Как подключить светодиодный прожектор к сети 220: этапы и правила монтажа

Светодиодная продукция появилась на рынке несколько лет назад, став настоящим прорывом в светотехнике. Эти универсальные, долговечные и надежные устройства характеризуются массой других достоинств, к числу которых можно отнести высокую экономичность и многофункциональность.

Неудивительно, что люди интересуются, как подключить светодиодный прожектор. Ведь приборы используются на административных, производственных объектах, для декоративного освещения дачных участков, садов и внутренней территории загородных домов.

Выполнение данных действий требует наличия определенного уровня знаний в области электрики. Профессиональные монтажники не рекомендуют самостоятельно выполнять подключение светодиодных прожекторов, поскольку это может привести к возникновению неполадок и полному выходу из строя софита. Тем не менее, если вы будете действовать внимательно и отнесетесь с ответственностью к работе на каждом этапе, то результат будет положительным.

к содержанию ↑

Сфера использования

Области применения данных приборов обширны. Они затрагивают бытовую, промышленную и торговую сферы жизни. При использовании прожекторов для декоративного освещения архитектурных сооружений следует выбирать конструкцию со степенью защиты от проникновения пыли и влаги IP65 и выше. При таком раскладе гарантируется работоспособность оборудования в температурном диапазоне от -45 до +50 град. Цельсия, противостояние атмосферным осадкам, включая дождь и снег. Прожекторы размещаются на возвышенностях, а срок эксплуатации превышает 50000 часов.

Устройства СДО 5 могут использоваться для освещения складских помещений, производственных цехов, что обусловлено низким потреблением электроэнергии и малыми финансовыми затратами. Высокая стоимость изделий быстро окупается из-за экономичности, поскольку на таких объектах они эксплуатируются практически круглосуточно.

Диодные прожекторы применяются для освещения различных открытых территорий с выставочными витринами, футбольными полями и другими спортивными площадками. В данном случае важен выбор мощности и цветовой температуры, что позволит избежать отбрасываемых объектами теней и в точности передать цвета, подчеркнув достоинства товара (в случае с торговыми витринами). Оборудование применяется для освещения рекламных щитов, позволяя правильно расставить акценты.

Нередко можно встретить прожекторы на led-диодах в театральных и киноконцертных залах. С их помощью организуется эффективное освещение с возможностью управления.

Одно из преимуществ, которое обусловило распространенность светодиодных прожекторов во всем мире, является экологическая безопасность. В случае выхода из строя прибор утилизируется как обычный мусор.

к содержанию ↑

Конструкция светодиодного прожектора

Большинство прожекторов данного типа изготавливается на основе алюминиевого корпуса, содержащего стеклянные или пластиковые рефлекторы для рассеивания света или формирования узконаправленных световых пучков. Наличие нескольких наклонных зеркал внутри корпуса или специальных панелей (не обязательно стеклянных) позволяет задавать нужное направление светового потока.

Рабочая часть прожектора называется светодиодной матрицей. Она состоит из одного или нескольких полупроводников, впаянных в обычную плату. Несмотря на то, что матрица не выделяет тепло наружу, она нагревается изнутри. От того, насколько качественно будет организован отвод тепла, зависит продолжительность эксплуатации устройства.

В этих целях используются специальные радиаторы. В процессе нагрева температура по подложке с минимальным сопротивлением уходит на радиатор (обязательно наличие термопасты).

Для стабильной и продолжительной работы светодиодам необходимо постоянное напряжение с минимальными перепадами. За соблюдение данного требования отвечает дополнительный элемент – драйвер (блок питания). Эта небольшая деталь содержит трансформатор, диодный мост, конденсатор и стабилизаторы. Может быть дополнена иными электротехническими компонентами.

К уличным прожекторам нередко подключают датчики движения, поэтому они работают только при необходимости, когда сенсор регистрирует приближение человека. Датчик движения характеризуется разными параметрами, среди которых – чувствительность и диапазон действия. От первой характеристики зависит, будет ли устройство реагировать на передвижение собаки и других мелких существ, от второй – на каком расстоянии должен находиться от прожектора человек, чтобы включился свет.

Еще одним новшеством в схеме подключения светодиодных прожекторов является автоматический коммутатор. Он реагирует на уровень освещенности окружения и в зависимости от того, насколько в комнате/на территории темно, включает осветительный прибор на определенную мощность. К примеру, днем в солнечную погоду прожектор и вовсе не включится.

к содержанию ↑

Техника безопасности и рекомендации по эксплуатации

Несоблюдение правил электротехнической безопасности при монтаже, подключении и эксплуатации осветительных приборов приведет к неприятным и трагическим последствиям.

Руководствуйтесь следующими рекомендациями:

1. Независимо от того, устанавливаете вы прибор к сети 220 В или монтируете устройство на 12 В, питаемое от аккумулятора, перед работой никогда не мочите руки. Избегайте взаимодействия с электротехникой, если руки влажные или вспотевшие. Никогда не выполняйте какие-либо операции с уличным освещением, если на улице сыро и пасмурно.
2. Обязательно отключайте цепь от сети питания, что позволит избежать поражения электрическим током.
3. Замерьте напряжение в сети и убедитесь, что его значение не превышает 220 В (допустимы небольшие отклонения — на 5-6 %).
4. Избегайте близкого расположения прожектора к маломощным приборам.

5. Старайтесь не использовать рядом со светодиодными устройствами какие-либо химикаты.
6. Если заметили перебои в работе led-прожектора, то отключите его от сети питания. Различные перепады могут быть связаны с неисправностью матрицы, отдельного диода или скачками напряжения в сети.
7. Несмотря на универсальность и неприхотливость светодиодной продукции, продумайте план технического обслуживания и ухода за изделием.

к содержанию ↑

Этапы выполнения работ

Работы по монтажу и подключению диодных прожекторов делятся на три этапа: поиск места установки, подготовка инструмента и материалов, непосредственно подключение.

Определение места

Здесь нужно двигаться «с конца»: определите территорию, которая должна освещаться прожектором, после чего выберите место его установки так, чтобы световой поток падал на нужную зону. В идеале надо составить схему или начертить эскиз. Убедитесь в том, что рядом находятся источники питания, либо проложите проводку. Важно, чтобы имеющиеся кронштейны надежно крепились к стене или выбранному объекту.

Прожекторы могут крепиться к потолку, опорам, стенам, а главным условием является наличие гладкой поверхности для монтажа. Высота установки зависит от габаритов и мощности изделия, освещаемой территории и т.д. Небольшие прожекторы рекомендуется монтировать на максимальную высоту не более 16 м. Помните, что это многофункциональные устройства, позволяющие с легкостью задавать определенный угол наклона.

к содержанию ↑

Инвентарь и материалы для подключения к электросети

В процессе выполнения работ вам пригодятся:

• бокорезы;
• канцелярский нож или специальный инструмент для зачистки провода;
• паяльник со всеми принадлежностями;
• изолента;
• отвертка.

Подключение светодиодного прожектора с заземлением и без него

Внимательно прочитайте инструкцию. Если в ней ничего не указано насчет полярности, то при подключении к сети ее можно игнорировать. Чтобы подсоединить прожектор, используйте гибкий медный или любой другой проводник, который устойчив к высоким температурам (до 160 град. Цельсия). Не всегда есть необходимость в заземлении, поэтому желто-зеленый провод можете просто хорошенько заизолировать и спрятать в задней части прибора.

