Diyargroup.ru

Ремонт Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как включить в сеть светодиод в 220В

Как включить в сеть светодиод в 220В

Как включить светодиод в 220в

Светодиоды — неотъемлемая часть электроники, позволяющая осуществлять индикацию состояния приборов. В зависимости от цвета и расположения на корпусе светоизлучающие диоды сигнализируют о состоянии зарядки, подключении гаджета к сети и т. п. Но бывают ситуации, когда в приборе отсутствует штатная сигнализация, а человеку она нужна. Тогда и встаёт вопрос о том, как включить светодиод в 220 В, не используя понижающих напряжение трансформаторных устройств.

CS-CS.Net: Лаборатория Электрошамана

Сборка электрощитов, автоматика и автоматизация для квартир и частных домов. Программы для ПЛК. Сценический свет (световые шоу, настройка оборудования). Консультации, мастер-классы.

Щит с автоматикой IPM для коттеджа (Поварово)

Щит с автоматикой IPM для коттеджа (Поварово)

Автоматика моего санузла на логическом реле ABB CL

Автоматика моего санузла на логическом реле ABB CL

Щиты TwinLine в Долгопрудный (таунхаус) и Солнечногорск

Щиты TwinLine в Долгопрудный (таунхаус) и Солнечногорск

Щит для котельной на базе сенсорного ПЛК ОВЕН (Папушево)

Щит для котельной на базе сенсорного ПЛК ОВЕН (Папушево)

Щиты с IPM (сеть, генератор, UPS) в Ядромино и Победа-2

Щиты с IPM (сеть, генератор, UPS) в Ядромино и Победа-2

Щит в ЖК Монэ на ПЛК ОВЕН со сценарным управлением светом

Щит в ЖК Монэ на ПЛК ОВЕН со сценарным управлением светом

Силовой щит в Весёлово (Тула): Простой трёхфазный

Силовой щит в Весёлово (Тула): Простой трёхфазный

Щит для квартиры в Митино на ПЛК ОВЕН (свет, отопление)

Щит для квартиры в Митино на ПЛК ОВЕН (свет, отопление)

Осторожно, Светодиоды! Или подводные камни при питании мощных LED-ламп и LED-лент (стартовые токи — Inrush Curent)

Выгорание контактов реле ABB CR-P от высоких стартовых токов LED-лент и LED-ламп

Выгорание контактов реле ABB CR-P от высоких стартовых токов LED-лент и LED-ламп

Ну что? Пост я хотел написать уже как год назад, но тогда не было повода. А сейчас повод снова есть! Светодиодное освещение входит в массы тотально как и китайскими лампочками с барахолок, так и злыми светодиодными прожекторами или спотами в потолок. Светодиоды — это тренд, это круто, мощно и удобно. Они потребляют меньше мощности, более компактны. Но не всё так гладко, как кажется, и не все моменты учитывают. Лично мне не нравится, когда светодиодный фонарь на столбе лучит как точечный источник света и из-за этого прямо под столбом светло и хорошо, но зато слепит глаза, а в трёх метрах ни черта не видно.

Но дело не только в том, насколько удобно или не удобно это освещение! Есть ещё одно техническое западло, которое не все учитывают, но которое приводит к нехорошим последствиям. Для того, чтобы понять о том, какое же это такое западло, мы возвращаемся к самому началу и вспоминаем ранний пост про импульсные блоки питания, в котором коряво описано их устройство. Давайте его повторим?

Итак, блоки питания с трансформатором почти насовсем отошли нафиг. Почему? А потому что тяжело стабилизировать напряжение, потому что сам трансформатор тяжёлый и громоздкий и не везде его позапихаешь. Оказалось удобнее делать такие же блоки питания, но где трансформатор работает на более высокой частоте. Вот в нашей сети частота всего 50 Гц. А если её поднять до 25-30 кГц, то огромный трансформатор на 200 Ватт превратится в маленькую фиговинку.

А как поднять частоту сети? А сделать свой собственный генератор этой частоты на микросхеме или транзисторах! Пущай он наш маленький трансформатор и питает! А уже сам генератор мы будем питать обычным сетевым напряжением. Рассмотрим логику создателей ИБП дальше. Каким родом тока проще всего питать генератор? Постоянным, выпрямленным. А значит у нас появляется выпрямитель и фильтрующий конденсатор. И вот тут-то и начинается самое главное западло.

Повторим всё ещё раз. Обычное сетевое напряжение переменного тока выпрямляется при помощи диодного моста и попадает на фильтрующий конденсатор. После этого напряжение постоянного тока идёт на генератор высокой частоты. Напряжение высокой частоты проходит через трансформатор, понижается до нужного уровня, выпрямляется, стабилизируется и подаётся на выход блока питания.

Читайте так же:
Выключатель подсветки бардачка приора

И вот этот вот конденсатор и создаёт нам самое главное западло. Когда мы подаём питание на любой импульсный блок питания (а это и компьютерный, и зарядка для сотового, и драйвер или блок питания для LED-светильника), то кратковременно на доли секунды потребляемый ток подскакивает до космических величин (раз в 10 больше обычного потребления).

ВНИМАНИЕ! Всё, описанное и подсчитанное ниже, подходит для тех случаев, когда вы ставите светодиодные светильники с отдельным внешним драйвером (в том числе и светодиодные прожекторы)! Если вы просто переходите на светодиодные лампы, которые питаются от 220 напрямую и в которых драйвер встроен внутрь, то обычно никаких проблем с освещением не возникает.

Давайте возьмём какой-нибудь драйвер от Mean Well и посмотрим на его спецификацию. Я наобум выбрал APC-16-350. Это хиленький такой драйвер на 16 Ватт со стабилизацией тока. Для какого-нибудь светодиода на 10 Ватт сгодится.

Спецификация LED-драйвера APC-16-350

Внимательно изучаем указанные там параметры и первым видим параметр «Потребляемый ток» («AC Current») — 0,3 ампера. И тут наши добрые люди (в том числе и те, кто заказывает мне щиты) как раз и пишут мне что-то типа «А, да у меня освещение светодиодное, всего десять драйверов по 0,3 ампера каждый, потребление фигня».

И когда-то я тоже думал, что потребление фигня. Ну смотрите сами: 0,3 х 10 = 3 ампера. Да это ж любая хилая релюшка справится, а защищать такие линии надо автоматом на 6А. Верно?

А вот НЕТ! Добрый производитель дал нам классный параметр «Стартовый ток» («Inrush Current»), который составляет… 45 (сорок пять!) ампер за время 0,000 21 секунды! Представляете? Какие-то ничтожные 0,3 ампера при включении блока превращаются в 45! Это в 150 раз больше нормального потребления! И чтобы мы совсем уже расстроились, следующий параметр, который нам дают — это то, сколько таких драйверов можно навесить на автомат номиналом в 16А (а не 10А, которым мы обычно защищаем освещение): на B16 можно поставить 13 штук драйверов, а на С16 — 23 штуки.

Давайте ещё раз переосмыслим всё это. При старте хилый драйвер жрёт ток в 150 раз больше обычного (45 ампер)! А на автомат B16 их можно поставить всего 13 штук!

И вот из-за этого сейчас происходит всё больше и больше вот таких вот случаев (все они из первых рук, потому что это были мои заказчики):

  • В щите стоял автомат B6 для «хилых драйверов по 10 Вт». Драйверов было десять штук. При включении света обычным выключателем автомат наглухо вышибало. Заменили автомат на B10 — всё равно вышибало. Вышибать перестало на C10. Заменить автомат на C16 нельзя, потому что на освещение заложен стандартный кабель 3х1,5 кв.мм.
  • Регулярно (раз в месяц) сваривались контакты выключателя, который включал пяток светодиодов с их драйверами. Пришлось менять светильники на другие, в которых нет таких злобных драйверов (про это ниже).
  • Собрали щит с ПЛК и релюшками CR-P на 16А. Я как-то пропустил то, что светодиодные лампы там тоже с драйверами. После парочки включений этих ламп (тоже десяток светильников) релюшки спаялись и умерли. Хотя они, заметьте, расчитаны на 16А активной нагрузки.

Повторю вам фотку из заголовка поста:

Сгоревшие от высоких стартовых токов контакты реле ABB CR-P

Сгоревшие от высоких стартовых токов контакты реле ABB CR-P

Читайте так же:
Как сделать подсветку выключателя освещения

Левое реле стояло в щите заказчика на ОВЕН, который я собирал в 2015-2016 году. Оно просто коммутировало свет коридора — несколько светодиодных блинов, встроенных в потолок. А реле справа коммутировало у меня в туалете (пост про автоматику санузла 2017 года) светильник с двумя лампами дневного света по 18W с электронными балластами. Оба реле стали свариваться и не отключаться, если по ним не постучать.

И что делать? Как это исправлять? Положим, если бы горели какие-то там хилые релюшки! А горят даже выключатели! Обычные выключатели, рассчитанные на 10А. Давайте подумаем про возможные варианты:

  • Менять релюшки на контакторы серии ESB20 (на 20А с более прочными контактами). Но выдержат ли они? Стартовый ток десяти таких драйверов будет 45 х 10 = 450 ампер. При этом контакторы ESB20 не очень хорошие. Их магнитная система работает на переменном токе в отличие от всех других контакторов серии ESB и часто гудит или перегревается.
  • Ставить более злые контакторы. Ну это уже смешно. Прикиньте, сколько будет стоить щит на ESB24, если их понадобится поставить штук 25?
  • Использовать установочные реле E297 (аналог импульсных по размерам и типу, но без фиксации). Они заказные и рассчитаны на токи 16А. И мы ничего не выигрываем!
  • Использовать специальные реле, которые имеют двойной контакт, стойкий к стартовым токам («W pre-make + AgSnO2»), например TE RTS3Txxx (xxx — напряжение питания катушки, например 012 или 024).
  • Использовать PTC-Термисторы, включенные последовательно с таким драйвером, чтобы облегчить его стартовый режим. Так делают в импульсных блоках питания на большие мощности. Я никогда не рассматривал этот вариант и буду благодарен, если мне кто-то подскажет в комментариях, что это такое и с чем их едят.

А как обойти фишку подгорания контактов у выключателя? Действительно, что ли, ставить контактор и закладывать магистраль 3х4 под автоматом C20 на такие светильники.

Так что будьте ОЧЕНЬ внимательны со светодиодным освещением большой мощности! Не всё так легко и просто, и не всё так дешёво как может показаться: возможно, что вам придётся тратить денег на хитрую начинку щита для управления драйверами светодиодных ламп и только потом уже высчитывать общую экономию по потреблению электроэнергии!

Дополнение от 10.2018. Ура! Проблема, кажется, решена! Меандр выпустил реле МРП-101, которое ограничивает эти стартовые токи. Читайте пост про него (и его применение)!

Если какие-то элементы светодиодных лент оказались нерабочими

Покупка ленты, которая довольно-таки дорого стоит, — не всегда гарантирует ее длительную работу. Сломаться может и дорогой товар. Причиной могут оказаться не дешевые комплектующие либо брак, допущенный при производстве, а несоответствие характеристик ленты условиям эксплуатации. Зачастую в расчет не принимается сила тока ленты и источник энергии, от которой она будет работать, или отмечается несоблюдение температурного режима в ходе монтажа светодиодных лент, которые будут эксплуатировать в помещении или на улице.

Как правильно рассчитать требуемый параметр

Чтобы определить, сколько ампер или какой ток будет потреблять led на 12 или 24 вольт, нужно просто выяснить тип приобретенной продукции и по таблице, приведенной выше, выяснить искомый параметр.
Из таблицы мы получим уже готовые значения для изделий с длиной до пяти метров. При этом, если длина подсветки будет превышать 5 метров, к конечному значению таблицы нужно просто приплюсовать необходимую длину. Гораздо проблематичнее дела обстоят при вычислении нужного параметрам в ситуации, когда длина подсветки составляет, например, 2,4 м. В таком случае необходимо вычислить, сколько светодиодов приходиться на кусочек (в данном случае 0,4 м). Это можно выяснить, подсчитав количество диодов вручную. После этого, используя метод пропорций, можно легко вычислить, сколько тока будут потреблять конкретное количество источников света.

Читайте так же:
Как разобрать комнатный выключатель света

Внешний вид лент smd3028 smd5050

Как видим, каждая осветительная установка будет носить исключительно индивидуальный характер. Поэтому расчет нужно проводить для каждой отдельной подсветки. Это позволит избежать ситуации преждевременного выхода из рабочего состояния источников света вследствие нарушения условий эксплуатации.
После этого можно спокойно подбирать блок питания. Поскольку вычисленное количество потребляемого тока это и будет тот параметр, по которому необходимо подбирать преобразователь. От блока питания можно запитать led с напряжением в 12, 18 и 24 вольт.
Вычислив, какую мощность имеет 1 м изделия, можно легко вычислить данный параметр для всей длины подсветки. Для этого полученное значение просто умножает на общую длину осветительного прибора.
Обратите внимание! Осуществляя расчеты для подбора оптимального блока питания, обязательно необходимо закладывать в них 20-30 % от полученного конечного результата, формируя тем самым запас прочности покупаемого преобразователя.
Такой объем запаса необходимо делать из-за того, что в сети напряжения иногда встречаются скачки. Они, в ситуации, когда блок питания был выбран без хотя бы минимального запаса в 20%, могут вывести его из строя. Это означает, что преобразователь может просто перегореть. В результате вы не сможете пользоваться свой подсветкой, пока его не замените. Но бывают ситуации, когда от перенапряжения из строя выходят и сами диоды.

Внешний вид комнаты со светодиодной подсветкой

Светодиодная подсветка в комнате

Чтобы вычислить энергопотребление подсветки, необходимо потребляемую мощность всей подсветки (с учетом 20-30 % запаса) нужно просто умножить на то количество времени, сколько она будет включена в день. К примеру, предполагается, что работать светодиодное изделие будет в течение четырех часов. Но здесь в расчетах необходимо учитывать цвет светодиодов.

Формулы расчета резистора

Расчет сопротивления резистора для светодиодов базируется на законе Ома. Исходными параметрами для того, как рассчитать резистор для светодиода, являются:

  • напряжение цепи;
  • рабочий ток светодиода;
  • падение напряжения на излучающем диоде (напряжение питания светодиода).

Величина сопротивления определяется из выражения:

где U — падение напряжения на резисторе, а I — прямой ток через светодиод.

Падение напряжения светодиода определяют из выражения:

где Uпит — напряжение цепи, а Uсв — паспортное падение напряжения на излучающем диоде.

Расчет светодиода для резистора дает значение сопротивления, которое не будет находиться в стандартном ряду значений. Брать нужно резистор с сопротивлением, ближайшим к вычисленному значению с большей стороны. Таким образом учитывается возможное увеличение напряжения. Лучше взять значение, следующее в ряду сопротивлений. Это несколько уменьшит ток через диод и снизит яркость свечения, но при этом нивелируется любое изменение величины питающего напряжения и сопротивления диода (например, при изменении температуры).

Перед тем как выбрать значение сопротивления, следует оценить возможное снижение тока и яркости по сравнению с заданным по формуле:

Если полученное значение составляет менее 5%, то нужно взять большее сопротивление, если от 5 до 10%, то можно ограничиться меньшим.

Не менее важный параметр, сказывающийся на надежности работы — рассеиваемая мощность токоограничительного элемента. Ток, проходящий через участок с сопротивлением, вызывает его нагрев. Для определения мощности, которая будет рассеиваться, используют формулу:

Используют ограничивающий резистор, чья допустимая мощность рассеивания будет превосходить расчетную величину.

