एल ई डी को धारा सीमित प्रतिरोधकों की आवश्यकता कब और क्यों होती है?

यदि आप किसी एलईडी से संबंधित सर्किट पर काम कर रहे हैं, तो आपने हमेशा करंट सीमित करने वाले अवरोधक को नियोजित करने की सलाह या अलर्ट देखा होगा।
शुरुआती DIY व्यक्ति से लेकर डिज़ाइनिंग और निर्माण करने वालों तकप्रकाश नेतृत्वसर्किटबोर्ड, हमने यह मार्गदर्शिका हर किसी को पूरी तरह से समझने में मदद करने के लिए बनाई है कि कब, क्यों और कैसे उपयुक्त वर्तमान सीमित अवरोधक का चयन करना है।

एलईडी जैसे निष्क्रिय अर्धचालक घटकों के चारों ओर एक सर्किट डिजाइन करने के लिए ऐसे किसी भी अन्य घटक की तरह, I{0}}V (वर्तमान बनाम वोल्टेज) वक्र के ज्ञान की आवश्यकता होती है।
बेशक, एकनेतृत्व कियामूल रूप से एक गैर-{0}}रैखिक I-V वक्र वाला एक डायोड है। दूसरे शब्दों में कहें तो, इनपुट वोल्टेज और इनपुट करंट के बीच संबंध एक रैखिक पथ का अनुसरण नहीं करता है।
उदाहरण के लिए, 2.7 V-लगभग 20 mA पर अग्रवर्ती धारा पर विचार करें। वोल्टेज को 0.1 V से 2.8 V तक बढ़ाने से आगे की धारा लगभग 30 mA से 50 mA तक बढ़ जाती है। आगे की धारा 35 mA से बढ़कर 85 mA हो जाती है यदि हम इसे और 0.1 V बढ़ाकर 2.9 V तक कर देते हैं।
वोल्टेज बढ़ने पर आगे की धारा बढ़ने की दर भी बढ़ जाती है। आगे के वोल्टेज में छोटे बदलाव से आगे की धारा में बहुत बड़े बदलाव हो सकते हैं।
इसलिए, निरंतर चालू एलईडी ड्राइवर एलईडी को चलाने का सबसे अच्छा तरीका है क्योंकि वे एक करंट पर चलते हैं और उससे मेल खाने के लिए अपने आउटपुट वोल्टेज को बदलते हैं, इसलिए आगे की धारा की स्थिरता की गारंटी देते हैं। स्थिर धारा इनपुट के तहत धारा सीमित अवरोधक की आवश्यकता नहीं होती है।
यदि आप निरंतर वोल्टेज बिजली स्रोत चला रहे हैं, तो आपको क्या करना चाहिए?
दूसरी ओर, निरंतर चालू बिजली स्रोत अक्सर अधिक महंगे और कम अनुकूलनीय होते हैं। इस प्रकार लगभग सभी एलईडी स्ट्रिप उत्पाद और अन्य मॉड्यूल निरंतर वोल्टेज इनपुट पर चलते हैं।
उनके आउटपुट वोल्टेज स्तर में निश्चित, निरंतर वोल्टेज बिजली आपूर्ति 0 एमए और उनकी रेटेड अधिकतम के बीच किसी भी डिग्री का आउटपुट करंट उत्पन्न कर सकती है, जो एलईडी और एलईडी सिस्टम के लिए रेटेड अधिकतम से बहुत ऊपर हो सकता है।
हालाँकि, जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, निम्नलिखित कारणों से, फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच नॉनलाइनियर कनेक्शन के कारण निरंतर वोल्टेज पावर इनपुट को एलईडी सिस्टम के साथ सुरक्षित रूप से उपयोग करने के लिए अधिक संशोधन की आवश्यकता होती है:
एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज हमेशा बिजली आपूर्ति वोल्टेज स्तर के अनुरूप नहीं होता है। उदाहरण के लिए, ऊपर दिए गए समान एलईडी विनिर्देश के आधार पर, यदि आपके पास 3.0 वी निरंतर वोल्टेज बिजली की आपूर्ति है, तो आगे की धारा भी 135 एमए तक सीमित होगी।
उसी शक्ति स्रोत का उपयोग करके, यदि हम इसे संचालित करना चाहें तो क्या होगा?नेतृत्व किया20 एमए पर? एलईडी को केवल 2.7 वी की आवश्यकता होगी, 3.0 वी की नहीं। लेकिन, यह देखते हुए कि अधिकांश बिजली आपूर्ति इकाइयों में परिवर्तनीय वोल्टेज आउटपुट विकल्प का अभाव है, बिजली आपूर्ति इकाई स्वयं एलईडी पर 2.7 वी का उत्पादन नहीं कर सकती है।

समाधान यह है कि एलईडी के साथ श्रृंखला में एक अवरोधक लगाया जाए और इसे एलईडी पर वोल्टेज को 0.3 V तक "गिरा" दिया जाए।
हम प्रतिरोधक का मान कैसे निर्धारित कर सकते हैं? ओम के नियम का उपयोग करते हुए, जो V=IR कहता है, हम V को 0.3V (वोल्टेज ड्रॉप) से और I को 0.02A (वांछित फॉरवर्ड करंट) से प्रतिस्थापित करते हैं। R को हल करने पर हमें 15 ओम प्राप्त होता है।
उदाहरण के लिए, शामिल वोल्टेज की परवाह किए बिना इसी तरह की गणना की जा सकती है।12V और 24V एलईडी स्ट्रिप्स।
बड़े पैमाने पर उत्पादन सेटिंग्स में एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज में बदलाव अपरिहार्य हैं और कई वोल्टेज बिन्स का कारण बनते हैं। आदर्श रूप से, प्रत्येक वोल्टेज बिन से एलईडी में एक अलग अवरोधक मान युग्मन होता है, जो एलईडी वोल्टेज बिन से स्वतंत्र, समान फॉरवर्ड करंट ड्रॉ की गारंटी के लिए गणना की जाती है। अन्यथा, आगे की ओर प्रवाहित होने वाली धारा में अधिक अंतर हो सकता है और इसलिए चमक में भी अंतर हो सकता है।
उपरोक्त पंक्तियों में से प्रत्येक एक अलग वोल्टेज बिन को दर्शाता है। सभी एलईडी बिनों के लिए समान 60 एमए तक पहुंचने के लिए आवश्यक विभिन्न फॉरवर्ड वोल्टेज प्राप्त करने के लिए विभिन्न अवरोधक आवश्यकताओं का उपयोग करना पड़ता है।

जैसा कि हमने देखा, एलईडी आगे की धारा और आगे के वोल्टेज के बीच एक गैर-रेखीय सहसंबंध प्रदर्शित करते हैं। नतीजतन, वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि आगे की धारा में बड़ी वृद्धि का कारण बन सकती है, जो ओवरकरंट और डिवाइस की विफलता का कारण बन सकती है।
डायोड के विपरीत, प्रतिरोधकों में आगे के वोल्टेज और आगे की धारा के बीच एक रैखिक संबंध होता है (जैसा कि ओम के नियम द्वारा दर्शाया गया है)।
इसलिए, वोल्टेज स्तर के बावजूद, आगे वोल्टेज में वृद्धि से आगे की धारा में समानुपातिक वृद्धि होगी। जब एलईडी सर्किट में शामिल किया जाता है, तो प्रतिरोधों की यह विशेषता बढ़ते वोल्टेज के परिणामों को ऑफसेट करने में मदद कर सकती है।

उल्लेखनीय शोर या तरंग वाला एक गैर-स्थिर ऊर्जा स्रोत पहला विकल्प है। क्या निरंतर वोल्टेज बिजली की आपूर्ति गैर-स्थिर डीसी करंट, फॉरवर्ड वोल्टेज और आंतरायिक स्पाइक - उत्पन्न करती है और वर्तमान सीमित प्रतिरोधक संबंधित फॉरवर्ड करंट स्पाइक को नियंत्रित करने में मदद करेंगे।
दूसरी, अधिक सुसंगत और व्यापक एलईडी उपकरणों की एक विशेषता है।
यदि हम आगे की धारा को स्थिर बनाए रखते हैं, तो गर्म होने पर एलईडी का आगे का वोल्टेज कम हो जाता है। एलईडी डेटाशीट अक्सर इसे निम्नलिखित तापमान बनाम आगे वोल्टेज परिवर्तन चार्ट में दिखाती हैं:
एक स्थिर धारा सर्किट को डिजाइन करने से इस ज्ञान का लाभ मिलता है क्योंकि यह हमें आगे के वोल्टेज की वास्तविक सीमा के बारे में सूचित करता है जिसे हम एक सिस्टम में देख सकते हैं। लेकिन आइए स्थिर वोल्टेज दृष्टिकोण से उसी विचार को दोबारा दोहराएं:
यदि हम फॉरवर्ड वोल्टेज स्थिरांक बनाए रखते हैं, तो गर्म होने पर एलईडी का फॉरवर्ड करंट बढ़ जाता है।
सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण, एक एलईडी की कुल बिजली अपव्यय उसके ताप उत्पादन को निर्धारित करती है। इस प्रकार, वास्तविकता यह है कि तापमान बढ़ने पर फॉरवर्ड करंट बढ़ता है, यह संभवतः विनाशकारी है क्योंकि अधिक फॉरवर्ड करंट एलईडी के तापमान को और भी अधिक बढ़ा देगा, इसलिए सकारात्मक फीडबैक लूप में इसके फॉरवर्ड करंट को और भी अधिक बढ़ा देगा। अधिक से अधिक, इसे एलईडी सिस्टम का थर्मल रनवे कहा जाता है, जो विनाशकारी विफलताओं और शायद आग और धुएं का कारण बनेगा।
अपने रैखिक IV वक्र के माध्यम से, एक वर्तमान सीमित अवरोधक बढ़ते वोल्टेज के प्रभाव को ऑफसेट करने में मदद करता है। इसके अलावा, इसके तापमान के संबंध में, प्रतिरोधक इसके विपरीत कार्य करते हैंएल ई डी; जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, प्रतिरोध भी बढ़ता है।
कुछ लोगों ने इस सीधी लेकिन उपयोगी विशेषता के कारण इस तरह से उपयोग किए जाने वाले प्रतिरोधों को गिट्टी अवरोधक कहा है।

स्वाभाविक रूप से करंट नियंत्रित होने के कारण, एलईडी डिवाइस वोल्टेज परिवर्तन पर अच्छी प्रतिक्रिया नहीं देते हैं।
एक का निर्माणएलईडी प्रणालीनिरंतर वोल्टेज बिजली स्रोतों का उपयोग करने का मतलब है कि आपको एलईडी उपकरणों के सुरक्षित और स्थिर संचालन की गारंटी के लिए वर्तमान सीमित प्रतिरोधों का उपयोग करने के लिए तैयार रहना चाहिए।

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