Beregning af nedtrapningskondensatoren. Sådan tilsluttes en LED til et lysnetværk Beregning af en kondensatorstrømforsyning til LED'er

Oftere i praksis bruges mindre kapacitansenheder: 1 nF (nanofarad) = 10-9 F og 1pkF (picofarad) = 10-12 F.

Der er behov for enheder, der akkumulerer ladning, og solitære ledere har en lav kapacitans. Erfaren man fandt ud af, at en leders elektriske kapacitans stiger, hvis der føres en anden leder til den - pga. fænomener med elektrostatisk induktion.

Kondensator kaldes to ledere belægninger placeret tæt på hinanden .

Designet er sådan, at de ydre organer, der omgiver kondensatoren, ikke påvirker dens elektriske kapacitet. Dette vil blive gjort, hvis det elektrostatiske felt er koncentreret inde i kondensatoren, mellem pladerne.

Kondensatorer er flade, cylindriske og sfæriske.

Da det elektrostatiske felt er inde i kondensatoren, starter de elektriske forskydningslinjer på den positive plade, slutter på den negative og forsvinder ikke nogen steder. Derfor afgifterne på pladerne modsat i fortegn, men lige stor.

Kapacitansen af ​​en kondensator er lig med forholdet mellem ladningen og potentialforskellen mellem kondensatorpladerne:

(5.4.5)

Ud over kapacitans er hver kondensator kendetegnet ved U slave (eller U etc . ) - den maksimalt tilladte spænding, over hvilken der opstår et sammenbrud mellem kondensatorpladerne.

Tilslutning af kondensatorer

Kapacitive batterier– kombinationer af parallel- og serieforbindelser af kondensatorer.

1) Parallelforbindelse af kondensatorer (fig. 5.9):

I dette tilfælde er den fælles spænding U:

Samlet afgift:

Resulterende kapacitet:

Sammenlign med parallelforbindelse af modstande R:

Feltstyrke inde i kondensatoren (fig. 5.11):

Spænding mellem plader:

hvor er afstanden mellem pladerne.

Siden sigtelsen

.

2. Kapacitans af en cylindrisk kondensator

Potentialeforskellen mellem pladerne på den cylindriske kondensator vist i figur 5.12 kan beregnes med formlen:

Transformerløse strømforsyninger med en quenching-kondensator er praktiske i deres enkelhed, har små dimensioner og vægt, men er ikke altid anvendelige på grund af den galvaniske kobling af udgangskredsløbet med et 220 V-netværk.

I en transformerløs strømforsyning til netværket AC spænding kondensator og belastning forbundet i serie. Ikke-polær kondensator inkluderet i kæden vekselstrøm, opfører sig som en modstand, men i modsætning til en modstand spreder den ikke den absorberede effekt som varme.

For at beregne kapacitansen af ​​quenching kondensatoren bruges følgende formel:

C - kapacitet ballast kondensator(F); Ieff - effektiv belastningsstrøm; f - indgangsspændingsfrekvens Uc (Hz); Us - indgangsspænding (V); Aflastningsspænding (V).

For at lette beregningen kan du bruge online-beregneren

Designet og enheder, der drives af dem, bør udelukke muligheden for at røre nogen ledere under drift. Der bør lægges særlig vægt på isolering af kontroller.

• Lignende artikler

Behovet for at forbinde LED'en til netværket er en almindelig situation. Dette er en indikator for at tænde enheder og en baggrundsbelyst kontakt og endda en diodelampe.

Der er mange ordninger til tilslutning af laveffektindikator-LED'er gennem en modstandsstrømbegrænser, men et sådant tilslutningsskema har visse ulemper. Hvis du skal tilslutte en diode med en mærkestrøm på 100-150mA, skal du bruge en meget kraftig modstand, hvis dimensioner vil være meget større end selve dioden.

Sådan ser sud lys diode lampe. Og kraftige ti-watts modstande ved lave rumtemperaturer kunne bruges som en ekstra varmekilde.

Brugen af ​​en conder-grøft som en strømbegrænser kan reducere dimensionerne af et sådant kredsløb betydeligt. Det ligner en strømforsyning til en diodelampe med en effekt på 10-15 watt.

Princippet om drift af kredsløb på en ballastkondensator

I dette kredsløb er kondensatoren et strømfilter. Spænding tilføres kun til belastningen, indtil kondensatoren er fuldt opladet, hvis tid afhænger af dens kapacitet. I dette tilfælde sker der ingen varmeudvikling, hvilket fjerner begrænsninger på belastningseffekten.

For at forstå, hvordan dette kredsløb fungerer, og princippet om at vælge et ballastelement til en LED, lad mig minde dig om, at spænding er elektronernes hastighed langs lederen, strømstyrken er tætheden af ​​elektroner.

For en diode er det fuldstændig ligegyldigt, med hvilken hastighed elektroner vil "flyve" gennem den. Beregningen af ​​kondensatoren er baseret på strømbegrænsningen i kredsløbet. Vi kan anvende mindst ti kilovolt, men hvis strømstyrken er flere mikroampere, er antallet af elektroner, der passerer gennem den lysemitterende krystal, nok til kun at excitere en lillebitte del af lysemitteren, og vi vil ikke se gløden.

Samtidig, ved en spænding på flere volt og en strømstyrke på titusvis af ampere, vil elektronfluxtætheden væsentligt overstige diodematricens gennemstrømning, hvilket konverterer overskuddet til termisk energi, og vores LED-element vil simpelthen fordampe i en røgpust.

Beregning af slukningskondensatoren til LED'en

Lad os analysere den detaljerede beregning, nedenfor kan du finde formen for en online lommeregner.

Beregning af kondensatorkapacitansen for LED'en:

C (μF) \u003d 3200 * Isd) / √ (Uin² - Uout²)

Med uF- kondensatorens kapacitet. Den skal være normeret til 400-500V;
Isd – mærkestrøm diode (se i pasdataene);
Uin- amplitudespænding af netværket - 320V;
Uud– LED'ens nominelle forsyningsspænding.

Du kan også finde denne formel:

C \u003d (4,45 * I) / (U - Ud)

Det bruges til

Artiklen giver en metode til at beregne kapacitansen quenching kondensator og spænding, men dens udgange i det aktive belastningskredsløb,især en loddekolbe, som kan reducere mængden af ​​beregninger betydeligt, reducere dem til et minimum, hvilket forenkler beregninger og reducerer tid, nødvendigt at vælge en quenching-kondensator med den nødvendige kapacitet og den tilsvarende nominelle spænding.

Dette materiale foreslår metode til beregning af kondensatorkapacitans og spænding på det, når det er forbundet i serie med et loddekolbe, og to muligheder overvejes. I den første mulighed er det nødvendigt at reducere loddekolbens kraft med den krævede værdi ved hjælp af en slukningskondensator, og i den anden skal du tænde for lavspændingsloddekolben i et 220 V-netværk, hvorved den overskydende spænding slukkes med en kondensator.

Implementering af den første mulighed(Fig. 1) involverer to beregninger med indledende data (den strøm, der forbruges af loddekolben fra netværket I og modstanden af ​​loddekolben R1), derefter to mellemliggende beregninger (den strøm, der forbruges af loddekolben ved en lavere effekt af påkrævet værdi II og kapacitansen af ​​kondensatoren Rc) og til sidst de to sidste beregninger, der giver den ønskede

fig.1

værdien af ​​kapacitansen af ​​kondensatoren C ved en frekvens på 50 Hz og spændingen ved terminalerne på kondensatoren Uc). For at løse problemet i henhold til den første variant er det således nødvendigt at udføre 6 beregninger.

Ifølge den anden mulighed (fig. 2),for at løse problemet er det nødvendigt at udføre to beregninger med de indledende data, som i den første mulighed, nemlig: find den aktuelle

I, forbrugt af loddekolben fra netværket, og modstanden af ​​loddekolben R, så følger en mellemregning, hvorfra som i den første variant findes kapacitansen af ​​kondensatoren Rc og til sidst de to sidste beregninger, hvorfra kapacitansen af ​​kondensatoren C bestemmes ved en frekvens på 50 Hz og til-

fig.2

spænding ved terminalerne på kondensatoren Uc. For at løse problemet ifølge den anden variant er det således nødvendigt at udføre fem beregninger.

Løsningen af ​​problemer for begge muligheder kræver en vis mængde tid. Teknikken tillader ikke umiddelbart i et trin, at omgå de indledende og mellemliggende beregninger, at bestemme kapacitansen af ​​quenching kondensatoren og følgelig spændingen ved dens terminaler.

Det var muligt at finde udtryk, der giver dig mulighed for straks at beregne kapacitansen af ​​quenching-kondensatoren i et trin, og derefter spændingen ved dens terminaler for den første mulighed. På lignende måde blev der opnået et udtryk til bestemmelse af kapacitansen af ​​quenching-kondensatoren for den anden variant.

