LED साठी रेझिस्टरची योग्य गणना कशी करावी?

एलईडीच्या टिकाऊपणावर परिणाम करणारे मुख्य पॅरामीटर म्हणजे विद्युत प्रवाह, ज्याचे मूल्य प्रत्येक प्रकारच्या एलईडी घटकांसाठी कठोरपणे प्रमाणित केले जाते. कमाल विद्युत् प्रवाह मर्यादित करण्याचा एक सामान्य मार्ग म्हणजे मर्यादित प्रतिरोधक वापरणे. डायोड पॅरामीटर्सची तांत्रिक मूल्ये आणि स्विचिंग सर्किटमधील व्होल्टेजचा वापर करून ओमच्या कायद्यावर आधारित जटिल गणना न करता एलईडीसाठी प्रतिरोधक मोजले जाऊ शकते.

एलईडी चालू करण्याची वैशिष्ट्ये

रेक्टिफायर डायोड्सच्या समान तत्त्वावर कार्य करणे, प्रकाश उत्सर्जित करणारे घटक, तथापि, विशिष्ट वैशिष्ट्ये आहेत. सर्वात महत्वाचे आहेत:

1. उलट ध्रुवीय व्होल्टेजसाठी अत्यंत नकारात्मक संवेदनशीलता. चुकीच्या ध्रुवीयतेसह सर्किटशी जोडलेला एलईडी जवळजवळ त्वरित अपयशी ठरतो.
2. p-n जंक्शनद्वारे परवानगीयोग्य ऑपरेटिंग करंटची अरुंद श्रेणी.
3. तापमानावरील संक्रमण प्रतिकाराचे अवलंबन, जे बहुतेक अर्धसंवाहक घटकांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

शेवटच्या मुद्द्यावर अधिक तपशीलवार चर्चा केली पाहिजे, कारण क्वेंचिंग रेझिस्टरची गणना करण्यासाठी हा मुख्य मुद्दा आहे. रेडिएटिंग घटकांसाठी दस्तऐवजीकरण रेट केलेल्या प्रवाहाची परवानगीयोग्य श्रेणी दर्शवते, ज्यामध्ये ते कार्यरत राहतात आणि निर्दिष्ट रेडिएशन वैशिष्ट्ये प्रदान करतात. मूल्य समजून घेणे घातक नाही, परंतु चमक कमी होते. एका विशिष्ट मर्यादेच्या मूल्यापासून प्रारंभ करून, संक्रमणाद्वारे विद्युत् प्रवाह थांबतो आणि चमक अनुपस्थित असेल.

प्रथम वर्तमान ओलांडल्याने ग्लोची चमक वाढते, परंतु सेवा आयुष्य झपाट्याने कमी होते. पुढील वाढ घटक अपयशी ठरतो. अशाप्रकारे, एलईडी रेझिस्टर निवडीचे उद्दिष्ट सर्वात वाईट परिस्थितीत अनुमत जास्तीत जास्त प्रवाह मर्यादित करणे आहे.

सेमीकंडक्टर जंक्शनवरील व्होल्टेज त्यावरील भौतिक प्रक्रियांद्वारे मर्यादित असते आणि 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 असू शकते किंवा मर्यादित डिझाइनमध्ये सर्किट समाविष्ट आहे.

LED साठी रेझिस्टरची गरज का आहे?

LEDs चालू करताना मर्यादित प्रतिरोधक वापरणे हे सर्वात प्रभावी नसले तरी, स्वीकार्य मर्यादेत प्रवाह मर्यादित करण्याचा सर्वात सोपा आणि स्वस्त उपाय आहे. सर्किट सोल्यूशन्स जे आपल्याला एमिटर सर्किटमध्ये उच्च अचूकतेसह वर्तमान स्थिर करण्यास अनुमती देतात त्यांची पुनरावृत्ती करणे खूप कठीण आहे आणि तयार केलेल्यांची किंमत जास्त आहे.

रेझिस्टरचा वापर तुम्हाला स्वतःच प्रकाश आणि बॅकलाइटिंग करण्यास अनुमती देतो. या प्रकरणात मुख्य गोष्ट म्हणजे मोजमाप साधने आणि किमान सोल्डरिंग कौशल्ये वापरण्याची क्षमता. योग्य प्रकारे डिझाइन केलेले लिमिटर, संभाव्य सहिष्णुता आणि तापमानातील चढउतार लक्षात घेऊन, कमीत कमी खर्चात संपूर्ण घोषित सेवा कालावधीत LEDs चे सामान्य कार्य सुनिश्चित करण्यास सक्षम आहे.

LEDs चे समांतर आणि सीरियल कनेक्शन

पॉवर सर्किट्सचे पॅरामीटर्स आणि LEDs ची वैशिष्ट्ये एकत्र करण्यासाठी, अनेक घटकांचे अनुक्रमिक आणि समांतर कनेक्शन व्यापक आहे. प्रत्येक प्रकारच्या कनेक्शनचे फायदे आणि तोटे दोन्ही आहेत.

समांतर कनेक्शन

अशा कनेक्शनचा फायदा म्हणजे संपूर्ण सर्किटसाठी फक्त एका लिमिटरचा वापर. हे लक्षात घ्यावे की हा फायदा एकमेव आहे, म्हणून, कमी-दर्जाच्या औद्योगिक उत्पादनांचा अपवाद वगळता, समांतर कनेक्शन व्यावहारिकपणे कधीही आढळत नाही. तोटे आहेत:

1. समांतर जोडलेल्या LED च्या संख्येच्या प्रमाणात मर्यादित घटकावरील उर्जा अपव्यय वाढतो.
2. घटकांच्या पॅरामीटर्सच्या स्कॅटरमुळे प्रवाहांचे असमान वितरण होते.
3. उत्सर्जकांपैकी एकाच्या बर्नआउटमुळे समांतर जोडलेल्या गटामध्ये व्होल्टेज ड्रॉपमध्ये वाढ झाल्यामुळे इतर सर्वांचे हिमस्खलन सारखे अपयश होते.

कनेक्शन काही प्रमाणात ऑपरेशनल गुणधर्म वाढवते, जेथे प्रत्येक रेडिएटिंग घटकाद्वारे विद्युत् प्रवाह वेगळ्या रेझिस्टरद्वारे मर्यादित असतो. अधिक स्पष्टपणे, हे मर्यादित प्रतिरोधकांसह LEDs असलेल्या वैयक्तिक सर्किट्सचे समांतर कनेक्शन आहे.मुख्य फायदा म्हणजे अधिक विश्वासार्हता, कारण एक किंवा अधिक घटकांच्या अपयशामुळे इतरांच्या ऑपरेशनवर कोणत्याही प्रकारे परिणाम होत नाही.

गैरसोय ही वस्तुस्थिती आहे की एलईडी पॅरामीटर्सच्या प्रसारामुळे आणि प्रतिरोधक मूल्यासाठी तांत्रिक सहिष्णुतेमुळे, वैयक्तिक घटकांच्या ग्लोची चमक मोठ्या प्रमाणात बदलू शकते. अशा योजनेमध्ये मोठ्या प्रमाणात रेडिओ घटक असतात.

वैयक्तिक लिमिटर्ससह समांतर कनेक्शन कमी व्होल्टेज सर्किट्समध्ये वापरला जातो, कमीतकमी सुरू होतो, p-n जंक्शनवर व्होल्टेज ड्रॉपद्वारे मर्यादित असतो.

मालिका कनेक्शन

रेडिएटिंग घटकांचे मालिका कनेक्शन सर्वात व्यापक बनले आहे, कारण मालिका सर्किटचा निःसंशय फायदा म्हणजे प्रत्येक घटकातून प्रवाहित होणारी पूर्ण समानता. सिंगल लिमिटिंग रेझिस्टरद्वारे आणि डायोडद्वारे विद्युत् प्रवाह समान असल्याने, वीज अपव्यय कमीतकमी असेल.

एक महत्त्वपूर्ण कमतरता अशी आहे की कमीतकमी एका घटकाच्या अपयशामुळे संपूर्ण शृंखला अकार्यक्षमतेस कारणीभूत ठरेल. मालिका कनेक्शनसाठी, वाढीव व्होल्टेज आवश्यक आहे, ज्याचे किमान मूल्य समाविष्ट घटकांच्या संख्येच्या प्रमाणात वाढते.

मिश्र समावेश

मिश्र जोडणी करताना, जेव्हा समांतर जोडलेल्या अनेक साखळ्या वापरल्या जातात आणि एक मर्यादित रेझिस्टर आणि अनेक LEDs चे मालिका कनेक्शन वापरले जाते तेव्हा मोठ्या संख्येने उत्सर्जकांचा वापर शक्य आहे.

घटकांपैकी एकाच्या बर्नआउटमुळे केवळ एका सर्किटची अक्षमता होऊ शकते ज्यामध्ये हा घटक स्थापित केला आहे.बाकीचे व्यवस्थित चालतील.

रेझिस्टर गणना 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 (एलईडी सप्लाय व्होल्टेज).

प्रतिकार मूल्य अभिव्यक्तीवरून निर्धारित केले जाते:

R = U/I

जेथे U हा रेझिस्टरवरील व्होल्टेज ड्रॉप आहे आणि I LED द्वारे फॉरवर्ड करंट आहे.

LED चे व्होल्टेज ड्रॉप अभिव्यक्तीवरून निर्धारित केले जाते:

U \u003d Upit - Usv,

जेथे Upit हे सर्किट व्होल्टेज आहे आणि Usv हे रेडिएटिंग डायोडवर नेमप्लेट व्होल्टेज ड्रॉप आहे.

रेझिस्टरसाठी एलईडीची गणना केल्याने एक प्रतिरोधक मूल्य मिळते जे मूल्यांच्या मानक श्रेणीमध्ये नसेल. तुम्हाला मोठ्या बाजूने गणना केलेल्या मूल्याच्या सर्वात जवळचा प्रतिरोधक रोधक घेणे आवश्यक आहे. हे व्होल्टेजमधील संभाव्य वाढ लक्षात घेते. प्रतिकारांच्या मालिकेत पुढील मूल्य घेणे चांगले आहे. हे काही प्रमाणात डायोडद्वारे विद्युत् प्रवाह कमी करेल आणि ग्लोची चमक कमी करेल, परंतु त्याच वेळी, पुरवठा व्होल्टेज आणि डायोड प्रतिकार (उदाहरणार्थ, जेव्हा तापमान बदलते) च्या विशालतेमध्ये कोणताही बदल समतल केला जातो.

रेझिस्टन्स व्हॅल्यू निवडण्यापूर्वी, तुम्ही फॉर्म्युलाद्वारे निर्दिष्ट केलेल्या तुलनेत वर्तमान आणि ब्राइटनेसमधील संभाव्य घटीचे मूल्यांकन केले पाहिजे:

(R - Rs) R•100%

जर प्राप्त केलेले 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 घटकाचे उर्जा अपव्यय. रेझिस्टन्स असलेल्या विभागातून जाणारा विद्युत् प्रवाह तो तापवतो.नष्ट होणारी शक्ती निश्चित करण्यासाठी, सूत्र वापरा:

P = U•U/R

मर्यादित रेझिस्टर वापरा ज्याचे पॉवर अपव्यय गणना केलेल्या मूल्यापेक्षा जास्त असेल.

उदाहरण:

20 mA च्या नाममात्र करंटसह 1.7 V च्या व्होल्टेज ड्रॉपसह एक LED आहे. ते 12 V सर्किटशी जोडलेले असणे आवश्यक आहे.

मर्यादित रेझिस्टरवर व्होल्टेज ड्रॉप आहे:

U = 12 - 1.7 = 10.3 V

प्रतिरोधक प्रतिकार:

R \u003d 10.3 / 0.02 \u003d 515 ohms.

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

वॅट्स मध्ये विसर्जित शक्ती:

P = 10.3•10.3/560 = 0.19 W

अशा प्रकारे, या सर्किटसाठी, आपण 0.25 डब्ल्यूच्या परवानगीयोग्य अपव्यय शक्तीसह घटक वापरू शकता.

LED पट्टी जोडत आहे

वेगवेगळ्या पुरवठा व्होल्टेजसाठी एलईडी पट्ट्या उपलब्ध आहेत. टेपवर मालिका-कनेक्ट डायोडचे सर्किट आहे. डायोडची संख्या आणि मर्यादित प्रतिरोधकांचा प्रतिकार टेपच्या पुरवठा व्होल्टेजवर अवलंबून असतो.

LED पट्ट्यांचे सर्वात सामान्य प्रकार 12 V सर्किटशी जोडण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. ऑपरेशनसाठी उच्च व्होल्टेज मूल्य वापरणे देखील येथे शक्य आहे. प्रतिरोधकांच्या अचूक गणनासाठी, टेपच्या एका विभागातून वाहणारा विद्युत् प्रवाह जाणून घेणे आवश्यक आहे.

टेपच्या लांबीच्या वाढीमुळे विद्युतप्रवाहात प्रमाणानुसार वाढ होते, कारण किमान विभाग तांत्रिकदृष्ट्या समांतर जोडलेले असतात. उदाहरणार्थ, जर सेगमेंटची किमान लांबी 50 सेमी असेल, तर अशा 10 विभागांपैकी 5 मीटर टेपचा सध्याचा वापर 10 पटीने वाढेल.

 

तत्सम लेख: