将 LED 连接到 220V

LED作为光源被广泛使用。但它们是为低压供电而设计的，在220伏的国内网络中经常需要打开LED。只需一点电气工程知识和执行简单计算的能力，这是可能的。

连接方式

大多数 LED 的标准工作条件 - 1.5-3.5 V 的电压和 10-30 mA 的电流。当您将设备直接插入家庭电网时，其寿命将为十分之一秒。与正常工作电压相比，网络中连接 LED 的所有问题都增加了，以补偿多余的电压并限制流过发光元件的电流。驱动器 - 电子电路 - 可以完成这项任务，但它们非常复杂并且由大量组件组成。在为具有多个 LED 的 LED 矩阵供电时，它们的使用是有意义的。有更简单的方法可以连接单个元素。

与电阻连接

最明显的方法是在 LED 上串联一个电阻。该电阻器将承载额外的电压并限制电流。

LED 与镇流电阻器的连接图。

该电阻的计算按以下顺序完成：

1. 假设有一个额定电流为20mA，压降为3V的LED（实际参数请参考参考书）。对于工作电流，最好取标称值的 80% - LED 在照明条件下的寿命会更长。伊拉布=0.8 Inom=16 毫安。
2. 附加电阻上的电压将是电源线上的电压降减去 LED 上的电压降。 Urab=310-3=307 V。很明显，几乎所有的电压都将在电阻器中。

重要的！ 计算时不应使用有效电源电压（220V），而是使用 310V 的峰值电压。

1. 附加电阻值由欧姆定律确定：R=Urab/Irab。由于电流以毫安为单位选择，因此电阻将以千欧为单位：R=307/16= 19.1875。与标准范围最接近的值为 20 kOhm。
2. 要使用公式 P=UI 计算电阻器的功率，您必须将工作电流乘以淬灭电阻器上的电压降。对于 20kOhm 额定值，平均电流将为 220V/20kOhms=11mA（您可以在此处考虑 rms 电压！），功率将为 220V*11mA=2420mW 或 2.42W。您可以从标准范围内选择 3W 电阻器。

重要的！ 这个计算被简化了，它没有考虑 LED 两端的电压降及其在开路状态下的电阻，但对于实际目的来说，准确度已经足够了。

功率为 3 W 的电阻器。

你可以连接一个链 LED 串联.计算时，将一个元件的电压降乘以元件总数。

串联高反向电压（400V以上）二极管

这种方法有一个明显的缺点。 发光二极管像任何基于 p-n 结的设备一样，以交流电的前半波传输电流（并发光）。在反向半波中，它被锁定。它的电阻很高，远高于镇流器的电阻。而施加在电路上的310V幅值的市电电压将主要落在LED上。而且它不是为高压整流器而设计的，很快就会失效。为了对抗这种现象，通常建议串联一个额外的二极管来承受反向电压。

带有附加二极管的开关方案。

事实上，有了这种包含，施加的反向电压将在二极管之间大致分成两半，LED 会在大约 150 V 或稍小的压降时稍微变亮，但它的命运仍然是不幸的。

用普通二极管分流LED

这个电路更有效：

带有附加二极管的方案。

在此，发光元件与附加二极管反向和并联切换。在负半波时，附加二极管将打开，所有电压都将施加到电阻器上。如果之前的计算是正确的，电阻器就不会过热。

两个 LED 的并联

当你研究前面的电路时，你不禁会想——既然可以用相同的发光体代替它，为什么还要使用一个没用的二极管呢？这是正确的推理。从逻辑上讲，电路在下一个版本中重生：

带有额外 LED 的方案。

这里使用相同的 LED 作为保护元件。它在反向半波期间保护第一个元素，并在这样做时辐射。在正弦波的右半波，LED 交换角色。电路的优点是充分利用了电源。代替单个元件，可以在正向和反向中包括 LED 链。可以用同样的原理来计算，但是LED上的电压降要乘以一个方向上安装的LED的数量。

使用电容器

可以使用电容器代替电阻器。在交流电路中，它的行为有点像电阻器。它的电阻取决于频率，但在家用电路中，这个参数是恒定的。可以采用公式 X=1/(2*3.14*f*C) 来计算，其中：

• X是电容器的电抗；
• f - 以赫兹为单位的频率，在我们的例子中是 50；
• C - 电容器的电容，以法拉为单位，用于转换为 μF 使用系数 10^-6.

在实践中，使用公式：

C=4,45*Irab/(U-Ud)，其中：

• C——所需电容，单位为 μF；
• Irab——LED的工作电流；
• U-Ud - 电源电压和发光元件上的电压降之间的差异 - 在使用 LED 链时具有实际重要性。如果使用一个 LED，则 U 值可以假定为 310 V，并且具有足够的精度。

电容器可在至少 400 V 的工作电压下使用。表中给出了此类电路的典型电流计算值：

结果值与标准电容系列相差甚远。因此，对于 20 mA 的电流，与 0.25 uF 的偏差为 13%，与 0.33 uF 的偏差为 14%。 可以选择电阻 更准确。这是电路的第一个缺点。第二个已经提到过 - 400 V 及以上的电容器具有相当大的尺寸。这还不是全部。当使用镇流器电容器时，电路中会长满额外的元件：

带有镇流器电容的电路。

出于安全原因设置电阻 R1。如果电路由 220 V 供电，然后从电源断开，电容器将不会放电 - 没有这个电阻器将没有放电电流电路。如果不小心触摸到电容器的端子，很容易触电。该电阻的阻值可以选择为几百千欧，在工作状态下由电容分流，不影响电路工作。

需要电阻 R2 来限制电容器充电电流的浪涌。虽然电容器未充电，但它不会用作电流限制器，在此期间 LED 可能有时间失效。这里应该选择几十欧的值，对电路性能也没有影响，但在计算时可以考虑进去。

将 LED 装入电灯开关的示例

在 220 V 电路中实际使用 LED 的一个常见示例是指示家用开关的关闭状态，并使其更容易在黑暗中找到其位置。这里的 LED 以大约 1 mA 的电流工作 - 发光不会很亮，但在黑暗中会很明显。

开关状态指示电路。

在这里，当开关打开时，灯用作额外的电流限制器，并且会占用反向电压的一小部分。但是反向电压的大部分是施加在电阻上的，所以这里的LED相对受到保护。

视频：为什么不安装带灯开关

安全工程

现有装置的工作安全受电气装置操作安全法规的约束。它们不适用于家庭车间，但在将 LED 连接到 220 V 电源时应考虑其基本原理。使用任何电气装置时的主要安全规则 - 所有工作都必须在断电的情况下进行，不包括错误或无意、未经授权的激活。断开断路器后，必须确保没有电压 用测试仪检查.其他一切 - 使用绝缘手套、垫子、临时接地等都很难在家中实施，但我们必须记住，安全措施是不够的。