एक एलईडी में अधिकतम वोल्टेज क्यों होता है?

Question

जब एक साधारण एलईडी सर्किट (DC पॉवर सोर्स, LED, रेसिस्टर) को पावर करता है, तो सप्लाई वोल्टेज क्या मायने रखता है, जब तक कि सही ढंग से कैलकुलेटेड करंट लिमिटिंग रेजिस्टेंट वैल्यू का उपयोग किया जाता है?

दूसरे शब्दों में, क्या 12V या 24V के साथ LED को पॉवर देने से कुछ गलत हो सकता है / जब तक मैंने सही रेज़िस्टर का इस्तेमाल किया, LED के फॉरवर्ड वोल्टेज को जानता था, अधिकतम करंट जानता था, और कुछ इस तरह से इस्तेमाल करके गणना करता था। , जब मैं एक ही एलईडी को 3.5V आपूर्ति के साथ एक ही चर को जानने और उसी वेबसाइट का उपयोग करके संचालित कर सकता था?

मैं मान रहा हूं कि यहां एलईडी के लिए उपयोग करने के लिए वोल्टेज की अधिकतम मात्रा की सीमा है ... जब मैं क्री एक्सपी-जी के लिए विद्युत विशेषताओं के चार्ट को देखता हूं, तो यह वोल्टेज के एक कार्य के रूप में वर्तमान दिखाता है, लगभग 2.5V @ 0ma पर शुरू होने वाला वोल्टेज, लगभग 3.25V @ 1500ma पर अधिकतम होता है (अधिकतम वर्तमान एलईडी का मूल्यांकन किया जाता है, जैसा कि एक ही दस्तावेज़ में विशेषता तालिका में वर्णित है।

3.25V के बाद, चार्ट में बहुत तेजी से आ रही अनंतता को दर्शाया गया है।

मैं यह मान रहा हूं कि यह मेरे प्रश्न से संबंधित है, मैं बस उत्सुक हूं कि इसके सभी संबंधित कैसे हैं। मुझे यकीन है कि इसके सभी बुनियादी ओम कानून के सामान हैं, मैं सिर्फ काम पर गणित के स्पष्टीकरण की सराहना करूंगा।

Comments

सुरक्षा के मद्देनजर हो सकता है एल ई डी उनके अलगाव प्रदर्शन के लिए नहीं बनाए गए हैं। उदाहरण के लिए, आपको उन्हें सीधे मेनस पावर से नहीं जोड़ना चाहिए, भले ही आपकी श्रृंखला अवरोधक कितनी भी अच्छी हो।

— जिप्पी

एलईडी केवल वोल्टेज को "जानता है"; आपके रोकनेवाला भर में वोल्टेज नहीं।

— user253751

डायोड्स ओमिक (करंट और वोल्टेज के बीच रैखिक संबंध) नहीं हैं। तो नहीं, यहाँ काम पर सिर्फ ओम का नियम नहीं है।

— पीटर कॉर्डेस

Answer 1

वोल्टेज पर कोई सीमा नहीं है, प्रति se कि आप डायोड को चलाने वाले सर्किट को बिजली देने के लिए उपयोग करते हैं। डायोड केवल इस बात की परवाह करता है कि डायोड क्या देख सकता है, और यह वर्तमान को रोकने वाले प्रतिरोध पर वोल्टेज ड्रॉप को नहीं देख सकता है।

कुछ बिंदु पर, आप जिस चीज की देखभाल करने जा रहे हैं, वह है प्रतिरोधक में फैली शक्ति, जो कि $I^2R$। यदि आप आवश्यक वोल्टेज ड्रॉप के बढ़ने के मामले में वर्तमान को स्थिर रखना चाहते हैं, तो आर अंततः बड़ा हो जाएगा, और यह बहुत अधिक शक्ति को भंग कर देगा। मिल अक्षीय लीड रेसिस्टर्स को चलाने वाली शक्ति 1/4 वाट हो सकती है। 20mA करंट के लिए, इसका मतलब है कि प्रतिरोधक को 1/4 वाट तक सीमित करने के लिए, आप 625 ओम से अधिक नहीं कर सकते हैं, जिसका अर्थ है कि आप इसे अधिकतम 12.5 वोल्ट छोड़ सकते हैं, और आप लगभग एक बिजली की आपूर्ति पर बाहर निकल जाते हैं। लाल एलईडी के लिए 14.5 वी। यह छोटे पैकेज एसएमडी प्रतिरोधों के लिए बदतर है, जो अक्सर 1/8 वाट या उससे कम होते हैं। यदि आपको वोल्टेज ड्रॉप की अधिक आवश्यकता है, तो आपको एक उच्च शक्ति रेटेड रोकनेवाला में बदलना होगा, जो शारीरिक रूप से बड़ा हो सकता है, साथ ही अधिक महंगा हो सकता है।

क्यों एलईडी के पार वास्तविक वोल्टेज में नाटकीय रूप से बदलाव नहीं होता है, जिसे वर्तमान सीमित अवरोधक का उचित विकल्प दिया गया है, इसे देखने का एक सुविधाजनक तरीका "लोड लाइन" तकनीक है। से http://i.stack.imgur.com/1cUKU.png , (विकिमीडिया से सार्वजनिक डोमेन छवि):

$V_D = 0$$V_{DD}/R$$V_D = V_{DD}$$V_{DD}$ कम से कम नाटकीय रूप से इस बिंदु को स्थानांतरित नहीं किया जाएगा जितना आपको लगता है कि डायोड के पार अंतिम वोल्टेज ड्रॉप के संदर्भ में यह हो सकता है, क्योंकि डायोड वक्र को कितनी तेजी से मिलता है।

Comments

टीबीएच, कि 20 mA / 625 ओम / 14.5 वोल्ट अधिकतम आसानी से श्रृंखला में 2 एलईडी होने से आसानी से दूर हो गया है। वही प्रकाश की तीव्रता अब 10 mA से आती है, जिसका अर्थ है कि आप अब 2.5 kOhm तक जा सकते हैं, प्रतिरोधक पर 25 वोल्ट का वोल्टेज ड्रॉप और 29 वोल्ट का कुल अधिकतम वोल्टेज (दो बार उच्च)।

— मर्सल्ट्स

मुझे यकीन नहीं है, @MSalters। मुझे यह पता लगाने के लिए थोड़ा डेटा शीट पीकिंग करना होगा कि क्या प्रकाश आउटपुट वर्तमान के साथ रैखिक है। मुझे बेहतर, और सस्ता पर संदेह है, अभ्यास सिर्फ दो समानांतर 1200 ओम प्रतिरोधों का उपयोग करने के लिए है जो आपको आधा वाट क्षमता प्रदान करता है। यह भी ध्यान देने योग्य हो सकता है कि इसके प्रतिरोध को खराब करने के लिए एक बुरा विचार नहीं है।

— स्कॉट सेडमन

एलईडी आउटपुट (वर्तमान में कम से कम 5-25 mA उपकरणों के लिए) रैखिक के साथ बहुत सुंदर है। इस बात पर कि मुझे संदेह है कि आपको एक डेटाशीट मिलेगी जो आपको विचलन का संकेत देने के लिए एक युक्ति देगी।

— फोटॉन

Answer 2

श्रृंखला रोकनेवाला का उद्देश्य एलईडी के माध्यम से वर्तमान को कुचलना है। एलईडी के आगे वोल्टेज वर्तमान सीमित रोकने वाले की गणना में जाता है।

$$R = \frac{V_{cc} - V_f}{I_f}$$

यदि आप वोल्टेज के लिए उचित रूप से वर्तमान सीमित अवरोधक को आकार देते हैं तो उच्च वोल्टेज का उपयोग करने के साथ मौलिक रूप से कुछ भी गलत नहीं है। उसी समय, आप वर्तमान सीमित प्रतिरोध पर अधिक शक्ति का प्रसार कर रहे होंगे। तो, आपको पर्याप्त बिजली रेटिंग के साथ एक रोकनेवाला की आवश्यकता होगी।

Comments

+1, बस जोड़ने के लिए: पर्याप्त बिजली रेटिंग या उच्च प्रतिरोध इसलिए वर्तमान बिजली विघटन देता है (P = I ^ 2 * R) किसी दिए गए बिजली रेटिंग के लिए पर्याप्त कम।

— डोंबोट

@Doombot एलईडी में दिए गए करंट और वोल्टेज को बदले बिना आप प्रतिरोध कैसे बढ़ा सकते हैं?

— अपराह्न

Answer 3

सामान्य तौर पर, डायोड करंट वोल्टेज के साथ तेजी से बढ़ता है:

$$I = e^{cU}$$

जहाँ ज्यामिति, डोपिंग, तापमान आदि के आधार पर c एक स्थिर है।

यही कारण है कि एक उच्च शक्ति एलईडी को हमेशा एक निरंतर प्रवाह द्वारा संचालित किया जाना चाहिए, न कि एक निरंतर वोल्टेज स्रोत। ग के लिए छोटे बदलाव (जैसे तापमान परिवर्तन) या यू वर्तमान में बड़े पैमाने पर बदलाव का कारण होगा।

श्रृंखला अवरोधक काम करता है, क्योंकि इसका प्रतिरोध आमतौर पर एक एलईडी के अंतर प्रतिरोध से बहुत अधिक होता है। एलईडी के परिप्रेक्ष्य से, वोल्टेज स्रोत और अवरोधक एक वर्तमान स्रोत की तरह व्यवहार करते हैं।

Comments

मुझे लगता है कि यह सवाल का दूसरा भाग अच्छी तरह से उत्तर देता है: ट्रांसफर फ़ंक्शन "अनन्तता" के लिए जाता है क्योंकि घातीय वोल्टेज बहुत अधिक होने पर घातीय तेजी से बढ़ता है।

— ग्रेग डी'ऑन

यह केवल छोटे पर्याप्त वोल्टेज के लिए काम करता है, अर्थात ओपनिंग वोल्टेज से छोटा। उच्च वोल्टेज के लिए धारा रैखिक रूप से बढ़ेगी।

— रुस्लान

Answer 4

क्या आपूर्ति वोल्टेज पदार्थ, जब तक सही ढंग से गणना की गई वर्तमान सीमित प्रतिरोधक मूल्य का उपयोग किया जाता है?

नंबर डायोड वर्तमान उपकरण हैं। उनके पास एक वोल्टेज ड्रॉप है जिसे आपको अपने सर्किट में ध्यान में रखना चाहिए, लेकिन वे वर्तमान संचालित हैं और जब तक आप वर्तमान को उचित रूप से सीमित करते हैं, और यदि आवश्यक हो (उच्च शक्ति एलईड के लिए) डायोड को ठंडा करते हैं, तो कोई आपूर्ति वोल्टेज सीमा नहीं है ।

एलईडी पर वोल्टेज स्वयं डायोड का वोल्टेज ड्रॉप होगा, जो डायोड के माध्यम से वर्तमान पर थोड़ा निर्भर करेगा, लेकिन ज्यादातर डायोड की रचना पर। डायोड टर्मिनलों पर बहुत बड़ा वोल्टेज लागू करना (यानी, बिना वर्तमान सीमा के) डायोड की सीमा के ऊपर वर्तमान में परिणाम देगा, और एलईडी को नुकसान पहुंचाएगा।

उपयुक्त वर्तमान सीमा के साथ, हालांकि, आप एक एलईडी बिजली के लिए एक मिलियन वोल्ट बिजली की आपूर्ति का उपयोग कर सकते हैं। हालांकि उस बिंदु पर आपको विभिन्न भागों के टर्मिनलों के बीच पर्याप्त इन्सुलेशन की जांच करनी होगी ...

Answer 5

एक एलईडी में एक "अधिकतम वोल्टेज" होता है क्योंकि इसका प्रतिरोध नाटकीय रूप से घटता है - जैसे किसी अन्य डायोड में - जैसे कि इसके आगे के वोल्टेज को उसके घुटने से पिछले हिस्से में बढ़ाया जाता है, और एलईडी के पार वोल्टेज में यह वृद्धि इसके माध्यम से वर्तमान की वृद्धि के साथ युग्मित होती है (क्योंकि इसके आगे के प्रतिरोध में कमी) से बिजली बढ़ती है जिससे एलईडी को फैलना चाहिए और इस प्रकार, इसका ऑपरेटिंग तापमान। फिर, यदि एलईडी के जंक्शन के माध्यम से करंट को इसकी अधिकतम अधिकतम रेटिंग से ऊपर जाने की अनुमति दी जाती है, तो इसका जीवनकाल छोटा हो जाएगा और जादू का धुआं जल्दी या बाद में बच जाएगा।

आपके द्वारा संदर्भित किए गए क्री XP-G के मामले में, मैंने डेटा शीट से फॉरवर्ड वोल्टेज वीएस फॉरवर्ड करंट प्लॉट लिया है और नीचे दिए गए फॉरवर्ड वोल्टेज वीएस फॉरवर्ड रेसिस्टेंस प्लॉट के साथ इसे ओवरलेड किया है। बल्कि क्रूड क्योंकि मैंने कोई कर्व फिटिंग नहीं की, लेकिन 2.5 से 2.75 वोल्ट के फॉरवर्ड वोल्टेज में स्मालिश 250 मिलीवॉल बदलाव के लिए फॉरवर्ड रेजिस्टेंस में भारी बदलाव को देखना आसान है।

वोल्टेज के लिए इस चरम संवेदनशीलता के कारण और क्योंकि डायोड के घुटने के स्थान की भविष्यवाणी बहुत निश्चितता के साथ नहीं की जा सकती है, एल ई डी आमतौर पर कच्चे वोल्टेज स्रोतों से संचालित नहीं होते हैं, लेकिन निरंतर वर्तमान या वर्तमान सीमित वोल्टेज स्रोतों द्वारा उत्पाद को कभी अनुमति नहीं दी जाती है एलईडी के माध्यम से करंट और वोल्टेज एलईडी की बिजली रेटिंग को पार करने के लिए एलईडी द्वारा गिरा दिया जाता है।

उच्च शक्ति के लिए, एक्सपी-जी की तरह सस्ती एलईडी नहीं, एक निरंतर-वर्तमान आपूर्ति का उपयोग अच्छे लाभ के लिए किया जा सकता है, क्योंकि यह एलईडी को मौजूदा एलईडी-वीएफ या वोल्टेज इनपुट में भिन्नता की परवाह किए बिना वर्तमान के माध्यम से चालू रखेगा। आपूर्ति। आमतौर पर, हालांकि, एक अवरोधक का उपयोग श्रृंखला में वोल्टेज स्रोत के साथ किया जाता है ताकि एलईडी के माध्यम से वर्तमान को सीमित किया जा सके।

रोकनेवाला का मान स्रोत के अधिकतम आउटपुट वोल्टेज से एलईडी के निर्दिष्ट न्यूनतम Vf को घटाकर और फिर उस अंतर को वांछित एलईडी करंट से विभाजित करके निर्धारित किया जाता है। यह प्रतिरोध आश्वस्त करेगा कि एलईडी का "अधिकतम वोल्टेज" कभी भी पार नहीं होगा, और आप देख सकते हैं कि स्रोत वोल्टेज के लिए कोई सीमा (अच्छी तरह से ...) नहीं है क्योंकि अवरोधक को उन सभी चीजों से छुटकारा मिल जाएगा जिनकी एलईडी को आवश्यकता नहीं है ।

Answer 6

मैं डायोड के पीक इनवर्स वोल्टेज (कभी-कभी रिवर्स वोल्टेज के रूप में देखा जाता है) को कवर करने जा रहा हूं। PIV वह वोल्टेज है जिस पर डायोड जंक्शन उल्टा पक्षपाती होने पर टूटने लगता है (यानी वोल्टेज पीछे की तरफ होता है)। अधिकांश एल ई डी के लिए यह अपेक्षाकृत कम है (5 वी विशिष्ट है - मैंने एक त्वरित खोज की और 3 अलग-अलग निर्माता पाए गए जो सभी 5 वी थे)। पावर स्रोत पर निर्भर करता है कि यह कोई फर्क नहीं पड़ता (एक कम वोल्टेज बैटरी इसे अपेक्षाकृत मूट बिंदु बनाती है)। एसी / डीसी कन्वर्टर्स जैसे अन्य बिजली स्रोतों में एक संक्षिप्त समय के लिए डिजाइन की विपरीत ध्रुवता के साथ एक उच्च वोल्टेज हो सकता है जब स्रोत या नियंत्रित उपकरण जैसे रिले चालू और बंद हो जाते हैं।
इसलिए 5V से अधिक शक्ति स्रोत वाले किसी भी एप्लिकेशन को एलईडी के लिए रिवर्स सुरक्षा होनी चाहिए। यह सरल सुरक्षा या अन्य अधिक उन्नत तकनीकों के लिए एलईडी के पार उलटा पक्षपाती डायोड हो सकता है।