Connexion de la LED au 220V

Les LED sont largement utilisées comme sources lumineuses. Mais ils sont conçus pour une faible tension d'alimentation et il est souvent nécessaire d'allumer la LED dans un réseau domestique de 220 volts. Avec peu de connaissances en génie électrique et la capacité d'effectuer des calculs simples, cela est possible.

Méthodes de connexion

Les conditions de fonctionnement standard pour la plupart des LED sont une tension de 1,5 à 3,5 V et un courant de 10 à 30 mA. Lorsque l'appareil est connecté directement au réseau électrique domestique, sa durée de vie sera de quelques dixièmes de seconde. Tous les problèmes de connexion des LED à un réseau de tension augmentée par rapport à la tension de fonctionnement standard se résument à rembourser la surtension et à limiter le courant traversant l'élément émetteur de lumière. Les pilotes - circuits électroniques - font face à cette tâche, mais ils sont assez complexes et se composent d'un grand nombre de composants.Leur utilisation est logique lors de l'alimentation d'une matrice LED avec de nombreuses LED. Il existe des moyens plus simples de connecter un élément.

Connexion avec une résistance

Le moyen le plus évident est de connecter une résistance en série avec la LED. Il fera chuter la tension excessive et limitera le courant.

Schéma pour allumer une LED avec une résistance de ballast.

Le calcul de cette résistance s'effectue dans l'ordre suivant :

1. Soit une LED avec un courant nominal de 20 mA et une chute de tension de 3 V (voir le manuel pour les paramètres réels). Il est préférable de prendre 80% de la valeur nominale pour le courant de fonctionnement - les LED dans des conditions d'éclairage vivront plus longtemps. Itravail=0,8 Inom=16 mA.
2. Sur la résistance supplémentaire, la tension secteur chutera moins la chute de tension aux bornes de la LED. Urab \u003d 310-3 \u003d 307 V. Évidemment, presque toute la tension sera sur la résistance.

Important! Lors du calcul, il est nécessaire d'utiliser non pas la valeur actuelle de la tension secteur (220 V), mais la valeur d'amplitude (crête) - 310 V.

1. La valeur de la résistance supplémentaire se trouve selon la loi d'Ohm : R = Urab / Irab. Le courant étant sélectionné en milliampères, la résistance sera en kiloohms : R \u003d 307/16 \u003d 19,1875. La valeur la plus proche de la gamme standard est de 20 kOhm.
2. Pour trouver la puissance de la résistance à l'aide de la formule P = UI, le courant de fonctionnement doit être multiplié par la chute de tension aux bornes de la résistance d'extinction. Avec un calibre de 20 kOhm, le courant moyen sera de 220 V / 20 kOhm = 11 mA (ici vous pouvez prendre en compte la tension efficace !), et la puissance sera de 220V * 11mA = 2420 mW soit 2,42 W. Dans la gamme standard, vous pouvez choisir une résistance de 3 W.

Important! Ce calcul est simplifié, il ne prend pas toujours en compte la chute de tension aux bornes de la LED et sa résistance à l'état passant, mais pour des raisons pratiques la précision est suffisante.

Résistance 3W.

Ainsi, vous pouvez connecter une chaîne de LED connectées en série. Lors du calcul, il est nécessaire de multiplier la chute de tension sur un élément par leur nombre total.

Connexion en série d'une diode haute tension inverse (400 V ou plus)

Le procédé décrit présente un inconvénient important. Diode électro-luminescente, comme tout appareil basé sur une jonction pn, il passe le courant (et brille) avec une demi-onde directe de courant alternatif. Avec une alternance inverse, il est verrouillé. Sa résistance est élevée, bien supérieure à la résistance du ballast. Et la tension secteur d'une amplitude de 310 V appliquée à la chaîne chutera majoritairement sur la LED. Et il n'est pas conçu pour fonctionner comme un redresseur haute tension et peut tomber en panne assez rapidement. Pour lutter contre ce phénomène, il est souvent recommandé d'inclure en série une diode supplémentaire pouvant supporter une tension inverse.

Circuit de commutation avec une diode supplémentaire.

En fait, avec cette activation, la tension inverse appliquée sera divisée environ par deux entre les diodes, et la LED sera légèrement plus légère lorsqu'environ 150 V ou un peu moins tomberont dessus, mais son sort sera toujours triste.

Shunt une LED avec une diode conventionnelle

Le schéma suivant est beaucoup plus efficace :

Schéma avec une diode supplémentaire.

Ici, l'élément électroluminescent est connecté à l'opposé et en parallèle de la diode supplémentaire. Avec une demi-onde négative, la diode supplémentaire s'ouvrira et toute la tension sera appliquée à la résistance. Si le calcul effectué précédemment était correct, la résistance ne surchauffera pas.

Connexion dos à dos de deux LED

Lors de l'étude du circuit précédent, la pensée ne peut que venir - pourquoi utiliser une diode inutile alors qu'elle peut être remplacée par le même émetteur de lumière? C'est le bon raisonnement. Et logiquement le schéma renaît dans la version suivante :

Schéma avec une LED supplémentaire.

Ici, la même LED est utilisée comme élément de protection. Il protège le premier élément pendant l'alternance inverse et rayonne en même temps. Avec une alternance directe d'une sinusoïde, les LED changent de rôle. L'avantage du circuit est la pleine utilisation de l'alimentation. Au lieu d'éléments simples, vous pouvez allumer des chaînes de LED dans les sens avant et arrière. Le même principe peut être utilisé pour le calcul, mais la chute de tension aux bornes des LED est multipliée par le nombre de LED installées dans une direction.

Avec un condensateur

Un condensateur peut être utilisé à la place d'une résistance. Dans un circuit alternatif, il se comporte un peu comme une résistance. Sa résistance dépend de la fréquence, mais dans un réseau domestique ce paramètre est inchangé. Pour le calcul, vous pouvez prendre la formule X \u003d 1 / (2 * 3,14 * f * C), où :

• X est la réactance du condensateur ;
• f est la fréquence en hertz, dans le cas considéré elle est égale à 50 ;
• C est la capacité du condensateur en farads, pour convertir en uF utiliser un facteur de 10^-6.

En pratique, la formule suivante est utilisée :

C \u003d 4,45 * Iwork / (U-Ud), où:

• C est la capacité requise en microfarads ;
• Irab - courant de fonctionnement de la LED ;
• U-Ud - la différence entre la tension d'alimentation et la chute de tension à travers l'élément électroluminescent - est d'une importance pratique lors de l'utilisation d'une chaîne de LED. Lors de l'utilisation d'une seule LED, il est possible de prendre la valeur U égale à 310 V avec une précision suffisante.

Les condensateurs peuvent être utilisés avec une tension de fonctionnement d'au moins 400 V.Les valeurs calculées pour les courants caractéristiques de tels circuits sont données dans le tableau :

Les valeurs obtenues sont assez éloignées de la gamme standard de capacités. Ainsi, pour un courant de 20 mA, l'écart par rapport à la valeur nominale de 0,25 μF sera de 13% et de 0,33 μF - 14%. la résistance peut être sélectionnée beaucoup plus précis. C'est le premier inconvénient du régime. Le second a déjà été mentionné - les condensateurs de 400 V et plus sont assez gros. Et ce n'est pas tout. Lors de l'utilisation d'un réservoir de ballast, le circuit est envahi par des éléments supplémentaires :

Circuit de commutation avec un condensateur ballast.

La résistance R1 est réglée à des fins de sécurité. Si le circuit est alimenté à partir de 220 V, puis déconnecté du réseau, le condensateur ne se déchargera pas - sans cette résistance, le circuit de courant de décharge sera absent. Si vous touchez accidentellement les bornes du conteneur, il est facile de vous électrocuter. La résistance de cette résistance peut être sélectionnée en plusieurs centaines de kilo-ohms, en état de fonctionnement elle est shuntée par une capacité et n'affecte pas le fonctionnement du circuit.

La résistance R2 est nécessaire pour limiter l'appel du courant de charge du condensateur. Jusqu'à ce que la capacité soit chargée, elle ne servira pas de limiteur de courant, et pendant ce temps, la LED peut avoir le temps de tomber en panne. Ici, vous devez choisir une valeur de plusieurs dizaines d'ohms, cela n'aura pas non plus d'effet sur le fonctionnement du circuit, bien qu'il puisse être pris en compte dans le calcul.

Un exemple d'allumage d'une LED dans un interrupteur

L'un des exemples courants d'utilisation pratique d'une LED dans un circuit 220 V est d'indiquer l'état d'arrêt d'un interrupteur domestique et de faciliter la recherche de son emplacement dans l'obscurité. La LED fonctionne ici à un courant d'environ 1 mA - la lueur sera faible, mais perceptible dans l'obscurité.

Indication de l'état du disjoncteur.

Ici, la lampe sert de limiteur de courant supplémentaire lorsque l'interrupteur est en position ouverte et prendra une petite fraction de la tension inverse. Mais la partie principale de la tension inverse est appliquée à la résistance, de sorte que la LED est relativement protégée ici.

Vidéo : POURQUOI NE PAS INSTALLER UN INTERRUPTEUR LUMINEUX

Sécurité

Les précautions de sécurité lors du travail dans des installations existantes sont régies par les règles de protection du travail lors de l'exploitation d'installations électriques. Elles ne s'appliquent pas à un atelier à domicile, mais leurs principes de base doivent être pris en compte lors du raccordement d'une LED à un réseau 220 V. La principale règle de sécurité lors du travail avec une installation électrique est que tous les travaux doivent être effectués hors tension, en éliminant les allumages erronés ou involontaires et non autorisés. Après avoir éteint l'interrupteur, l'absence de tension doit être vérifier avec un testeur. Tout le reste est l'utilisation de gants diélectriques, de tapis, d'une mise à la terre temporaire, etc. difficile à faire à la maison, mais il faut se rappeler qu'il y a peu de mesures de sécurité.