Имеется светодиод с падением напряжения на нем 1.7 В с номинальным током 20 мА. Необходимо включить его в цепь с напряжением 12 В.

Читайте так же:
Как подключить переходной выключатель света

Падение напряжения на ограничительном резисторе составляет:

U = 12 — 1.7 = 10.3 В

R = 10.3/0.02 = 515 Ом.

Ближайшее большее значение в стандартном ряду составляет 560 Ом. При таком значении уменьшение тока по сравнению с заданным составляет чуть менее 10%, поэтому большее значение брать нет необходимости.

Рассеиваемая мощность в ваттах:

P = 10.3•10.3/560 = 0.19 Вт

Таким образом, для данной цепи можно использовать элемент с допустимой мощностью рассеивания 0.25 Вт.

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты с известными характеристиками.

Как известно, основными преимуществами светодиодных лент производители называют экономию электроэнергии и долгий срок службы самой LED ленты. Однако благополучно умалчивают о том, что срок службы всей системы освещения зависит в первую очередь от качества и мощности блока питания. Согласитесь, не самое приятное дело осознавать, что светодиодная лента у Вас целая. А вот блок питания, который закрыт к примеру подвесным потолком вышел из строя, в результате чего вся система перестала функционировать. Дабы минимизировать подобные риски, важно изначально правильно подобрать блок питания. В частности, на многих интернет площадках блоки питания на 12В можно подобрать либо по току, либо по мощности. Сути это особо не меняет, так как эти величины взаимосвязаны.

упаковка светодиодной ленты

Упаковка светодиодной ленты и характеристики. Кликабельно.

Итак, во-первых, необходимо определить мощность светодиодной ленты. Очевидно, самый простой вариант, посмотреть на упаковке светодиодной ленты или на сайте производителя её технические характеристики. Как правило производитель указывает или мощность светодиодной ленты или ток потребления. Если данные параметры есть, то смело прибавляем к ним 20% и по полученным характеристикам выбираем блок питания.

Например: Известно, что LED лента на 5 метров потребляет 45 Вт., тогда мощность блока питания и (или) ток должны быть равны минимум:

P бл.пит. = P св.ленты. x 120%= 45 Вт x 120%= 54 Вт;

I бл.пит. =P бл.пит. /U бл.пит. =54 Вт/12 В= 4,5 А,

где P бл.пит. — мощность блока питания в Вт;

U бл.пит. — напряжение блока питания в В;

I бл.пит. — ток блока питания в А;

P св.ленты. — мощность светодиодной ленты в Вт.

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты с неизвестными характеристиками, но с маркировкой на самой ленте.

Данный вопрос является уже более сложным, но определённо решаемым. К примеру, допустим у Вас на руках есть светодиодная лента, но нет её технических характеристик. Тогда первым делом необходимо изучить светодиодную ленту на наличие хоть какой либо маркировки. Смотрим и если нам везёт, то мы находим на ленте например такую надпись SMD 5050 -30. Это будет означать, что перед нами лента модели SMD 5050. А число указанное, через тире означает количество светодиодов в одном метре ленты.

маркировка светодиодной ленты

Маркировка светодиодной ленты. Кликабельно.

Далее с этими параметрами обращаемся в один из поисковиков, например Google или Yandex и находим технические характеристики. В итоге получаем, что один метр ленты потребляет 7,2 Вт. Затем определяем общий метраж нашей ленты, допустим у нас 2,5 м LED ленты, тогда: 2,5 x7,2=18 Вт. Тогда проделываем все расчёты указанные в пункте 1 и получаем минимальные характеристики блока питания:

P бл.пит. = P св.ленты . x 120%= 18 Вт x 120%= 21,6 Вт;

I бл.пит. =P бл.пит. /U бл.пит. =21,6 Вт/12 В= 1,8 А.

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты с неизвестными характеристиками и без маркировки на самой ленте.