Mulighed 1. Vi har en 100 W 220 V loddekolbe, og vi ønsker at betjene den med en effekt på 60 W ved hjælp af en bratkølekondensator forbundet i serie med den. Indledende data: nominel effekt af loddekolben P = 100 W; mærke netspænding U = 220 V; nødvendig loddekolbeeffekt P1 = 60 W. Det er påkrævet at beregne kapacitansen af ​​kondensatoren og spændingen ved dens terminaler i henhold til fig. Formlen til beregning af kapacitansen af ​​en quenching kondensator er:

C \u003d P ∙ 10 6 / 2πf 1 U 2 (P / P 1 - 1) 0,5 (μF).

Med en strømforsyningsfrekvens = 50 Hz tager formlen formen:

C \u003d 3184,71 P / U 2 (P / P 1 - 1) 0,5 \u003d

3184.71-100/220 2 (100/60-1)=8.06uF.

I kontroleksemplet er kondensatorens kapacitans 8,1 uF, dvs. vi har en fuldstændig aftale om resultatet. Spændingen ved kondensatorens terminaler er

Us \u003d (PP 1) 0,5 ∙ 10 6 / 2πf 1 CU (B).

Med en netværksfrekvens f 1 \u003d 50 Hz er formlen forenklet:

Uc = 3184,71 (PP 1) 0,5/CU =

3184,71(60∙100) 0,5 /8,06 220 =

139,1 V.

I kontroleksemplet er Uc = 138 V, dvs. praktisk aftale om resultatet. For at løse problemet i henhold til den første variant skal du i stedet for seks beregninger kun lave to (uden mellemregninger). Om nødvendigt kan kondensatorens kapacitans umiddelbart beregnes ved hjælp af formlen:

Rc \u003d U 2 (P / P, - 1) 0,5 / P \u003d

220 2 (100/60 - 1) 0,5 / 100 = 395,2 ohm.

I kontroleksemplet er Rc = 394 ohm, dvs. praktisk match.

Mulighed 2. Vi har en loddekolbe med en effekt på 25 W, en spænding på 42 V, og vi ønsker at forbinde den til et 220 V-netværk. Det er nødvendigt at beregne kapacitansen af ​​bratkølekondensatoren forbundet i serie til loddekolbens kredsløb og spænding ved dens terminaler i henhold til fig. 2. Indledende data: loddekolbens nominelle kapacitet P = 25 W; mærkespænding Ur = 42 V; netspænding U = 220 V. Formlen til beregning af kapacitansen af ​​en kondensator er:

C \u003d P ∙ 10 6 / 2πf 1 Ur (U 2 - Ur 2) 0,5 μF.

Med en netværksfrekvens f 1 \u003d 50 Hz tager formlen formen:

C \u003d 3184,71 P / Ur (U 2 - Ur 2) 0,5 \u003d

3184,71 -25/42(220 2 - 42 2) =

8,77uF.

Spændingen ved kondensatorens terminaler er let at bestemme ved hjælp af de indledende data ifølge Pythagoras sætning:

Uc \u003d (U 2 - Ur 2) 0,5 \u003d (220 2 - 42 2) \u003d

216 V.

For at løse problemet ifølge den anden variant er det således kun nødvendigt at udføre to i stedet for fem beregninger. Om nødvendigt kan værdien af ​​kondensatorens kapacitans, for denne mulighed, bestemmes af formlen:

Rc \u003d Ur (U 2 - Ur 2) 0,5 / P \u003d

42 (220 2 - 42 2) / 25 \u003d 362,88 ohm.

Ifølge kontroleksemplet er Rc = 363 ohm. Det er ønskeligt at shunt quenching kondensatoren C i figurerne vist med en udladningsmodstand MLT-0,5 med en nominel værdi på 300 ... 500 kOhm.

Konklusioner. Den foreslåede metode til beregning af kapacitansen af ​​en quenching-kondensator og spændingen ved dens terminaler kan reducere mængden af ​​beregninger betydeligt og reducere dem til et minimum.

K. V. Kolomoitsev.

Noget begyndte ofte at spørge mig, hvordan man tilslutter en mikrocontroller eller hvilken slags lavspændingskredsløb direkte til 220 uden at bruge en transformer. Ønsket er ret åbenlyst - transformatoren er, selvom den er pulseret, meget omfangsrig. Og at skubbe det, for eksempel, ind i kontrolkredsløbet af en lysekrone placeret direkte i kontakten, vil ikke fungere med alle dine ønsker. Er det muligt at udhule en niche i væggen, men det er ikke vores metode!

Ikke desto mindre er der en enkel og meget kompakt løsning - dette er en divider på en kondensator.

Det er rigtigt, at kondensatorstrømforsyninger ikke har afkobling fra netværket, så hvis noget pludselig brænder ud i det, eller går galt, så kan det nemt chokere dig med strøm, eller brænde din lejlighed, men at ødelægge en computer er generelt en god ting, generelt, en teknik sikkerhed her skal honoreres mere end nogensinde - det er malet i slutningen af ​​artiklen. Generelt, hvis jeg ikke overbeviste dig om, at transformerløse strømforsyninger er onde, så er Pinocchio ond mod sig selv, jeg har intet med det at gøre. Okay, nærmere emnet.

Husker du den sædvanlige resistive skillelinje?

Det ser ud til, at hvad der er problemet, jeg valgte de nødvendige pålydende værdier og fik den ønskede spænding. Så rettede han sig og Profit. Men ikke alt er så simpelt – sådan en divider kan og vil kunne give den rigtige spænding, men den vil slet ikke give den rigtige strøm. Fordi modstanden er meget høj. Og hvis modstandene reduceres forholdsmæssigt, så vil der gå en stor strøm igennem dem, som ved en spænding på 220 volt vil give meget store varmetab - modstandene vil varme som en brændeovn og til sidst enten svigte eller starte en brand.

Alt ændrer sig, hvis en af ​​modstandene udskiftes med en kondensator. Konklusionen er - som du husker fra artiklen om kondensatorer, så er spændingen og strømmen på kondensatoren ude af fase. De der. når spændingen er på sit maksimum, er strømmen på sit minimum, og omvendt.

Da vi har en vekselspænding, vil kondensatoren konstant aflade og oplade, og det særlige ved kondensatorens afladningsladning er, at når den har den maksimale strøm (i opladningsøjeblikket), så er minimumsspændingen og indstillet. Når den allerede er opladet og spændingen på den er maksimal, så er strømmen nul. I dette scenarie vil varmetabseffekten, der frigives på kondensatoren (P=U*I), være minimal. De der. han sveder ikke engang. Og kondensatorens reaktive modstand er Xc \u003d -1 / (2pi * f * C).

Teoretisk digression

Der er tre typer modstand i et kredsløb:

Aktiv - Modstand (R)
Reaktiv - kondensator (X c) og spole (XL)
Den samlede kredsløbsmodstand (impedans) Z \u003d (R 2 + (XL + X s) 2) 1/2

Aktiv modstand er altid konstant, mens reaktans afhænger af frekvens.
X L \u003d 2pi * f * L
Xc=-1/(2pi*f*C)
Reaktanstegnet for et grundstof angiver dets natur. De der. hvis større end nul, så er disse induktive egenskaber, hvis mindre end nul, så kapacitive. Heraf følger, at induktans kan kompenseres med kapacitans og omvendt.

f er den aktuelle frekvens.

Følgelig bliver ved jævnstrøm ved f \u003d 0 og X L af spolen lig med 0, og spolen bliver til et almindeligt stykke ledning med kun aktiv modstand, og Xc af kondensatoren går til uendeligt, hvilket gør den til en pause.

Vi får følgende skema:

Alt, i den ene retning strømmer strømmen gennem den ene diode, i den anden gennem den anden. Som et resultat har vi på højre side af kredsløbet ikke længere en ændring, men en pulserende strøm - en halvbølge af en sinus.

Tilføj en udjævningskondensator for at gøre spændingen roligere, mikrofarader med 100 og volt med 25, elektrolyt:

I princippet er den allerede klar, det eneste er, at du skal sætte zenerdioden på sådan en strøm, så den ikke dør, når der slet ikke er nogen belastning, for så skal han tage rappen for alle, trækker al den strøm, som PSU'en kan give.

Og du kan hjælpe ham let. Installer en strømbegrænsende modstand. Sandt nok vil dette i høj grad reducere strømforsyningens belastningskapacitet, men det er nok for os.

Den strøm, som dette kredsløb kan give, kan være, EMNIP, tilnærmelsesvis beregnet ved formlen:

I \u003d 2F * C (1,41U - Uout / 2).

• F er netfrekvensen. Vi har 50hz.
• C - kapacitet
• U - spænding i stikkontakten
• Uout - udgangsspænding

Selve formlen er afledt af uhyggelige integraler af form af strøm og spænding. I princippet kan du selv google det ved hjælp af søgeordet “quenching capacitor calculation”, der er masser af materiale.

I vores tilfælde viser det sig, at I = 100 * 0,46E-6 (1,41 * U - Uout / 2) = 15mA

Ikke ekstravaganza, men til driften af ​​MK + TSOP + er noget optointerface mere end nok. Og mere er normalt ikke nødvendigt.

Tilføj et par ledninger for yderligere strømfiltrering, og du kan bruge:

Så, som sædvanlig, ætsede jeg alt og loddede det:

Ordningen er gentagne gange blevet testet og virker. Jeg skubbede den engang ind i det termiske glasvarmekontrolsystem. Der var steder med en tændstikæske, og sikkerheden var garanteret af den totale forglasning af hele blokken.

SIKKERHED

I denne ordning der er ingen spændingsafkobling fra forsyningskredsløbet, hvilket betyder kredsløbet MEGET FARLIGT i forhold til elsikkerhed.

Derfor er det nødvendigt at tage en ekstremt ansvarlig tilgang til dets installation og valg af komponenter. Og håndter den også forsigtigt og meget forsigtigt, når du sætter den op.

Først skal du bemærke, at en af ​​stifterne går til GND direkte fra soklen. Og det betyder, at der kan være en fase, afhængig af hvordan stikket blev sat i stikkontakten.

Derfor skal du nøje overholde en række regler:

• 1. Målinger bør indstilles med en margen for så meget spænding som muligt. Dette gælder især for kondensatoren. Jeg har 400 volt, men dette er den, der var tilgængelig. Det ville generelt være bedre for 600 volt, fordi. i elnettet er der nogle gange spændingsstigninger meget højere end den nominelle værdi. Standard strømforsyninger vil på grund af deres inerti nemt overleve det, men kondensatoren kan bryde igennem - forestil dig konsekvenserne for dig selv. Tja, hvis der ikke er ild.
• 2. Dette kredsløb skal omhyggeligt isoleres fra omgivelserne. Robust hus, så intet stikker ud. Hvis kredsløbet er monteret i en væg, bør det ikke røre ved væggene. Generelt pakker vi det hele tæt i plast, forglasser og nedgraver det i 20 meters dybde. :)))))
• 3. Ved justering må du i intet tilfælde røre ved nogen af ​​kædeelementerne med hænderne. Lad det ikke berolige dig, at der er 5 volt på udgangen. Da fem volt er der udelukkende i forhold til sig selv. Men i forhold til miljøet er der stadig de samme 220.
• 4. Efter frakobling er det yderst ønskeligt at aflade quenching-kondensatoren. Fordi der forbliver en ladning på 100-200 volt i den, og hvis du skødesløst stikker hovedet et sted det forkerte sted, vil det gøre ondt i fingeren. Det er usandsynligt, at det er dødeligt, men det er ikke behageligt, og fra overraskelse kan du gøre problemer.
• 5. Hvis der bruges en mikrocontroller, så flash den KUN, når den er helt slukket fra netværket. Og du skal slukke for den ved at trække den ud af stikkontakten. Hvis dette ikke gøres, vil computeren med en sandsynlighed tæt på 100% blive dræbt. Og højst sandsynligt alle.
• 6. Det samme gælder kommunikationen med computeren. Med en sådan strømforsyning er det forbudt at tilslutte via USART, det er forbudt at kombinere jordforbindelser.

Hvis du stadig ønsker at kommunikere med en computer, så brug potentielt adskilte grænseflader. For eksempel, en radiokanal, infrarød transmission, i værste fald opdelingen af ​​RS232 af optokoblere i to uafhængige dele.

Efter at have læst denne overskrift kan nogen spørge: "Hvorfor?" Ja, hvis du bare tilslutter den til en stikkontakt, selv tænder den i henhold til en bestemt ordning, har det ingen praktisk betydning, det vil ikke bringe nogen nyttig information. Men hvis den samme LED er forbundet parallelt med et varmeelement styret af en termostat, kan du visuelt styre driften af ​​hele enheden. Nogle gange giver en sådan indikation dig mulighed for at slippe af med mange mindre problemer og problemer.

I lyset af, hvad der allerede er blevet sagt, virker opgaven triviel: Bare sæt en begrænsende modstand med den ønskede værdi, og problemet er løst. Men alt dette er godt, hvis du fodrer LED'en med en ensrettet konstant spænding: Da LED'en var forbundet i fremadgående retning, forblev den den samme.

Når man arbejder på vekselspænding, er alt ikke så simpelt. Faktum er, at udover fremadspændingen vil LED'en også blive påvirket af den omvendte polaritetsspænding, fordi hver halvcyklus af sinusoiden skifter fortegn til det modsatte. Denne omvendte spænding vil ikke oplyse LED'en, men den kan meget hurtigt blive ubrugelig. Derfor er det nødvendigt at træffe foranstaltninger for at beskytte mod denne "skadelige" spænding.

I tilfælde af netspænding bør beregningen af ​​slukningsmodstanden baseres på en spændingsværdi på 310V. Hvorfor? Alt er meget enkelt her: 220V er, amplitudeværdien vil være 220 * 1,41 = 310V. Amplitudespændingen ved roden af ​​to (1,41) gange større end den nuværende, og dette må ikke glemmes. Dette er frem- og tilbagespændingen, der påføres LED'en. Det er ud fra værdien af ​​310V, at modstanden af ​​slukningsmodstanden skal beregnes, og det er ud fra denne spænding, kun den omvendte polaritet, at LED'en er beskyttet.

Sådan beskytter du en LED mod omvendt spænding

For næsten alle LED'er overstiger den omvendte spænding ikke 20V, fordi ingen skulle lave en højspændingsensretter på dem. Hvordan slipper man af med sådan en ulykke, hvordan beskytter man LED'en mod denne omvendte spænding?

Det viser sig, at alt er meget enkelt. Den første måde er at tænde for den sædvanlige med en høj omvendt spænding (ikke lavere end 400V) i serie med LED'en, for eksempel 1N4007 - omvendt spænding 1000V, fremadstrøm 1A. Det er ham, der ikke vil gå glip af højspændingen af ​​negativ polaritet til LED'en. Skemaet for en sådan beskyttelse er vist i fig. 1a.

Den anden metode, som ikke er mindre effektiv, er simpelthen at shunte LED'en med en anden diode tilsluttet bag-til-bagside - parallelt, fig. 1b. Med denne metode behøver beskyttelsesdioden ikke engang at have en høj omvendt spænding, enhver laveffektdiode, for eksempel KD521, er nok.

Desuden kan du blot tænde for to LED'er parallelt - ved at åbne en efter en, de vil beskytte hinanden selv, og begge vil udsende lys, som vist i figur 1c. Dette er allerede den tredje måde at beskytte på. Alle tre beskyttelsesskemaer er vist i figur 1.

Figur 1. LED omvendt spændingsbeskyttelseskredsløb

Begrænsningsmodstanden i disse kredsløb har en modstand på 24KΩ, som ved en driftsspænding på 220V giver en strøm i størrelsesordenen 220/24 = 9,16mA, kan rundes op til 9. Så bliver quenching-modstandens effekt 9 * 9 * 24 = 1944mW, næsten to watt. Dette på trods af, at strømmen gennem LED'en er begrænset til 9mA. Men langvarig brug af modstanden ved maksimal effekt vil ikke føre til noget godt: Først bliver det sort, og så vil det helt brænde ud. For at forhindre dette i at ske, anbefales det at sætte to 12KΩ modstande i serie med en effekt på hver 2W.

Hvis du indstiller det aktuelle niveau til 20mA, så bliver det endnu mere - 20 * 20 * 12 = 4800mW, næsten 5W! Naturligvis har ingen råd til en komfur med sådan strøm til opvarmning af et værelse. Dette er baseret på én LED, men hvad hvis der er en hel?

Kondensator - wattløs modstand

Kredsløbet vist i figur 1a, med en beskyttelsesdiode D1, "afbryder" den negative halvcyklus af vekselspændingen, derfor halveres effekten af ​​quenching-modstanden. Men kraften er stadig meget betydelig. Derfor bruges den ofte som en begrænsende modstand: den vil begrænse strømmen ikke værre end en modstand, men den vil ikke generere varme. Det er jo ikke for ingenting, at en kondensator ofte kaldes en wattløs modstand. Denne skiftmetode er vist i figur 2.

Figur 2. Skema til at tænde en LED gennem en ballastkondensator

Alt ser ud til at være fint her, der er endda en beskyttelsesdiode VD1. Men to detaljer mangler. For det første kan kondensatoren C1, efter at kredsløbet er slukket, forblive i en opladet tilstand og lagre en ladning, indtil nogen aflader den med deres egen hånd. Og dette, tro mig, vil helt sikkert ske en dag. Det elektriske stød er selvfølgelig ikke dødeligt, men ret følsomt, uventet og ubehageligt.

Derfor, for at undgå en sådan gener, er disse quenching kondensatorer shuntet med en modstand med en modstand på 200 ... 1000 KΩ. Den samme beskyttelse er også installeret i transformerløse strømforsyninger med en quenching kondensator, i optokoblere og i nogle andre kredsløb. I figur 3 er denne modstand mærket R1.

Figur 3. Skema for tilslutning af LED'en til belysningsnetværket

Ud over modstanden R1 vises en anden modstand R2 på kredsløbet. Dens formål er at begrænse startstrømmen gennem kondensatoren, når der påføres spænding, hvilket hjælper med at beskytte ikke kun dioderne, men også selve kondensatoren. Det er kendt fra praksis, at i mangel af en sådan modstand, går kondensatoren nogle gange i stykker, dens kapacitans bliver meget mindre end den nominelle. Det er overflødigt at sige, at kondensatoren skal være keramisk til en driftsspænding på mindst 400V eller speciel til drift i AC-kredsløb for en spænding på 250V.

En anden vigtig rolle er tildelt modstanden R2: i tilfælde af et sammenbrud af kondensatoren fungerer den som en sikring. Selvfølgelig skal lysdioderne også udskiftes, men i det mindste forbliver forbindelsesledningerne intakte. Faktisk er det sådan, sikringen fungerer i enhver - transistorerne brændte ud, og printkortet forblev næsten uberørt.

Kredsløbet vist i figur 3 viser kun én LED, selvom de faktisk kan seriekobles med flere stykker. Beskyttelsesdioden vil helt klare sin opgave alene, men kapacitansen af ​​ballastkondensatoren skal beregnes, i det mindste tilnærmelsesvis, men stadig.

For at beregne modstanden af ​​slukningsmodstanden er det nødvendigt at trække spændingsfaldet over LED'en fra forsyningsspændingen. Hvis flere lysdioder er forbundet i serie, skal du blot tilføje deres spændinger og også trække fra forsyningsspændingen. At kende denne restspænding og den nødvendige strøm, ifølge Ohms lov, er det meget enkelt at beregne modstanden af ​​en modstand: R \u003d (U-Ud) / I * 0,75.

Her er U forsyningsspændingen, Ud er spændingsfaldet over LED'erne (hvis LED'erne er forbundet i serie, så er Ud summen af ​​spændingsfaldene over alle LED'erne), I er strømmen gennem LED'erne, R er slukningsmodstandens modstand. Her, som altid, - spænding i volt, strøm i ampere, resulterer i ohm, 0,75 - koefficient for at øge pålideligheden. Denne formel er allerede blevet citeret i artiklen.

Mængden af ​​fremadgående spændingsfald for lysdioder i forskellige farver er forskellig. Ved en strøm på 20mA er røde LED'er 1,6 ... 2,03V, gule 2,1 ... 2,2V, grønne 2,2 ... 3,5V, blå 2,5 ... 3,7V. Hvide LED'er med et bredt emissionsspektrum på 3,0 ... 3,7 V har det højeste spændingsfald. Det er let at se, at spredningen af ​​denne parameter er ret bred.

Her er spændingsfaldene for nogle få typer LED'er, blot efter farve. Faktisk er der mange flere af disse farver, og den nøjagtige værdi kan kun findes i den tekniske dokumentation for en bestemt LED. Men ofte er dette ikke påkrævet: For at få et resultat, der er acceptabelt for praksis, er det nok at erstatte en gennemsnitlig værdi (normalt 2V) i formlen, selvfølgelig, hvis dette ikke er en krans af hundredvis af lysdioder.

For at beregne kapacitansen af ​​quenching kondensatoren bruges den empiriske formel C \u003d (4,45 * I) / (U-Ud),

hvor C er kondensatorens kapacitans i mikrofarader, I er strømmen i milliampere, U er netværkets spidsspænding i volt. Når du bruger en kæde af tre serieforbundne hvide lysdioder, er Ud omkring 12V, U er amplitudespændingen på netværket er 310V, for at begrænse strømmen til 20mA, skal du bruge en kondensator med en kapacitans

C \u003d (4,45 * I) / (U-Ud) \u003d C \u003d (4,45 * 20) / (310-12) \u003d 0,29865 μF, næsten 0,3 μF.

Den nærmeste standard kondensatorværdi er 0,15uF, så to kondensatorer, der er forbundet parallelt, skal bruges i dette kredsløb. Bemærk her: formlen gælder kun for en vekselspændingsfrekvens på 50 Hz. For andre frekvenser vil resultaterne være forkerte.

Kondensatoren skal tjekkes først.

Inden kondensatoren tages i brug, skal den kontrolleres. Til at begynde med skal du bare tænde for 220V til netværket, det er bedre gennem en 3 ... 5A sikring, og efter 15 minutter tjek ved berøring, er der nogen mærkbar opvarmning? Hvis kondensatoren er kold, kan du bruge den. Ellers skal du sørge for at tage en anden, og også forhåndstjekke. 220V er jo ikke længere 12, alt er lidt anderledes her!

Hvis dette tjek lykkedes, blev kondensatoren ikke varmet op, så kan du tjekke om der var en fejl i beregningerne, om kondensatoren har samme kapacitet. For at gøre dette skal du tænde for kondensatoren som i det foregående tilfælde i netværket, kun gennem et amperemeter. Amperemeteret skal naturligvis være AC.

Dette er en påmindelse om, at ikke alle moderne digitale multimetre kan måle vekselstrøm: simple billige enheder, for eksempel meget populære blandt radioamatører, kan kun måle jævnstrøm, som ingen ved, hvad sådan et amperemeter vil vise, når de måler vekselstrøm. Mest sandsynligt vil det være prisen på brænde eller temperaturen på månen, men ikke vekselstrøm gennem kondensatoren.

Hvis den målte strøm er omtrent den samme, som den viste sig ved beregning i henhold til formlen, kan du sikkert tilslutte LED'erne. Hvis det i stedet for de forventede 20 ... 30mA viste sig at være 2 ... 3A, så er her enten en fejl i beregningerne, eller markeringen af ​​kondensatoren blev aflæst forkert.

Oplyste kontakter

Her kan du fokusere på en anden måde at tænde lysdioden på i det anvendte belysningsnetværk. Hvis en sådan kontakt er adskilt, kan det konstateres, at der ikke er nogen beskyttelsesdioder der. Så alt hvad der står lige ovenfor er noget vrøvl? Slet ikke, du skal bare omhyggeligt se på den adskilte kontakt, eller rettere, værdien af ​​modstanden. Som regel er dens nominelle værdi mindst 200KΩ, måske endda lidt mere. I dette tilfælde er det indlysende, at strømmen gennem LED'en vil være begrænset til omkring 1mA. Kredsløbet for den oplyste kontakt er vist i figur 4.

Figur 4. Ledningsdiagram for en LED i en baggrundsbelyst kontakt

Her dræbes flere "harer" med én modstand på én gang. Selvfølgelig vil strømmen gennem LED'en være lille, den vil lyse svagt, men det er ret lyst at se denne glød på en mørk nat i rummet. Men i løbet af dagen er denne glød slet ikke nødvendig! Så lad dig selv skinne umærkeligt.

I dette tilfælde vil den omvendte strøm også være svag, så svag, at den på ingen måde vil være i stand til at brænde LED'en. Derfor besparelsen på præcis én beskyttelsesdiode, som blev beskrevet ovenfor. Med frigivelsen af ​​millioner, og måske endda milliarder, af switches om året, er besparelserne betydelige.

Det ser ud til, at efter at have læst artikler om LED'er, er alle spørgsmål om deres anvendelse klare og forståelige. Men der er stadig mange finesser og nuancer, når du tænder lysdioder i forskellige kredsløb. For eksempel parallel- og serieforbindelse eller med andre ord gode og dårlige kredsløb.

Nogle gange vil du samle en krans med flere dusin lysdioder, men hvordan beregner man det? Hvor mange lysdioder kan seriekobles, hvis der er en strømforsyning med en spænding på 12 eller 24V? Disse og andre spørgsmål vil blive diskuteret i den næste artikel, som vi vil kalde "Gode og dårlige LED-koblingsordninger."

Hej alle! Jeg klatrede meget på siden, og især på min gren og fandt en masse interessante ting. Generelt vil jeg i denne artikel samle alle slags amatørradioregnemaskiner, så folk ikke ser hårdt ud, når det bliver nødvendigt at beregne og designe kredsløb.

1. Induktansberegner- . Tak for programmet krabbe

2. Universal radioamatør regnemaskine- . Tak igen krabbe

3. Tesla spole regnemaskine- . Tak igen krabbe

4. GDT Lommeregner i SSTC- . Høflighed [)eNiS

5. Program til beregning af kontur af røret PA- . Tak for oplysningerne krabbe

6. Transistor identifikationsprogram efter farve- . Tak krabbe

7. Lommeregner til beregning af strømforsyninger med en quenching kondensator- . Tak til de besøgende på forummet

8. Beregningsprogrammer for pulstransformatorer- . tak skal du have GUVERNØR. Bemærk - forfatteren til ExcellentIT v.3.5.0.0 og Lite-CalcIT v.1.7.0.0 er Vladimir Denisenko fra Pskov, forfatteren til Transformer v.3.0.0.3 og Transformer v.4.0.0.0 er Evgeny Moskatov fra Taganrog.

9. Program til beregning af enkeltfasede, trefasede og autotransformere- . tak skal du have reanimaster

10. Beregning af induktans, frekvens, modstand, effekttransformer, farvemærkning - . tak skal du have søjler59

11. Programmer til forskellige amatørradioberegninger og ikke kun - og . tak skal du have reanimaster

12. Radioamatørassistent- amatør radio lommeregner - . Emne om. tak skal du have Antracen, dvs. til mig:)

13. DC-DC konverter beregningsprogram- . Tak krabbe