Подключение устройства к той или иной сети зависит от модификации. Это могут быть приборы, работающие от сети переменного тока напряжением 220 В, либо оборудование, функционирующее от источников постоянного тока на 24 В. В последнем случае может применяться обычный бытовой выпрямитель тока.

Перед монтажом изучите корпус прожектора и убедитесь в отсутствии видимых повреждений механического типа. Освободите клеммную колодку, удалив крышку, чтобы получить доступ к клеммам и узлам заземления. Выкрутите сальниковый ввод и обесточьте помещение, отключив подачу электроэнергии с общего распределительного щитка.

При замене прожектора на новый нужно выбросить старый, предварительно сняв с него все провода. Желательно подбирать такие устройства, для которых подходит идентичная крепежная конструкция. Установите чехол на пустое место – этот элемент обеспечит защиту проводов от попадания воды.

Разместите прожектор, наживив винты и шурупы, достаньте провода из коробки и соедините с нужными в соответствии с электросхемой. При помощи паяльника обеспечьте надежное крепление и хороший контакт на проводах. Выполните изоляцию, спрячьте соединения внутрь клеммной коробки и верните на место крышку, закрутив болты. В этих целях могут использоваться и специальные защелки.

Закрутите винты на прожекторе, чтобы намертво прикрепить его к месту установки. Подайте напряжение и убедитесь, что осветительный прибор функционирует.

к содержанию ↑

Особенности подключения led-прожектора с датчиком движения

Процесс подключения прожектора через датчик движения требует небольшой корректировки инструкции, обозначенной выше. Последовательность выглядит следующим образом:

1. Разверните прожектор и отыщите клеммную коробку. Открутите винты, чтобы получить доступ к тройной колодке с клеммами, подключенными к светодиодам.
2. В корпусе прибора есть специальные отверстия, через которые нужно завесить провода. Если данное отверстие герметичное, то вы увидите резиновый уплотнитель с гайкой. Проведите провод и обязательно затяните эту гайку.
3. Подключите «плюс» к «плюсу». Обычно такие провода окрашиваются в коричневый или красный цвет, обозначаются L – фаза.
4. Соедините «минус» с «минусом». Это нейтраль, которая обозначается буквой N и окрашивается в более холодные оттенки – светло-синий, черный.
5. Практически во всех случаях требуется заземление. Найдите полосатый провод (обычно смесь желтого и зеленого цветов) с обозначением RE.

Датчик движения имеет минимум два провода – «плюс» и «минус». В некоторых случаях он оснащен заземлением. Минусовой кабель соедините с прожектором напрямую, поскольку он всегда должен быть включен в цепь.

По сути, вы подсоединяете устройство через выключатель, который работает не в ручном, а в автоматическом режиме при регистрации движения, тепла или звука. По этой причине плюсовое значение будет подаваться на прожектор лишь в том случае, если сработал датчик. Нужная клемма прожектора будет обозначена латинской буквой A.

Если датчик встроен в прожектор, то последний будет содержать клеммную коробку с тремя проводами и аналогичными обозначениями.

Многие сенсорные элементы поддерживают регулировку основных параметров:

1. Чувствительность. Если слишком высок процент ложных срабатываний, то уменьшите данное значение.
2. Светочувствительность. Специальный фотоэлемент регистрирует освещенность, и, к примеру, в дневное время суток не даст прожектору включаться.
3. Таймер – позволяет задать время, в течение которого устройство будет функционировать после регистрации движения, звука или теплового объекта. Пороговые значения бывают разными. Минимальная планка составляет несколько секунд, максимальная – вплоть до часа.

Как видите, установка светодиодных прожекторов максимально проста. Главное, соблюдать правила и рекомендации, чтобы не нарушить требования к электротехнической и пожарной безопасности. Конструкция приборов максимально проста, а для их эксплуатации достаточно соединить три кабеля – минусовой, плюсовой и заземляющий. Даже при наличии датчика движения или светочувствительного элемента процесс монтажа усложняется незначительно.

Как подключить светодиодный прожектор к сети 220: этапы и правила монтажа

Как подключить светодиодный прожектор к сети 220 своими руками фото

В соответствие с русским словарем, прожектор представляет собой источник света, включающий в свой состав совокупность зеркальных элементов, а также оптических линз. Главной задачей этого устройства является излучение сильного светового потока, имеющего определенное направление.

На сегодняшний день прожекторами именуют уличные светильники, функционирующие с помощью светодиодных ламп. Такие лед-прожекторы отличаются экономичностью и долговечностью, а также разнообразием дополнительных возможностей (например, датчики, фиксирующие перемещение). При этом мощность данных осветительных приборов обычно не превышает 50 Вт.

Монтаж прожекторов является важным и ответственным этапом. Поэтому в этой статье мы рассмотрим основные правила и особенности подключения фонарей к сети 220 В.

Пользуйтесь электроприборами так же, как раньше, а платите в 2 раза меньше!

Вы сможете платить за свет на 30-50% меньше в зависимости от того, какими именно электроприборами Вы пользуетесь.

Читать далее >>

Конструкция устройства

Прожектор состоит из светодиодных источников света, кронштейна и блока управления, который, в свою очередь, включает в себя герметичный корпус, контроллер и аккумулятор.

Контроллер осуществляет управление устройством за счет реле времени, а также такого элемента как автоматический выключатель, обеспечивающий защиту прибора.

Управление прожектором может осуществляться либо вручную, либо автоматически, т. е. с помощью датчиков освещенности и перемещения. Данное устройство функционирует за счет контакта полупроводников, отличающихся типами проводимости.

Монтаж и подключение прожектора

Прежде чем приступить к установке осветительного прибора, следует правильно подобрать для него место. В соответствии с нормами и техникой безопасности светодиодный прожектор необходимо размещать на определенном расстоянии от горючих поверхностей и материалов.

Очень опасна эксплуатация фонарей, имеющих риск перегрева. К ним можно отнести устройства с мощными источниками света. Поэтому для защиты рекомендуется использовать жестяные или асбестовые листы либо обеспечить прожектору достаточную вентиляцию.

Направление устройства зависит от окружающей обстановки. Прожектор может быть зафиксирован лампами вверх, вниз или горизонтально. Главное требование здесь – ровная поверхность, куда устанавливается прибор, и отсутствие различных помех на расстоянии 25 см от прожектора.

Осветительный прибор следует монтировать на кронштейн с помощью крупных болтов, смазанным специальным маслом во избежание возникновения ржавчины.

Процесс установки галогенного прожектора можно представить в виде следующих этапов:

• соблюдая правила техники безопасности и нормы, протягиваем электрический кабель к более подходящей поверхности для монтажа устройства. Рекомендуется применение многожильного кабеля из меди;
• делаем метки на поверхности, где будет установлен светодиодный прожектор;
• с помощью саморезов по металлу (либо дереву) фиксируем прибор.

Если в качестве поверхности для прожектора выступает бетонная или кирпичная конструкция, то для просверливания отверстий следует использовать перфоратор.

Схема подключения светодиодного прожектора выглядит следующим образом:

• при помощи индикатора необходимо убедиться в том, что на кабеле отсутствует фаза;
• открываем блок с контактами и проводим туда электрический кабель;
• соединяем провода с клеммником. При этом «фазу» (коричневый или красный провода), «ноль» (голубой или черный провода) и защитный проводок «земля» (зеленый или желтый) следует соединить с внутренней колодкой прожектора;
• закрыть блок, убедившись в сохранении его герметичности;
• установить лампы;
• протестировать работу устройства.

