एलईडी के जीवन को प्रभावित करने वाला मुख्य पैरामीटर विद्युत प्रवाह है, जिसका मूल्य प्रत्येक प्रकार के एलईडी-तत्व के लिए कड़ाई से विनियमित होता है। अधिकतम करंट को सीमित करने का एक सामान्य तरीका एक सीमित अवरोधक का उपयोग करना है। डायोड मापदंडों के तकनीकी मूल्यों और स्विचिंग सर्किट में वोल्टेज का उपयोग करके, ओम के नियम के आधार पर जटिल गणना के बिना एलईडी के लिए रोकनेवाला की गणना की जा सकती है।
अंतर्वस्तु
एलईडी कनेक्शन की विशेषताएं
रेक्टिफायर डायोड के समान सिद्धांत पर कार्य करना, हालांकि, प्रकाश उत्सर्जक तत्वों में विशिष्ट विशेषताएं होती हैं। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं:
- ध्रुवीयता वोल्टेज को उलटने के लिए अत्यधिक नकारात्मक संवेदनशीलता। गलत ध्रुवता वाले सर्किट में शामिल एलईडी लगभग तुरंत विफल हो जाती है।
- पी-एन जंक्शन के माध्यम से अनुमेय ऑपरेटिंग करंट की संकीर्ण सीमा।
- तापमान पर संक्रमण प्रतिरोध की निर्भरता, जो कि अधिकांश अर्धचालक तत्वों की विशेषता है।
अंतिम बिंदु पर अधिक विस्तार से विचार किया जाना चाहिए, क्योंकि यह शमन रोकनेवाला की गणना के लिए मुख्य बिंदु है।विकिरण करने वाले तत्वों के लिए प्रलेखन नाममात्र वर्तमान की स्वीकार्य सीमा को निर्दिष्ट करता है, जिस पर वे काम करते रहते हैं और विकिरण की निर्दिष्ट विशेषताएं प्रदान करते हैं। मूल्य का कम आंकना घातक नहीं है, लेकिन चमक में कुछ कमी की ओर जाता है। एक निश्चित सीमा मान से, जंक्शन के माध्यम से वर्तमान प्रवाह बंद हो जाता है और कोई ल्यूमिनेसेंस नहीं होगा।
वर्तमान से अधिक होने से पहले चमक की चमक में वृद्धि होती है, लेकिन सेवा जीवन में तेजी से कमी आती है। एक और वृद्धि तत्व की विफलता की ओर ले जाती है। इस प्रकार, एलईडी के लिए रोकनेवाला के चयन का उद्देश्य सबसे खराब परिस्थितियों में अधिकतम स्वीकार्य वर्तमान को सीमित करना है।
सेमीकंडक्टर जंक्शन पर वोल्टेज उस पर भौतिक प्रक्रियाओं द्वारा सीमित है और लगभग 1-2 वी की एक संकीर्ण सीमा में है। 12 वोल्ट प्रकाश उत्सर्जक डायोड, जो अक्सर कारों पर स्थापित होते हैं, में श्रृंखला से जुड़े तत्वों की एक श्रृंखला या एक सीमित सीमा हो सकती है। डिजाइन में शामिल सर्किट।
आपको एलईडी के लिए एक रोकनेवाला की आवश्यकता क्यों है?
एलईडी चालू करते समय सीमित प्रतिरोधों का उपयोग सबसे प्रभावी नहीं है, लेकिन स्वीकार्य सीमा के भीतर वर्तमान को सीमित करने का सबसे आसान और सस्ता उपाय है। सर्किट समाधान जो आपको उच्च सटीकता के साथ एमिटर सर्किट में करंट को स्थिर करने की अनुमति देते हैं, उन्हें दोहराने में काफी मुश्किल होती है, और रेडीमेड की उच्च लागत होती है।
प्रतिरोधों का उपयोग आपको घर में प्रकाश और रोशनी करने की अनुमति देता है। मुख्य बात यह जानना है कि मापने के उपकरणों और न्यूनतम सोल्डरिंग कौशल का उपयोग कैसे करें। संभावित सहनशीलता और तापमान में उतार-चढ़ाव को ध्यान में रखते हुए उचित रूप से गणना की गई सीमक न्यूनतम लागत पर घोषित सेवा जीवन के दौरान एल ई डी के उचित कामकाज को सुनिश्चित कर सकती है।
एल ई डी के समानांतर और श्रृंखला स्विचिंग
पावर सर्किट के मापदंडों और एल ई डी की विशेषताओं को संयोजित करने के लिए व्यापक श्रृंखला और कई तत्वों के समानांतर कनेक्शन हैं।प्रत्येक प्रकार के कनेक्शन के फायदे और नुकसान दोनों हैं।
समानांतर कनेक्शन
इस तरह के कनेक्शन का लाभ पूरे सर्किट के लिए केवल एक सीमक का उपयोग है। यह कहा जाना चाहिए कि यह लाभ केवल एक ही है, इसलिए समानांतर कनेक्शन लगभग कहीं नहीं पाया जाता है, सिवाय निम्न-श्रेणी के औद्योगिक उत्पादों को छोड़कर। नुकसान इस प्रकार हैं:
- समानांतर में जुड़े एल ई डी की संख्या के अनुपात में सीमित तत्व पर बिजली अपव्यय बढ़ता है।
- तत्व मापदंडों की भिन्नता धाराओं के असमान वितरण की ओर ले जाती है।
- समानांतर जुड़े समूह के वोल्टेज ड्रॉप में वृद्धि के कारण उत्सर्जकों में से एक के जलने से अन्य सभी की हिमस्खलन जैसी विफलता होती है।
एक कनेक्शन जहां प्रत्येक विकिरण तत्व के माध्यम से वर्तमान एक अलग प्रतिरोधी द्वारा सीमित होता है, कुछ हद तक परिचालन गुणों को बढ़ाता है। अधिक सटीक रूप से, यह अलग-अलग सर्किटों का समानांतर कनेक्शन है जिसमें सीमित प्रतिरोधों के साथ एल ई डी होते हैं। मुख्य लाभ महान विश्वसनीयता है, क्योंकि एक या अधिक तत्वों की विफलता किसी भी तरह से दूसरों के संचालन को प्रभावित नहीं करती है।
नुकसान यह तथ्य है कि एलईडी मापदंडों की भिन्नता और प्रतिरोध रेटिंग की तकनीकी सहिष्णुता के कारण, व्यक्तिगत तत्वों की चमक की चमक बहुत भिन्न हो सकती है। इस तरह के सर्किट में बड़ी संख्या में रेडियो तत्व होते हैं।
व्यक्तिगत सीमाओं के साथ समानांतर कनेक्शन का उपयोग कम वोल्टेज वाले सर्किट में किया जाता है, जो न्यूनतम से शुरू होता है, पी-एन जंक्शन पर वोल्टेज ड्रॉप द्वारा सीमित होता है।
श्रृंखला कनेक्शन
विकिरण करने वाले तत्वों का श्रृंखला कनेक्शन सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि श्रृंखला सर्किट का निस्संदेह लाभ प्रत्येक तत्व के माध्यम से बहने वाली धारा की पूर्ण समानता है। चूंकि सिंगल लिमिटिंग रेसिस्टर और डायोड के माध्यम से करंट समान है, बिजली अपव्यय न्यूनतम होगा।
एक महत्वपूर्ण नुकसान यह है कि तत्वों में से कम से कम एक की विफलता पूरी श्रृंखला की निष्क्रियता की ओर ले जाएगी। श्रृंखला कनेक्शन के लिए एक उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है, जिसका न्यूनतम मूल्य शामिल तत्वों की संख्या के अनुपात में बढ़ता है।
मिश्रित कनेक्शन
मिश्रित कनेक्शन बनाकर, कई समानांतर कनेक्टेड चेन का उपयोग करके, और श्रृंखला में एक सीमित प्रतिरोधी और कई एल ई डी को जोड़कर बड़ी संख्या में उत्सर्जक का उपयोग करना संभव है।
यदि एक तत्व जल जाता है, तो केवल एक सर्किट जिसमें तत्व स्थापित है, निष्क्रिय होगा। अन्य ठीक से काम करेंगे।
एक रोकनेवाला की गणना के लिए सूत्र
एल ई डी के लिए प्रतिरोधक प्रतिरोध की गणना ओम के नियम पर आधारित है। एक एलईडी के लिए रोकनेवाला की गणना करने के लिए प्रारंभिक पैरामीटर हैं:
- सर्किट वोल्टेज;
- एलईडी का ऑपरेटिंग करंट;
- उत्सर्जक डायोड (एलईडी की आपूर्ति वोल्टेज) में वोल्टेज ड्रॉप।
प्रतिरोध का मान व्यंजक से निर्धारित होता है:
आर = यू/आई,
जहां यू रोकनेवाला भर में वोल्टेज ड्रॉप है, और मैं एलईडी के माध्यम से प्रत्यक्ष वर्तमान है।
एलईडी की वोल्टेज ड्रॉप अभिव्यक्ति से निर्धारित होती है:
यू = उपिट - यूएसवी,
जहां अपिट - सर्किट वोल्टेज, और यूसीडी - नेमप्लेट वोल्टेज उत्सर्जक डायोड में गिरता है।
रोकनेवाला के लिए एलईडी की गणना प्रतिरोध मान देती है, जो मूल्यों की मानक सीमा में नहीं होगी। रोकनेवाला को बड़े पक्ष पर परिकलित मान के निकटतम प्रतिरोध के साथ लें। इस तरह एक संभावित वोल्टेज वृद्धि को ध्यान में रखा जाता है। प्रतिरोधों की श्रृंखला में अगला मान लेना बेहतर है। यह डायोड के माध्यम से करंट को थोड़ा कम करेगा और चमक की चमक को कम करेगा, लेकिन यह आपूर्ति वोल्टेज और डायोड प्रतिरोध (उदाहरण के लिए, जब तापमान बदलता है) में किसी भी बदलाव को समतल कर देगा।
प्रतिरोध मान का चयन करने से पहले, आपको सूत्र का उपयोग करके निर्धारित मूल्य की तुलना में वर्तमान और चमक में संभावित कमी का अनुमान लगाना चाहिए:
(आर - रु.)आर-100%।
यदि परिणामी मूल्य 5% से कम है, तो आपको एक बड़ा प्रतिरोध लेने की आवश्यकता है, यदि 5 से 10% तक, तो आप अपने आप को एक छोटे से सीमित कर सकते हैं।
संचालन की विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाला एक समान रूप से महत्वपूर्ण पैरामीटर वर्तमान सीमित तत्व की शक्ति अपव्यय है। प्रतिरोध के साथ धारा के माध्यम से बहने वाली धारा इसके ताप का कारण बनती है। विलुप्त होने वाली शक्ति का निर्धारण करने के लिए, सूत्र का उपयोग करें:
पी = यू-यू/आर
एक सीमित अवरोधक का उपयोग करें जिसका स्वीकार्य बिजली अपव्यय गणना मूल्य से अधिक हो जाएगा।
उदाहरण:
1.7 वी के वोल्टेज ड्रॉप और 20 एमए के नाममात्र वर्तमान के साथ एक एलईडी है। इसे 12 वी के वोल्टेज वाले सर्किट से जोड़ा जाना चाहिए।
सीमित रोकनेवाला में वोल्टेज ड्रॉप है:
यू = 12 - 1.7 = 10.3 वी
रोकनेवाला का प्रतिरोध:
आर = 10.3/0.02 = 515 ओम।
मानक श्रेणी में निकटतम उच्च मान 560 ओम है। इस मान पर, निर्धारित मूल्य की तुलना में वर्तमान में कमी 10% से थोड़ी कम है, इसलिए अधिक मूल्य लेने की कोई आवश्यकता नहीं है।
वाट में बिजली अपव्यय:
पी = 10.3-10.3/560 = 0.19 डब्ल्यू।
तो, इस सर्किट के लिए, 0.25 डब्ल्यू के स्वीकार्य बिजली अपव्यय वाले तत्व का उपयोग किया जा सकता है।
एलईडी स्ट्रिप्स का कनेक्शन
एलईडी स्ट्रिप्स विभिन्न आपूर्ति वोल्टेज पर उपलब्ध हैं। पट्टी में श्रृंखला में डायोड का एक सर्किट होता है। डायोड की संख्या और समाप्ति प्रतिरोधों का प्रतिरोध आपूर्ति वोल्टेज पट्टी पर निर्भर करता है।
सबसे आम प्रकार की एलईडी स्ट्रिप्स को 12 वी के वोल्टेज वाले सर्किट से जोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ऑपरेशन के लिए उच्च वोल्टेज का उपयोग करना भी यहां संभव है। प्रतिरोधों की ठीक से गणना करने के लिए, टेप के एक खंड से प्रवाहित होने वाली धारा को जानना आवश्यक है।
टेप की लंबाई बढ़ने से धारा में आनुपातिक वृद्धि होती है, क्योंकि न्यूनतम खंड तकनीकी रूप से समानांतर में जुड़े हुए हैं।उदाहरण के लिए, यदि किसी खंड की न्यूनतम लंबाई 50 सेमी है, तो 10 ऐसे वर्गों के 5 मीटर के टेप में वर्तमान खपत में 10 गुना वृद्धि होगी।
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