Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Białe LED zasilane napięciem 230V

marcinradom 16 Lip 2013 23:24 7896 36
  • #1 16 Lip 2013 23:24
    marcinradom
    Poziom 11  

    Grendel napisał:
    Witaj.
    Powyżej zamieszczono mnóstwo schematów pozwalających na podłączenie LEDów do napięcia 230V.
    Typowy, prosty i niezawodny schemat wygląda tak:


    Białe LED zasilane napięciem 230V


    Gdzie rezystory mają po 0.5W (R2 może mieć 1W), mostek prostowniczy dowolny (wystarczy, by był na napięcie nie niższe, niż 250V), kondensator C1 dowolny foliowy 330nF / 250V AC (400V DC), C2 elektrolit 10-22µF minimum 160V (może być z zasilania świetlówki energooszczędnej :D), wszystkie diody LED połączone są szeregowo, rezystor R4 z wyłącznikiem pozwala na przełączenie diód w niski stan pracy (ok 1% mocy - lekkie jarzenie) - można to, oczywiście, pominąć.

    Co w tym układzie należy zmienić by zasilać nim trzy/cztery sztuki diod połączonych szeregowo? Muszę cały układ zmieścić we wtyczce do kontaktu i szukam czegoś jak najmniejszego.

    0 29
  • #2 17 Lip 2013 00:28
    Grendel
    Poziom 12  

    Właściwie ten układ jest uniwersalny i można go użyć nawet do zasilenia jednej diody. Jeśli chodzi o możliwość uproszczenia, to można (a nawet trzeba) usunąć ten przełącznik z rezystorem R4. Dość dużym elementem jest też C2 - bez niego diody będą migać z częstotliwością 100 Hz, można też użyć znacznie mniejszego, np 2,2 µF (przy 3-4 diodach wystarczy zresztą 16 woltowy, więc mały).
    Jeśli diody miałyby pracować z bardzo małym prądem, rzędu 3 mA, wtedy można zrezygnować z dość dużego C1 a w miejscu R2 użyć rezystora 76 kΩ, ale o mocy co najmniej 1 W, gdyż będzie się on dość grzał (0.7 W wydzielanej mocy cieplnej), choć lepiej w takim wypadku zastosować jednak mniejszy kondensator C1 (np. 47 nF/400 V).

    0
  • #3 17 Lip 2013 06:50
    marcinradom
    Poziom 11  

    Oczywiście włącznik pominąłem, rezystora R4 nie. Po podpięciu jednej białej diody zaświeciła ona przez ułamek sekundy i poszła z dymem.
    Wszystkie elementy zmieściły się we wtyczce, ale zmniejszenie rozmiarów kondensatora za mostkiem pozwoli na ładniejsze ułożenie wszystkiego wewnątrz.

    0
  • #4 17 Lip 2013 08:45
    Grendel
    Poziom 12  

    marcinradom napisał:
    Po podpięciu jednej białej diody zaświeciła ona przez ułamek sekundy i poszła z dymem.

    To chyba podpiąłeś ją na końcu, gdy wszystko było pod napięciem...
    Układ jest tak prosty, jak konstrukcja cepa i niezawodny :)
    Od ponad 30 lat stosuję takie układy i nigdy jeszcze dioda nie poszła mi z dymem.
    A rezystor R4 służy tylko do zmniejszenia prądu diody do ok. 0.2 mA, więc do minimalnego "jarzenia".

    0
  • #5 17 Lip 2013 19:54
    marcinradom
    Poziom 11  

    Tak, diodę podpiąłem gdy układ był już pod napięciem. Dziś spaliło mi pięć diod w szeregu :-)

    0
  • #6 17 Lip 2013 22:20
    zybex
    Pomocny dla użytkowników

    Grendel, napisałeś że ten układ można stosować do różnych ilości diod. Czy rezystory się zmienia? Kondensator elektrolityczny na napięcie co najmniej jak suma napięć diod świecących?

    0
  • #7 17 Lip 2013 23:38
    Grendel
    Poziom 12  

    Tak, układ działa podobnie do źródła prądowego, lecz nie jest całkiem niezależny od impedancji obciążenia.
    Przykładowo - zakładając, że używamy białych LEDów (mają największy spadek napięcia - do ok. 3.5 V na sztukę) otrzymamy następujące wartości prądów w zależności od ilości połączonych w szereg diod:
    ok. 22 mA dla 1 LED
    ok. 20 mA dla 30 LED
    ok. 2-5 mA dla 90 LED (to już raczej graniczna ilość, niezalecana ze względu na małą stabilność prądu i dużą zależność od wahań napięcia sieciowego).

    Generalnie, nie trzeba robić żadnych zmian w układzie, poza (jak słusznie zauważyłeś) doborem wartości napięcia kondensatora elektrolitycznego do sumarycznego spadku napięcia na diodach (bez sensu byłoby stosowanie dość dużego kondensatora 400-woltowego dla kilku diod, ale za to można by zwiększyć jego pojemność do 100 µF, by lepiej chronić diody LED przed udarem prądowym).
    Rezystor R2 ma ważne znaczenie jedynie dla łagodzenia wartości prądu udarowego podczas ładowania kondensatora C1 w momencie startu układu. Dla skuteczniejszego łagodzenia prądu udarowego można zastosować R2 o wyższej rezystancji, np. 1 kΩ (wtedy moc strat na nim wzrośnie z 0.3 do 0.6 W).
    Rezystor R3 przyjmuje na siebie jedynie tętnienia napięcia na kondensatorze C2 wraz z niewielkim spadkiem napięcia stałego (ok. 4 V przy 0.1 W mocy strat), więc nie ma potrzeby jego doboru w zależności od ilości diod.

    O wartości prądu układu decyduje pojemność kondensatora C1 - 330 nF odpowiada ok. 22 mA DC na diodach (przed mostkiem prostowniczym prąd wynosi wtedy ok. 24 mA AC, gdyż wartość skuteczna prądu jest 1.1 raza wyższa od wartości średniej)

    0
  • #8 18 Lip 2013 09:49
    zybex
    Pomocny dla użytkowników

    Dziękuję za wyczerpującą odpowiedź.

    0
  • #9 18 Lip 2013 21:24
    marcinradom
    Poziom 11  

    Dziś podłączyłem trzy białe diody superjasne. Wiadomość dobra to ta, że nie uległy spaleniu. Zła natomiast to taka, że ledwo świeciły. Rozumiem, że w moim przypadku powinienem zwiększyć prąd zasilający diody, zmieniając kondensator C1 na inny. W którą stronę powinienem iść? Może C2 jest nie odpowiedni, zastosowałem bowiem 22µF/400V.

    0
  • #10 18 Lip 2013 23:13
    Grendel
    Poziom 12  

    Jeśli diody świeciły bardzo słabo, zapewne zapomniałeś usunąć rezystor R4 (1 MΩ).
    On powoduje obniżenie prądu z 20 mA do 200 µA - wtedy diody ledwie się jarzą.
    Zaczerpnąłem to (rezystor z wyłącznikiem) z jakiegoś schematu powyżej, jako opcję służącą do przełączania diod w stan lekkiego jarzenia i tak się to za mną ciągnie :)
    W stosowanych przeze mnie układach pomijam ten dodatek.
    Dlatego lepiej pozostawić kondensator C1 bez zmian, ale za to C2 dla trzech diod wystarczy zastosować 100 µF/16 V - jest znacznie mniejszy, niż 22 µF/400 V (wyjaśniłem to szczegółowo powyżej).
    Koniecznie pamiętaj o połączeniu układu w całość (łącznie z diodami) przed podłączeniem do sieci.

    0
  • #11 19 Lip 2013 11:17
    Jakub_Zabrze
    Poziom 9  

    Przejrzałem ten temat i nie uzyskałem pewnej odpowiedzi na mój problem.

    http://www.scalak.zabrze.pl/produkty/LEDna230V.pdf

    Otóż złożyłem układ wg powyższej schematu. Mam wedle zaleceń "kondensator 0,47 mikrofarada" i "opornik ok. 1 kiloom o mocy 0,125 wata (czyli jak najmniejszy)" oraz diodę 1N4007. Układ działa. Martwi mnie jednak mocne grzanie się opornika, który aż się obkopcił od temperatury.

    Co w związku z tym zrobić? Zastosować opornik o większej mocy? Jak tak to jakiej i na jakiej podstawie można ją wyliczyć?

    Dziękuję i pozdrawiam.

    0
  • #12 19 Lip 2013 12:08
    Grendel
    Poziom 12  

    Dokładnie tak - opornik jest o zbyt małej mocy - projektant ze Scalaka źle ją wyliczył.

    Wzór na moc P traconą w rezystorze to:
    P=I²×R, gdzie I to prąd płynący przez opornik wyrażony w amperach a R jego oporność w omach.

    Prąd płynący przez kondensator 0.47 µF można wyliczyć ze wzoru:
    I=U×ω×C, gdzie U to napięcie sieciowe w woltach, ω to pulsacja (ω=2×Π×f, gdzie f to częstotliwość sieci w Hz), C to pojemność kondensatora wyrażona w Faradach.

    Reasumując:
    U=230 V
    ω=2×3.14×50=314 1/s
    C=4.7×10E-7=0.00000047 F
    I=230×314×0.00000047=0.0339 A, czyli ok 34 mA

    Czyli moc tracona w rezystorze 1 kΩ wyniesie:
    P=0.0339²×1000=1.15 W

    Opornik 0.125 W przy obciążeniu mocą 1.15 W ma prawo wyparować.
    Przy takim obciążeniu zalecałbym opornik o mocy 2 W.

    Można również użyć rezystora o niższej oporności, np. 500 Ω i/lub zmniejszyć pojemność kondensatora do np. 0.33 µF (opisywałem to powyżej).

    Pozdrawiam ziomala ;)

    0
  • #13 19 Lip 2013 20:31
    marcinradom
    Poziom 11  

    Po usunięciu rezystora R4 diody świecą jaśniej, ale do ideału sporo jeszcze brakuje. Łącząc trzy w szereg i podłączając do baterii 9V świecą o wiele mocniej. Można powiedzieć, że pod tym układem osiągają 30% tego co na baterii. Gdzieś jeszcze musi być błąd.

    0
  • #14 19 Lip 2013 21:32
    Grendel
    Poziom 12  

    To nie musi świadczyć o błędzie - zmierz prąd jaki płynie przy zasilaniu z baterii 9 V - jeśli wynosi np. 60 mA to diody mają prawo świecić trzykrotnie jaśniej.

    W tym układzie prąd wynosi ok. 20 mA - możesz zmierzyć go na wejściu (ustawiając miernik na AC), lub na samych diodach (ustawienie DC).
    Jeśli chcesz zasilić diody większym prądem (pod warunkiem, że tyle wytrzymują) zwiększ pojemność kondensatora C1 np. do 680 nF i użyj 2-watowego rezystora R2.

    0
  • #15 20 Lip 2013 09:11
    marcinradom
    Poziom 11  

    Wyniki pomiaru prądu pobieranego przez moje diody:
    zakres miernika 400mA - za mały zakres
    zakres miernika 10A - za mały zakres
    W pierwszym wypadku diody świeciły słabo, w drugim pięknie. Miernik użyty do pomiaru to APPA 305.

    0
  • #16 20 Lip 2013 12:11
    jdubowski
    Specjalista - urządzenia lampowe

    marcinradom napisał:
    Wyniki pomiaru prądu pobieranego przez moje diody:
    zakres miernika 400mA - za mały zakres
    zakres miernika 10A - za mały zakres


    Narysuj jak podłączyłeś miernik, bo otrzymałes głupoty w wyniku pomiaru.

    1
  • #17 20 Lip 2013 13:53
    MamAtE
    Poziom 20  

    marcinradom napisał:
    Grendel napisał:
    Witaj.
    Powyżej zamieszczono mnóstwo schematów pozwalających na podłączenie LEDów do napięcia 230V.
    Typowy, prosty i niezawodny schemat wygląda tak:


    Białe LED zasilane napięciem 230V


    Gdzie rezystory mają po 0.5W (R2 może mieć 1W), mostek prostowniczy dowolny (wystarczy, by był na napięcie nie niższe, niż 250V), kondensator C1 dowolny foliowy 330nF / 250V AC (400V DC), C2 elektrolit 10-22µF minimum 160V (może być z zasilania świetlówki energooszczędnej :D), wszystkie diody LED połączone są szeregowo, rezystor R4 z wyłącznikiem pozwala na przełączenie diód w niski stan pracy (ok 1% mocy - lekkie jarzenie) - można to, oczywiście, pominąć.

    Co w tym układzie należy zmienić by zasilać nim trzy/cztery sztuki diod połączonych szeregowo? Muszę cały układ zmieścić we wtyczce do kontaktu i szukam czegoś jak najmniejszego.
    Nic nie trzeba zmieniać, poza zmianą wartości rezystora R4 - zmienić, dobrać, na mniejszą wartość wedle własnego uznania dla ciemniejszego świecenia, lub zewrzeć w przypadku rezygnacji z tej regulacji.
    Poza tym ewentualnie, wartość pojemności kondensatora elektrolitycznego C2 należy zwiększyć (220µF), a jego wartość napięcia pracy zmniejszyć (25V).
    Wartość prądu płynącego przez LEDy to ok. 20mA i zależna jest od wartości pojemności kondensatora C1 (przede wszystkim) oraz ilości podłączonych szeregowo LEDów (w mniejszym stopniu).
    Szczegóły w EdW - Elektronika dla Wszystkich - strona 85 z września 2000 roku.
    Zwracam też uwagę na to, by kondensator C1 był porządny i przystosowany do pracy w obwodzie prądu przemiennego 50Hz, np. typu X2 na napięcie pracy 305V~ (275V~).
    Podana na schemacie wartość 250V (jaka?) jest zbyt małą wartością nominalną, kondensatory typu X2 (ze znakami bezpieczeństwa) nie są wykonywane na taką wartość napięcia.
    Natomiast kondensatory napylane typu MKT, MKP, MKC, czy foliowe typu KT, KP, KC powinny być na napięcie pracy 400V.

    0
  • #18 20 Lip 2013 14:32
    marcinradom
    Poziom 11  

    Głupoty wyszły wiem, dlatego podałem model miernika by uniknąć pytań o to. Miernik został oczywiście podłączony szeregowo. Sygnalizacja słabej baterii w mierniku, chyba nie wpływa tak na pomiar.

    0
  • #19 20 Lip 2013 14:36
    MamAtE
    Poziom 20  

    marcinradom napisał:
    Głupoty wyszły wiem, dlatego podałem model miernika by uniknąć pytań o to. Miernik został oczywiście podłączony szeregowo. Sygnalizacja słabej baterii w mierniku, chyba nie wpływa tak na pomiar.
    Niestety, ale wpływa na wynik pomiaru (wskazuje niepoprawnie), a popularne multimetry wykonane na bazie scalonego woltomierza typu ICL7106 tak właśnie zachowują się.
    Dlatego też każdy taki multimetr jest wyposażony w ikonkę sygnalizującą obniżenie się wartości napięcia zasilającej go baterii.

    0
  • #20 22 Lip 2013 20:11
    marcinradom
    Poziom 11  

    Po wymianie baterii wyniki pomiaru prądu pobieranego przez trzy diody pozostały bez zmian. Na oby zakresach wartość natężenia prądu nie mieści się w zakresie pomiarowym. Wiem, to głupota, ale coś musi być tego przyczyną. Tak jak poprzednio pisałem, na zakresie 400mA diody palą się bardzo słabo, na zakresie 10A świecą idealnie.

    0
  • #21 22 Lip 2013 20:13
    MamAtE
    Poziom 20  

    marcinradom napisał:
    Po wymianie baterii wyniki pomiaru prądu pobieranego przez trzy diody pozostały bez zmian. Na oby zakresach wartość natężenia prądu nie mieści się w zakresie pomiarowym. Wiem, to głupota, ale coś musi być tego przyczyną. Tak jak poprzednio pisałem, na zakresie 400mA diody palą się bardzo słabo, na zakresie 10A świecą idealnie.
    Zmień mirnik na inny egzemplarz, cudów na zawołanie nie ma.

    0
  • #22 22 Lip 2013 20:19
    marcinradom
    Poziom 11  

    Appa 305 to dobry multimeter i dotąd nie miałem z nim najmniejszego problemu.

    0
  • #23 22 Lip 2013 20:30
    MamAtE
    Poziom 20  

    marcinradom napisał:
    Appa 305 to dobry multimeter i dotąd nie miałem z nim najmniejszego problemu.
    Czytaj jeszcze raz i zrozumieniem to, co napisałem tu, to jest absolutna prawda i bez mierzenia, więc komu zawierzasz, sobie, swemu, pewnie uszkodzonemu, multimetrowi, czy obiektywnej prawdzie?
    Jest też prozaiczna przyczyna, iż zwyczajnie mierzysz nie to, co chcesz tam zmierzyć.

    0
  • #24 22 Lip 2013 20:54
    marcinradom
    Poziom 11  

    Z całą pewnością pomiaru dokonuję poprawnie. Nie twierdzę, że moja appa jest nieomylna. Jutro sprawdzę inny miernik.

    0
  • #25 25 Lip 2013 00:36
    Grendel
    Poziom 12  

    marcinradom napisał:
    na zakresie 400mA diody palą się bardzo słabo, na zakresie 10A świecą idealnie.

    To akurat wynika z różnej rezystancji wewnętrznej miernika na tych zakresach.
    Domyślam się, że pomiaru dokonujesz przy zasilaniu z baterii 9V, bo dla źródła "prawie prądowego" ta rezystancja byłaby bez znaczenia.
    Natomiast same wskazania miernika to, oczywiście, głupoty.
    Pozdro.

    0
  • #26 30 Sty 2014 08:46
    zlotowinfo
    Poziom 16  

    Kupiłem żarówki z chin z takim układem zasilania niestety żarówki padają.

    Pali się jakiś element w tym układzie,
    diody prostownicze wyglądają na dobre, bo przewodzą w jedną stronę.
    Kondensatory to nie wiem jak zmierzyć:
    - C1 CBB22 400v 105J
    - elektrolit 4.7uF na 220V

    Na wyjściu układu pojawia się wysokie napięcie
    w tej chwili nie mam tych żarówek,
    ale było to ok. 400V, w działającej jest 50V
    3 diody spalone, jest ich tam 20.

    0
  • #27 26 Lip 2014 12:36
    mitny
    Poziom 13  

    Witam,
    Podepnę się pod temat zamiast tworzyć nowy.
    Muszę zbudować układ zasilający 8 białych diód led. Diody są połączone szeregowo. Pobór diody to 20mA natomiast napięcie 3,2V. Na początku chciałem zbudować układ na bazie istniejącego (rozebrałem sobie jeden świetlik LED który kiedyś kupiłem jednak zacząłem mieć wątpliwości co do poprawności jego układu gdyż trochę różni się od innych schematów które widziałem.
    W tym istniejącym układzie rezystory R4 i R3 mają 120ROhm, rezystor R1 5.7M natomiast rezystora R2 nie ma wcale. Kondensator C2 ma 1uF na 100V. Co do kondensatora C1 to nie za bardzo wiem jakie ma parametry gdyż jest chyba jakiś nietypowy - oznaczenia to jb 2E 224K. Brak też przełącznika - ale w tym układzie jest on zbędny. Mostek prostowniczy to DB107.
    Czy ten układ jest prawidłowy? Czy raczej powinienem stosować się powyższego? Jak powinienem dobrać elementy?

    0
  • #28 26 Lip 2014 22:49
    Grendel
    Poziom 12  

    Witaj.
    W układzie, który posiadasz, rezystor R4 pełni rolę rezystora R2 - ponieważ w układzie z przełącznikiem R4 służył jedynie do zmniejszenia prądu diod do ok. 0.2 mA, więc do minimalnego "jarzenia" - dlatego miał tak dużą wartość (1 MΩ).
    Pojemność kondensatora C1 zawarta jest w tej części opisu: 224K - należy ją odczytywać jako 22x10E4 pF, czyli 220000 pF, czyli 220 nF.
    Pozwala on na uzyskanie prądu na diodach ok. 14 mA.
    Ponieważ rezystor R4 ma tylko 120 Ω, korzystniej byłoby zwiększyć pojemność C2 do wartości 22 - 47 µF (na minimum 35 V dla 8 LEDów), by zmniejszyć udar prądowy przy załączaniu.
    Mostek DB107 wytrzymuje 1 A/ 700 V(RMS), więc ma spory zapas.

    Reasumując - układ jest prawidłowy, choć zwiększyłbym C2 (i ewentualnie C1 do wartości 330 nF, jeśli chcesz zasilić diody prądem 20 mA)

    0
  • #29 28 Lip 2014 07:00
    mitny
    Poziom 13  

    Dzięki za odpowiedź.
    Pojawiły się jednak kolejne pytania.
    1. Czy brak R2 nie stanowi problemu?
    2. Czy potrafiłbyś określić jakiś wzór aby mógł sobie przeliczyć na przyszłość jak powinien wyglądać taki układ z 1 diodą albo z 10?
    3. Czy C1 może być na 275V czy bezpieczniej na większe napięcie?

    0
  • #30 28 Lip 2014 23:57
    Grendel
    Poziom 12  

    Witaj.
    Wczytaj się w posty powyżej - tam już wszystko jest wyjaśnione - 1, czy 10 diod nie robi zbytniej różnicy (poza wartością napięcia C2):

    Grendel napisał:
    Tak, układ działa podobnie do źródła prądowego, lecz nie jest całkiem niezależny od impedancji obciążenia.
    Przykładowo - zakładając, że używamy białych LEDów (mają największy spadek napięcia - do ok. 3.5 V na sztukę) otrzymamy następujące wartości prądów w zależności od ilości połączonych w szereg diod:
    ok. 22 mA dla 1 LED
    ok. 20 mA dla 30 LED
    ok. 2-5 mA dla 90 LED (to już raczej graniczna ilość, niezalecana ze względu na małą stabilność prądu i dużą zależność od wahań napięcia sieciowego).


    A tutaj obliczenia dla przykładowego kondensatora 470 nF - można podstawić zamiast niego dowolną wartość.

    Grendel napisał:

    Prąd płynący przez kondensator 0.47 µF można wyliczyć ze wzoru:
    I=U×ω×C, gdzie U to napięcie sieciowe w woltach, ω to pulsacja (ω=2×Π×f, gdzie f to częstotliwość sieci w Hz), C to pojemność kondensatora wyrażona w Faradach.

    Reasumując:
    U=230 V
    ω=2×3.14×50=314 1/s
    C=4.7×10E-7=0.00000047 F
    I=230×314×0.00000047=0.0339 A, czyli ok 34 mA


    Brak R2 nie stanowi problemu, ponieważ w Twoim układzie R4 zastępuje R2 - pełni tę samą rolę.

    Dla C1 275 V(AC) to takie niezbędne minimum - wystarczające, ale nie zaszkodzi wyższe.

    0