 Вольт або більше;
- малопотужний паяльник, щоб не перегріти світлодіод.
Оскільки кількість деталей мінімальне, то плата в монтажі не використовується. Підключення індикатора здійснюється паралельно електроприлади.
Для тих, у кого немає бажання бігати в пошуках діода, виробники придумали готовий двоколірний індикатор у вигляді вбудованих в один корпус двох світлодіодів різного кольору. Зазвичай це червоний і зелений кольори. У цьому випадку кількість деталей схеми ще більше зменшується.
Є й інші схеми підключення, в яких резистор замінюють конденсатором або застосовують діодні мости, транзистори і т. Д. Але які б конструктивні особливості не вносилися, основним завданням є випрямлення струму і зниження його до безпечної величини.