В зависимости от способа и места установки схемы монтажа могут отличаться от описанной выше.

Сфера использования

Установка прожектора со светодиодами возможна в разнообразных условиях. Зачастую данное устройство применяется на производстве, т.е. на заводах, в цехах и т.д.

Владельцы домов, имеющие просторные приусадебные пространства, применяют фонари с пониженным уровнем яркости, так как освещение здесь осуществляется частично, по определенным зонам. При использовании уличных светильников следует учесть, что оптимальным вариантом установки является монтаж под козырьком. Это поможет избежать влияния влажности, способной привести к неполадке прожектора.

Техника безопасности и рекомендации по эксплуатации

Для исключения несчастных случаев и порчи имущества следует соблюдать следующие правила:

• работа с электрическими приборами должна осуществляться сухими руками. Также это касается погодных условий. Если на улице повышенная влажность или идет дождь, то от монтажных мероприятий следует отказаться;
• перед установкой прожектора необходимо обязательно удостовериться в отсутствии электрического тока;
• напряжение сети должно быть не больше 220 В;
• запрещается установка прожектора вблизи от мощных электрических приборов;
• не допускается применение химических средств рядом с прожектором.

Для поддержания осветительного прибора в хорошем состоянии, а также продления срока его службы необходимо соблюдать требования по уходу за ним. Стоит отметить, что светодиодный прожектор не нуждается в излишнем обслуживании.

Прежде всего нужно отказаться от чистящих средств, в основе которых используется растворитель. Если прибор вышел из строя, достаточно отсоединить его от сети, при этом не разбирая. Осуществляя установку осветительного прибора, необходимо обеспечить ему заземление.

В данной статье мы ответили на вопрос, как подключить прожектор к сети, а также рассмотрели конструктивные особенности и основные требования при использовании этого осветительного прибора.

Помимо яркого и мощного освещения, данное устройство обеспечивает безопасность при эксплуатации как для людей, так и для природной среды, а также экономию электроэнергии, обусловленную применением светодиодных источников света. Несмотря на достаточную простоту, монтажные мероприятия все-таки рекомендуется доверить специалистам.

конструкция и принцип действия, выбор светодиодов

Внешнее освещение в тёмное время суток — не только важная составляющая комфорта различных домовладений, но и необходимый элемент системы безопасности. Для организации наружного освещения чаще всего применяются прожекторы, освещающие большие территории и участвующие в подсветке сооружений. Торговые площадки предлагают широкий ассортимент такого рода изделий, но при этом несложно будет изготовить светодиодный прожектор своими руками.

Область применения и устройство

Слово «прожектор» было заимствовано из латинского языка. Дословно projectus обозначает — брошенный вперёд. Под этим понятием понимается прибор, испускающий свет посредством перераспределения и фокусирования видимой энергии расположенного внутри него источника излучения. Первый прототип такого прибора был разработан итальянским изобретателем Леонардо да Винчи, а впервые его создал русский механик-изобретатель Иван Петрович Кулибин.

Рассматриваемые устройства первоначально применялись для установки на маяках, охраняемых территориях и в киноиндустрии. В качестве источника света в них использовалась лампочка накаливания большой мощности. Конструкции отличались: крупными габаритами, низким коэффициентом полезного действия, повышенным нагревом.

С развитием полупроводниковых приборов и появлением мощных светодиодов наступила новая эра применения прожекторов. Из-за неприхотливости конструкции и экономичного использования энергии они стали использоваться не только на промышленных и коммунальных объектах, но и в частных домовладениях. Сегодня их можно встретить на фасадах различных жилых и административных зданий, туннелях, мостах. Они освещают памятники архитектуры, баннеры, дорожки, входы и выходы.

Конструкция прибора

По своей конструкции светодиодный прожектор не представляет собой сложное устройство. В нём может использоваться как один мощный светодиод (LED), так и их группа. Для фиксации прибора на различных поверхностях применяется кронштейн, который в большинстве случаев является неотъемлемой частью устройства.

Можно выделить следующие основные элементы, составляющие конструкцию светодиодного прожектора:

• корпус;
• система излучения света;
• драйвер.

При работе устройства, кроме испускания квантов света, выделяется и тепловая энергия. Поэтому для защиты излучателя и элементов управления прожектора корпус изделия выполняется из теплопроводного лёгкого материала. В основном корпуса изготавливаются из алюминия и дюрали, но для маломощных приборов он может быть выполнен и из пластика.

Световой модуль изготавливается на основе COB (chip-on-board) или матрицы из SMD светодиодов. Первый тип является самым распространённым, так как он был специально сконструирован для создания направленного света, в то время как второй по заявлениям производителей имеет большую продолжительность работы.

Суть технологии COB заключается в применении керамической подложки, на которой размещаются бескорпусные излучающие кристаллы. Сверху на них наносится люминофорный слой. Такой подход при производстве позволяет снизить себестоимость изделия и получить равномерное свечение, при котором отдельные точки кристаллов практически не видны.

Мощность COB-матрицы может достигать ста ватт, а хорошо выполненный теплоотвод позволяет достичь практической светоотдачи, равной 100−150 люменов на один ватт. Срок службы такой матрицы по заявлениям производителей составляет около 30 тысяч часов работы. Технология COB матриц молодая, она появилась только в 2010 году и продолжает развиваться стремительными темпами.

SMD-матрицы представляют из себя набор из светодиодов, размещённых на алюминиевой подложке. Обычно мощность одного такого элемента не превышает двух ватт. Большое количество светодиодов, располагающихся близко друг к другу, позволяет в среднем выдавать освещение равное 110 люмен на один ватт. Заявленный их срок службы достигает 50 тысяч часов. Особенностью прожекторов с SMD-матрицей по сравнению с одноматричными является больший световой поток. Связано это с тем, что в одноматричных прожекторах не применяются светодиодные чипы с соотношением более 1 Вт на 0.9 лм.

Принцип действия

Работа прожектора основана на свойстве p-n перехода излучать свет в видимом спектре человеческому глазу. При подаче на радиоэлемент напряжения внутри него происходит переход носителей заряда через зону соприкосновения двух материалов с разной проводимостью. В результате заряды сталкиваются, и возникает процесс, сопровождающийся излучением квантов света.

Основным параметром излучателя является его рабочий ток. То есть это та его сила, при которой происходит процесс рекомбинации. От его значения зависит температурный режим работы прибора. Высокий нагрев радиоэлемента приводит к его деградации и выходу из строя. Поэтому важно ограничивать подающуюся на прибор света величину тока, другими словами — питающее напряжение. Для этого и используется электронная плата — драйвер.

При включении прожектора в переменную сеть 220 вольт, напряжение через контактные клеммы поступает на драйвер устройства, в котором выпрямляется и снижается до нужного значения. Затем уже с него сигнал попадает на источник света. Фокусирование потока излучения осуществляется линзой Френеля или рефлектором. Для избегания попадания внутрь модуля влаги и пыли корпус обрабатывается силиконовыми герметиками. Охлаждение радиоэлементов происходит естественным образом за счёт отверстий и конструкции теплоотвода.

Характеристики прожекторов

Достоинствами светодиодных прожекторов является их простота установки, отсутствие вредных веществ, небольшие габариты и вес. Световой поток характеризуется однородностью и равномерностью свечения. У такого типа осветителей отсутствуют пульсации и мерцания. Устройства устойчивы к вибрациям и могут работать при температуре от минус 70 до плюс 45 градусов.

Неважно, приобретается прожектор в магазине или конструируется самостоятельно, к его основным характеристикам относят:

1. Мощность светового потока. Этот параметр определяет максимальный свет, который может дать прибор.
2. Фокусирование свечения. Обозначает угол рассеивания света. Если угол расхождения света большой, то освещается больше территории, но количество света при этом будет меньше.
3. Защищённость. Так как устройство эксплуатируется на улице, то оно постоянно подвергается воздействию окружающей среды. Поэтому очень важно защитить прожектор от попадания к нему внутрь пыли, влаги или других веществ и предметов.
4. Цветопередача. Этот параметр зависит от типа используемых излучателей. Характеризует, насколько естественно выглядят предметы под светом устройства.
5. Цветовая температура. Зависит от вида используемых светодиодов. Считается, что цвет, наиболее комфортный для человеческого глаза, лежит в интервале 2200−3000 К.
6. Питание. Для работы осветителя нужна электрическая энергия. Поэтому наиболее распространёнными являются устройства, работающие от сети переменного напряжения 220 вольт. Но в последнее время популярными становятся приборы, использующие для своей работы энергию, накопленную солнечными батареями.
7. Дополнительные функции. Нередко производители оснащают свои прожекторы различными датчиками, реагирующими на разные изменения. Например, это могут быть датчики света или движения.

Самостоятельное изготовление

Купить светодиодный прожектор в магазине не проблема, но гораздо дешевле и приятней будет собрать его собственными руками. На самом деле при правильном подходе изготовить самостоятельно такого типа осветитель не представляет особой сложности, учитывая, что в магазинах можно приобрести все нужное для этого. Вот список того, что понадобится для конструирования прожектора:

• отражатель;
• корпус и элементы для его соединения;
• матрица излучения света;
• драйвер;
• провода;
• герметик или клей.

Одни материалы понадобится купить, а другие можно сделать из подручных средств или даже снять со старых ненужных приборов.

Матрица излучателей и драйвер

Существует три вида светодиодов. Для прожектора применяются сверхяркие светодиоды белого цвета на металлической подложке или LED. Излучатели, выполненные в пластиковых цилиндрических корпусах со штыревыми видами, для изготовления мощных прожекторов непригодны.

Как только нужное количество светодиодов или диодных сборок для получения нужной мощности куплено, начинается их монтаж на подложку. Так как при работе излучатели сильно нагреваются, то понадобится крепить их на радиатор. В качестве него можно взять любую алюминиевую или медную пластину и вырезать из неё необходимый размер, а можно применить готовый радиатор из компьютера или другой техники.

У SMD светодиодов крепёжные отверстия обычно не предусмотрены, поэтому к радиатору их приклеивают, используя теплопроводный клей. Как только все элементы приклеены, между ними понадобится обеспечить электрический контакт. Для этого, используя кусочки провода, все излучатели соединяют параллельно или последовательно друг другу с помощью пайки.

Если применяется большое количество светодиодов, то есть смысл использовать последовательно-параллельное включение. Для этого создаются ветви, состоящие из равного количества светодиодов с последовательно установленным ограничительным резистором. Его расчёт несложен: из напряжения питающей сети вычитается напряжение светодиода и делится на предельно допустимый ток.

Последнее значение определяется как сумма токов каждого элемента в ветви. Как только соединение радиоэлементов выполнено, в удобном месте радиатора просверливается отверстие, через которое пропускается пара проводов. Один провод припаивается к общему плюсу светодиодов, а другой к минусу. С обратно же стороны делается запас около четырёх сантиметров, дающий возможность свободно припаять драйвер.

В зависимости от количества светодиодов понадобится изготовить или приобрести блок питания с требуемым напряжением для их розжига. Для этого понадобится знать характеристики используемых светодиодов.

Для прожектора средней мощности можно использовать блоки питания общебытового назначения с выходным пульсирующим током до двух ампер и напряжением на 3−5 вольт выше прямого напряжения диодов. Для избегания всплесков напряжения, могущего привести к перегоранию светодиодов, драйвер должен иметь стабилизацию. Её можно выполнить, используя интегральные микросхемы: LM317, LM350 и LM338.

Сборка элементов воедино

Как только драйвер с матрицей будут готовы, понадобится определиться с корпусом, в котором свободно смогут разместиться все элементы. В качестве него можно использовать любое подходящее по габаритам ненужное устройство. Например, компьютерный блок питания, старый прожектор с лампочкой. А можно сделать и самому, но для этого понадобятся слесарные навыки.

При этом следует сразу предусмотреть возможность крепления корпуса к стенам или потолку. В качестве отражателя подойдёт обыкновенная пищевая фольга, а вместо защитного стекла можно использовать прозрачный пластик, например, из коробочки от CD дисков.

Все элементы аккуратно размещаются в середине. Для их закрепления проще всего использовать не резьбовые крепления, а, например, стяжки или клей. Но в случае ремонта при приклеивании элементов к корпусу разборка прибора существенно осложнится. Плюс со светодиодов припаивается к плюсу драйвера, а минус к общему проводу. На корпус выводится разъем для подключения к сети 220 вольт или просто пара проводов.

Делается пробное включение. Если прожектор проработал около часа, и его температура нагрева не превысила 50−60 градусов, то можно с уверенностью герметизировать корпус и начинать радоваться самостоятельно выполненному устройству.

Как подключить светодиодный прожектор к сети 220 В?

Общее снижение цен на светодиоды и матрицы на их основе определяет широкое распространение LED-прожекторов, а универсальный характер этих светильников расширяет сферы их применения — придомовые территории, автостоянки, декоративная подсветка и так далее.

Схемы подключения светодиодного прожектора к сети 220 В не отличаются большой сложностью — минимальный набор инструментов и небольшие навыки электромонтажа выступают достаточными факторами самостоятельного подключения прожектора к сети.

Немного о конструктивных особенностях

Конструктивно светодиодный прожектор оформлен в металлическом корпусе, внутри которого располагается светодиодная матрица и блок питания (драйвер). В мощных моделях блок питания размещают снаружи, а светодиодная матрица соединена с радиатором охлаждения. В LED-прожекторах небольшой мощности в качества радиатора используется корпус осветительного прибора. Чтобы подключить LED-прожектор к сети потребуется набор отверток и кабель, по которому поступает питающее напряжение. Выбор сечения проводов зависит от мощности осветительного прибора, которая определяет силу тока по подводимому кабелю. Так как светодиодные прожекторы имеют сравнительно небольшую мощность, то стандартного провода сечением 1,5 мм² с большим запасом хватит, если нужно подключить осветительный прибор мощностью до 200 Вт.

Отдельно стоит отметить, что нормы электробезопасности требуют использовать для подключения уличных прожекторов гибкие силовые кабели с многожильной конструкцией внутренних проводников. Примером такого решения является кабель NYM.

Схемы подключения

Для подключения внешней сети в корпусе светодиодного прожектора предусмотрена входная муфта для кабеля и клеммная розетка на три контактных группы — фаза (L), ноль (N) и земля. Цветовая маркировка проводов: фаза — красный или коричневый, ноль — синий или черный, земля — зеленый с желтым. Стоит помнить, что корпус осветительного прибора соединен с земляным проводом клеммной колодки, что определяется мерами безопасности владельца светодиодного источника света. Если подводящий провод имеет двухжильную конструкцию (фаза и ноль), то клемму заземления в розетки можно оставить свободной.

Если требуется подключить прожектор в схему освещения через датчик движения или освещенности, то подразумевается монтаж датчиков вместо, либо параллельно ручному выключателю.

В случае установки датчика рядом с осветительным прибором, для монтажных работ потребуется кабель с дополнительной жилой.

Последовательность работ

Непосредственное подключения кабеля к светодиодному прожектору состоит из нескольких основных этапов:

1. Зачистка концевых окончаний проводов для их монтажа в клеммной розетке.
2. Снятие крышки монтажной коробки или разборка корпуса прожектора — вид работы определяется конструкцией прибора освещения.
3. Ввод сетевого провода через специальную муфту с сальником в корпусе прибора (гермоввод) и крепление жил в клеммных розетках. Подключение каждой жилы производится в соответствии с цветовой маркировкой и назначением жилы — фаза, нейтраль, земля.

В случае использования отдельных датчиков освещенности или движения, соединение проводов от датчика и ручного выключателя освещения выполняется в одну фазовую контактную группу.

После фиксации проводов в клеммной коробке необходимо аккуратно установить на место крышку монтажной коробки или корпуса осветительного прибора — светодиодный прожектор готов к установке на его рабочее место.

Подключение к электросети

Подключение провода от светодиодного прожектора к сети переменного тока 220 В необходимо производить после обесточивания места монтажа и отключения питающего напряжения. Для этого необходимо выключить главный автомат в щите управления или отдельный автомат, если таковой предусмотрен схемой разводки сети.

При отсутствии цветной маркировки кабеля сети переменного тока, перед отключением автомата, необходимо определить фазовую жилу с помощью специальной индикаторной отвертки. Такая мера связана с тем требованием, что все выключатели и датчики должны монтироваться в разрыв фазовой жилы.

Как подключить светодиодный прожектор к сети 220

Светодиодные прожекторы широко используется для подсветки территории. Значительный разброс мощности от 10 Вт до 200 Вт позволяют использовать их на самых разнообразных объектах от подсветки садовой дорожки до освещения автомобильной стоянки.

При выборе желательно обращать на маркировку типа корпуса, она говорит о гидроизоляционных свойствах конструкции. Корпус с маркировкой IP 44 не имеет защиты от влаги и используется исключительно в помещениях, например, гараже. IP 65 рекомендуют размещать под навесом для защиты от прямого попадания дождя, IP 67 без проблем устанавливается на открытом пространстве, а IP 68 полностью водонепроницаемый и может размещаться хоть в бассейнах.

Как подключить светодиодный прожектор к сети 220

В корпусах IP 44 драйвер питания часто расположен снаружи корпуса в отдельной коробке, у IP 65, IP 67, IP 68 плата питания находится внутри корпуса и провода подводятся к ней через специальную гайку с сальником — гермоввод.

Для монтажа проводки никакого специального оборудования не требуется, достаточно обычной крестовидной отвертки. Если от точки подключения до места монтажа достаточно далеко провод желательно зафиксировать специальными пластиковыми скобами для фиксации проводки. Зачищенные провода к плате питания внутри прожектора подключают через поджимные клемы.

Схема подключения светодиодного прожектора

Существуют определенные стандарты подключения. Это сделано ради того, что бы любому человеку, обслуживающему прибор было проще ориентироваться в проводке. Стандартно применяют схему подключения светодиодного прожектора с тремя проводами: жёлтый – заземление, красный (иногда коричневый) – фаза, синий – ноль.

Фазу можно найти с помощью обычной отвертки тестера с индикаторной лампочкой в ручке.

Как выбрать провод для подключения прожектора

Учитывая, что мощность прожекторов на светодиодах может отличаться в десятки раз, провода также потребуются разные. Для мощности 10-50 Вт будет достаточно многожильного медного провода сечением 1-1,5 мм.кв., а вот для мощных лучше взять проводку с сечением 2 мм.кв. Нужно учесть и длину питающего провода. Если расстояние от точки подключения до источника света больше сотни метров — провод потребуется большего сечения иначе, за счет падения напряжения, яркость светодиода снизится.

Монтаж светодиодного прожектора

В отличие от обычных ламп накаливания светодиодные матрицы чувствительны к перегреву. Площадь светоизлучающего элемента относительно не велика и выделяет много тепла. Отвод излишков теплопродукции происходит исключительно через поверхность корпуса поэтому не следует производить монтаж вплотную к поверхностям, оставьте 10-15 см зазор для лучшей конвекции.

Как подключить светодиодный прожектор с датчиком движения

Модели с датчиком движения очень популярны, согласитесь, не всегда комфортно в полной темноте на ощупь искать выключатель.

Датчик движения представляет собой специальный ультразвуковой модуль с реле. При движении в зоне действия «луча» реле замыкается, подавая питание. В самом датчике можно установить время задержки, через которое питание отключится при отсутствии движущихся предметов. На рисунках вы видите модуль датчика движения и схему, как подключить датчик движения к светодиодному прожектору.

Параллельно датчику можно смонтировать обычный выключатель, на случай выхода самого датчика из строя.

Обслуживание светодиодного прожектора

При правильной установке, соблюдения целостности гидроизоляции и параметров проводки обслуживание прибору не требуется.

Появление конденсата на внутренней поверхности стекла свидетельствует о нарушении целостности или плотности прилегания гидроизоляционной прокладки. При возникновении такой ситуации отключите питание и демонтируйте переднюю панель. Дайте время полностью ему просохнуть и удостоверившись в целостности резинки-уплотнителя соберите корпус и подключите питание.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Схема драйвера светодиодов 220В

Преимущества светодиодных лап рассматривались неоднократно. Обилие положительных отзывов пользователей светодиодного освещения волей-неволей заставляет задуматься о собственных лампочках Ильича. Все было бы неплохо, но когда дело доходит до калькуляции переоснащения квартиры на светодиодное освещения, цифры немного «напрягают».

Для замены обыкновенной лампы на 75Вт идёт светодиодная лампочка на 15Вт, а таких ламп надо поменять десяток. При средней стоимости около 10 долларов за лампу бюджет выходит приличный, да и еще нельзя исключить риск приобретения китайского «клона» с жизненным циклом 2-3 года. В свете этого многие рассматривают возможность самостоятельного изготовления этих девайсов.

Теория питания светодиодных ламп от 220В

Самый бюджетный вариант можно собирать своими руками из вот таких светодиодов. Десяток таких малюток стоит меньше доллара, а по яркости соответствует лампе накаливания на 75Вт. Собрать всё воедино не проблема, вот только напрямую в сеть их не подключишь – сгорят. Сердцем любой светодиодной лампы является драйвер питания. От него зависит, насколько долго и хорошо будет светить лампочка.

Что бы собрать светодиодную лампу своими руками на 220 вольт, разберёмся в схеме драйвера питания.

Параметры сети значительно превышают потребности светодиода. Что бы светодиод смог работать от сети требуется уменьшить амплитуду напряжения, силу тока и преобразовать переменное напряжение сети в постоянное.

Для этих целей используют делитель напряжения с резисторной либо ёмкостной нагрузкой и стабилизаторы.

