మెయిన్స్ ఆపరేటెడ్ LED

LED పరిచయం

ఒక LED లేదా లైట్ ఎమిటింగ్ డయోడ్ ఒక సాధారణ పిఎన్ జంక్షన్ డయోడ్ , పెద్ద శక్తి అవరోధంతో పదార్థంతో తయారు చేయబడింది. LED జంక్షన్‌కు సరఫరా ఇవ్వబడినందున, ఎలక్ట్రాన్లు వాలెన్స్ బ్యాండ్ నుండి కండక్షన్ బ్యాండ్‌కు కదులుతాయి. ఎలక్ట్రాన్ శక్తిని కోల్పోయి, దాని అసలు స్థితికి తిరిగి వచ్చినప్పుడు, ఒక ఫోటాన్ విడుదల అవుతుంది. ఈ ఉద్గార కాంతి కాంతి యొక్క కనిపించే పౌన frequency పున్య శ్రేణి యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్‌లో ఉంటుంది.

LED

ఈ సాధారణ డయోడ్ దాని p-n జంక్షన్ 1 వోల్ట్ కంటే తక్కువ వోల్టేజ్ ద్వారా పక్షపాతంతో ఉన్నప్పుడు కాంతిని విడుదల చేస్తుంది. చాలావరకు LED లు 1.5 వోల్ట్ల నుండి 2 వోల్ట్ల మధ్య పనిచేస్తాయి, అయితే అధిక ప్రకాశవంతమైన రకాలు ముఖ్యంగా వైట్, బ్లూ మరియు పింక్ LED లకు గరిష్ట ప్రకాశాన్ని ఇవ్వడానికి 3 వోల్ట్లు అవసరం. ఎల్‌ఈడీ ద్వారా కరెంట్ 20 -30 మిల్లీ ఆంపియర్‌లకు పరిమితం చేయాలి లేకపోతే పరికరం కాలిపోతుంది. వైట్ మరియు బ్లూ ఎల్‌ఈడీలు 40 మిల్లీ ఆంపియర్ల కరెంట్‌ను తట్టుకోగలవు.

లైట్ ఎమిటింగ్ డయోడ్ - LED

LED లో గల్లియం సమ్మేళనంతో రూపొందించిన సెమీకండక్టర్ చిప్ ఉంది, ఇది కరెంట్ ప్రభావంతో ఫోటాన్ ఉద్గార లక్షణాన్ని కలిగి ఉంది. సరఫరా వోల్టేజ్ అందించడానికి చిప్ రెండు టెర్మినల్ పోస్టులకు అనుసంధానించబడి ఉంది. మొత్తం అసెంబ్లీ ఎపోక్సీ కేసులో టెర్మినల్స్ ప్రొజెక్ట్ అవుతోంది. LED యొక్క లాంగ్ సీసం సానుకూలంగా ఉంటుంది, చిన్న సీసం ప్రతికూలంగా ఉంటుంది. వాస్తవానికి, LED లో ఉపయోగించిన సెమీకండక్టర్ గాలియం ఆర్సెనైడ్ ఫాస్ఫేట్ (GaAsP) కాగా, గాలియం అల్యూమినియం ఏరెస్నైడ్ (GaAlAs) ఇప్పుడు అధిక ప్రకాశవంతమైన LED లలో ఉపయోగించబడుతుంది. నీలం మరియు తెలుపు LED లు ఇండియమ్ గాలియం నైట్రైడ్ (InGaN) ను ఉపయోగిస్తుండగా, మల్టీకలర్ LED లు వేర్వేరు రంగులను ఉత్పత్తి చేయడానికి పదార్థాల విభిన్న కలయికలను ఉపయోగిస్తాయి. వైట్ LED లో తెలుపు అకర్బన ఫాస్ఫర్‌తో నీలిరంగు చిప్ ఉంటుంది. నీలిరంగు కాంతి ఫాస్ఫర్‌ను తాకినప్పుడు, తెల్లని కాంతి విడుదల అవుతుంది.

ఎలెక్ట్రోల్యూమినిసెన్స్ ఆధారంగా ఎల్‌ఈడీలు కాంతిని విడుదల చేస్తాయి. LED లోని సెమీకండక్టర్ పదార్థం P రకం మరియు N రకం ప్రాంతాలను కలిగి ఉంటుంది. P ప్రాంతం హోల్స్ అని పిలువబడే పాజిటివ్ ఛార్జ్ క్యారీలను కలిగి ఉంటుంది, అయితే N ప్రాంతం ఎలక్ట్రాన్లను విడుదల చేస్తుంది. ఫోటాన్ ఉద్గార పదార్థం P మరియు N పొరల మధ్య శాండ్విచ్ చేయబడుతుంది. P మరియు N పొరల మధ్య సంభావ్య వ్యత్యాసం వర్తించినప్పుడు, N పొర నుండి ఎలక్ట్రాన్లు క్రియాశీల పదార్థం వైపు కదులుతాయి మరియు రంధ్రాలతో కలుపుతాయి. ఇది క్రియాశీల పదార్థం నుండి కాంతి రూపంలో శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. క్రియాశీల పదార్థం రకం ఆధారంగా, వివిధ రంగులు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి.

8 రకాల ఎల్‌ఈడీలు, వాటిలో ఉపయోగించే పదార్థం

1. అల్యూమినియం గాలియం ఆర్సెనైడ్ - పరారుణ LED

2. అల్యూమినియం గాలియం ఆర్సెనైడ్, గాలియం ఆర్సెనైడ్ ఫాస్ఫైడ్, గాలియం ఫాస్ఫైడ్ - రెడ్ ఎల్ఇడి

3. అల్యూమినియం గాలియం ఫాస్ఫైడ్, గాలియం నైట్రైడ్ - గ్రీన్ ఎల్‌ఇడి

4. అల్యూమినియం గాలియం ఫాస్ఫైడ్, గాలియం ఆర్సెనైడ్ ఫాస్ఫైడ్, గాలియం ఫాస్ఫైడ్ - పసుపు LED

5. అల్యూమినియం గాలియం ఇండియం ఫాస్ఫైడ్ - ఆరెంజ్ ఎల్‌ఇడి

6. ఇండియం గాలియం నైట్రైడ్, సిలికాన్ కార్బైడ్, నీలమణి, జింక్ సెలెనైడ్ - బ్లూ ఎల్‌ఇడి

7. గాలియం నైట్రైడ్ ఆధారిత ఇండియం గాలియం నైట్రైడ్ - వైట్ ఎల్ఈడి

8. ఇండియం గాలియం నైట్రైడ్, అల్యూమినియం గాలియం నైట్రైడ్ - అతినీలలోహిత LED

8 LED పారామితులు

1. ప్రకాశించే ఫ్లక్స్- ఇది LED నుండి వచ్చే శక్తి మొత్తం మరియు దీనిని ల్యూమన్ (lm) లేదా మిల్లీ ల్యూమన్ (mlm) లో కొలుస్తారు.

2. ప్రకాశించే తీవ్రత - ఇది ఒక ప్రాంతాన్ని కప్పి ఉంచే ప్రకాశించే ప్రవాహం మరియు కాండెలా (సిడి) పరంగా కొలుస్తారు. LED యొక్క ప్రకాశం ప్రకాశించే తీవ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

3. ప్రకాశించే సామర్థ్యం - ఇది వర్తించే వోల్టేజీకి సంబంధించి కాంతిని సూచిస్తుంది. దీని యూనిట్ ల్యూమన్ పర్ వాట్ (lm w).

4. ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ (విఎఫ్) - ఇది ఎల్‌ఇడి అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్. ఇది రెడ్ LED లో 1.8 వోల్ట్ల నుండి ఆకుపచ్చ మరియు పసుపు LED లలో 2.2 వోల్ట్ల వరకు ఉంటుంది. బ్లూ అండ్ వైట్ ఎల్‌ఈడీలలో ఇది 3.2 వోల్ట్లు.

5. ఫార్వర్డ్ కరెంట్ (ఉంటే) - ఇది LED ద్వారా అనుమతించదగిన గరిష్ట కరెంట్. ఇది సాధారణ LED లో 10 mA నుండి 20mA వరకు ఉంటుంది, వైట్ మరియు బ్లూ LED లలో 20mA నుండి 40 mA వరకు ఉంటుంది. అధిక ప్రకాశవంతమైన 1 వాట్ LED లకు 100 - 350 మిల్లీ ఆంపియర్స్ కరెంట్ అవసరం.

6. వీక్షణ కోణం - దీనిని ఆఫ్-యాక్సిస్ యాంగిల్ అని కూడా అంటారు. ఇది సగం అక్షం విలువకు ప్రకాశించే తీవ్రత. దీని ఫలితంగా పూర్తి ప్రకాశం పూర్తిగా ఉంటుంది. అధిక ప్రకాశవంతమైన రకం LEDS లు ఇరుకైన వీక్షణ కోణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, తద్వారా కాంతి ఒక పుంజంలోకి కేంద్రీకరించబడుతుంది.

7. శక్తి స్థాయి - కాంతి ఉత్పత్తిలో శక్తి స్థాయి వర్తించే వోల్టేజ్ మరియు సెమీకండక్టర్ యొక్క ఎలక్ట్రాన్లలోని ఛార్జ్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. శక్తి స్థాయి E = qV, ఇక్కడ q ఎలక్ట్రాన్లలో చార్జ్ మరియు V అనువర్తిత వోల్టేజ్. q సాధారణంగా -1.6 × 1019 జూల్.

8. LED యొక్క వాటేజ్ - ఇది ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ ఫార్వర్డ్ కరెంట్ ద్వారా గుణించబడుతుంది. ఎల్‌ఈడీ ద్వారా అదనపు కరెంట్ ప్రవహిస్తుంటే, దాని జీవితం తగ్గుతుంది. కాబట్టి సిరీస్ రెసిస్టర్, సాధారణంగా 470 ఓంలు నుండి 1 కె వరకు LED ద్వారా కరెంట్‌ను పరిమితం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.

Vs - Vf / If సూత్రాన్ని ఉపయోగించి LED రెసిస్టర్‌ను ఎంచుకోవచ్చు. Vs అనేది ఇన్పుట్ వోల్టేజ్, Vf అనేది LED యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ మరియు ఒకవేళ LED యొక్క ఫార్వర్డ్ కరెంట్.

LED డ్రైవింగ్ కోసం AC సరఫరా అవసరం

మొబైల్ ఫోన్‌ల వంటి తక్కువ శక్తిని కలిగి ఉన్న అనువర్తనాల కోసం, LED కోసం dc సరఫరాను ఉపయోగించడం సాధ్యపడుతుంది. అయితే LED లను ఉపయోగించి ట్రాఫిక్ లైట్స్ వంటి పెద్ద ఎత్తున అనువర్తనాల కోసం, వాస్తవానికి DC ని ఉపయోగించడం అసౌకర్యంగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే దూరం పెరిగేకొద్దీ DC పవర్ ట్రాన్స్మిషన్ ఎక్కువ నష్టాలకు దోహదం చేస్తుంది మరియు DC-DC మార్పిడి కోసం పరికరాలను ఉపయోగించడం చాలా చవకైనది. ఫలితంగా పెద్ద సంఖ్యలో ఎల్‌ఈడీలను మెరుస్తున్నట్లు హై ఎండ్ అప్లికేషన్ కోసం ఎసి సరఫరాను ఉపయోగించడం మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది.

ఎసి వోల్టేజ్ పరిమితిగా కెపాసిటర్

కెపాసిటర్ సర్క్యూట్ నుండి విద్యుత్తును గీయడం లేదా సరఫరా చేయడం ద్వారా అనువర్తిత వోల్టేజ్ యొక్క మార్పును వ్యతిరేకించే ఆస్తిని కలిగి ఉంటుంది, ఎందుకంటే అవి ఛార్జ్ లేదా ఉత్సర్గ. కెపాసిటర్ అంతటా కరెంట్ ఇలా ఇవ్వబడింది

I = CdV / dt

సి కెపాసిటెన్స్ ఉన్న చోట, డివి / డిటి వోల్టేజ్‌లో మార్పును సూచిస్తుంది. యూనిట్ సమయానికి లేదా ప్రస్తుతానికి ప్లేట్ల మధ్య ఛార్జ్ నేను.

కెపాసిటర్ ద్వారా ప్రవాహం వోల్టేజ్ మార్పుకు వ్యతిరేకంగా ప్రతిచర్య. అందువల్ల అధిక తక్షణ వోల్టేజ్ కోసం, ప్రస్తుత సున్నా. మరో మాటలో చెప్పాలంటే వోల్టేజ్ కరెంట్‌ను 90 డిగ్రీల వరకు తగ్గిస్తుంది. కెపాసిటర్ యొక్క ఈ ఆస్తి AC విద్యుత్ సరఫరా కోసం వోల్టేజ్ తగ్గించేదిగా ఉపయోగపడుతుంది. అయితే ఇది కెపాసిటెన్స్ విలువ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అధిక పౌన frequency పున్యం మరియు కెపాసిటెన్స్, తక్కువ ప్రతిచర్య.

LED ను నడపడానికి AC మెయిన్‌లను ఉపయోగించడం

కెపాసిటర్ మరియు రెసిస్టర్ కలయికను ఉపయోగించడం ద్వారా ఎల్‌ఇడి లేదా లైట్ ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లను నేరుగా ఎసి మెయిన్స్ సరఫరా ద్వారా ఆపరేట్ చేయవచ్చు. 220 వి యొక్క ఎసి ప్రధాన సరఫరా ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఉపయోగించి తక్కువ వోల్టేజ్ ఎసిగా మార్చబడుతుంది. కెపాసిటర్ వోల్టేజ్ పరిమితిగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ రెసిస్టర్ ప్రస్తుత పరిమితి. అధిక వోల్టేజ్ నుండి LED లను రక్షించడానికి అధిక PIV (1000V) ఉన్న డయోడ్లను ఉపయోగిస్తారు.

సాధారణంగా వైట్ లెడ్ అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ 1.5 వి. LED లు రెండు సిరీస్-సమాంతర కలయికలలో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. ప్రతి కలయికలో 12 LED లను ఉపయోగిస్తే, LED కలయికలో వోల్టేజ్ డ్రాప్ 30V చుట్టూ ఉంటుంది. రెసిస్టర్ ప్రస్తుత పరిమితి వలె పనిచేస్తుంది మరియు సుమారు 30V వోల్టేజ్ డ్రాప్‌ను అందిస్తుంది. అందువల్ల కెపాసిటర్ మరియు రెసిస్టర్ కలయికతో, LED ల శ్రేణిని నడపడం సాధ్యపడుతుంది. రెసిస్టర్ యొక్క విలువ ఉపయోగించిన LED ల సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. LED రేటింగ్ 15mA వద్ద ఉన్నందున, ప్రతి LED ద్వారా కరెంట్ 15mA గా ఉంటుంది మరియు రెండు సెట్ల LED కాంబినేషన్ ద్వారా మొత్తం కరెంట్ 30mA గా ఉంటుంది, దీని వలన 1k రెసిస్టర్ అంతటా 30V వోల్టేజ్ డ్రాప్ వస్తుంది.

ఈ అంశంపై లేదా ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ ప్రాజెక్టుల భావనపై ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే ఈ క్రింది వ్యాఖ్యల విభాగాన్ని వదిలివేస్తే మెయిన్స్ ఆపరేటెడ్ ఎల్‌ఇడి భావన గురించి మీకు ఒక ఆలోచన వచ్చిందని నేను ఆశిస్తున్నాను.