Світлодіод – напівпровідниковий прилад, що перетворює електричний струм у видиме світло. Розрізняють освітлювальні та індикаторні пристрої. Вони володіють різною потужністю, допустимою силою струму, напругою, яскравістю. Можна підключити світлодіод до 220В, до 110В, до 1,5 В, але тільки через пристрій, що обмежує електричний струм.

Особливості підключення світлодіодного світильника до 220В

Принцип роботи світлодіодного світильника помітно відрізняється від всіх інших приладів такого роду пристроїв. Світло в даному випадку генерує напівпровідниковий кристал. Тіло розжарювання, як в інших лампах, тут просто відсутній, так як в напівпровіднику електричний струм безпосередньо перетворюється в світлове випромінювання. Такий пристрій не нагрівається, генерує світлове випромінювання точно зазначеної світлової температури і відрізняється довговічністю.

Однак світлодіод 220 Вольт або інший потужності працює тільки при пропущенні струму в прямому напрямку. Тобто для такого світильника потрібен постійний струм з напругою в 4-12 Вольт. Відповідно, безпосередньо в побутову електричну мережу включити світлодіод в 220В не можна.

Важливо! Більшість сучасних освітлювальних приладів обладнуються драйвери, що дозволяють працювати від мережі з напругою 110-220 Вольт. В іншому випадку при підключенні потрібно спочатку встановити пристосування, випрямляючі струм.

Правила безпеки при підключенні

Техніка безпеки в даному випадку зводиться не стільки до попередження загрози для здоров’я, скільки до запобігання поломки приладів і короткого замикання. Рекомендації прості:

• не допускається пряме підключення світлодіодних ламп до мережі з перемінним струмом і напругою 220В;
• перш ніж підключати будь-який варіант світильника, необхідно вивчити технічні характеристики;
• слід визначити катод і анод у світлодіода, як правило, довга ніжка виступає плюсом, тобто є анодом, а коротка, відповідно, катодом;
• необхідно розрахувати схему підключення світлодіода до мережі 220В з урахуванням напруги;
• ефективну роботу приладу забезпечує блок живлення або драйвер з оптимальною потужністю;
• перед підключенням обов’язково визначають полярність світлодіода;
• рекомендується розділяти резистори на 2 частини, щоб знизити ризик ураження струмом;
• необхідно тестувати конструкцію – включити і заміряти рівень споживаного струму 220В.

Найбільш економічним і простим рішенням проблеми є монтаж диммируемых пристроїв. Тут достатньо визначити потужність приладу.

Схеми підключення світлодіода до 220В

Напівпровідник пропускає струм тільки в одному напрямку. Однак в мережі в 220В є змінний струм, де з частотою 50 Гц напрям струму змінюється. Щоб компенсувати цей ефект і підключити світлодіодну лампу, потрібно випрямляч будь-якого типу, здатний погасити зворотне напруга.

У такій якості виступає резистор, конденсатор, випрямний міст. Відповідно, підключити світлодіод до мережі в 220 Вольт можна кількома способами. Найчастіше в побуті використовується схема з резистором, оскільки такий спосіб простий в монтажі і доступний за вартістю.

Як підключити світлодіодний світильник послідовним способом

Таке приєднання виконується дуже легко і цілком годиться для побутових світлодіодних приладів та мережі в 220 Вольт.

• Для початку розраховують необхідну потужність резистора і враховують необхідність захисту від зворотної напруги. Теоретично при приєднанні світлодіода, потужністю, наприклад, в 3 Вольта, «надлишок» у 217 Вольт осідає на резисторі. Однак насправді зворотний полуволна в цьому випадку подається на світлодіод, а не на резистор, а так як зворотна напруга у напівпровідників невелика – до 30 Вольт, прилад швидко виходить з ладу.
• Всі елементи ланцюга – резистор, діод захисту і світлодіод підключаються послідовно.

Важливо! В схемі слід встановити резистор потужністю не менше 2 Вт, так як пристрій тут помітно нагрівається.

Як підключити світлодіодний світильник до 220В паралельним способом

Під’єднати світлодіодний світильник можна і паралельно. Така схема більш надійна, хоча не виключає ефект мерехтіння.

• Індикаторний діод підключають паралельно світлодіоду. Діод повинен мати зворотне включення. При першій полуволне працює індикаторний діод, при другій – світлодіод. Напруга, падаюче на останній, не перевищує 1 Вольт, що робить таку схему більш довговічною.
• Потужність резистора і тут повинна бути надлишковою – він нагрівається.

Знизити ефект мерехтіння дозволяє паралельна установка 2 світлодіодів. При приєднанні до мережі 220В при одній полуволне включається 1 світлодіод, при другій – паралельний йому. При такому розташуванні обидва елемента в потрібній мірі захищені від надмірного зворотного напруги.

Важливо! Остаточно від ефекту мерехтіння і в цьому випадку позбутися не можна.

Схема включення світлодіода в мережу 220 вольт променевим з’єднанням

Живлення світлодіод від мережі 220В таким способом – кращий варіант, так як метод попереджає надмірне нагрівання всіх деталей ланцюга і виключає помітні для ока мерехтіння. Крім того, ланцюг, що включає конденсатор, споживає менше струму. Мінус схеми підключення світлодіодних ламп вимагає більше часу і передбачає ланцюг з великої кількості елементів.

• Замість резистора основне навантаження по випрямляння струму бере на себе конденсатор. Використовувати необхідно плівкове пристрій – електроліт не годиться. Розраховано на напругу як мінімум в 250 Вольт, а краще 400 Вольт.
• Паралельно конденсатору в ланцюг включають резистор. Його завдання – розряд конденсатора після того, як світильник відключають від мережі в 220 Вольт.
• Паралельно світлодіоду під’єднують діодний міст – його можна придбати готовим, а можна самостійно зробити з 4 діодів з підходящими характеристиками. Максимальна сила струму моста повинна бути вище, ніж аналогічний показник у світлодіода. Можливе зворотне напруга – не менше 400 Вольт. Міст приєднується у зворотному напрямку в порівнянні зі світлодіодним елементом.
• Послідовно конденсатора в ланцюг вставляють ще один резистор – токоограничительный. Його мета – захистити схему від випадкових стрибків напруги в мережі на 220 Вольт.

У такій схемі всі елементи нагріваються незначно, що забезпечує високу довговічність і надійність.

Схема шунтування світлодіода звичайним діодом

Необхідність шунтування доведена практикою. Теоретична схема підключення світлодіода без додаткового елементу виявляється неспроможною.

Робоча схема включає індикаторний звичайний діод з тієї ж полярності, що і світлодіодне пристрій. При цьому надмірно висока напруга зворотної хвилі осідає на діодному елементі, а залишкове напруга світлодіод пробити вже не може. Діод монтують між резистором і світлодіодом.

Розрахунок гасить конденсатора для світлодіода

Підключення світлодіодних світильників навіть за самою вдалою схемою виконується після розрахунку характеристик резистора, додаткових діодів, і, звичайно, конденсатора. Ємність останнього обчислюють наступним чином.

Припустимо, частота мережі становить звичайні 50 Гц. Необхідно під’єднати світлодіод в 20 мА, на який припадає 2 Ст. Необхідний коефіцієнт пульсацій становить 2,5%.

• Світлодіод представляють як простий резистор. Коефіцієнт пульсацій дозволяється замінити напругою на конденсаторі. Виходить наступне: Кп = (Umax — Umin) / (Umax + Umin) ⋅ 100%, де після підстановки даних отримують 2.5% = (2В — Umin) / (2В + Umin) ⋅ 100% => Umin = 1.9 Ст.
• Використовуючи типову осциллограмму напруги, можна обчислити час заряду конденсатора. tзар = arccos(Umin/Umax) / 2πf = arccos (1.9/2) / (2⋅1415⋅50) = 0.0010108 с. Інший проміжок часу конденсатор розряджається. Так як в стандартній схемі використовується двухполуперіодний випрямляч, цей показник зменшують вдвічі.
• Потім обчислюють ємність за формулою і отримують C = ILED ⋅ dt/dU = 0.02 ⋅008989/(2-1.9) = 0.0018 Ф (або 1800 мкФ).

На ділі заради 1 світлодіодного світильника такий потужний конденсатор не встановлюють. Щоб модифікувати схему, замість звичайного резистора в схему включають реактивний опір – другий конденсатор.

Як підключити світлодіодну стрічку на 220 вольт

Нерідко в побуті замість великого приладу, який може виступати світильником, що воліють встановити підсвічування. Для неї краще всього використовувати готові світлодіодні стрічки. Монтаж дуже простий, так як установникові потрібно лише слідувати інструкції: всі складові під’єднання при монтажі використовують вже в готовому вигляді.

• Світлодіодна стрічка – ряд послідовно закріплених світлодіодів. До блоку живлення вони приєднуються паралельно один до одного краще монтувати плати теж паралельно.
• Для початку визначають плюс і мінус блок живлення. Зазвичай червоний шнур – це плюс, а синій або чорний – мінус. Якщо шнур відсутня, підключення виробляють через марковані затискачі.
• Найкраще під’єднати стрічку пайкою. У певних випадках зручніше використовувати конектори. При монтажі потрібно лише відсунути затискну пластину, насадити коннектор на край стрічки і зрушити затискач тому. Потім провід від коннектора під’єднують до блоку.

Якщо передбачається монтаж кольорової стрічки, схема буде включати контролер, що відповідає за включення і відключення окремих світлодіодів.

Висновок

Підключити світлодіод до 220В можна лише з допомогою додаткових пристроїв. Схема приєднання може включати резистори, конденсатори, випрямні мости. Завдання таких елементів – випрямити змінний струм і запобігти дію зворотної хвилі напруги на світлодіод.