Компоненты диодного светильника

Схема светодиодной лампы на 220 вольт потребует минимальное количество доступных компонентов.

• Светодиоды 3,3В 1Вт – 12 шт.;
• керамический конденсатор 0,27мкФ 400-500В – 1 шт.;
• резистор 500кОм — 1Мом 0,5 — 1Вт – 1 ш.т;
• диод на 100В – 4 шт.;
• электролитические конденсаторы на 330мкФ и 100мкФ 16В по 1 шт.;
• стабилизатор напряжения на 12В L7812 или аналогичный – 1шт.

Изготовление драйвера светодиодов на 220В своими руками

Схема лед драйвера на 220 вольт представляет собой не что иное, как импульсный блок питания.

В качестве самодельного светодиодного драйвера от сети 220В рассмотрим простейший импульсный блок питания без гальванической развязки. Основное преимущество таких схем – простота и надёжность. Но будьте осторожны при сборке, поскольку у такой схемы нет ограничения по отдаваемому току. Светодиоды будут отбирать свои положенные полтора ампера, но если вы коснётесь оголённых проводов рукой, ток достигнет десятка ампер, а такой удар тока очень ощутимый.

Схема простейшего драйвера для светодиодов на 220В состоит их трёх основных каскадов:

• Делитель напряжения на ёмкостном сопротивлении;
• диодный мост;
• каскад стабилизации напряжения.

Первый каскад – ёмкостное сопротивление на конденсаторе С1 с резистором. Резистор необходим для саморазрядки конденсатора и на работу самой схемы не влияет. Его номинал не особо критичен и может быть от 100кОм до 1Мом с мощностью 0,5-1 Вт. Конденсатор обязательно не электролитический на 400-500В (эффективное амплитудное напряжение сети).

При прохождении полуволны напряжения через конденсатор, он пропускает ток, пока не произойдет заряд обкладок. Чем меньше его ёмкость, тем быстрее происходит полная зарядка. При ёмкости 0,3-0,4мкФ время зарядки составляет 1/10 периода полуволны сетевого напряжения. Говоря простым языком, через конденсатор пройдет лишь десятая часть поступающего напряжения.

Второй каскад – диодный мост. Он преобразует переменное напряжение в постоянное. После отсечения большей части полуволны напряжения конденсатором, на выходе диодного моста получаем около 20-24В постоянного тока.

Третий каскад – сглаживающий стабилизирующий фильтр.

Конденсатор с диодным мостом выполняют функцию делителя напряжения. При изменении вольтажа в сети, на выходе диодного моста амплитуда так же будет меняться.

Что бы сгладить пульсацию напряжения параллельно цепи подключаем электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от мощности нашей нагрузки.

В схеме драйвера питающее напряжение для светодиодов не должно превышать 12В. В качестве стабилизатора можно использовать распространённый элемент L7812.

Собранная схема светодиодной лампы на 220 вольт начинает работать сразу, но перед включением в сеть тщательно изолируйте все оголённые провода и места пайки элементов схемы.

Вариант драйвера без стабилизатора тока

В сети существует огромное количество схем драйверов для светодиодов от сети 220В, которые не имеют стабилизаторов тока.

Проблема любого безтрансформаторного драйвера – пульсация выходного напряжения, следовательно, и яркости светодиодов. Конденсатор, установленный после диодного моста, частично справляется с этой проблемой, но решает её не полностью.

На диодах будет присутствовать пульсация с амплитудой 2-3В. Когда мы устанавливаем в схему стабилизатор на 12В, даже с учётом пульсации амплитуда входящего напряжения будет выше диапазона отсечения.

Диаграмма напряжения в схеме без стабилизатора

Диаграмма в схеме со стабилизатором

Поэтому драйвер для диодных ламп, даже собранный своими руками, по уровню пульсации не будет уступать аналогичным узлам дорогих ламп фабричного производства.

Как видите, собрать драйвер своими руками не представляет особой сложности. Изменяя параметры элементов схемы, мы можем в широких пределах варьировать значения выходного сигнала.

Если у вас возникнет желание на основе такой схемы собрать схему светодиодного прожектора на 220 вольт, лучше переделать выходной каскад под напряжение 24В с соответствующим стабилизатором, поскольку выходной ток у L7812 1,2А, это ограничивает мощность нагрузки в 10Вт. Для более мощных источников освещения требуется либо увеличить количество выходных каскадов, либо использовать более мощный стабилизатор с выходным током до 5А и устанавливать его на радиатор.

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт без драйвера (самое простое питание светодиода от сети напряжением 220В)

Потому что нужно грамотно решить сразу две задачи:

1. Ограничить прямой ток через светодиод, чтобы он не сгорел.
2. Обеспечить защиту светодиода от пробоя обратным током.

Если проигнорировать любой из этих пунктов, светодиод моментально накроется медным тазом.

В самом простейшем случае ограничить ток через светодиод можно резистором и/или конденсатором. А предотвратить пробой от обратного напряжения можно с помощью обычного диода или еще одного светодиода.

Поэтому самая простая схема подключения светодиода к 220В состоит всего из нескольких элементов:

Защитный диод может быть практически любым, т.к. его обратное напряжение никогда не будет превышать прямого напряжения на светодиоде, а ток ограничен резистором.

Сопротивление и мощность ограничительного (балластного) резистора зависит от рабочего тока светодиода и рассчитывается по закону Ома:

R = (U_вх — U_LED) / I

А мощность рассеивания резистора рассчитывается так:

P = (U_вх — U_LED)² / R

где U_вх = 220 В,
U_LED — прямое (рабочее) напряжение светодиода. Обычно оно лежит в пределах 1.5-3.5 В. Для одного-двух светодиодов им можно пренебречь и, соответственно, упростить формулу до R=U_вх/I,
I — ток светодиода. Для обычных индикаторных светодиодов ток будет 5-20 мА.

Пример расчета балластного резистора

Допустим, нам нужно получить средний ток через светодиод = 20 мА, следовательно, резистор должен быть:

R = 220В/0.020А = 11000 Ом (берем два резистора: 10 + 1 кОм)

P = (220В)²/11000 = 4.4 Вт (берём с запасом: 5 Вт)

Необходимое сопротивление резистора можно взять из таблицы ниже.

Таблица 1. Зависимость тока светодиода от сопротивления балластного резистора.

Сопротивление резистора, кОм	Амплитудное значение тока через светодиод, мА	Средний ток светодиода, мА	Средний ток резистора, мА	Мощность резистора, Вт
43	7.2	2.5	5	1.1
24	13	4.5	9	2
22	14	5	10	2.2
12	26	9	18	4
10	31	11	22	4.8
7.5	41	15	29	6.5
4.3	72	25	51	11.3
2.2	141	50	100	22

Другие варианты подключения

В предыдущих схемах защитный диод был включен встречно-параллельно, однако его можно разместить и так:

Это вторая схема включения светодиодов на 220 вольт без драйвера. В этой схеме ток через резистор будет в 2 раза меньше, чем в первом варианте. А, следовательно, на нем будет выделяться в 4 раза меньше мощности. Это несомненный плюс.

Но есть и минус: к защитному диоду прикладывается полное (амплитудное) напряжение сети, поэтому любой диод здесь не прокатит. Придется подобрать что-нибудь с обратным напряжением 400 В и выше. Но в наши дни это вообще не проблема. Отлично подойдет, например, вездесущий диод на 1000 вольт — 1N4007 (КД258).

Не смотря на распространенное заблуждение, в отрицательные полупериоды сетевого напряжения, светодиод все-таки будет находиться в состоянии электрического пробоя. Но благодаря тому, что сопротивление обратносмещенного p-n-перехода защитного диода очень велико, ток пробоя будет недостаточен для вывода светодиода из строя.

Внимание! Все простейшие схемы подключения светодиодов в 220 вольт имеют непосредственную гальваническую связь с сетью, поэтому прикосновение к ЛЮБОЙ точке схемы — ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНО!

Для уменьшения величины тока прикосновения нужно располовинить резистор на две части, чтобы получилось как показано на картинках:

Благодаря такому решению, даже поменяв местами фазу и ноль, ток через человека на «землю» (при случайном прикосновении) никак не сможет превысить 220/12000=0.018А. А это уже не так опасно.

Как быть с пульсациями?

В обеих схемах светодиод будет светиться только в положительный полупериод сетевого напряжения. То есть он будет мерцать с частой 50 Гц или 50 раз в секунду, причём размах пульсаций будет равен 100% (10 мс горит, 10 мс не горит и так далее). Это будет заметно глазу.

К тому же, при подсветке мерцающими светодиодами каких-либо движущихся объектов, например, лопастей вентилятора, колес велосипеда и т.п., неизбежно будет возникать стробоскопический эффект. В некоторых случаях данный эффект может быть неприемлем или даже опасен. Например, при работе за станком может показаться, что фреза неподвижна, а на самом деле она вращается с бешенной скоростью и только и ждет, чтобы вы сунули туда пальцы.

Чтобы сделать пульсации менее заметными, можно удвоить частоту включения светодиода с помощью двухполупериодного выпрямителя (диодного моста):

Обратите внимание, что по сравнению со схемой #2 при том же самом сопротивлении резисторов, мы получили в два раза больший средний ток. И, соответственно, в четыре раза большую мощность рассеивания резисторов.

К диодному мосту при этом не предъявляется каких-либо особых требований, главное, чтобы диоды, из которых он состоит, выдерживали половину рабочего тока светодиода. Обратное напряжение на каждом из диодов будет совсем ничтожным.

Еще, как вариант, можно организовать встречно-параллельное включение двух светодиодов. Тогда один из них будет гореть во время положительной полуволны, а второй — во время отрицательной.

Фишка в том, что при таком включении максимальное обратное напряжение на каждом из светодиодов будет равно прямому напряжению другого светодиода (несколько вольт максимум), поэтому каждый из светодиодов будет надежно защищен от пробоя.

Светодиоды следует разместить как можно ближе друг к другу. В идеале — попытаться найти сдвоенный светодиод, где оба кристалла размещены в одном корпусе и у каждого свои выводы (хотя я таких ни разу не видел).

Вообще говоря, для светодиодов, выполняющих индикаторную функцию, величина пульсаций не очень-то и важна. Для них самое главное — это максимально заметная разница между включенным и выключенным состоянием (индикация вкл/выкл, воспроизведение/запись, заряд/разряд, норма/авария и т.п.)

А вот при создании светильников, всегда нужно стараться свести пульсации к минимуму. И не столько из-за опасностей стробоскопического эффекта, сколько из-за их вредного влияния на организм.

Какие пульсации считаются допустимыми?

Все зависит от частоты: чем она ниже, тем заметнее пульсации. На частотах выше 300 Гц пульсации становятся совершенно невидимыми и вообще никак не нормируются, то есть даже 100%-ные считаются нормой.

Не смотря на то, что пульсации освещенности на частотах 60-80 Гц и выше визуально не воспринимаются, тем не менее, они способны вызывать повышенную усталость глаз, общую утомляемость, тревожность, снижение производительности зрительной работы и даже головные боли.

Для предотвращения вышеперечисленных последствий, международный стандарт IEEE 1789-2015 рекомендует максимальный уровень пульсаций яркости для частоты 100 Гц — 8% (гарантированно безопасный уровень — 3%). Для частоты 50 Гц — это будут 1.25% и 0.5% соответственно. Но это для перфекционистов.

На самом деле, для того, чтобы пульсации яркости светодиода перестали хоть как-то досаждать, достаточно, чтобы они не превышали 15-20%. Именно таков уровень мерцания ламп накаливания средней мощности, а ведь на них никто и никогда не жаловался. Да и наш российский СНиП 23-05-95 допускает мерцание света в 20% (и только для особо кропотливых и ответственных работ требование повышено до 10%).

В соответствии с ГОСТ 33393-2015 «Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности» для оценки величины пульсаций вводится специальный показатель — коэффициент пульсаций (К_п).

Коэфф. пульсаций в общем рассчитывается по сложной формуле с применением интегральной функции, но для гармонических колебаний формула упрощается до следующей:

К_п = (Е_max — E_min) / (E_max + E_min) ⋅ 100%,

где Е_мах — максимальное значение освещенности (амплитудное), а Е_мин — минимальное.

Мы будем использовать эту формулу для расчета емкости сглаживающего конденсатора.

Очень точно определить пульсации любого источника света можно при помощи солнечной панели и осциллографа:

Как уменьшить пульсации?

Посмотрим, как включить светодиод в сеть 220 вольт, чтобы снизить пульсации. Для этого проще всего подпаять параллельно светодиоду накопительный (сглаживающий) конденсатор:

Из-за нелинейного сопротивления светодиодов, расчет емкости этого конденсатора является довольно нетривиальной задачей.

Однако, эту задачу можно упростить, если сделать несколько допущений. Во-первых, представить светодиод в виде эквивалентного постоянного резистора:

А во-вторых, сделать вид, что яркость светодиода (а, следовательно, и освещенность) имеет линейную зависимость от тока.

Давайте попробуем приблизительно рассчитать емкость конденсатора на конкретном примере.

Расчет емкости сглаживающего конденсатора

Допустим, мы хотим получить коэфф. пульсаций 2.5% при токе через светодиод 20 мА. И пусть в нашем распоряжении оказался светодиод, на котором при токе в 20 мА падает 2 В. Частота сети, как обычно, 50 Гц.

Так как мы решили, что яркость линейно зависит от тока через светодиод, а сам светодиод мы представили в виде простого резистора, то освещенность в формуле расчета коэффициента пульсаций можем спокойно заменить на напряжение на конденсаторе:

К_п = (U_max — U_min) / (U_max + U_min) ⋅ 100%

Подставляем исходные данные и вычисляем U_min:

2.5% = (2В — U_min) / (2В + U_min) ⋅ 100% => U_min = 1.9В

Период колебаний напряжения в сети равен 0.02 с (1/50).

Таким образом, осциллограмма напряжения на конденсаторе (а значит и на нашем упрощенном светодиоде) будет выглядеть примерно вот так:

Вспоминаем тригонометрию и считаем время заряда конденсатора (для простоты не будем учитывать сопротивление балластного резистора):

t_зар = arccos(U_min/U_max) / 2πf = arccos(1.9/2) / (2⋅3.1415⋅50) = 0.0010108 с

Весь остальной остаток периода кондер будет разряжаться. Причем, период в данном случае нужно сократить в два раза, т.к. у нас используется двухполупериодный выпрямитель:

t_разр = Т — t_зар = 0.02/2 — 0.0010108 = 0.008989 с

Осталось вычислить емкость:

C = I_LED⋅ dt/dU = 0.02 ⋅ 0.008989/(2-1.9) = 0.0018 Ф (или 1800 мкФ)

На практике вряд ли кто-то будет ставить такой большой кондер ради одного маленького светодиодика. Хотя, если стоит задача получить пульсации в 10%, то нужно всего 440 мкФ.

Повышаем КПД

Обратили внимание, насколько большая мощность выделяется на гасящем резисторе? Мощность, которая тратится впустую. Нельзя ли ее как-нибудь уменьшить?

Оказывается, еще как можно! Достаточно вместо активного сопротивления (резистора) взять реактивное (конденсатор или дроссель).

Дроссель мы, пожалуй, сразу откинем из-за его громоздкости и возможных проблем с ЭДС самоиндукции. А насчет конденсаторов можно подумать.

Как известно, конденсатор любой емкости обладает бесконечным сопротивлением для постоянного тока. А вот сопротивление переменному току рассчитывается по этой формуле:

R_c = 1 / 2πfC

то есть, чем больше емкость C и чем выше частота тока f — тем ниже сопротивление.

Прелесть в том, что на реактивном сопротивлении и мощность тоже реактивная, то есть ненастоящая. Она как бы есть, но ее как бы и нет. На самом деле эта мощность не совершает никакой работы, а просто возвращается назад к источнику питания (в розетку). Бытовые счетчики ее не учитывают, поэтому платить за нее не придется. Да, она создает дополнительную нагрузку на сеть, но вас, как конечного потребителя, это вряд ли сильно обеспокоит =)

Таким образом, наша схема питания светодиодов от 220В своими руками приобретает следующий вид:

Но! Именно в таком виде ее лучше не использовать, так как в этой схеме светодиод уязвим для импульсных помех.

Включение или выключение распложенных на одной с вами линии мощной индуктивной нагрузки (двигатель кондиционера, компрессор холодильника, сварочный аппарат и т.п.) приводит к появлению в сети очень коротких выбросов напряжения. Конденсатор С1 представляет для них практически нулевое сопротивление, следовательно мощный импульс направится прямиком к С2 и VD5.

К сожалению, электролитические конденсаторы, из-за своей большой паразитной индуктивности, плохо справляются с ВЧ-помехами, поэтому большая часть энергии импульса пойдет через p-n-переход светодиода.

Еще один опасный момент возникает в случае включения схемы в момент пучности напряжения в сети (т.е. в тот самый момент, когда напряжение в розетке находится на пике своего значения). Т.к. С1 в этот момент полностью разряжен, то возникает слишком большой бросок тока через светодиод.

Все это со временем это приводит к прогрессирующей деградации кристалла и падению яркости свечения.

Во избежание таких печальных последствий, схему нужно дополнить небольшим гасящим резистором на 47-100 Ом и мощностью 1 Вт. Кроме того, резистор R1 будет выступать в роли предохранителя на случай пробоя конденсатора С1.

Получается, что схема включения светодиода в сеть 220 вольт должна быть такой:

И остается еще один маленький нюанс: если выдернуть эту схему из розетки, то на конденсаторе С1 останется какой-то заряд. Остаточное напряжение будет зависеть от того, в какой момент была разорвана цепь питания и в отдельных случаях может превышать 300 вольт.

А так как конденсатору некуда разряжаться, кроме как через свое внутреннее сопротивление, то заряд может сохраняться очень долго (сутки и более). И все это время кондер будет ждать вас или вашего ребенка, через которого можно будет как следует разрядиться. Причем, для того, чтобы получить удар током, не нужно лезть в недра схемы, достаточно просто прикоснуться к обоим контактам штепсельной вилки.

Чтобы помочь кондеру избавиться от ненужного заряда, подключим параллельно ему любой высокоомный резистор (например, на 1 МОм). Этот резистор не будет оказывать никакого влияния на расчетный режим работы схемы. Он даже греться не будет.

Таким образом, законченная схема подключения светодиода к сети 220В (с учетом всех нюансов и доработок) будет выглядеть так:

Значение емкости конденсатора C1 для получения нужного тока через светодиод можно сразу взять из Таблицы 2, а можно рассчитать самостоятельно.

Вот здесь можно посмотреть, как еще сильнее усовершенствовать данную схему, добавив в нее стабилизатор тока на одном транзисторе и стабилитроне. Это существенно понизит пульсации и продлит срок службы светодиодов.

Расчет гасящего конденсатора для светодиода

Не буду приводить утомляющие математические выкладки, дам сразу готовую формулу емкости (в Фарадах):

C = I / (2πf√(U²_вх — U²_LED)) [Ф],

где I — ток через светодиод, f — частота тока (50 Гц), U_вх — действующее значение напряжения сети (220В), U_LED — напряжение на светодиоде.

Если расчет ведется для небольшого числа последовательно включенных светодиодов, то выражение √(U²_вх — U²_LED) приблизительно равно U_вх, следовательно формулу можно упростить:

C ≈ 3183 ⋅ I_LED / U_вх [мкФ]

а, раз уж мы делаем расчеты под U_вх = 220 вольт, то:

C ≈ 15 ⋅ I_LED [мкФ]

Таким образом, при включении светодиода на напряжение 220 В, на каждые 100 мА тока потребуется примерно 1.5 мкФ (1500 нФ) емкости.

Кто не в ладах с математикой, заранее посчитанные значения можно взять из таблицы ниже.

Таблица 2. Зависимость тока через светодиоды от емкости балластного конденсатора.

C1	15 nF	68 nF	100 nF	150 nF	330 nF	680 nF	1000 nF
ILED	1 mA	4.5 mA	6.7 mA	10 mA	22 mA	45 mA	67 mA

Немного о самих конденсаторах

В качестве гасящих рекомендуется применять помехоподавляющие конденсаторы класса Y1, Y2, X1 или X2 на напряжение не менее 250 В. Они имеют прямоугольный корпус с многочисленными обозначениями сертификатов на нем. Выглядят так:

Если вкратце, то:

• X1 – используются в промышленных устройствах, подключаемых к трехфазной сети. Эти конденсаторы гарантированно выдерживают всплеск напряжения в 4 кВ;
• X2 – самые распространенные. Используются в бытовых приборах с номинальным напряжением сети до 250 В, выдерживают скачек до 2.5 кВ;
• Y1 – работают при номинальном сетевом напряжении до 250 В и выдерживают импульсное напряжение до 8 кВ;
• Y2 – довольно-таки распространенный тип, может быть использован при сетевом напряжении до 250 В и выдерживает импульсы в 5 кВ.

Допустимо применять отечественные пленочные конденсаторы К73-17 на 400 В (а лучше — на 630 В).

Сегодня широкое распространение получили китайские «шоколадки» (CL21), но в виду их крайне низкой надежности, очень рекомендую удержаться от соблазна применять их в своих схемах. Особенно в качестве балластных конденсаторов.

Внимание! Полярные конденсаторы ни в коем случае нельзя использовать в качестве балластных!

Итак, мы рассмотрели, как подключать светодиод к 220В (схемы и их расчет). Все приведенные в данной статье примеры хорошо подходят для одного или нескольких маломощных светодиодов, но совершенно нецелесообразны для мощных светильников, например, ламп или прожекторов — для них лучше использовать полноценные схемы, которые называются драйверами.