LED साठी रेझिस्टरची योग्य गणना कशी करावी?

एलईडीच्या आयुष्यावर परिणाम करणारे मुख्य पॅरामीटर म्हणजे विद्युत प्रवाह, ज्याचे मूल्य प्रत्येक प्रकारच्या एलईडी-एलिमेंटसाठी काटेकोरपणे नियंत्रित केले जाते. कमाल विद्युत् प्रवाह मर्यादित करण्याचा एक सामान्य मार्ग म्हणजे मर्यादित प्रतिरोधक वापरणे. डायोड पॅरामीटर्सची तांत्रिक मूल्ये आणि स्विचिंग सर्किटमधील व्होल्टेज वापरून, ओमच्या कायद्यावर आधारित जटिल गणना न करता एलईडीसाठी रेझिस्टरची गणना केली जाऊ शकते.

एलईडी कनेक्शनची वैशिष्ट्ये

रेक्टिफायर डायोड्सच्या समान तत्त्वावर कार्य करताना, प्रकाश-उत्सर्जक घटक, तथापि, विशिष्ट वैशिष्ट्ये आहेत. यापैकी सर्वात महत्वाचे आहेत:

1. उलट ध्रुवीय व्होल्टेजसाठी अत्यंत नकारात्मक संवेदनशीलता. चुकीच्या ध्रुवीयतेसह सर्किटमध्ये समाविष्ट असलेले एलईडी जवळजवळ त्वरित अपयशी ठरते.
2. p-n जंक्शनद्वारे परवानगीयोग्य ऑपरेटिंग करंटची अरुंद श्रेणी.
3. तापमानावरील संक्रमण प्रतिकाराचे अवलंबन, जे बहुतेक अर्धसंवाहक घटकांचे वैशिष्ट्य आहे.

शेवटच्या बिंदूचा अधिक तपशीलवार विचार केला पाहिजे, कारण क्वेंचिंग रेझिस्टरच्या गणनेसाठी हा मुख्य मुद्दा आहे.रेडिएटिंग घटकांसाठी दस्तऐवजीकरण नाममात्र करंटची स्वीकार्य श्रेणी निर्दिष्ट करते, ज्यावर ते कार्य करत राहतात आणि रेडिएशनची निर्दिष्ट वैशिष्ट्ये प्रदान करतात. मूल्य कमी लेखणे घातक नाही, परंतु चमक कमी करते. एका विशिष्ट मर्यादेच्या मूल्यापासून, जंक्शनमधून वर्तमान प्रवाह थांबतो आणि तेथे ल्युमिनेसेन्स होणार नाही.

प्रथम वर्तमान ओलांडल्याने ग्लोची चमक वाढते, परंतु सेवा आयुष्य झपाट्याने कमी होते. आणखी वाढ घटक अपयशी ठरतो. अशा प्रकारे, LED साठी रेझिस्टरची निवड सर्वात वाईट परिस्थितीत जास्तीत जास्त स्वीकार्य प्रवाह मर्यादित करणे हे आहे.

सेमीकंडक्टर जंक्शनवरील व्होल्टेज हे त्यावरील भौतिक प्रक्रियांद्वारे मर्यादित असते आणि ते सुमारे 1-2 V च्या अरुंद श्रेणीत असते. 12 व्होल्ट प्रकाश उत्सर्जक डायोड, बहुतेक वेळा कारवर स्थापित केले जातात, त्यामध्ये मालिका-कनेक्ट केलेल्या घटकांची साखळी किंवा मर्यादा असू शकते. डिझाइनमध्ये सर्किट समाविष्ट आहे.

LED साठी रेझिस्टरची गरज का आहे?

LED चालू करताना मर्यादित प्रतिरोधकांचा वापर सर्वात प्रभावी नाही, परंतु स्वीकार्य मर्यादेत वर्तमान मर्यादित करण्यासाठी सर्वात सोपा आणि स्वस्त उपाय आहे. सर्किट सोल्यूशन्स जे आपल्याला एमिटर सर्किटमध्ये उच्च अचूकतेसह विद्युत् प्रवाह स्थिर ठेवण्यास अनुमती देतात त्यांची प्रतिकृती बनविणे खूप कठीण आहे आणि रेडीमेडची किंमत जास्त आहे.

रेझिस्टर्सचा वापर तुम्हाला घरामध्ये प्रकाश आणि रोषणाई करण्यास अनुमती देतो. मुख्य गोष्ट म्हणजे मोजमाप साधने आणि किमान सोल्डरिंग कौशल्ये कशी वापरायची हे जाणून घेणे. योग्य रीतीने मोजलेले लिमिटर, संभाव्य सहिष्णुता आणि तापमानातील चढ-उतार लक्षात घेऊन, घोषित सेवा आयुष्यभर किमान खर्चात LED चे योग्य कार्य सुनिश्चित करू शकतात.

LEDs च्या समांतर आणि मालिका स्विचिंग

पॉवर सर्किट्सचे पॅरामीटर्स आणि LEDs ची वैशिष्ट्ये एकत्रित करण्यासाठी विस्तृत मालिका आणि अनेक घटकांचे समांतर कनेक्शन आहे.प्रत्येक प्रकारच्या कनेक्शनचे फायदे आणि तोटे दोन्ही आहेत.

समांतर कनेक्शन

अशा कनेक्शनचा फायदा म्हणजे संपूर्ण सर्किटसाठी फक्त एका लिमिटरचा वापर. हे नमूद केले पाहिजे की हा फायदा एकमेव आहे, म्हणून कमी दर्जाच्या औद्योगिक उत्पादनांशिवाय, समांतर कनेक्शन जवळजवळ कोठेही आढळत नाही. तोटे खालीलप्रमाणे आहेत.

1. समांतर जोडलेल्या LEDs च्या संख्येच्या प्रमाणात मर्यादित घटकावरील उर्जा अपव्यय वाढतो.
2. घटक पॅरामीटर्सच्या फरकामुळे प्रवाहांचे असमान वितरण होते.
3. समांतर जोडलेल्या गटाच्या व्होल्टेज ड्रॉपमध्ये वाढ झाल्यामुळे उत्सर्जकांपैकी एकाच्या जळण्यामुळे इतर सर्वांचे हिमस्खलनासारखे अपयश होते.

असे कनेक्शन जेथे प्रत्येक रेडिएटिंग घटकाद्वारे विद्युत् प्रवाह एका वेगळ्या रोधकाद्वारे मर्यादित असतो, काही प्रमाणात ऑपरेशनल गुणधर्म वाढवते. अधिक तंतोतंत, हे मर्यादित प्रतिरोधकांसह LEDs असलेल्या स्वतंत्र सर्किट्सचे समांतर कनेक्शन आहे. मुख्य फायदा म्हणजे उत्कृष्ट विश्वासार्हता, कारण एक किंवा अधिक घटकांच्या अपयशामुळे इतरांच्या ऑपरेशनवर कोणताही परिणाम होत नाही.

गैरसोय ही वस्तुस्थिती आहे की एलईडी पॅरामीटर्सच्या भिन्नतेमुळे आणि प्रतिरोधक रेटिंगच्या तांत्रिक सहिष्णुतेमुळे, वैयक्तिक घटकांच्या ल्युमिनेसेन्सची चमक मोठ्या प्रमाणात बदलू शकते. अशा सर्किटमध्ये मोठ्या प्रमाणात रेडिओ घटक असतात.

वैयक्तिक लिमिटर्ससह समांतर कनेक्शन कमी व्होल्टेज असलेल्या सर्किट्समध्ये वापरले जाते, कमीतकमी पासून सुरू होते, p-n जंक्शनवर व्होल्टेज ड्रॉपद्वारे मर्यादित असते.

मालिका कनेक्शन

रेडिएटिंग एलिमेंट्सचे सीरीज कनेक्शन हे सर्वात जास्त वापरले जाते कारण सीरिज सर्किटचा निःसंशय फायदा म्हणजे प्रत्येक घटकातून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाची परिपूर्ण समानता. सिंगल लिमिटिंग रेझिस्टर आणि डायोड द्वारे प्रवाह समान असल्याने, वीज अपव्यय कमीतकमी असेल.

एक महत्त्वपूर्ण तोटा असा आहे की कमीतकमी एका घटकाच्या अपयशामुळे संपूर्ण शृंखला अकार्यक्षमतेस कारणीभूत ठरेल. मालिका कनेक्शनसाठी उच्च व्होल्टेज आवश्यक आहे, ज्याचे किमान मूल्य समाविष्ट केलेल्या घटकांच्या संख्येच्या प्रमाणात वाढते.

मिश्र कनेक्शन

मिश्र जोडणी करून, अनेक समांतर जोडलेल्या साखळ्यांचा वापर करून, आणि एक मर्यादित रेझिस्टर आणि मालिकेत अनेक LEDs जोडून मोठ्या संख्येने उत्सर्जक वापरणे शक्य आहे.

जर एक घटक जळून गेला, तर फक्त एक सर्किट ज्यामध्ये घटक स्थापित केला आहे तो निष्क्रिय होईल. इतर योग्यरित्या कार्य करतील.

रेझिस्टरची गणना करण्यासाठी सूत्रे

LEDs साठी प्रतिरोधक प्रतिकारांची गणना ओमच्या नियमावर आधारित आहे. LED साठी रेझिस्टरची गणना कशी करायची याचे प्रारंभिक पॅरामीटर्स आहेत:

• सर्किट व्होल्टेज;
• एलईडीचे ऑपरेटिंग वर्तमान;
• उत्सर्जक डायोडवर व्होल्टेज ड्रॉप (एलईडीचा पुरवठा व्होल्टेज).

प्रतिकाराचे मूल्य अभिव्यक्तीवरून निर्धारित केले जाते:

R = U/I,

जेथे U हा रेझिस्टरवरील व्होल्टेज ड्रॉप आहे आणि I हा LED मधून थेट प्रवाह आहे.