В частности, плохой вариант, когда нет ни технических характеристик, ни маркировки на ленте. Поскольку остаётся только один вариант посчитать сколько светодиодов в 1 м имеющейся светодиодной ленты. Допустим посчитали и получили цифру 30. Затем линейкой замеряем размер светодиода и определяем количество и тип ножек светодиода. Сравниваем с наиболее популярными светодиодами на фото ниже.

Читайте так же:
Как работает дистанционный выключатель света

Виды светодиодов SMD

Виды светодиодов SMD. Кликабельно.

Как правило, в 95 % случаев по фото выше Вы определите тип светодиода установленного на Вашей светодиодной ленте. Далее определяете, через поисковик технические характеристики светодиода. В дополнение к этому, технические характеристики популярных светодиодов приведены ниже:

Технические характеристики светодиодов SMD 5050

Технические характеристики некоторых светодиодов SMD. Кликабельно.

Как видно из изображения, цифры которые идут после аббревиатуры SMD, указывают на размер светодиода. Например SMD 3528, цифры 3528 указывают на то, что размер данного светодиода 3,5 мм на 2,8 мм. То есть в самом размере светодиода кроется подсказка на тип светодиода. Далее зная тип светодиода, общую длину LED ленты и количество светодиодов в 1 м, мы можем определить, на какую мощность нам нужен блок питания.

Например: определено, что тип светодиода у нас SMD 5730, общая длина светодиодной ленты ленты 2,5 м, а в метре ленты 30 светодиодов. Тогда минимальная мощность и (или) ток блока питания должны быть равны:

P бл.пит. = P одн.свет . x N x L x 120%= 0,5 Вт x 30 шт. x 2,5 м x 120%= 45 Вт;

I бл.пит. =Pбл.пит./Uбл.пит. =45 Вт/12 В= 3,75 А.

где P бл.пит. — мощность блока питания в Вт;

Р одн.свет. — мощность одного светодиода в Вт;

N — количество светодиодов в метре;

L — длинна светодиодной ленты;

U бл.пит. — напряжение блока питания в В;

I бл.пит. — ток блока питания в А.

Если ни один вариант для Вас не подошёл, то советую принимать мощность 1 светодиода равной 0,5 Вт и производить расчёт согласно выше приведённой схеме. Таким образом, вы на 99,9 % подберёте блок питания с неплохим запасом и вся система будет работать долго и надёжно.

Основные различия между светодиодом и диодом

  • Диод представляет собой полупроводниковое устройство, которое проводит ток только в одном направлении. В то время как светодиод является типом диода, который излучает свет.
  • Диод изготовлен из полупроводникового материала, и электроны этого материала отдают свою энергию в виде тепла. Принимая во внимание, что светодиод состоит из арсенида галлия и фосфида галлия, электроны которого излучают свет при передаче энергии.
  • Диод преобразует переменный ток в постоянный ток, тогда как светодиод преобразует напряжение в свет.
  • Диод имеет высокое обратное напряжение пробоя, в то время как светодиод имеет низкое обратное напряжение пробоя. Напряжение пробоя — это напряжение, при котором может протекать ток обратного направления.
  • В диоде падение напряжение во проводящем состоянии составляет 0,7 В в случае использования кремниевого материала и 0,3 В в случае германия. В то время как в LED падение напряжение в проводящем состоянии составляет примерно от 1,2 до 2,0 В.
  • Диод выпрямляет переменный ток, в то время как светодиод отображает свет.
  • LED используется в автомобильных фарах, светофорах, вспышках фотоаппаратов, в медицинских устройствах и многих других. В то время как обычный полупроводник используется в цепях защиты, выпрямителях напряжения, умножителях напряжения.

Светодиод и диод выполнены из разных материалов, благодаря чему они имеют разные свойства. Диод сделан из кремния или германия, поэтому он дает энергию в виде тепла. А LED сделан из арсенида галлия фосфида галлия, которые выделяют энергию в виде света.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector