सप्लाई वोल्टेज <फॉरवर्ड वोल्टेज के बावजूद एलईडी लाइटिंग क्यों है

Question

मेरे पास एक एलईडी है जिसमें 3.5 वी और अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज 3.9 वी का विशिष्ट आगे वोल्टेज निर्दिष्ट है।

मैं श्रृंखला में एक 300 ओम अवरोधक के साथ इस पर 3.3V लागू किया। यह प्रकाश क्यों हुआ?

मैं सोच रहा हूं कि क्या मैं अपने डिजाइन के लिए एक विश्वसनीय विकल्प के रूप में इस एलईडी को चुन सकता हूं (जो कि बोर्ड भर में 3.3 वी आपूर्ति पर चलता है)।

मेरी सोच:

एलईडी डेटापत्रक में करंट वोल्टेज बनाम करंट का करंट है (मुझे भी भ्रम है कि उन्होंने एक्स के बजाय वाई-एक्सिस पर फॉरवर्ड करंट क्यों डाला, यह देखते हुए कि करंट यहां क्या होगा)। वैसे भी, वक्र छोटी धाराओं में आगे के वोल्टेज में कमी दर्शाता है; शायद यह स्पष्टीकरण है?

यहाँ इस एलईडी के लिए डाउनलोड करने योग्य पीडीएफ डेटाशीट है (यह एक तिरंगा एलईडी है और इस प्रश्न में, मैं ब्लू और ग्रीन के चश्मे का उल्लेख कर रहा था)।

Comments

क्या आप डेटाशीट साझा कर सकते हैं?

— जिप्पी

@ जिप्पी: मैंने इसे अभी जोड़ा है।

— बोर्डबाइट

यदि आप चाहते हैं कि एक निश्चित वोल्टेज के ऊपर और नीचे से ऊपर ले जाया जाए, तो आपको एक तरह के तुलनित्र की आवश्यकता होती है।

— लेन जू

Answer 1

आप सही हैं - फॉरवर्ड वोल्टेज आगे के करंट पर निर्भर करता है।

फ़ॉरवर्ड वोल्टेज जिसे आप विशिष्ट मानों की तालिका में देखते हैं, 20mA के करंट के लिए है, जो बहुत अधिक है जब सभी 3 रंगों का एक ही समय में उपयोग किया जाता है (पेज 3 - 15mA पर पूर्ण रेटिंग तालिका में दो फुट फुट है) मामला)।

जब आप डेटा शीट में आरेख 2 को देखते हैं, तो आप आगे वोल्टेज और आगे वर्तमान के बीच संबंध देख सकते हैं। आप यहाँ क्या देख रहे हैं कि 3.3V के एक आगे के वोल्टेज के लिए, 20mA के आगे के वर्तमान की उम्मीद की जा सकती है। 3V के साथ, यह 8mA होगा। एक उच्च प्रतिरोधक मान इसे अधिक विश्वसनीय नहीं बनाता है, यह सिर्फ एलईडी को गहरा बनाता है। आप चाहते हैं कि अवरोधक जितना संभव हो उतना छोटा हो।

रोकनेवाला केवल 15mA की धारा के साथ आगे वोल्टेज को 3.1V तक छोड़ने के लिए पर्याप्त बड़ा होना चाहिए - इसका मतलब लगभग 13.3 ओम का मान होगा (लाल एलईडी के लिए एक बड़ा होना चाहिए, हालांकि)।

यह एलईडी आपके लिए उपयोग करने योग्य है या नहीं, यह आपके द्वारा आवश्यक चमक पर निर्भर करता है। यदि आपको पूरी तरह से प्रकाश करने की आवश्यकता नहीं है (या आप उच्च तीव्रता वाले संस्करण का उपयोग करते हैं, तो पृष्ठ 4 देखें), यह काम करेगा। यदि आप सुनिश्चित करना चाहते हैं कि आप पूरी तीव्रता का उपयोग कर सकते हैं, तो आपको एक और एक का उपयोग करने की आवश्यकता है। ओलिन सही है - बैचों के बीच भिन्नता का मतलब यह भी हो सकता है कि कुछ दूसरों की तुलना में उज्जवल हैं। एक समान चमक सुनिश्चित करने के लिए, आपको एलईडी के माध्यम से बहने वाले वर्तमान को नियंत्रित करने की आवश्यकता है।

Comments

मुझे निश्चित रूप से पूर्ण तीव्रता की आवश्यकता नहीं है - यह एक बल्कि उज्ज्वल एलईडी (जैसे, 90 mcd रेड @ 20 एमए) है। इसलिए मुझे लगता है कि मैं अब समझता हूं - 3.5 वी केवल 20 एमए वर्तमान / पूर्ण तीव्रता के मामले के लिए आवश्यक है। अगर मैं एक छोटे वोल्टेज की आपूर्ति करता हूं, उदाहरण के लिए एक निरंतर चालू स्रोत के साथ, तो यह बस कम चमक (बिल्कुल नहीं बल्कि) चमक देगा, क्योंकि एलईडी में एक आदर्श डायोड की तरह असतत व्यवहार नहीं होता है।

— बोर्डबाइट

बिल्कुल सही। ध्यान दें कि एक निरंतर वर्तमान स्रोत का उपयोग करते समय, आप एक ऐसा समाधान चुनते हैं जिसमें केवल वर्तमान की न्यूनतम मात्रा की आवश्यकता होती है। यहां तक ​​कि 0.3V की एक बूंद का मतलब है कि आपको एलईडी के लिए केवल 10mA मिलता है। उदाहरण के लिए, TLC5940 लगभग 0.25V की एक बूंद के साथ 20mA प्रदान कर सकता है।

— hli

अपनी अंतिम टिप्पणी में, क्या आप स्पष्ट कर सकते हैं कि इसका क्या अर्थ है: "आप एक ऐसा समाधान चुनते हैं जिसके लिए केवल न्यूनतम राशि की आवश्यकता हो"?

— बोर्डबाइट

मुझे जो लिखना है, उसे प्रूफ़-रीड करना चाहिए :( मेरा मतलब था 'न्यूनतम मात्रा में वोल्टेज' (ड्रॉपआउट वोल्टेज, सटीक होना)। अन्यथा आपके निरंतर वर्तमान स्रोत एलईडी को प्रकाश में लाने के लिए पर्याप्त आगे वोल्टेज नहीं छोड़ेंगे।

— hli

Answer 2

डेटाशीट में "विशिष्ट" का मतलब कुछ भी उपयोगी नहीं है। वे ज्यादातर मार्केटिंग नंबर हैं और आमतौर पर वेंडर खुद को अच्छा दिखाने की कोशिश करते हैं।

न्यूनतम और अधिकतम चश्मा क्या मायने रखते हैं। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि एक एलईडी जिसमें आमतौर पर 3.6 V होता है, उसके पूर्ण परिचालन प्रवाह में 3.3 V पर कुछ हद तक प्रकाश होता है। वर्तमान संभवतः पूर्ण वर्तमान की तुलना में काफी कम है, लेकिन कुछ एल ई डी इतने उज्ज्वल हैं कि वे अभी भी आसानी से दिखाई दे रहे हैं अधिकतम वर्तमान के एक छोटे से हिस्से में आपकी बेंच।

नहीं, यह मॉडल एलईडी 3.3 वोल्ट से मज़बूती से प्रकाश नहीं देगा। आपने ऐसा किया, और अगले 1000 आपको मिल भी सकता है, लेकिन उसके बाद का 10000 भी मंद हो सकता है। जब तक कि कल्पना पत्र आपको स्पष्ट रूप से नहीं बताता कि आपको 3.3 वी पर क्या मिलता है, आपको यह मान लेना होगा कि कोई गारंटी नहीं है। वास्तव में आपको शायद 3.3 V पर कुछ प्रकाश मिलेगा, लेकिन उस प्रकाश की मात्रा आसानी से व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है।

Comments

यह स्पष्ट करता है। उस नोट पर, अगर मुझे श्रृंखला में एक बड़ा पर्याप्त अवरोधक रखना था, तो एलईडी के पास एक छोटा वोल्टेज ड्रॉप (आगे वोल्टेज) है, जो 3.3V के तहत ला रहा है। क्या यह सुनिश्चित करने के लिए एक विश्वसनीय समाधान होगा कि एलईडी को जलाया जाएगा, भले ही भाग परिवर्तनशीलता के बावजूद?

— बोर्डबाइट

Answer 3

एल ई डी आदर्श डायोड नहीं हैं, इसलिए "टर्न ऑन" बिंदु (वीएफ) एक पूरी तरह से तेज संक्रमण नहीं है। यदि हम एक विशिष्ट एलईडी के लिए IV वक्र को देखते हैं, तो हम इसे देख सकते हैं:

Vf को अक्सर 20mA पर लिया जाता है (कुछ डेटाशीट VFS की एक जोड़ी को अलग-अलग धाराओं में देगा)

इससे हम देख सकते हैं कि एक एल ई डी को पूरी तरह से वोल्टेज में फेरबदल करके नियंत्रित करना कठिन है, इसलिए सर्वश्रेष्ठ नियंत्रण के लिए एक स्थिर वर्तमान चालक की आवश्यकता होती है। आप इस कार्य के लिए समर्पित बहुत सारे आईसी खरीद सकते हैं, या आप अपने स्वयं के सरल स्रोत को रोल कर सकते हैं।
एक निरंतर चालू चालक के साथ, यदि एलईड Vf भिन्न होता है (प्रक्रिया, तापमान, आदि) तो चालक वर्तमान को स्थिर रखने के लिए क्षतिपूर्ति करता है, इसलिए यह उन चीजों को करने का तरीका है यदि आप चाहते हैं कि वर्तमान भाग परिवर्तनशीलता के बिना ठीक हो (नोट) XmA पर चमक भिन्न हो सकती है, क्योंकि यह भी भिन्न होती है)

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ड्राइविंग वोल्टेज आपके आउटपुट वोल्टेज के ऊपर या नीचे / नीचे एक आपूर्ति वोल्टेज के साथ एलईडी

विभिन्न प्रकार के एलईडी ड्राइवर हैं - कुछ सिर्फ एक बुनियादी निरंतर चालू सीमक हैं, और कुछ निरंतर वर्तमान के लिए एक व्यापक अनुपालन रेंज प्रदान करने के लिए एक बढ़ावा (या हिरन) टोपोलॉजी या चार्ज पंप का उपयोग करते हैं।

सरल निरंतर चालू चालक:

एक साधारण निरंतर वर्तमान चालक विनियमन खो देगा क्योंकि वोल्टेज आपूर्ति वोल्टेज के पास पहुंचता है (सीमित तत्व के पार होने के कारण) यह डेटाशीट में दिया जाएगा (इस उदाहरण में सबसे कम आपूर्ति ओवरहेड देखें भाग डेटाशीट , pg.10)

बूस्ट एलईडी ड्राइवर

एक एलईडी ड्राइवर जो एक बूस्ट टोपोलॉजी का उपयोग करता है (बस एक स्विचिंग रेगुलेटर की तरह लेकिन वोल्टेज के बजाय निरंतर करंट के लिए सेट) फिर भी एक निरंतर करंट प्रदान करेगा, लेकिन यह कुल वीएफ के साथ श्रृंखला में एलईडी की ड्राइविंग को सक्षम करने के लिए सप्लाई रेंज के ऊपर वोल्टेज बढ़ाता है। आपूर्ति वोल्टेज के ऊपर:

SEPIC, बक-बूस्ट, कुक एलईडी ड्राइवर

ठीक है, तो उस मामले के बारे में क्या है जब आपका इनपुट वोल्टेज आउटपुट वोल्टेज के ऊपर और नीचे भिन्न होता है ? ली-आयन बैटरी का उपयोग करते समय एक विशिष्ट मामला हो सकता है जो ~ 4.3V - ~ 2.7V से अधिक हो सकता है और एल ई डी के माध्यम से वांछित वर्तमान को धकेलने के लिए 3V के आउटपुट की आवश्यकता होती है।
इस मामले में हम या तो SEPIC, हिरन-बूस्ट या Cuk ड्राइवर का उपयोग करते हैं। सभी यहाँ एक ही काम कर सकते हैं, लेकिन अलग-अलग टोपोलॉजी हैं (आप एक को दूसरे पर क्यों उठाएंगे, आगे पढ़ रहे हैं कि आप क्या करना चाहते हैं - बहुत सारी किताबें / ऐप नोट कर सकते हैं ...)

वैसे भी, यहाँ LM3410 का उपयोग कर SEPIC सर्किट का एक उदाहरण दिया गया है :

और यहां आउटपुट वोल्टेज के ऊपर और नीचे वोल्टेज वोल्टेज में दक्षता की एक तालिका है, आप देख सकते हैं कि एलईडी वर्तमान का विनियमन पूरी तरह से बनाए रखा गया है:

Comments

थैंक्स ओली। मैंने एक त्वरित खोज की और देखा कि ऐसे कई ड्राइवर मौजूद हैं। लेकिन अब, अगर मैं ऐसे ड्राइवर का उपयोग कर रहा था और एक्स करंट सेट कर रहा था - मान लें कि 10 एमए चालू है - तब से 10 मीटर के बराबर वक्र पर ब्लू के लिए V_F 3 वोल्ट है, क्या यह सच है कि मैं इसके साथ कर सकता हूं एक 3.3V आपूर्ति तो?

— बोर्डबाइट

@ इंगा - मैंने विभिन्न प्रकार के निरंतर चालू चालक के बारे में कुछ विवरण जोड़े। सामान्य विचार हैं, लेकिन विवरण आईसी पर निर्भर करता है, इसलिए आपको डेटाशीट्स को सावधानीपूर्वक जांचने की आवश्यकता है। अधिकांश सरल ड्राइवर (पहले प्रकार दिखाए गए) इस तरह के एक करीबी मार्जिन के लिए उपयुक्त नहीं होंगे। पिछले उदाहरण की तरह एक SEPIC ठीक काम करेगा।

— ओली ग्लेसर

मैंने बूस्ट ड्राइवर एप्रोच का उपयोग कर समाप्त किया, और अब तक का काम कर रहा हूं। मैं वास्तव में आपके द्वारा यहां दिए गए व्यापक विवरण की सराहना करता हूं।

— बोर्डबाइट

Answer 4

(मैं यह भी उलझन में हूं कि उन्होंने एक्स के बजाय वाई-अक्ष पर फॉरवर्ड करंट क्यों दिया, यह देखते हुए कि वर्तमान वही है जो यहां अलग-अलग होगा)।

मुझे बताया गया था कि पिन के साथ वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर एक डायोड का संचालन किया जाता है। इसीलिए जो धारा प्रवाहित होने में सक्षम होती है, वह सीधे डायोड (या एलईडी) के बीच वोल्टेज ड्रॉप से ​​संबंधित होती है। यही कारण है कि वोल्टेज एक्स है और वर्तमान वाई अक्ष है।