LED चे व्होल्टेज ड्रॉप अभिव्यक्तीवरून निर्धारित केले जाते:

U = Upit - Usv,

जेथे Upit - सर्किट व्होल्टेज, आणि Ucd - नेमप्लेट व्होल्टेज उत्सर्जक डायोडवर ड्रॉप होते.

रेझिस्टरसाठी एलईडीची गणना प्रतिरोधक मूल्य देते, जे मूल्यांच्या मानक श्रेणीमध्ये नसेल. मोठ्या बाजूला गणना केलेल्या मूल्याच्या सर्वात जवळ असलेल्या प्रतिरोधासह रेझिस्टर घ्या. अशा प्रकारे संभाव्य व्होल्टेज वाढ लक्षात घेतली जाते. प्रतिकारांच्या मालिकेत पुढील मूल्य घेणे चांगले आहे. हे डायोडद्वारे विद्युत् प्रवाह किंचित कमी करेल आणि चमक कमी करेल, परंतु पुरवठा व्होल्टेज आणि डायोड प्रतिकार (उदाहरणार्थ, जेव्हा तापमान बदलते) मध्ये कोणतेही बदल समतल करेल.

रेझिस्टन्स व्हॅल्यू निवडण्यापूर्वी, तुम्ही फॉर्म्युला वापरून सेट व्हॅल्यूच्या तुलनेत वर्तमान आणि ब्राइटनेसमधील संभाव्य घटीचा अंदाज लावला पाहिजे:

(R - Rs) R-100%.

जर परिणामी मूल्य 5% पेक्षा कमी असेल, तर तुम्हाला मोठा प्रतिकार करणे आवश्यक आहे, जर 5 ते 10% पर्यंत, तर तुम्ही स्वतःला एका लहानापर्यंत मर्यादित करू शकता.

ऑपरेशनच्या विश्वासार्हतेवर परिणाम करणारे तितकेच महत्त्वाचे पॅरामीटर म्हणजे वर्तमान मर्यादित घटकाची उर्जा नष्ट करणे. प्रतिरोधकतेसह विभागातून प्रवाह वाहते, ज्यामुळे त्याचे गरम होते. नष्ट होणारी शक्ती निश्चित करण्यासाठी, सूत्र वापरा:

P = U-U/R

मर्यादित रोधक वापरा ज्याचे अनुमत उर्जा अपव्यय गणना केलेल्या मूल्यापेक्षा जास्त असेल.

उदाहरण:

1.7 V च्या व्होल्टेज ड्रॉपसह एक LED आणि 20 mA चा नाममात्र प्रवाह आहे. ते 12 V च्या व्होल्टेजसह सर्किटशी जोडलेले असणे आवश्यक आहे.

मर्यादित रेझिस्टरवर व्होल्टेज ड्रॉप आहे:

U = 12 - 1.7 = 10.3 V

रेझिस्टरचा प्रतिकार:

R = 10.3/0.02 = 515 ohms.

मानक श्रेणीतील सर्वात जवळचे उच्च मूल्य 560 ओहम आहे. या मूल्यावर, सेट मूल्याच्या तुलनेत वर्तमानातील घट 10% पेक्षा थोडी कमी आहे, म्हणून मोठे मूल्य घेण्याची आवश्यकता नाही.

वॅट्समध्ये पॉवर अपव्यय:

पी = 10.3-10.3/560 = 0.19 डब्ल्यू.

तर, या सर्किटसाठी, 0.25 W च्या स्वीकार्य उर्जा अपव्यय असलेला घटक वापरला जाऊ शकतो.

एलईडी पट्ट्यांचे कनेक्शन

LED पट्ट्या वेगवेगळ्या पुरवठा व्होल्टेजवर उपलब्ध आहेत. स्ट्रिपमध्ये मालिकेतील डायोडचे सर्किट असते. डायोड्सची संख्या आणि टर्मिनेटिंग रेझिस्टर्सचा प्रतिकार पुरवठा व्होल्टेज पट्टीवर अवलंबून असतो.

सर्वात सामान्य प्रकारचे LED पट्ट्या 12 V च्या व्होल्टेजसह सर्किटशी जोडण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. ऑपरेशनसाठी जास्त व्होल्टेज वापरणे देखील येथे शक्य आहे. प्रतिरोधकांची योग्य गणना करण्यासाठी, टेपच्या एका विभागातून वाहणारा विद्युत् प्रवाह जाणून घेणे आवश्यक आहे.

टेपची लांबी वाढवण्यामुळे विद्युत् प्रवाहात आनुपातिक वाढ होते, कारण किमान विभाग तांत्रिकदृष्ट्या समांतर जोडलेले असतात.उदाहरणार्थ, जर एखाद्या विभागाची किमान लांबी 50 सेमी असेल, तर अशा 10 विभागांच्या 5m टेपमध्ये वर्तमान वापर 10 पट वाढेल.

 

संबंधित लेख: