فئات: إلكترونيات عملية, كل شيء عن المصابيح
مرات المشاهدة: 277765
تعليقات على المادة: 18
كيفية توصيل الصمام بشبكة الإضاءة
بعد قراءة هذا العنوان ، قد يسأل أحدهم "لماذا؟" نعم ، إذا كنت مجرد عصا الادية حتى لو تم توصيله وفقًا لنمط معين ، فلن يكون له قيمة عملية ، ولن يجلب أي معلومات مفيدة. ولكن إذا قمت بتوصيل نفس LED بالتوازي مع عنصر تسخين يتحكم فيه منظم درجة الحرارة ، يمكنك التحكم في تشغيل الجهاز بأكمله بصريًا. في بعض الأحيان ، يسمح لك هذا المؤشر بالتخلص من العديد من المشاكل والمشاكل الصغيرة.
في ضوء ما قيل بالفعل حول تشغيل المصابيح في المقالات السابقة، تبدو المهمة تافهة: فقط قم بتعيين المقاوم الحد من القيمة المطلوبة ، ويتم حل المشكلة. لكن كل هذا أمر جيد ، إذا قمت بإطعام LED بجهد ثابت ثابت: أثناء توصيله LED في الاتجاه الأمامي ، بقي.
عند العمل على تبديل التيار الكهربائي ، كل شيء ليس بهذه البساطة. والحقيقة هي أنه بالإضافة إلى الجهد المباشر ، سوف يتأثر مؤشر LED أيضًا بجهد الاستقطاب العكسي ، لأن كل دورة نصف الجيبية تغير علامتها إلى الاتجاه المعاكس. هذا الجهد العكسي لن يضيء مؤشر LED ، لكنه قد يصبح غير قابل للاستخدام بسرعة كبيرة. لذلك ، من الضروري اتخاذ تدابير للحماية من هذا الجهد "الضار".
في حالة جهد التيار الكهربائي ، يجب أن يعتمد حساب مقاوم التبريد على جهد 310 فولت. لماذا؟ كل شيء بسيط جدا هنا: 220V هو الجهد الحالي، قيمة السعة هي 220 * 1.41 = 310V. الجهد السعة في جذر اثنين (1.41) مرات أكبر من الحالي ، وهذا لا ينبغي أن ننسى. هنا هو الأمام والخلف الجهد المطبق على الصمام. من قيمة 310 فولت ، يجب حساب مقاومة المقاوم للتبريد ، ومن هذا الجهد ، فقط من القطبية العكسية ، يتم حماية المصباح.
كيفية حماية الصمام من الجهد العكسي
بالنسبة إلى جميع مصابيح LED تقريبًا ، لا يتجاوز الجهد العكسي 20 فولت ، لأنه لا يوجد أحد سيقوم بتصنيع مقوم الجهد العالي عليها. كيفية التخلص من هذه المحنة ، وكيفية حماية الصمام من هذا الجهد العكسي؟
اتضح أن كل شيء بسيط للغاية. الطريقة الأولى هي تشغيل الطريقة العادية باستخدام مؤشر LED ديود المعدل مع الجهد العكسي العالي (ليس أقل من 400V) ، على سبيل المثال ، 1N4007 - الجهد العكسي 1000V ، 1A التيار إلى الأمام. هو الذي لن يغيب عن الجهد العالي من الأقطاب السلبية إلى الصمام. يظهر مخطط هذه الحماية في الشكل 1 أ.
الطريقة الثانية ، التي لا تقل فاعلية ، هي ببساطة تحويل مؤشر LED باستخدام صمام ثنائي آخر ، يتم تشغيله على التوازي ، الشكل 1 ب. من خلال هذه الطريقة ، لا يجب أن يكون الصمام الثنائي الواقي بجهد عكسي عالي ، أي الصمام الثنائي المنخفض الطاقة ، على سبيل المثال ، KD 521 ، يكفي.
علاوة على ذلك ، يمكنك ببساطة تشغيل عكس ذلك - في موازاة ذلك ، اثنين من المصابيح: فتح واحد تلو الآخر ، هم أنفسهم سوف يحمون بعضهم البعض ، وحتى كلاهما سوف ينبعث الضوء ، كما هو مبين في الشكل 1C. هذا بالفعل تبين الطريقة الثالثة للحماية. جميع مخططات الحماية الثلاثة مبينة في الشكل 1.
الشكل 1. المصابيح حماية الدائرة ضد الجهد العكسي
المقاوم المقاوم في هذه الدوائر لديه مقاومة 24KΩ ، والتي ، مع فولطية تشغيل تبلغ 220V ، توفر تيارًا من 220/24 = 9.16mA ، يمكن تقريبه إلى 9. ثم ، فإن قوة المقاوم للتبريد ستكون 9 * 9 * 24 = 1944mW ، تقريبًا واطان. هذا على الرغم من حقيقة أن التيار من خلال الصمام يقتصر على 9mA. لكن الاستخدام المطول للمقاوم بأقصى طاقة لن يؤدي إلى أي شيء جيد: أولاً سوف يتحول إلى اللون الأسود ثم يحترق تمامًا. لتجنب هذا ، يوصى بتثبيت في مقاومتين من سلسلة 12Kohm بقوة 2W لكل منهما.
إذا قمت بتعيين المستوى الحالي إلى 20ma ، ثم المقاوم السلطة سيكون أكثر - 20 * 20 * 12 = 4800mW ، حوالي 5W! بطبيعة الحال ، لا يمكن لأحد تحمل موقد من هذه الطاقة لتدفئة الفضاء. ويستند هذا على الصمام واحد ، ولكن ماذا لو كان هناك كله إكليل LED?
مكثف - مقاومة بلا حدود
الدائرة الموضحة في الشكل 1 أ ، الصمام الثنائي الواقي D1 "يقطع" النصف السالب من الجهد المتناوب ، وبالتالي فإن قوة مقاوم التبريد تسقط إلى النصف. لكن ، رغم كل ذلك ، تظل القوة كبيرة للغاية. لذلك ، في كثير من الأحيان كمقاوم الحد مكثف الصابورة: سوف يحد من التيار ليس أسوأ من المقاوم ، لكنه لن ينطلق الحرارة. بعد كل شيء ، ليس غالبًا ما يسمى المكثف بالمقاومة الحرة. يظهر هذا الأسلوب التبديل في الشكل 2.
الشكل 2. رسم تخطيطي لتشغيل الصمام من خلال مكثف الصابورة
يبدو أن كل شيء على ما يرام هنا ، حتى أن هناك الصمام الثنائي الواقي VD1. ولكن لم يتم توفير اثنين من التفاصيل. أولاً ، يمكن أن يبقى المكثف C1 بعد إيقاف تشغيل الدائرة في حالة الشحن وتخزين الشحنة حتى يقوم شخص ما بتصريفها بيده. وهذا ، صدقوني ، من المؤكد أن يحدث يومًا ما. الصدمة الكهربائية ، بالطبع ، ليست قاتلة ، ولكنها حساسة إلى حد ما ، وغير متوقعة وغير سارة.
لذلك ، من أجل تجنب هذا الإزعاج ، يتم تحويل هذه المكثفات التبريد بواسطة مقاوم بمقاومة 200 ... 1000K. يتم تثبيت نفس الحماية في مزودات الطاقة بدون محول مع مكثف تبريد ، في optocouplers وبعض الدوائر الأخرى. في الشكل 3 ، تم تعيين هذا المقاوم كما R1.
الشكل 3. مخطط اتصال الصمام إلى شبكة الإضاءة
بالإضافة إلى المقاوم R1 ، يظهر المقاوم R2 أيضًا على الدائرة. والغرض منه هو الحد من تدفق التيار عبر المكثف عند تطبيق الجهد ، مما يساعد على حماية ليس فقط من الثنائيات ، ولكن من المكثف نفسه. من المعروف من الممارسة أنه في حالة عدم وجود مثل هذا المقاوم ، فإن المكثف ينكسر في بعض الأحيان ، تصبح قدرته أقل بكثير من الاسمية. وغني عن القول ، يجب أن يكون المكثف من السيراميك لجهد تشغيل لا يقل عن 400 فولت أو خاص للتشغيل في دوائر التيار المتردد بجهد 250 فولت.
يتم تعيين دور مهم آخر للمقاوم R2: في حالة حدوث عطل للمكثف ، فإنه يعمل كمصهر. بالطبع ، يجب أيضًا استبدال المصابيح ، لكن على الأقل ستظل أسلاك التوصيل سليمة. في الواقع ، هذه هي الطريقة التي يعمل بها الصمامات في أي تحويل امدادات الطاقة- - الترانزستورات احترقت ، وبقيت لوحة الدوائر تقريبا.
في الشكل الموضح في الشكل 3 ، يتم عرض مؤشر LED واحد فقط ، على الرغم من أنه في الواقع يمكن تشغيل العديد منها بالتتابع. سوف يتعامل الصمام الثنائي الواقي تمامًا مع مهمته بمفرده ، ولكن يجب احتساب سعة مكثف الصابورة على الأقل تقريبًا.
كيفية حساب قدرة مكثف التبريد
من أجل حساب مقاومة المقاوم التبريد ، من الضروري طرح انخفاض الجهد على الصمام من الجهد العرض. إذا كانت عدة مصابيح LED متصلة في سلسلة ، فقم ببساطة بإضافة الفولتية الخاصة بهم ، وكذلك طرح من الجهد الكهربائي للإمداد. إن معرفة هذا الجهد المتبقي والتيار المطلوب ، وفقًا لقانون أوم ، من السهل جدًا حساب مقاومة المقاوم: R = (U-Uд) / I * 0.75.
هنا U هو الجهد الكهربائي ، Ud هو انخفاض الجهد عبر المصابيح (إذا كانت المصابيح متصلة ببعضها البعض ، ثم Ud هي مجموع قطرات الجهد عبر جميع المصابيح) ، أنا هو التيار من خلال المصابيح ، R هي مقاومة المقاوم للتبريد. هنا ، كما هو الحال دائمًا ، هو الجهد في Volts ، التيار في Amperes ، والنتيجة في Ohms ، 0.75 هو معامل لزيادة الموثوقية. تم تقديم هذه الصيغة بالفعل في المقالة. "على استخدام المصابيح".
يختلف حجم انخفاض الجهد المباشر للمصابيح LED بألوان مختلفة. عند تيار يبلغ 20 مللي أمبير ، فإن المصابيح الحمراء هي 1.6 ... 2.03 فولت ، 2.1 2.1 أصفر 2.2 فولت ، أخضر 2.2 ... 3.5 فولت ، أزرق 2.5 ... 3.7V. المصابيح البيضاء لديها أعلى انخفاض في الجهد ، حيث يبلغ طيف الانبعاث الواسع 3.0 ... 3.7V.من السهل أن نرى أن مبعثر هذه المعلمة واسع بما فيه الكفاية.
فيما يلي انخفاضات الجهد في عدد قليل من أنواع المصابيح ، فقط حسب اللون. في الواقع ، هناك الكثير من هذه الألوان ، ويمكن العثور على القيمة الدقيقة فقط في الوثائق الفنية لمصباح معين. لكن هذا ليس مطلوبًا في كثير من الأحيان: من أجل الحصول على نتيجة مقبولة للممارسة ، يكفي استبدال بعض القيمة المتوسطة (عادةً ما تكون 2V) في الصيغة ، بالطبع ، إذا لم تكن هذه إكليلًا لمئات من LEDs.
لحساب قدرة مكثف التبريد ، يتم تطبيق الصيغة التجريبية C = (4.45 * I) / (U-Uд)
حيث C هي السعة للمكثف في microfarads ، I هو التيار في مللي أمبير ، U هو الجهد شبكة السعة في فولت. عند استخدام سلسلة من ثلاثة مصابيح LED متصلة ببعضها البعض ، فإن Ud تبلغ حوالي 12 فولت ، U هو جهد التيار الكهربائي 310V ، للحد من التيار إلى 20mA ، مكثف بسعة
C = (4.45 * I) / (U-Uд) = C = (4.45 * 20) / (310-12) = 0.29865 μF ، حوالي 0.3 μF.
أقرب قيمة للمكثف القياسي هي 0.15 μF ، لذلك ، لاستخدامها في هذه الدائرة ، يجب استخدام اثنين من المكثفات المتوازية. من الضروري هنا تقديم ملاحظة: الصيغة صالحة فقط لتردد الجهد المتناوب البالغ 50 هرتز. بالنسبة للترددات الأخرى ، ستكون النتائج غير صحيحة.
يجب أولاً فحص المكثف
قبل استخدام مكثف ، يجب أن يتم التحقق منه. بالنسبة للمبتدئين ، ما عليك سوى توصيل 220 فولت ، فمن الأفضل من خلال المصهر 3 ... 5A ، وبعد 15 دقيقة تحقق من اللمس ، ولكن هل هناك تدفئة ملحوظة؟ إذا كان المكثف باردًا ، فيمكنك استخدامه. خلاف ذلك ، تأكد من اتخاذ آخر ، وكذلك الاختيار المسبق. بعد كل شيء ، بعد كل شيء ، 220V لم يعد 12 ، هنا كل شيء مختلف إلى حد ما!
إذا كان هذا الاختبار ناجحًا ، لم يتم تسخين المكثف ، فيمكنك التحقق مما إذا كان هناك خطأ في الحسابات ، سواء كان المكثف هو نفسه. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تشغيل المكثف كما في الحالة السابقة في الشبكة ، فقط من خلال مقياس التيار الكهربائي. وبطبيعة الحال ، يجب أن يكون مقياس التيار المتردد AC.
هذا تذكير بأنه ليس بإمكان جميع أجهزة القياس الرقمية الحديثة قياس التيار المتردد: أجهزة بسيطة ورخيصة ، على سبيل المثال ، شائعة جدًا لدى هواة الراديو سلسلة DT838قادرون على قياس التيار المباشر فقط ، والذي سيظهره مقياس التيار الكهربائي عند قياس التيار المتردد الذي لا يعرفه أحد. على الأرجح سيكون سعر الحطب أو درجة حرارة القمر ، ولكن ليس التيار المتناوب عبر المكثف.
إذا كان التيار المقاس هو نفسه تقريبًا كما ظهر في الحساب وفقًا للصيغة ، فيمكنك حينئذٍ توصيل مصابيح LED بأمان. إذا بدلًا من المتوقع 20 ... 30 مللي أمبير ، فقد تحول إلى 2 ... 3A ، ثم هنا ، إما أن يتم قراءة خطأ في العمليات الحسابية ، أو أن علامة التكثيف غير صحيحة.
مفاتيح مضيئة
هنا يمكنك التركيز على طريقة أخرى لتشغيل الصمام في شبكة الإضاءة المستخدمة في مفاتيح الإضاءة الخلفية. إذا تم تفكيك هذا المفتاح ، فيمكنك أن تجد أنه لا توجد ثنائيات واقية هناك. لذلك ، كل ما هو مكتوب أعلى قليلا هو هراء؟ لا على الإطلاق ، عليك فقط أن تنظر بعناية إلى المفتاح المفكك ، وبشكل أكثر دقة قيمة المقاوم. كقاعدة عامة ، لا تقل القيمة الاسمية عن 200 ألف ، وربما أكثر من ذلك بقليل. في الوقت نفسه ، من الواضح أن التيار من خلال الصمام سوف يقتصر على حوالي 1 مللي أمبير. يظهر مخطط الدائرة الخلفية في الشكل 4.
الشكل 4. الرسم البياني اتصال الصمام في التبديل الخلفية
هنا يتم قتل العديد من المقاومين مع المقاوم واحد. بالطبع ، سيكون التيار من خلال مؤشر LED صغيرًا ، وسوف يتوهج بشكل ضعيف ، ولكنه مشرق للغاية ، لرؤية هذا التوهج في ليلة مظلمة في الغرفة. ولكن في فترة ما بعد الظهر هذا التوهج ليس ضرورياً على الإطلاق! لذلك اسمح لنفسك بالتألق بشكل غير محسوس.
في هذه الحالة ، سيكون التيار العكسي ضعيفًا ، ضعيفًا للغاية بحيث لا يمكن ل LED أن يحترق بأي حال من الأحوال. ومن هنا وفورات في بالضبط الصمام الثنائي واقية واحدة ، والتي تم وصفها أعلاه. مع الإفراج عن الملايين ، أو حتى مليارات ، من قواطع الدوائر الكهربائية في السنة ، وفورات كبيرة.
يبدو أنه بعد قراءة المقالات على المصابيح ، تكون جميع الأسئلة حول تطبيقها واضحة ومفهومة. ولكن لا يزال هناك العديد من التفاصيل الدقيقة والفروق الدقيقة عند تضمين LEDs في دوائر مختلفة. على سبيل المثال ، الاتصال المتوازي والمتسلسل ، أو بطريقة أخرى ، دوائر جيدة وسيئة.
في بعض الأحيان تريد جمع إكليل من عشرات المصابيح ، ولكن كيف يتم حسابها؟ ما عدد المصابيح التي يمكن توصيلها في سلسلة إذا كان هناك وحدة إمداد طاقة بجهد 12 أو 24 فولت؟ سيتم تناول هذه المشكلات وغيرها في المقالة التالية ، والتي سنطلق عليها "دوائر تبديل LED الجيدة والسيئة".
بوريس الأديشين
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: