Как подготовить и подключить светодиодную ленту по схеме к бытовой электросети 220 В

Светодиодные ленты используют для подсветки фасадов коммерческих, общественных и государственных заведений, создания декоративного оформления в определенном стиле. Применение такого варианта позволяет создавать освещение с различными цветами и оттенками, огибать сложные контуры архитектурных сооружений и строительных конструкций. Диодный свет можно использовать с заранее выбранной программой свечения или задать изменение эффектов через установленное время. Наиболее популярен неоновый, красный, синий, белый, зеленый цвет.

Области применения светодиодных лент

В оформлении фасадов или помещения можно использовать ленты с холодным или теплым свечением. Доступны различные комбинации цветовых решений, выбор одноцветных вариантов с различной плотностью свечения, которая зависит от количества светодиодов на метр длины. При большей концентрации светящихся элементов повышается светоотдача, но увеличивается и энергопотребление.

При создании светового оформления фасадов или подсветки внутри зданий в основном используют пятиметровые ленты. Такой формат наиболее удобен, поскольку выбранный сегмент всегда можно удлинить или обрезать. Лента легко изгибается до получения нужной формы, что упрощает ее применение дома в комнатах квартиры, кабинетах, при создании подсветки на рабочем месте или оформления потолков, стен, мебели, аквариумов.

Особенности выбора светодиодов

Основным параметром, на который ориентируются при выборе диодной подсветки, считается количество светодиодов на каждый метр. Узнать это значение можно по маркировке ленты. Сами светодиодные элементы располагаются в один или два ряда со специальным покрытием (лак, силикон) или без защиты. Производители предлагают такие изделия с герметичностью до IP-63.

Светодиоды подключают к электропитанию 12/24 В, поэтому, чтобы использовать такую подсветку с электросетью 220 В, понадобится трансформатор. При выборе этого элемента учитывают номинальную мощность, которая зависит от количества светодиодов на каждый погонный метр. Точный расчет таких технических показателей позволит избежать перегрева и преждевременного выхода ленты из строя.

Нужный показатель мощности указан в паспорте и на маркировке изделия. На основании этих значений предварительно рассчитывается требуемая длина сегмента и потребляемая им нагрузка. Если по расчетам заявленная мощность будет превышена, то ленту можно разрезать на отдельные части, а затем подключить к собственным трансформаторам. Для уже выбранного трансформатора тоже можно рассчитать длину изделия и количество светодиодов.

Чтобы исключить внезапные выходы из строя блока питания, рекомендуется правильно учитывать все параметры подключения. В расчетах следует брать значение полной мощности ленты и ориентироваться на возможности выбранного блока питания. Вся техническая информация доступна на маркировке катушки. Эти данные можно получить и вычислением мощности по количеству светящихся элементов и общей длине изделия.

В самом простом случае для моделей SMD LED 2019 схема подключения светодиодной ленты к сети 220 В рассчитывается с учетом следующих параметров:

  • плотность диодов достигает 60, 120, 240 единиц на метр длины;
  • расчетная мощность выбирается по значениям 4,8/9,6/19,2 Вт на метр ленты;
  • для пятиметрового сегмента с минимальным количеством светодиодов (60 ед.) при напряжении 12 В понадобится трансформатор мощностью 24 Вт (4,8 Вт умножить на 5 м).

Максимальную безопасность и эффективность соединения обеспечит запас по мощности в пределах 20−30%, что в рассмотренных расчетах дает значение 36 Вт.

Выбор места для установки

Перед тем как подключаться к электросети следует тщательно выбрать и подготовить место для установки светодиодной ленты, чтобы обеспечить ее безопасное применение. Выбор самого освещения делают с учетом следующих особенностей:

  1. Покупать рекомендуется ленту с точными размерами по длине, потому что обрезать светодиоды можно только в определенных местах. Из-за такой особенности при ошибке в расчетах длины отрезанного сегмента может не хватить или останется излишек.
  2. Светодиодные изделия собраны из отдельных элементов, для подключения которых нужно четко придерживаться полярности. В противном случае освещение не возможно будет включить, хотя никакой опасности неправильное подключение и не представляет.
  3. Если для подключения светодиодной ленты к блоку питания достаточно небольшого сегмента, то часть пятиметровой катушки можно просто обрезать. Для этого рекомендуется выбирать ближайшее к расчетной длине место, отмеченное на самой ленте. Такой участок охватывает минимум три диода, поскольку именно такое количество этих элементов запараллелено в схеме подключения. Если обрезать ленту в другом месте, то оставшиеся один-два диода не будут работать.
  4. Для скрепления отдельных частей светодиодов достаточно просто спаять контакты, которые выведены на специальные площадки. Металл предварительно очищают, обезжиривают, лудят припоем. Стыкуемые контакты на торцах ленты соединяют проводами толщиной не более 0,5 мм.

На практике по пунктам инструкция, как соединить светодиодную ленту между собой, включает следующие действия:

  • разрезать ленту на нужное количество частей;
  • снять защитное покрытие в местах стыковки отдельных сегментов;
  • зачистить контакты;
  • припаять провода к заранее подготовленным контактным площадкам.

Подключать все части одного сегмента нужно последовательно. Есть варианты соединения отдельных частей и без пайки только на соединительных коннекторах. Это более изящный и простой способ крепления контактов, которые требует минимальных знаний и усилий.

Подключение к источнику бытовой электросети

Обычно приходится присоединять одно изделие стандартных размеров к одному блоку питания. Это, как правило, пятиметровая катушка, которую закрепляют на выбранной поверхности и соединяют проводами с трансформатором. На торцах могут быть выведены контакты, что намного упрощает подключение. В противном случае к контактным площадкам припаивают многожильные провода с изоляцией красного и черного цвета (+/-):

  • отмерить куски нужной длины;
  • снять изоляционный материал;
  • зачистить и обезжирить металл;
  • соединить и припаять провода.

Лучше использовать паяльник малой мощности, поскольку длительное воздействие высокой температурой часто приводит к повреждению светодиодов. На концах таких проводов рекомендуется закрепить металлические наконечники (НШВИ) для более плотного соединения с контактами блока питания. Обжатие проводов выполняют с помощью специальных приспособлений для электромонтажа, а сами места крепления надежно изолируют термоусадочными трубками.

В некоторых случаях приходится к одному блоку питания подключать сразу два изделия разных размеров (стандартная пятиметровая плюс один, два или более метров). При этом обязательно нужно проверить совместимость такого освещения с выбранным блоком питания по мощности и напряжению. Затем выполнить следующие действия:

  • от второй стандартной ленты отрезать сегмент требуемой длины;
  • соединить ленты с помощью электрических проводов и паяльника (черный/красный);
  • подключить сборку к блоку питания.

Каждый из выбранных отрезков подключают только по параллельной схеме.

Если требуется подключить большее количество сегментов (максимальный набор лент ограничен только мощностью БП), то от источника электроэнергии прокладывают единую магистраль, к которой подключают отдельные участки. Таким способом можно запитать на один выключатель световое оформление и освещение торговых помещений, общественных и других мест.

Наиболее частые ошибки

Наиболее частая ошибка при создании светодиодного освещения или подсветки сводится к соединению нескольких стандартных сегментов в одно целое простым креплением контактов на торцах. Такой подход с последовательным соединением приводит к существенному повышению сопротивления, ведь провода каждого изделия довольно тонкие и рассчитаны только на однократную нагрузку.

В результате сегменты, которые подключены после первого участка, будут выдавать намного меньше света. Из-за высокого сопротивления повысится сила тока, проходящего через стандартное сечение проводов. Затем начнет повышаться температура, ухудшится теплообмен, а светодиоды через короткое время перегорят. Чтобы избежать преждевременного выхода из строя светодиодного освещения, нужно придерживаться параллельной схемы подключения.

В этой статье будут рассмотрены различные варианты как подключить светодиодную ленту к бытовой электросети 220 Вольт своими руками.
Светодиодные ленты питаются постоянным током с напряжением 12 или 24 Вольта, поэтому их нельзя подключать напрямую в розетку 220V, необходим соответствующий блок питания.

Светодиодная лента, как правило, продается в катушках по 5 метров. Простая схема подключения 5 метров светодиодной ленты к сети 220В будет выглядеть так:

Входные провода блока питания подключаются к сети 220V: коричневый — фаза, синий – ноль, и желто-зеленый — заземление (часто не используется).
Выходные провода подключаются к светодиодной ленте
. При подключении ленты к блоку питания важно соблюдать полярность: плюс к плюсу, минус к минусу.
На шлейфе ленты всегда есть обозначение полярности, провода на катушках с лентой так же маркированы цветом: красный – плюс, черный – минус
. Если перепутать полярность – лента работать не будет.

Далее, схемы подключения будут различаться в зависимости от используемых компонентов и количества подключаемой ленты.

Параллельное подключение светодиодной ленты.

При подключении более 5 метров важно помнить: катушки светодиодной ленты подключаются к питанию только параллельно. Последовательное подключение не гарантирует нормальной работы ленты.

Что это значит. Нельзя подключать к концу первой ленты начало второй. При таком подключении, ток для питания второй ленты потечет по токопроводящим дорожкам первой ленты,
которые на этот избыточный ток не рассчитаны. Первая лента начнет перегреваться, что значительно сократит срок её службы.

При параллельном подключении, каждый участок ленты подключается к блоку питания независимо от остальных. Для этого достаточно подсоединить каждый участок ленты к блоку питания отдельными проводами.

Есть еще один вариант параллельного подключения светодиодной ленты — протянуть от блока питания одну линию, к которой будут подключаться участки ленты в нужных местах. Схема такого способа подключения будет выглядеть так:

Потери напряжения

На схеме выше можно заметить, что каждый участок светодиодной ленты подключен к линии с двух сторон. Это необязательное условие, которое поможет избежать некоторых проблем.
При использовании мощной светодиодной ленты (14,4W/м и более), по всей длине её участков происходят потери напряжения, которые выражаются в снижающейся яркости свечения ближе к концу участка
. А при использовании многоцветной RGB ленты, могут возникнуть искажения цветов. Для устранения данных проблем, каждый участок следует подключать с обеих сторон.

Как подключить светодиодную ленту к диммеру.

Диммеры для светодиодных лент питаются от 12/24V и подключаются к цепи между блоком питания и светодиодной лентой. К выходу блока питания подключается вход диммера,
затем к выходу диммера подключается светодиодная лента
. Важно помнить о соблюдении полярности. Рассмотрим схему, как подключить светодиодную ленту для дома к диммеру:

Мощность диммера должна быть достаточной для подключения необходимого количества ленты. Если же мощность диммера меньше суммарной мощности подключаемой ленты – необходимо использовать усилитель.

Схема подключения светодиодных лент с усилителем.

Мощности диммера для светодиодных лент бывает недостаточно, тогда вместе с диммером используется усилитель. К диммеру подключается лента, суммарной мощностью,
не превышающей мощность диммера, затем выход диммера подключается к входу (“Input”) усилителя. К выходу (“Output”) усилителя подключается оставшаяся лента, если её суммарная мощность не превышает мощность усилителя.
Затем к входу питания (“Power”) усилителя подключается блок питания 12V
. Это может быть второй отдельный блок питания или подключение к первому блоку питания, если его мощности достаточно для питания всей ленты.
Рассмотрим схему подключения светодиодной ленты к усилителю своими руками:

Таким образом, с помощью усилителей можно подключить любое количество ленты к одному диммеру.

Подключение многоцветной светодиодной RGB ленты.

Обязательным условием, при использовании RGB ленты, является наличие RGB контроллера. В отличие от одноцветной ленты, светодиодная лента RGB подключается четырьмя проводами, а не двумя.
Это обусловлено спецификой работы такой ленты – в каждом диоде находятся три кристалла разных цветов: красный (R — red), зеленый (G — green) и синий (B — blue).
Три провода отвечают за управление соответствующими цветами, четвертый отвечает за питание
. Смешивая эти три цвета в разных пропорциях, можно добиться практически любых оттенков.
Таким смешением и занимается RGB контроллер
. Провода светодиодной ленты RGB обычно маркированы цветами: красный – R, зеленый – G, синий – B, черный или белый – питание «+».
На шлейфе ленты так же всегда имеется маркировка. Четыре провода RGB ленты подключаются к соответствующим разъемам RGB контроллера, контроллер подключается двумя проводами к блоку питания.

Необходимо помнить, что мощность RGB контроллера, как и в случае с диммерами, должна быть достаточной для подключения необходимого количества светодиодной ленты.

Подключение RGB усилителя.

Если мощности RGB контроллера недостаточно для подключения всей необходимой ленты, используется RGB усилитель. Принцип подключения такой же, как и в случае с одноцветным усилителем,
но с поправкой на 4 контакта у RGB ленты. К RGB контроллеру подключается светодиодная лента, суммарной мощностью, не превышающей мощность контроллера, затем выход RGB контроллера подключается к входу (“Input”) RGB усилителя.
К выходу (“Output”) RGB усилителя подключается оставшаяся лента, если её суммарная мощность не превышает мощность усилителя
. Затем к входу питания (“Power”) усилителя подключается блок питания 12V.
Это может быть второй отдельный блок питания или подключение к первому блоку питания, если его мощности достаточно для питания всей ленты.

Таким образом, с помощью RGB усилителей можно подключить любое количество RGB ленты к одному RGB контроллеру.

Подключение управляемой ленты SPI.

Для использования управляемой SPI ленты необходим специальный SPI контроллер. На управляемой ленте имеются 4 контакта: DIN+ (сигнал управления), +12V (питание «+»),
и два контакта GND (земля, питание «–»)
. DIN+ , +12V и один GND подключаются к соответствующим выходам SPI контроллера, а +12V и второй GND каждой катушки
подключаются к соответствующим выходам блока питания. Следует обратить внимание на стрелки на управляемой ленте – они указывает направление сигнала, порядок подключения таких лент должен соответствовать направлению сигнала.

Кажущееся, на первый взгляд, простым подключение светодиодной ленты на 12 вольт к блоку питания (БП), на самом деле таковым не является. Чтобы собранная осветительная система была надёжной и долговечной, необходимо заранее учесть все нюансы, определить подходящий для себя способ монтажа и подключения и только после этого приступать к выполнению работ.

Подключение светодиодной ленты напрямую к сети 220 В без блока питания

Подавляющая часть имеющихся в продаже светодиодных лент рассчитана на подключение к блоку питания постоянного тока напряжением 12 В. Реже встречаются светодиодные ленты с питанием 5 вольт либо 24 вольт и выше. Включать такие осветительные приборы напрямую в сеть переменного тока 220 В нельзя – не пройдёт и секунды, как все SMD светоизлучающие диоды и резисторы попросту перегорят.

Тем не менее существует один рабочий способ, позволяющий запитать низковольтную светодиодную ленту от сети 220 В. Для его реализации ленту на 12 В любого типа и цвета свечения разрезают на 24 равных отрезка. Затем их необходимо соединить между собой последовательно. Для этого с помощью короткого провода соединяют минусовой контакт первого отрезка с плюсовым контактом второго отрезка. Далее припаивают провод к минусу второго и плюсу третьего отрезка и так далее. В результате, вместо параллельного соединения, получится цепочка из последовательно включённых отрезков светодиодной ленты, способная выдержать напряжение 288 вольт. Для подключения получившейся конструкции к сети 220 В придётся выпрямить и сгладить напряжение с помощью диодного моста VD1 (Uобр=600 В, Iпр=10 А) и полярного конденсатора C1 на 10 мкФ – 400 В, на выходе которого получится примерно 280 В.

Несмотря на то что данная схема вполне работоспособна, у неё есть ряд недостатков:

  • на каждом из отрезков в местах пайки присутствует опасное для жизни высокое напряжение;
  • конструкция имеет низкую надёжность из-за огромного количества соединений;
  • низкая эргономичность готового изделия.

Чтобы не заниматься самостоятельной переделкой светодиодной ленты с 12 на 220 вольт, можно купить готовую ленту промышленного производства, рассчитанную на прямое подключение к однофазной бытовой сети переменного тока. Её конструктивное отличие состоит в том, что SMD светодиоды соединены последовательно в группы не по 3 шт., а по 60 шт., а диодный мост входит в комплект поставки. Подробную информацию о таких LED-лентах, линейках и модулях можно найти в отдельной статье о светодиодных лентах на 220 вольт.

Использование бестрансформаторной схемы

Желание сэкономить на покупке качественного источника питания для светодиодной ленты подталкивает некоторых радиолюбителей к использованию бестрансформаторного блока питания (БТБП). Простая схемотехника, недорогие компоненты и возможность быстрого изготовления своими руками – вот основные преимущества БТБП. Действительно их можно встретить фактически во всей электронной китайской продукции, работающей от сети 220 В (настенные часы, люстры с ПДУ, реле напряжения и т.д.) Но на самом деле схемы питания, в которых нет трансформатора, имеют два существенных недостатка:

  1. Отсутствие гальванической развязки, в результате чего потенциал высокого напряжения присутствует на всех участках электрической цепи. Другими словами, прикосновение к оголённым проводникам опасно для жизни и может вызвать сильный удар током.
  2. Низкая надёжность. Со временем конденсатор теряет ёмкость, напряжение на выходе снижается, и устройство перестаёт работать. Если же случится пробой конденсатора, то подключенная светодиодная лента полностью перегорит.

Простейший классический вариант бестрансформаторного блока питания показан на рисунке выше. Его главный элемент – гасящий конденсатор (С1), который снижает сетевое напряжение до нужного значения. Затем оно проходит через выпрямитель – диодный мост (VD1), стабилитрон (VD2) и сглаживающий фильтр (С2). Расчёт ёмкости гасящего конденсатора производят, исходя из заданного напряжения и тока в нагрузке. Ввиду перечисленных выше недостатков подключать светодиодную ленту через такой блок питания не рекомендуется.

Активное применение БТБП в китайской электронике обусловлено исключительно экономией средств.

Схема подключения светодиодной ленты через блок питания

Чтобы 12 вольтовая светодиодная лента стабильно работала на протяжении долгих лет, её необходимо подключать от импульсного блока питания с напряжением на выходе 12 В. Это самый правильный вариант — импульсные источник питания имеют малый вес и компактные размеры, высокий КПД и коэффициент стабилизации, а также безопасны в эксплуатации. К недостаткам можно причислить генерацию импульсных помех, отдаваемых обратно в сеть и сложность схемы, для ремонта которой нужны специальные навыки.

Принять правильное решение в пользу того или иного источника питания поможет статья о выборе блока питания для светодиодной ленты.

До 5 метров

Очень часто рядовых пользователей интересует вопрос о том, как подключить светодиодную ленту длиной до 5 метров? Тут все очень просто. Достаточно воспользоваться приведенной ниже схемой. Процедуру подключения выполняют в следующей последовательности:

  • с помощью коннектора или путём пайки к одному из концов ленты подключают 2 питающих провода сечением 1-1,5 мм2;
  • свободные концы этих проводов зажимают в соответствующих клеммах блока питания (+V, -V), соблюдая полярность;
  • к клеммам L и N (220V AC) подключают сетевой провод.

Аналогичным образом выполняют параллельное подключение нескольких отрезков к одному блоку питания. Главное, чтобы мощность БП была больше суммарной мощности подключаемой светодиодной ленты минимум на 30%.

Чтобы яркость светодиодов была равномерной по всей длине LED-ленты, к отрезкам длиною больше 4 метров рекомендуется подводить провода с обоих концов. Это связано с падением напряжения на токоведущих печатных проводниках (дорожках), в результате чего к самым дальним светодиодам поступает напряжение меньше 12 В и их яркость падает. Плюс этого способа – равномерное свечение, а минус – затраты на дополнительные провода.

Свыше 5 метров

То, что длина светодиодной ленты в бобине ограничена 5 метрами – это не случайность, а вынужденная технологическая мера. Дело в том, что токопроводящие дорожки, приклеенные вдоль ленты, очень тонкие, узкие, и рассчитаны на подключение определённого количества светодиодов. Именно по этой причине нельзя подключать последовательно 2 отрезка общей длиной более 5 метров. Чтобы избежать токовых перегрузок, подключение светодиодных лент длиною 10, 15 и даже 20 метров следует выполнять по одной из приведенных схем ниже. Первый вариант предполагает использование одного блока питания большой мощности, способного обеспечить в нагрузке ток до 20 А. Для равномерного свечения светодиодов напряжение питания на каждый из 5 метровых отрезков подаётся с обеих сторон. Во втором варианте каждый отрезок запитан от отдельного источника 12В. Реализовать данную схему немного сложнее, так как потребуется еще один блок питания и больше соединительных проводов. На третьей схеме кроме двух источников постоянного напряжения на 12 В в цепь добавлены диммер и одноканальный усилитель сигнала. Диммер служит для регулировки яркости светового потока. Задача усилителя сигнала – в точности продублировать сигнал с диммера для тех светодиодных лент, которые запитаны от второго БП.

Рассмотренные способы включений LED-лент являются типовыми, но их вариации могут использоваться для разработки более сложных схем с целью реализации определенных задач или удовлетворения требований заказчика.

Подключение RGB или RGBW LED-лент

Правила и особенности подключения, о которых было сказано выше, необходимо соблюдать и при монтаже мультицветных аналогов. Однако функциональные схемы с RGB и RGBW лентами будут выглядеть немного сложнее из-за появления контроллера и дополнительных проводов. RGB/RGBW контроллер значительно расширяет возможности осветительной системы за счёт диммирования отдельных цветов, создания световых эффектов и управления с пульта дистанционного управления (ПДУ). RGB/RGBW контроллер предназначен для подключения мультицветных лент с отдельно расположенными белыми светодиодами, что позволяет использовать такую систему не только, как дополнительный, но и как основной источник света в помещении.

Для удобства читателей все основные схемы, правила монтажа, примеры и нюансы включения мультицветных лент собраны в отдельной статье о схемах подключения светодиодных RGB и RGBW-лент.

Подключение через выключатель

Разумеется, любой осветительный прибор должен подсоединяться к электросети через выключатель. Причём светодиодные ленты, управляемые с пульта, не должны быть исключением. Но на каком участке схемы должен находиться выключатель, чтобы эксплуатация всей осветительной системы была безопасной? В этом вопросе только один правильный ответ: в самом начале схемы, разрывая фазу в цепи переменного тока. Если выключатель установить в цепи постоянного тока, то блок питания будет всегда оставаться под напряжением. Это плохо по двум причинам. Во-первых, радиодетали имеют рабочий ресурс, который будет исчерпан значительно раньше. Во-вторых, блоку питания придётся круглосуточно противостоять импульсным сетевым помехам и скачкам напряжения, которые только ускорят его износ.

Несколько важных моментов

Руководствуясь описанными рекомендациями, несложно будет разработать схему для реализации подсветки или полноценного освещения, рассчитать длину проводов и определить оптимальное место размещения каждого функционального блока. Но прежде чем приступить к выполнению работ следует помнить о правилах техники безопасности:

  • работы по подключению и монтажу выполнять только на отключенном оборудовании;
  • перед первым включением дополнительно проверить надёжность всех контактов и правильность собранной схемы.

Также рекомендуется заранее приобрести некоторые расходные материалы:

  • термоусадочную трубку для изоляции спаянных участков проводов;
  • наконечники для проводов;
  • коннекторы для последовательного соединения двух участков лент;
  • алюминиевый профиль, чтобы не допустить перегрев светоизлучающих диодов.

В статье были определены все основные моменты, касающиеся подключения светодиодных лент на 12 В как с блоком, там и без блока питания. К сожалению, рассмотреть все схемы невозможно, ввиду многообразия их вариаций. К тому же постоянное совершенствование светодиодной продукции способствует появлению новых схемных решений, которые могут вызывать у рядовых пользователей вопросы с подключением и проведением расчётов.

Если у Вас возникли сложности с подключением – задайте вопрос в комментариях ниже, наши технические специалисты обязательно помогут.

За последние годы многие люди стали гораздо охотнее переходить с обычных ламп накаливания и улучшенных галогенок на экономичные и качественные светодиоды. Такие источники света позволяют существенно сократить расходы на электроэнергию. И это неудивительно, ведь при одинаковой интенсивности свечения лампа накаливания в 8-10 раз мощнее светодиодной. Аналогичная ситуация наблюдается при сравнении led-диодов и галогенок.

В процессе монтажа могут возникнуть определенные трудности. Далеко не все люди понимают, как подключить светодиодный светильник к 220 В своими руками.

к содержанию ↑

Основы подключения к 220 В

Светодиод – полупроводник, пропускающий электрический ток исключительно в одном направлении. Большинство светильников оснащаются специальными драйверами, преобразующими переменное электричество в постоянное 12, 24, 36 или 48 В. Что касается промышленной сети, то она выдает синусоидальное напряжение 220 В (среднее значение, всегда имеются небольшие перепады) с частотой 50 Гц.

При таком раскладе светодиод будет работать на определенных полуволнах – мигать с частотой 50 Гц. Впрочем, человек не способен заметить мерцание. При подаче электричества в обратном направлении элемент прекратит светиться, но без должной защиты может выйти из строя.

к содержанию ↑

Методы подключения

Простейшим методом подключения светильника к сети на 220 В является использование гасящего сопротивления, расположенного последовательно светодиоду. Напряжение постоянно изменяется, амплитудное значение может достигать 310 В. Данная величина должна обязательно учитываться при расчетах сопротивления.

Также следует обеспечить защиту диода от обратного напряжения, равного прямому. Рассмотрим основные способы.

к содержанию ↑

Последовательное подключение диода с высоким напряжением обратного пробоя (400 В и более)

В данном случае правильно подключить к схеме выпрямительный диод 1N4007, обратное напряжение которого составляет 2019 В. Если будет изменена полярность и напряжение пойдет в обратном направлении, то оно будет сглажено выпрямительным диодом, защищающим светодиод от пробоя.

к содержанию ↑

Шунтирование светодиода обычным диодом

Этот способ подразумевает использование простого маломощного полупроводника, подключаемого по встречно-параллельному курсу со светодиодом. Обратное напряжение будет воздействовать на гасящее сопротивление, поскольку диод включен в прямом направлении.

Встречно-параллельное подключение двух светодиодов

Способ схож с предыдущим методом, за исключением того, что светодиоды будут гореть только на своем отрезке синусоиды, обеспечивая друг для друга защиту от пробоя.

Существенным недостатком подключения светодиодов к сети 220 В через гасящий резистор является то, что на сопротивлении выделяется огромная мощность.

Рассмотрим пример. Предположим, что используется гасящий резистор сопротивлением 24 кОм при подключении светодиодов к сети 220 В с выходящим током 9 мА. Рассчитаем мощность на гасящем сопротивлении: 9*9*24=1944 мВт (около 2 Вт). Таким образом, чтобы обеспечить оптимальную эксплуатацию, нужно взять резистор мощностью не ниже 3 Вт.

Когда используется несколько led-диодов, потребляющих ток большего значения, то мощность будет расти пропорционально квадрату выходного тока, из-за чего использовать гасящий резистор будет просто нецелесообразно. В случае применения сопротивления меньшей мощности, чем требуется по регламенту, резистор быстро выйдет из строя и произойдет короткое замыкание.

Поэтому роль токоограничивающего элемента должен играть конденсатор, на котором не рассеивается мощность, поскольку сопротивление является реактивным.

В простейшей схеме подключения светодиодного осветительного прибора через конденсатор наблюдается следующая картина: после прекращения питания в конденсаторе сохраняется остаточный заряд – источник угрозы для безопасности человека, который должен разряжаться с помощью сопротивления. Второй резистор требуется при включении питания для защиты схемы от тока, идущего через конденсатор. Выпрямительный диод служит для защиты led-диода от обратного напряжения. Выбирайте конденсатор неполярного типа, рассчитанный для эксплуатации в сети с напряжением не ниже 400 В.

Категорически запрещено использовать полярные конденсаторы в сети переменного тока, поскольку проходящий в обратном направлении ток приведет к разрушению конструкции.

Для расчета нужной емкости конденсатора используют эмпирическую формулу, где производное 4,45 и тока, проходящего через светодиоды, нужно разделить на разницу между амплитудной величиной тока (указана выше – 310 В) и падением напряжения на светодиоде после прямого прохождения.

Например, если нужно подключить led-диод с падением напряжения 3 В и током 9 мА, то по формуле выше емкость конденсатора будет равна 0,13 мкФ. На данную величину в большей степени влияет сила тока, меньшей – падение напряжения.

Эмпирическая формула может использоваться при расчетах емкости конденсатора для сети частотой 50 Гц, поскольку в остальных случаях коэффициент 4,45 требует перерасчета.

к содержанию ↑

Нюансы подключения

Есть некоторые нюансы, связанные со значением проходящего тока при подключении светодиодов к сети 220 В. Рассмотрим простейшую схему подключения светодиодной подсветки в выключателе.

Параллельно выключателю подсоединяются сопротивление (гасящий резистор) и светодиод, после чего размещается лампочка. Схема работает без защитных диодов, а значение гасящего резистора подбирается таким образом, чтобы ограничить ток на величине около 1 мА. Лампочка выполняет функцию нагрузки, также ограничивающей ток. Led-диод будет светиться блекло, но этого достаточно для того, чтобы ночью найти выключатель и включить свет. При смене полярности напряжение станет падать на сопротивление, поэтому светодиод будет полностью защищен от потенциального пробоя.

При необходимости подключения ряда светодиодов можно использовать последовательную схему с одним гасящим конденсатором, которая была описана выше. Важным условием такого подхода является выбор светодиодов, рассчитанных на одинаковое значение ограниченного тока.

При встречно-параллельном подключении используется шунтирующий диод. Параллельное подключение применять нельзя, поскольку если выйдет из строя одна цепь, то весь ток потечет через вторую, из-за чего полупроводники перегорят и произойдет короткое замыкание.

к содержанию ↑

Безопасность при подключении

В случае подключения светодиодов к сети 220 В нужно учитывать тот факт, что выключатель светильника полностью размыкает фазный провод. Ноль прокладывается общий на комнату. Часто в электрической сети нет заземления, поэтому угрозу представляет нулевой провод, имеющий определенное напряжение относительно земли.

Иногда заземляющий провод соединяется с батареями отопления или трубами, поэтому, если человек прикоснется одновременно к батарее и фазе, то может попасть под напряжением.

По данной причине при монтаже к сети желательно отключать и нулевой, и фазный провода, используя специальную автоматику, что позволяет избежать поражения током.

Главные нюансы при построении цепи с подключением светодиодных осветительных приборов к сети 220 В связаны с выбором подходящего по параметрам гасящего резистора или конденсатора. Переменный ток в розетке может оказывать разрушительное действие на все полупроводники, пропускающие электричество исключительно в одном направлении. При грамотном ограничении амплитуды тока и расчете нужного амортизационного запаса цепь будет полностью защищена от выгорания и короткого замыкания, что обеспечит долговечность и надежность.