Схемы выключателей с подсветкой

После выхода материала по выключателям со светодиодной подсветкой читатели стали много задавать вопросов по данному электротехническому прибору, которые не освещались в статье — начиная с того, какая схема подключения выключателя с подсветкой предпочтительна, заканчивая вопросами о том, какая схема выключателя с подсветкой наиболее предпочтительна и долговечна.

В этой статье будем рассматривать эти и другие вопросы, связанные с темой выключатели с подсветкой планомерно. Приготовимся, что текста будет много, но и ответ будет исчерпывающим.

[contents]

-->
-->

Схемы выключателей с подсветкой и их подключение


Не смотря на то, что в магазинах продается достаточно большое количество выключателей с подсветкой, все они имеют разнообразную схему подключения индикаторов:с использованием резисторов, конденсаторов и диодов. Рассмотрим подробнее данные схемы, прежде чем будет рассматривать как работает схема подключения выключателя с подсветкой.

Схема выключателя со светодиодной подсветкой и одном резисторе


Схема выключателя с подсветкой на резисторе

Данная схема самая простая, однако, самая ненадежная и небезопасная для потребителей.

Ввиду того, что при работе данной схемы идет выделение большого тепла, применение таких выключателей с легкостью приведет к возгоранию. Будьте бдительны.

Принцип работы выключателя с такой схемой подсветки


Принцип работы схемы прост и работает на законе Ома. Когда выключатель разомкнут, то ток протекает по цепи: фаза-резистор-светодиод-лампа-ноль. Нагрузка не превышает рабочий ток светодиода.

Более полный разбор работы данной схемы приведем ниже.

Схема подсветки выключателя на светодиоде и резисторе с диодом


Схема подключения выключателя диодом и резистором

У данной схемы есть существенный недостаток для настоящих времен — она не работоспособна при установке светодиодных ламп в светильниках, которые приводятся в действие выключателем с подсветкой.

Во время работы таких выключателей вкупе со светильниками не получается создать высокое напряжение, ввиду того, что светодиоды имеют сопротивление, которое на много больше, чем у лам накаливания. К таким выключателям подойдут энергосберегающие лампы, но будет недостаток — мигание после выключения. Избавиться от мигания можно, для этого обратитесь к этой статье.

Также со светодиодными лампами данная подсветка может не работать вовсе. Т.е. опять повторимся, сопротивление led лампы большое, а следовательно ток достаточной силы не создается для свечения индикатора.

К тому же схема потребляет порядка 1 кВт/ч в месяц)

Принцип работы выключателя с такой схемой подсветки


При положении «Выключено» ток проходит через резистор R, далее через светодиод LED, который светится. Диод D выполняет роль защиты светодиода LED от обратного напряжения, а следовательно от пробоя светодиода.

В схеме используется резистор мощностью не более 1 Вт. При этом протекаемый ток порядка 3 мА. Данной величины вполне достаточно для того, чтобы свечение индикаторного светодиода было достаточно сильным в темноте. Если свечения будет недостаточно, то можно уменьшить сопротивление. Диод можно брать любой, светодиод также любой, любого свечения.

Схема подсветки выключателя на светодиоде с емкостью (конденсатором)


Схема выключателя с подсветкой на конденсаторе резисторе и диоде

У данной схемы увеличен КПД и уменьшает потребляемую энергию, порядка 0,05 кВт/ч. Резистор в данной схеме выполняет роль ограничителя тока конденсатора.

Основные недостатки — аналогичны предыдущей. Кроме этого — достаточно проблематично разместить конденсатор в выключателе.

Принцип работы выключателя с подсветкой на конденсаторе


В данной схеме токоограничивающим элементом выступает конденсатор вместо резистора. Резистор R ограничивает ток заряда конденсатора. В данном случае сопротивление берется номиналом от 100 до 500 Ом и мощность снижается до 0,25 Вт.

Вместо обычного диода D можно использовать светодиод, аналогичный установленному в схеме. В данном случае КПД не изменится и оба светодиода будут светить с одинаковой яркостью.

Схема подсветки выключателя с неоновой лампой (неонкой)


Схема подключения выключателя с подсветкой на неонке

Еще одна схема, которая лишена недостатков, которые мы рассмотрели на предыдущих двух. Однако, я таких давно не встречал… Не знаю почему… Но рассмотреть мы их должны, тем более это необходимо для тех, кто захочет самостоятельно сделать подсветку на выключателе. С данной схемой прекрасно работают все известные источники света — как от ламп накаливания, так и светодиодные источники.

Принцип работы выключателя с подсветкой на неоновой лампе


При разомкнутом выключателе ток идет через резистор R, неоновую лампу Hg и светится. Резистор можно брать любого типа мощностью не превышающей 0,25 Вт и номиналом от 0,5 до 1,0 МОм.

Схема подключения выключателя с подсветкой


Выше мы рассмотрели варианты производства выключателей с разнообразной подсветкой, их схемы, принципы действия, плюсы и минусы. Теперь нам необходимо перейти к более востребованной теме — схема подключения выключателя с подсветкой.

Схема подключения выключателя с подсветкой на резисторе


Схема подключения выключателя с подсветкой на резисторе

Вернемся к более полному описанию принципа подключения выключателя с одним резистором. В то время, когда клеммы выключателя разомкнуты «Q», ток будет протекать по цепи: L – R1 – LED – HL – N.
Ток нагрузки никогда не превысит рабочий ток светодиода ( в зависимости от выбора). Понятно, что такого тока не хватит, чтобы лампа (светильник) заработала.

Основная часть напряжения сети в 220 В падает не на лампе, а на сопротивлении R.

При включении клемм выключателя Q, сопротивление контактов выключателя, расположенных параллельно светодиоду с резистором, станет практически нулевым.

Цепь замыкается. Нагрузка идет по наименьшему пути и соответственно светодиод гаснет.

Посмотрев на схему можно понять, что если лампа перегорит, либо будет выкручена, то будет нарушена целостность цепи. Ноль поступать не будет, соответственно и индикатор светить не будет.

Расчет подсветки выключателя только на резисторе

Расчет подсветки ведется на основе подбора резистора, ввиду того, что на резисторе оседает до 99 процентов напряжения, следовательно мощность рассеивания достаточно большая.

Возьмем индикаторный светодиод красного цвета. Рабочий ток по datasheet составляет 25 мА. Займемся расчетом.

R = Uсеть / Iled = 220/0,025 = 8800 Ом

P = Uсеть * Iled = 220*0,025 = 5,5 Вт

Более точный расчет Вы сможете провести при помощи нашего калькулятора, в частности — с одним резистором.

При стандартном светодиоде резистор рассеивает мощность более 5 Вт. Размеры такого резистора не большие, что приведет к большому нагреву. А соответственно, т.к. размещается он в маленьком пространстве, к тому же соприкасается с выключателем — можно предположить, что сильное выделение тепла может привести если не к пожару, то деформации выключателя — это точно. Понятное дело, что такая схема подключения выключателя с подсветкой не нашла практического применения. Об этом я уже писал выше. Теперь вы поняли на примере расчетов — почему.

Схема подключения выключателя с подсветкой на резисторе


Выключатель с подсветкой на резисторе и диоде

Дабы убрать тепловой нагрев и защитить светодиод от пробоя (разрушения), в схему подсветки вводят выпрямительный диод последовательно. Как правило 1N4007.

На элементах схемы подсветки будет не переменное напряжение в 220 В, а постоянное меньше в 0,45 раз. А это примерно 100 В.

Расчет подсветки выключателя на резисторе с диодом

Перейдем к расчету элементов схемы. Расчет аналогичен предыдущему с новыми входными данными по напряжению.

R = Uсеть / Iled = 100/0,025 = 4000 Ом

P = Uсеть * Iled = 100*0,025 = 2,5 Вт

Мощность все-равно большая. Стоит рассматривать светодиоды до 100 мА. Но можно обойтись и данным, т.к. диод будет сглаживать «шероховатости».
Стоит выбирать резистор номиналом от 4 до 12 кОм и экспериментировать по яркости и температуре нагрева.

Схема подключения выключателя с неоновой подсветкой


Выключатель с неоновой подсветкой

Этот принцип подключения выключателя с неоновой подсветкой идентичен схеме с одним резистором. Единственное и самое важное отличие — улучшенные эксплуатационные показатели.

Расчет подсветки выключателя на неоновой лампе

Неоновая лампа потребляет очень мало тока, не превышающий 0,1-0,2 мА. А это позволит установить резистор меньшей мощности и размера.

P = Uсеть * I = 220*0,0001 = 0,022 Вт

Ближайший по номиналу — 0,125 Вт резистор легко разместить в корпусе выключателя и такой резистор греться не будет. Данный вариант подключения экономичный  и безопасный. Но повторюсь, что в последнее время все больше вижу светодиодную подсветку, а не неоновую.

Теперь перейдем к другому интересному вопросу — схема подключения выключателя с подсветкой фирмы legrand.

 

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь