श्रृंखला में चार एल ई डी को जलाते समय मेरा एलईडी रोकनेवाला क्यों जल गया?

Question

मैंने MOSFETs की एक जोड़ी का उपयोग करके एक बड़े 7-खंड एलईडी डिस्प्ले ( LDS-CD16RI ) को स्विच करने के लिए एक सर्किट बनाने की कोशिश की है:

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

यहां मैं एल ई डी को चलाने के लिए 24V को स्विच करने के लिए 3.3V लॉजिक सिग्नल (सर्किल 1 के रूप में सचित्र) का उपयोग करने की कोशिश कर रहा हूं। यह सर्किट प्रदर्शन के प्रत्येक खंड के लिए दोहराया जाता है।

प्रत्येक एल ई डी का विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (जो कि डिस्प्ले के प्रत्येक सेगमेंट के अंदर श्रृंखला में है) 6.8V है, और उनका अधिकतम स्थिर फ़ॉरवर्ड करंट 20mA है, इसलिए मैंने एल ई डी के माध्यम से 10mA करंट का लक्ष्य रखा। चूँकि मेरी आपूर्ति वोल्टेज केवल 24V है, मैंने वास्तव में एल ई डी के बारे में 5.75V को ड्रॉप करने की योजना बनाई, ताकि मुझे एम 2 और आर 2 में गिराए गए वोल्टेज के लिए कुछ हेडरूम दिया जा सके।

मैं : पर वर्तमान-सीमित अवरोधक R2 के लिए मान का उपयोग करके आया:

$$R = \frac{V_s - V_f}{I} = \frac{24 - (5.75*4)}{0.01} = 100Ω$$

इस सर्किट के निर्माण से पहले मैंने R2 द्वारा छोड़ी गई शक्ति की गणना निम्न प्रकार से की:

$$P = \frac{V^2}{R} = \frac{1^2}{100} = 0.01\mathrm{W}$$

0.01W सुरक्षित रूप से मेरे द्वारा उपयोग किए जाने वाले छेद के प्रतिरोधों की 0.25W सीमा से नीचे लग रहा था, इसलिए मैं इस सर्किट के निर्माण और परीक्षण के साथ आगे बढ़ा।

एक लंबी कहानी को छोटा करने के लिए: एक खंड को रोशन करने के कुछ ही समय बाद आर 2 जल गया। यह इस सर्किट के विभिन्न उदाहरणों में से प्रत्येक के लिए विभिन्न डिस्प्ले सेगमेंट को चलाने के लिए हुआ, यह सुझाव देता है कि यह एकल घटक विफलता के बजाय एक डिज़ाइन त्रुटि थी।

अपनी गणना और आगे के विश्लेषण से, मैं अभी तक समझ नहीं पाया कि ऐसा क्यों हुआ। अपने काम की जांच करने के लिए, मैंने एक सिम्युलेटर में सर्किट का फिर से निर्माण किया, जिसने सुझाव दिया कि R2 से बिजली वास्तव में 6.84mW होगी, जो एक परिणाम है जो मैं समझा नहीं सकता हूं लेकिन किसी भी मामले में जो मैंने ऊपर गणना की थी उससे एक छोटा।

मुझे उम्मीद है कि मैंने अपनी गणना या मेरी मान्यताओं में कहीं न कहीं त्रुटि की है, लेकिन मैं इसका पता लगाने में असमर्थ रहा हूं। समस्या यह मानते हुए कि रोकनेवाला वास्तव में बहुत अधिक शक्ति का प्रसार कर रहा है, क्या मेरे सर्किट को इसे संबोधित करने के लिए समायोजित किया जा सकता है? क्या R2 यहां एक लाल हेरिंग है और समस्या मेरे सर्किट में कहीं और मौजूद है? क्या मेरा दृष्टिकोण स्वयं त्रुटिपूर्ण है?

Comments

अपने 100R रोकनेवाला और 24V बिजली की आपूर्ति रेल के साथ चलने पर प्रत्येक एल ई डी में वास्तविक वोल्टेज को मापें। अच्छे उपाय के लिए, रोकनेवाला के पार वोल्टेज को भी मापें।

— ड्वेन रीड

अपने सर्किट के अनुसार, आप एम 2 के गेट पर 24 वी लगा रहे हैं। यह आपके प्रतिरोधी सवाल का जवाब नहीं देता है, लेकिन एक बार जब यह काम कर रहा है, तो आप एम 2 को जलाना नहीं चाहते हैं! मैं FQU13P06L पर डेटा को जल्दी से चालू नहीं कर सकता, लेकिन संभवतः आपके पास यह है।

— नील_यूके

आपकी शक्ति गणना सिमुलेशन परिणाम के साथ मेल नहीं खाती है क्योंकि आप पीएमओएस एम 2 में वोल्टेज ड्रॉप पर विचार नहीं करते हैं। संतृप्ति वोल्टेज ड्रॉप क्या है?

— अक्लॉन

दूसरा @DwayneReid। एक मल्टीमीटर को इस रहस्य को बहुत जल्दी हल करना चाहिए।

— डैनियल

एम 2 पर गेट वोल्टेज पर टिप के लिए धन्यवाद ... मैं अपने शुरुआती काम में इसे पकड़ नहीं पाया, लेकिन अब मैं इसे देखता हूं। मुझे उम्मीद है कि मुझे हल करने के बारे में एक अलग सवाल होगा, क्योंकि मैं इसे थोड़ा और अधिक के माध्यम से सोचता हूं, हालांकि मुझे अपने आपूर्ति वोल्टेज को वैसे भी कम करने की आवश्यकता है (नीचे दिए गए उत्तरों के अनुसार) ताकि समस्या को बदलने की संभावना है

— मार्टिन एटकिन्स

Answer 1

6.8 वोल्ट एकल एलईडी के लिए बहुत अधिक लगता है। क्या आप सुनिश्चित हैं कि 6.8 सभी चार एल ई डी के लिए संख्या नहीं है? यह प्रति एलईडी 1.7 वोल्ट बनाता है, जो लाल एलईडी के लिए अधिक उचित है। और इसका मतलब यह होगा कि आप वर्तमान में अपने प्रतिरोधक के माध्यम से 172 मिलीमीटर, या लगभग 3 वाट धक्का दे रहे हैं।

अगर ऐसा है, तो आपको अपने MosFET (M2) के गेट को नष्ट करने से रोकने के लिए अपनी बिजली की आपूर्ति को 20 वोल्ट (शायद 12 वोल्ट) से कम रखना चाहिए।

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निशान सही है। आर 2 पर 24 वी 10 एमए के लिए 1800 ओम के बारे में की जरूरत है

— winny

धन्यवाद! मैंने निष्कर्ष निकाला था कि यह एक प्रति-एलईडी संख्या थी क्योंकि दशमलव बिंदु में केवल दो अंक होते हैं और इसलिए मुझे उम्मीद थी कि यह सभी चार एल ई डी के लिए नहीं हो सकता है, लेकिन आपकी व्याख्या से समझ में आता है कि यह एक वैध निष्कर्ष क्यों नहीं है।

— मार्टिन एटकिंस

अपने स्वयं के संपादन के साथ-साथ इसे फिर से गणना करने के लिए मैंने इसे 1.7V फॉरवर्ड वोल्टेज पर एलईड के साथ फिर से सिम्युलेटेड किया और पुष्टि की कि वास्तव में ~ 3W अनुकार में भी R2 में विघटित हो रहा था।

— मार्टिन एटकिंस

ठीक है, कि 8 या 9 और एलईडी की तरह जोड़ें। उस शक्ति का उपयोग करें जो अन्यथा गर्मी के रूप में बर्बाद हो जाएगी।

— राहगीर

@Passerby उन्हें क्यों जोड़ें? यदि उनके पास एक सौ एल ई डी था और एक बार में उन्हें चार ड्राइविंग करने की योजना बना रहा था, तो निश्चित रूप से उन्हें श्रृंखला में अधिक चलना चाहिए। लेकिन जब से यह स्पष्ट रूप से मामला नहीं है, यह बहुत उपयोगी नहीं है। यह "ओह, वे आज डॉगफूड दूर दे रहे हैं, इसलिए मुझे एक कुत्ता खरीदने की जरूरत है"। :)

— ग्राहम

Answer 2

मैं आपकी समस्या देखता हूं। आपका सर्किट दिखाता है कि आप एक सिंगल सेगमेंट को कैसे चला रहे हैं। (मुझे लगता है कि फिर आपके पास इनमें से 7 सर्किट हैं, प्रत्येक सेगमेंट के लिए।) डेटाशीट सेगमेंट को कवर करते हुए श्रृंखला में 4 एलईडी दिखाता है।

जहां आप गलत हो गए हैं मान रहे हैं कि एलईडी प्रति 6.8V आगे वोल्टेज ड्रॉप है। ऐसी कोई लाल एलईडी नहीं है। आमतौर पर एक लाल एलईडी लगभग 1.6V-1.8V फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप होगा, और इसमें शामिल भौतिकी की एक विशेषता है ताकि वास्तव में भिन्नता के लिए बहुत अधिक गुंजाइश न हो। यह मुझे बताता है कि आपके पास श्रृंखला में उस सेगमेंट में सभी चार एलईडी के लिए 6.8V फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप है ।

तो 6.8V वोल्टेज ड्रॉप और 24V आपूर्ति के साथ, आप 100 आर में 17.2V छोड़ रहे हैं। जैसा कि मार्क कहते हैं, यह आपको प्रतिरोध पर 172mA और 2.96W बिजली अपव्यय देता है। 0.25W रोकनेवाला के लिए स्वस्थ नहीं है।

वास्तव में आप भाग्यशाली हैं कि 0.25W रोकनेवाला मूल रूप से उन परिस्थितियों में एक फ्यूज बन जाता है और लगभग तुरंत जल जाता है। अगर ऐसा नहीं होता, तो डिस्प्ले के माध्यम से 172mA डालने से वह बहुत जल्दी जल जाएगा, और एक बड़ा 7-सेगमेंट डिस्प्ले एक अवरोधक की तुलना में बहुत अधिक महंगा होने वाला है। यदि आप एक उच्च-शक्ति वाले अवरोधक का उपयोग करते हैं, तो आप सोच रहे होंगे कि प्रदर्शन संक्षेप में वास्तव में बहुत चमक गया और फिर हमेशा के लिए काला हो गया।

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इस उत्तर के लिए धन्यवाद! मैंने मार्क के उत्तर को स्वीकार कर लिया क्योंकि यह पहले भी था, लेकिन दोनों महान जवाब थे और मैं चाहता हूं कि मैं उन दोनों को स्वीकार कर सकता था। रोकनेवाला ने इस मामले में फ्यूज के रूप में जो स्पष्टीकरण दिया, वह सोचने में मददगार था कि यहां क्या हुआ।

— मार्टिन एटकिन्स

@MartinAtkins मेला काफी। मार्क पहले था - मैंने किनारों के चारों ओर थोड़ा और विस्तार जोड़ा। :) खुशी है कि यह मददगार था।

— ग्राहम

@MartinAtkins एसई के बारे में आम तौर पर बोलते हुए, विशेष रूप से इस धागे के बारे में नहीं: आपको शुद्ध रूप से एक जवाब स्वीकार नहीं करना चाहिए क्योंकि यह पहली बार है। एसई भर में कई थ्रेड देखें जहां 1 उत्तर बेहद खराब है और अक्सर एक बार हटा दिया जाता है जो स्पष्ट हो जाता है। एक बाद में बेहतर आपके प्रश्न के उत्तर कि साथ आता है, तो आप कर सकते हैं - और शायद चाहिए - अपने स्वीकृत उत्तर बदलें।

— अंडरस्कोर_ड

Answer 3

आपने गलत समझा।

डेटशीट में फॉरवर्ड वोल्टेज एलईडी की श्रृंखला के लिए है, न कि व्यक्तिगत एलईडी के लिए।

इस प्रकार एल ई डी के पार वोल्टेज ड्रॉप है या 6.8Vनहीं6.8V * 45.xV *4

इस प्रकार रोकनेवाला से निपटना है 17.2Vऔर नहीं 0..2V।

इस प्रकार .17Aविद्युत धारा प्रवाहित होती है ~4W।

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वास्तव में यह उत्तर क्या जोड़ता है कि अन्य उत्तर पहले से ही पता नहीं लगा पाए हैं?

— थॉमस वेलर

अच्छा प्रश्न। मुझे लगता है कि यह उत्तर संक्षिप्त और सटीक दोनों है।

— दिमा तिस्नेक

Answer 4

पावर रेटिंग (आंतरिक प्रतिरोध) और एलईडी (Vf) के रंग पर निर्भर करता है, 100 ओम रोकनेवाला को 24 के सभी अतिरिक्त वोल्टेज को सहन करना पड़ता है - 4xVf -4Ir ... सफेद के लिए Vf ~ 3V, अन्य रंग के लिए 2V। अधिकांश एलईडी में उच्च शक्ति का विरोध होता है, जैसे क्री से एलईडी की तरह एलईडी ... यदि रेसिस्टर 12 वी रखता है, तो बिजली ~ v2 / r 1.5W वाट होगी ... एल ई डी के अधिक स्ट्रिंग जोड़ें।

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EE.SE में आपका स्वागत है! आपका उत्तर पढ़ना बहुत मुश्किल है और इस प्रश्न का प्रभावी ढंग से उत्तर नहीं देता है। कृपया अपने उत्तर को सुधारें और यह सुनिश्चित करें कि यह प्रश्न का सटीक उत्तर दे।

— user2943160