ઓનલાઈન કેપેસિટરના મિશ્ર જોડાણની ગણતરી. એલઇડી માટે કેપેસિટરની ગણતરી

કારણ કે તમારે એક જ સમયે બે સમસ્યાઓ નિપુણતાથી હલ કરવાની જરૂર છે:

તેને બળી ન જાય તે માટે LED દ્વારા ફોરવર્ડ કરંટને મર્યાદિત કરો.
વિપરીત પ્રવાહ દ્વારા એલઇડીને ભંગાણથી સુરક્ષિત કરો.

જો તમે આમાંના કોઈપણ મુદ્દાને અવગણશો, તો LED તરત જ કોપર બેસિનથી ઢંકાઈ જશે.

સૌથી સરળ કિસ્સામાં, તમે રેઝિસ્ટર અને/અથવા કેપેસિટર સાથે LED દ્વારા વર્તમાનને મર્યાદિત કરી શકો છો. અને તમે પરંપરાગત ડાયોડ અથવા અન્ય એલઇડીનો ઉપયોગ કરીને રિવર્સ વોલ્ટેજથી ભંગાણને અટકાવી શકો છો.

તેથી, LED ને 220V થી કનેક્ટ કરવા માટેના સૌથી સરળ સર્કિટમાં ફક્ત થોડા ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે:

રક્ષણાત્મક ડાયોડ લગભગ કંઈપણ હોઈ શકે છે, કારણ કે તેનું રિવર્સ વોલ્ટેજ સમગ્ર એલઇડી પરના ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ કરતાં ક્યારેય વધશે નહીં, અને વર્તમાન રેઝિસ્ટર દ્વારા મર્યાદિત છે.

લિમિટિંગ (બેલાસ્ટ) રેઝિસ્ટરનો પ્રતિકાર અને શક્તિ એલઇડીના ઓપરેટિંગ પ્રવાહ પર આધારિત છે અને તેની ગણતરી ઓહ્મના કાયદા અનુસાર કરવામાં આવે છે:

R = (U in - U LED) / I

અને રેઝિસ્ટરના પાવર ડિસીપેશનની ગણતરી નીચે પ્રમાણે કરવામાં આવે છે:

P = (U in - U LED) 2 / R

જ્યાં Uin = 220 V,
યુ એલઇડી - એલઇડીનું ફોરવર્ડ (ઓપરેટિંગ) વોલ્ટેજ. સામાન્ય રીતે તે 1.5-3.5 V ની રેન્જમાં આવેલું છે. એક કે બે LED માટે તેની અવગણના કરી શકાય છે અને તે મુજબ, ફોર્મ્યુલાને R = U in/I માં સરળ બનાવો,
હું - એલઇડી વર્તમાન. પરંપરાગત સૂચક એલઇડી માટે, વર્તમાન 5-20 એમએ હશે.

બેલાસ્ટ રેઝિસ્ટરની ગણતરીનું ઉદાહરણ

ચાલો કહીએ કે આપણે LED = 20 mA દ્વારા સરેરાશ પ્રવાહ મેળવવાની જરૂર છે, તેથી રેઝિસ્ટર હોવું જોઈએ:

R = 220V/0.020A = 11000 ઓહ્મ(બે રેઝિસ્ટર લો: 10 + 1 kOhm)

P = (220V) 2 /11000 = 4.4 W(અનામત સાથે લો: 5 W)

જરૂરી રેઝિસ્ટર મૂલ્ય નીચેના કોષ્ટકમાંથી લઈ શકાય છે.

કોષ્ટક 1. બેલાસ્ટ રેઝિસ્ટરના પ્રતિકાર પર એલઇડી વર્તમાનની અવલંબન.

રેઝિસ્ટર પ્રતિકાર, kOhm	LED, mA દ્વારા વર્તમાનનું કંપનવિસ્તાર મૂલ્ય	સરેરાશ LED વર્તમાન, mA	સરેરાશ રેઝિસ્ટર વર્તમાન, mA	રેઝિસ્ટર પાવર, ડબલ્યુ
43	7.2	2.5	5	1.1
24	13	4.5	9	2
22	14	5	10	2.2
12	26	9	18	4
10	31	11	22	4.8
7.5	41	15	29	6.5
4.3	72	25	51	11.3
2.2	141	50	100	22

અન્ય કનેક્શન વિકલ્પો

અગાઉના સર્કિટ્સમાં, રક્ષણાત્મક ડાયોડ બેક-ટુ-બેક જોડાયેલ હતા, પરંતુ તે આના જેવું મૂકી શકાય છે:

ડ્રાઇવર વિના 220 વોલ્ટ એલઇડી પર સ્વિચ કરવા માટેનું આ બીજું સર્કિટ છે. આ સર્કિટમાં, રેઝિસ્ટર દ્વારા પ્રવાહ પ્રથમ વિકલ્પ કરતા 2 ગણો ઓછો હશે. અને, તેથી, તે 4 ગણી ઓછી શક્તિ છોડશે. આ એક ચોક્કસ વત્તા છે.

પરંતુ ત્યાં એક બાદબાકી પણ છે: સંપૂર્ણ (કંપનવિસ્તાર) મુખ્ય વોલ્ટેજ રક્ષણાત્મક ડાયોડ પર લાગુ થાય છે, તેથી કોઈપણ ડાયોડ અહીં કામ કરશે નહીં. તમારે 400 V અથવા તેથી વધુના રિવર્સ વોલ્ટેજ સાથે કંઈક શોધવું પડશે. પરંતુ આ દિવસોમાં આ કોઈ સમસ્યા નથી. સર્વવ્યાપક 1000 વોલ્ટ ડાયોડ, 1N4007 (KD258), ઉદાહરણ તરીકે, સંપૂર્ણ છે.

સામાન્ય ગેરસમજ હોવા છતાં, મુખ્ય વોલ્ટેજના નકારાત્મક અર્ધ-ચક્ર દરમિયાન, LED હજુ પણ વિદ્યુત ભંગાણની સ્થિતિમાં હશે. પરંતુ એ હકીકતને કારણે કે રક્ષણાત્મક ડાયોડના રિવર્સ-બાયસ્ડ p-n જંકશનનો પ્રતિકાર ખૂબ વધારે છે, બ્રેકડાઉન વર્તમાન એલઇડીને નુકસાન પહોંચાડવા માટે પૂરતું રહેશે નહીં.

ધ્યાન આપો! 220 વોલ્ટ LED ને કનેક્ટ કરવા માટેના તમામ સરળ સર્કિટ નેટવર્ક સાથે સીધું ગેલ્વેનિક કનેક્શન ધરાવે છે, તેથી સર્કિટના કોઈપણ બિંદુને સ્પર્શવું અત્યંત જોખમી છે!

ટચ કરંટનું મૂલ્ય ઘટાડવા માટે, તમારે રેઝિસ્ટરને બે ભાગોમાં અડધા કરવાની જરૂર છે જેથી તે ચિત્રોમાં બતાવ્યા પ્રમાણે બહાર આવે:

આ સોલ્યુશન માટે આભાર, જો તબક્કો અને શૂન્ય ઉલટાવી દેવામાં આવે તો પણ, વ્યક્તિ દ્વારા "જમીન" સુધીનો પ્રવાહ (જો આકસ્મિક રીતે સ્પર્શ થયો હોય તો) 220/12000 = 0.018A કરતાં વધી શકતો નથી. અને આ હવે એટલું જોખમી નથી.

ધબકારા વિશે શું?

બંને સ્કીમમાં, LED માત્ર મેઈન વોલ્ટેજના પોઝિટિવ અર્ધ-ચક્ર દરમિયાન જ પ્રકાશશે. એટલે કે, તે 50 હર્ટ્ઝની આવર્તન પર અથવા સેકન્ડ દીઠ 50 વખત ફ્લિકર કરશે, અને પલ્સેશન રેન્જ 100% (10 એમએસ ચાલુ, 10 એમએસ બંધ, અને તેથી વધુ) ની બરાબર હશે. તે આંખ માટે ધ્યાનપાત્ર હશે.

આ ઉપરાંત, જ્યારે ફ્લિકરિંગ એલઈડી કોઈપણ ફરતી વસ્તુઓને પ્રકાશિત કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પંખાના બ્લેડ, સાયકલ વ્હીલ્સ, વગેરે, સ્ટ્રોબોસ્કોપિક અસર અનિવાર્યપણે થશે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, આ અસર અસ્વીકાર્ય અથવા જોખમી પણ હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, મશીન પર કામ કરતી વખતે, એવું લાગે છે કે કટર ગતિહીન છે, પરંતુ વાસ્તવમાં તે અસાધારણ ઝડપે ફરે છે અને તમારી આંગળીઓ તેમાં ચોંટી જાય તેની રાહ જોઈ રહ્યું છે.

લહેરિયાંને ઓછા ધ્યાનપાત્ર બનાવવા માટે, તમે ફુલ-વેવ રેક્ટિફાયર (ડાયોડ બ્રિજ) નો ઉપયોગ કરીને એલઇડી સ્વિચિંગ આવર્તનને બમણી કરી શકો છો:

મહેરબાની કરીને નોંધ કરો કે સમાન રેઝિસ્ટર મૂલ્ય સાથે સર્કિટ # 2 ની તુલનામાં, અમને સરેરાશ કરંટ બમણો મળ્યો છે. અને, તે મુજબ, પ્રતિરોધકોના પાવર ડિસિપેશન કરતાં ચાર ગણો.

ડાયોડ બ્રિજ માટે કોઈ વિશેષ આવશ્યકતાઓ નથી, મુખ્ય વસ્તુ એ છે કે ડાયોડ જે તેને બનાવે છે તે એલઇડીના અડધા ઓપરેટિંગ વર્તમાનનો સામનો કરી શકે છે. દરેક ડાયોડ પર રિવર્સ વોલ્ટેજ સંપૂર્ણપણે નહિવત્ હશે.

બીજો વિકલ્પ બે એલઇડીનું બેક-ટુ-બેક સ્વિચિંગ ગોઠવવાનો છે. પછી તેમાંથી એક સકારાત્મક અર્ધ-તરંગ દરમિયાન બળી જશે, અને બીજો - નકારાત્મક અર્ધ-તરંગ દરમિયાન.

યુક્તિ એ છે કે આ જોડાણ સાથે, દરેક એલઇડી પર મહત્તમ રિવર્સ વોલ્ટેજ અન્ય એલઇડી (કેટલાક વોલ્ટ મહત્તમ) ના ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ સમાન હશે, તેથી દરેક એલઇડી ભંગાણથી વિશ્વસનીય રીતે સુરક્ષિત રહેશે.

એલઇડી શક્ય તેટલી એકબીજાની નજીક હોવી જોઈએ. આદર્શ રીતે, ડ્યુઅલ એલઇડી શોધવાનો પ્રયાસ કરો, જ્યાં બંને સ્ફટિકો એક જ હાઉસિંગમાં મૂકવામાં આવે છે અને દરેકનું પોતાનું ટર્મિનલ હોય છે (જોકે મેં આવા ક્યારેય જોયા નથી).

સામાન્ય રીતે કહીએ તો, LEDs કે જે સૂચક કાર્ય કરે છે, લહેરિયાંનું પ્રમાણ ખૂબ મહત્વનું નથી. તેમના માટે, સૌથી મહત્વની બાબત એ છે કે ચાલુ અને બંધ સ્થિતિઓ (ચાલુ/બંધ સંકેત, પ્લેબેક/રેકોર્ડિંગ, ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ, સામાન્ય/ઇમર્જન્સી, વગેરે) વચ્ચેનો સૌથી નોંધપાત્ર તફાવત છે.

પરંતુ લેમ્પ બનાવતી વખતે, તમારે હંમેશા પલ્સેશનને ન્યૂનતમ ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરવો જોઈએ. અને સ્ટ્રોબોસ્કોપિક અસરના જોખમોને કારણે એટલું નહીં, પરંતુ શરીર પર તેમની હાનિકારક અસરોને કારણે.

કયા ધબકારા સ્વીકાર્ય ગણવામાં આવે છે?

તે બધું આવર્તન પર આધારિત છે: તે જેટલું ઓછું છે, ધબકારા વધુ નોંધપાત્ર છે. 300 હર્ટ્ઝથી ઉપરની ફ્રીક્વન્સીઝ પર, લહેરિયાં સંપૂર્ણપણે અદ્રશ્ય બની જાય છે અને તે બિલકુલ સામાન્ય થતા નથી, એટલે કે, 100% પણ સામાન્ય માનવામાં આવે છે.

હકીકત એ છે કે 60-80 હર્ટ્ઝ અને તેથી વધુની ફ્રીક્વન્સીઝ પર પ્રકાશ ધબકારા દૃષ્ટિની રીતે જોવામાં આવતા નથી, તેમ છતાં, તેઓ આંખનો થાક, સામાન્ય થાક, ચિંતા, દ્રશ્ય પ્રભાવમાં ઘટાડો અને માથાનો દુખાવો પણ કરી શકે છે.

ઉપરોક્ત પરિણામોને રોકવા માટે, આંતરરાષ્ટ્રીય માનક IEEE 1789-2015 100 Hz - 8% (બાંયધરીકૃત સલામત સ્તર - 3%) ની આવર્તન માટે મહત્તમ સ્તરની બ્રાઇટનેસ રિપલની ભલામણ કરે છે. 50 હર્ટ્ઝની આવર્તન માટે, આ અનુક્રમે 1.25% અને 0.5% હશે. પરંતુ આ સંપૂર્ણતાવાદીઓ માટે છે.

વાસ્તવમાં, LED બ્રાઇટનેસ પલ્સેશન્સ ઓછામાં ઓછા કંઈક અંશે હેરાન થવાનું બંધ કરવા માટે, તે પૂરતું છે કે તેઓ 15-20% કરતા વધુ ન હોય. આ બરાબર મધ્યમ-શક્તિના અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓના ફ્લિકરિંગનું સ્તર છે, અને હજુ સુધી કોઈએ તેમના વિશે ક્યારેય ફરિયાદ કરી નથી. અને અમારું રશિયન SNiP 23-05-95 20% ની હળવા ફ્લિકરિંગને મંજૂરી આપે છે (અને માત્ર ખાસ કરીને ઉદ્યમી અને જવાબદાર કાર્ય માટે આવશ્યકતા વધારીને 10% કરવામાં આવે છે).

અનુસાર GOST 33393-2015 "ઇમારતો અને માળખાં. પ્રકાશના પલ્સેશન ગુણાંકને માપવા માટેની પદ્ધતિઓ"પલ્સેશનની તીવ્રતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, એક વિશેષ સૂચક રજૂ કરવામાં આવે છે - ધબકારા ગુણાંક (Kp).

કોફ. પલ્સેશનની ગણતરી સામાન્ય રીતે એક અવિભાજ્ય કાર્યનો ઉપયોગ કરીને જટિલ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, પરંતુ હાર્મોનિક ઓસિલેશન માટે સૂત્રને નીચેનામાં સરળ બનાવવામાં આવે છે:

K p = (E મહત્તમ - E મિનિટ) / (E મહત્તમ + E મિનિટ) ⋅ 100%,

જ્યાં E max એ મહત્તમ પ્રકાશ મૂલ્ય (કંપનવિસ્તાર) છે અને E min એ ન્યૂનતમ છે.

અમે આ સૂત્રનો ઉપયોગ સ્મૂથિંગ કેપેસિટરની કેપેસિટેન્સની ગણતરી કરવા માટે કરીશું.

તમે સૌર પેનલ અને ઓસિલોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને કોઈપણ પ્રકાશ સ્ત્રોતની લહેરોને ખૂબ જ સચોટ રીતે નક્કી કરી શકો છો:

લહેરિયાં કેવી રીતે ઘટાડવું?

ચાલો જોઈએ કે લહેર ઘટાડવા માટે LED ને 220 વોલ્ટ નેટવર્ક સાથે કેવી રીતે કનેક્ટ કરવું. આ કરવા માટે, સૌથી સહેલો રસ્તો એ છે કે એલઇડી સાથે સમાંતર સ્ટોરેજ (સ્મૂથિંગ) કેપેસિટરને સોલ્ડર કરો:

એલઇડીના બિનરેખીય પ્રતિકારને લીધે, આ કેપેસિટરની ક્ષમતાની ગણતરી કરવી એ એક બિન-તુચ્છ કાર્ય છે.

જો કે, આ કાર્યને થોડી ધારણાઓ કરીને સરળ બનાવી શકાય છે. પ્રથમ, LED ને સમકક્ષ નિશ્ચિત રેઝિસ્ટર તરીકે કલ્પના કરો:

અને બીજું, ડોળ કરો કે LED ની તેજ (અને, પરિણામે, રોશની) વર્તમાન પર રેખીય અવલંબન ધરાવે છે.

સ્મૂથિંગ કેપેસિટરની કેપેસિટેન્સની ગણતરી

ચાલો કહીએ કે આપણે ગુણાંક મેળવવા માંગીએ છીએ. 20 mA ના LED દ્વારા પ્રવાહ પર 2.5% લહેર કરો. અને ચાલો આપણી પાસે એક LED છે જેના પર, 20 mA ના પ્રવાહ પર, 2 V ડ્રોપ. નેટવર્ક ફ્રીક્વન્સી, હંમેશની જેમ, 50 Hz છે.

કારણ કે અમે નક્કી કર્યું છે કે બ્રાઇટનેસ રેખીય રીતે LED દ્વારા વર્તમાન પર આધાર રાખે છે, અને અમે LED ને જ એક સરળ રેઝિસ્ટર તરીકે રજૂ કર્યું છે, અમે કેપેસિટર પરના વોલ્ટેજ સાથે લહેરિયાં ગુણાંકની ગણતરી કરવા માટેના સૂત્રમાં પ્રકાશને સરળતાથી બદલી શકીએ છીએ:

K p = (U max - U min) / (U max + U min) ⋅ 100%

અમે મૂળ ડેટાને બદલીએ છીએ અને U મિનિટની ગણતરી કરીએ છીએ:

2.5% = (2V - U મિનિટ) / (2V + U મિનિટ) ⋅ 100% => યુ મિનિટ = 1.9V

નેટવર્કમાં વોલ્ટેજની વધઘટનો સમયગાળો 0.02 સે (1/50) છે.

આમ, કેપેસિટર પરનો વોલ્ટેજ ઓસિલોગ્રામ (અને તેથી અમારા સરળ LED પર) કંઈક આના જેવો દેખાશે:

ચાલો ત્રિકોણમિતિ યાદ રાખીએ અને કેપેસિટરના ચાર્જિંગ સમયની ગણતરી કરીએ (સરળતા માટે, અમે બેલાસ્ટ રેઝિસ્ટરના પ્રતિકારને ધ્યાનમાં લઈશું નહીં):

t ચાર્જ = arccos(U min /U max) / 2πf = arccos(1.9/2) / (2 ⋅ 3.1415⋅ 50) = 0.0010108 સે

બાકીના સમયગાળામાં કોન્ડરને રજા આપવામાં આવશે. તદુપરાંત, આ કિસ્સામાં સમયગાળો અડધો કરવાની જરૂર છે, કારણ કે અમે ફુલ-વેવ રેક્ટિફાયરનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:

t ડિસ્ચાર્જ = T - t ચાર્જ = 0.02/2 - 0.0010108 = 0.008989 s

તે ક્ષમતાની ગણતરી કરવાનું બાકી છે:

C=I LED ⋅ dt/dU = 0.02 ⋅ 0.008989/(2-1.9) = 0.0018 F (અથવા 1800 µF)

વ્યવહારમાં, તે અસંભવિત છે કે કોઈ પણ એક નાના એલઇડી ખાતર આટલું મોટું કન્ડેન્સર ઇન્સ્ટોલ કરશે. જો કે, જો ધ્યેય 10% ની લહેર મેળવવાનો છે, તો માત્ર 440 μF ની જરૂર છે.

અમે કાર્યક્ષમતા વધારીએ છીએ

શું તમે નોંધ્યું છે કે ક્વેન્ચિંગ રેઝિસ્ટર દ્વારા કેટલી શક્તિ મુક્ત થાય છે? પાવર કે જે વેડફાય છે. શું તેને કોઈક રીતે ઘટાડવું શક્ય છે?

તે તારણ આપે છે કે તે હજી પણ શક્ય છે! સક્રિય પ્રતિકાર (રેઝિસ્ટર) ને બદલે પ્રતિક્રિયાશીલ પ્રતિકાર (કેપેસિટર અથવા ઇન્ડક્ટર) લેવા માટે તે પૂરતું છે.

અમે સંભવતઃ થ્રોટલને તેના બલ્કનેસ અને સેલ્ફ-ઇન્ડક્શન EMF સાથે સંભવિત સમસ્યાઓને કારણે તરત જ દૂર કરીશું. અને તમે કેપેસિટર્સ વિશે વિચારી શકો છો.

જેમ તમે જાણો છો, કોઈપણ ક્ષમતાના કેપેસિટરમાં સીધા પ્રવાહ માટે અનંત પ્રતિકાર હોય છે. પરંતુ AC પ્રતિકારની ગણતરી આ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:

R c = 1 / 2πfC

એટલે કે, ક્ષમતા જેટલી મોટી સીઅને વર્તમાન આવર્તન વધારે છે f- પ્રતિકાર ઓછો.

સુંદરતા એ છે કે પ્રતિક્રિયામાં શક્તિ પણ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે, એટલે કે તે વાસ્તવિક નથી. એવું લાગે છે કે તે ત્યાં છે, પરંતુ તે જાણે છે કે તે ત્યાં નથી. વાસ્તવમાં, આ શક્તિ કોઈ કામ કરતી નથી, પરંતુ ફક્ત પાવર સ્ત્રોત (આઉટલેટ) પર પાછી ફરે છે. ઘરગથ્થુ મીટર તેને ધ્યાનમાં લેતા નથી, તેથી તમારે તેના માટે ચૂકવણી કરવી પડશે નહીં. હા, તે નેટવર્ક પર વધારાનો ભાર બનાવે છે, પરંતુ આ તમને અંતિમ વપરાશકર્તા તરીકે વધુ પરેશાન કરે તેવી શક્યતા નથી =)

આમ, 220V થી અમારું જાતે કરો LED પાવર સપ્લાય સર્કિટ નીચેનું સ્વરૂપ લે છે:

પણ! તે આ સ્વરૂપમાં છે કે તેનો ઉપયોગ ન કરવો તે વધુ સારું છે, કારણ કે આ સર્કિટમાં એલઇડી આવેગ અવાજ માટે સંવેદનશીલ છે.

તમારા જેવી જ લાઇન (એર કંડિશનર મોટર, રેફ્રિજરેટર કોમ્પ્રેસર, વેલ્ડીંગ મશીન, વગેરે) પર સ્થિત એક શક્તિશાળી ઇન્ડક્ટિવ લોડને ચાલુ અથવા બંધ કરવાથી નેટવર્કમાં ખૂબ ટૂંકા વોલ્ટેજ વધવા તરફ દોરી જાય છે. કેપેસિટર C1 તેમના માટે લગભગ શૂન્ય પ્રતિકાર દર્શાવે છે, તેથી એક શક્તિશાળી આવેગ સીધા C2 અને VD5 પર જશે.

બીજી ખતરનાક ક્ષણ ઊભી થાય છે જો નેટવર્કમાં વોલ્ટેજ એન્ટિનોડની ક્ષણે સર્કિટ ચાલુ હોય (એટલે કે તે જ ક્ષણે જ્યારે આઉટલેટમાં વોલ્ટેજ તેની ટોચની કિંમત પર હોય). કારણ કે C1 આ ક્ષણે સંપૂર્ણપણે વિસર્જિત થાય છે, જેના કારણે LED દ્વારા ખૂબ વધારે પ્રવાહ વહે છે.

આ બધું સમય જતાં ક્રિસ્ટલના પ્રગતિશીલ અધોગતિ અને ગ્લોની તેજમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.

આવા દુઃખદ પરિણામોને ટાળવા માટે, સર્કિટને 47-100 ઓહ્મના નાના ક્વેન્ચિંગ રેઝિસ્ટર અને 1 ડબ્લ્યુની શક્તિ સાથે પૂરક હોવું આવશ્યક છે. વધુમાં, કેપેસિટર C1 ના ભંગાણના કિસ્સામાં રેઝિસ્ટર R1 ફ્યુઝ તરીકે કાર્ય કરશે.

તે તારણ આપે છે કે એલઇડીને 220 વોલ્ટ નેટવર્ક સાથે કનેક્ટ કરવા માટેનું સર્કિટ આના જેવું હોવું જોઈએ:

અને ત્યાં એક વધુ નાનો ઉપદ્રવ રહે છે: જો તમે આ સર્કિટને સોકેટમાંથી અનપ્લગ કરો છો, તો કેપેસિટર C1 પર થોડો ચાર્જ રહેશે. શેષ વોલ્ટેજ તે ક્ષણ પર નિર્ભર રહેશે કે જે સમયે પાવર સપ્લાય સર્કિટ તૂટી ગઈ હતી અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં 300 વોલ્ટથી વધી શકે છે.

અને કારણ કે કેપેસિટર પાસે તેના આંતરિક પ્રતિકાર સિવાય ક્યાંય ડિસ્ચાર્જ નથી, તેથી ચાર્જ ખૂબ લાંબા સમય સુધી (એક દિવસ અથવા વધુ) જાળવી શકાય છે. અને આ બધા સમયે કોન્ડર તમારી અથવા તમારા બાળકની રાહ જોશે, જેના દ્વારા તે યોગ્ય રીતે વિસર્જિત થઈ શકે છે. તદુપરાંત, ઇલેક્ટ્રિક આંચકો મેળવવા માટે, તમારે સર્કિટની ઊંડાઈમાં જવાની જરૂર નથી; તમારે ફક્ત પ્લગના બંને સંપર્કોને સ્પર્શ કરવાની જરૂર છે.

કન્ડેન્સરને બિનજરૂરી ચાર્જથી છુટકારો મેળવવામાં મદદ કરવા માટે, અમે તેની સાથે સમાંતર કોઈપણ ઉચ્ચ-પ્રતિરોધક રેઝિસ્ટર (ઉદાહરણ તરીકે, 1 MOhm) ને જોડીએ છીએ. આ રેઝિસ્ટર સર્કિટના ડિઝાઇન ઓપરેટિંગ મોડ પર કોઈ અસર કરશે નહીં. તે ગરમ પણ નહીં થાય.

આમ, LED ને 220V નેટવર્ક સાથે કનેક્ટ કરવા માટે પૂર્ણ થયેલ ડાયાગ્રામ (તમામ ઘોંઘાટ અને ફેરફારોને ધ્યાનમાં લેતા) આના જેવો દેખાશે:

LED દ્વારા જરૂરી વર્તમાન મેળવવા માટે કેપેસિટર C1 ની કેપેસીટન્સનું મૂલ્ય તરત જ લઈ શકાય છે અથવા તમે તેની જાતે ગણતરી કરી શકો છો.

એલઇડી માટે ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટરની ગણતરી

હું કંટાળાજનક ગાણિતિક ગણતરીઓ આપીશ નહીં, હું તરત જ તમને ક્ષમતા માટે તૈયાર ફોર્મ્યુલા આપીશ (ફરાડ્સમાં):

C = I / (2πf√(U 2 ઇનપુટ - U 2 LED))[એફ],

જ્યાં I LED દ્વારા વર્તમાન છે, f એ વર્તમાન આવર્તન (50 Hz), U in એ નેટવર્ક વોલ્ટેજ (220V) નું અસરકારક મૂલ્ય છે, U LED એ LED પરનું વોલ્ટેજ છે.

જો ગણતરી શ્રેણીમાં જોડાયેલ એલઇડીની નાની સંખ્યા માટે કરવામાં આવે છે, તો અભિવ્યક્તિ √(U 2 ઇનપુટ - U 2 LED) લગભગ U ઇનપુટની બરાબર છે, તેથી સૂત્રને સરળ બનાવી શકાય છે:

C ≈ 3183 ⋅ I LED/U in[µF]

અને, કારણ કે આપણે Uin = 220 વોલ્ટ માટે ગણતરીઓ કરી રહ્યા છીએ, પછી:

C ≈ 15⋅I LED[µF]

આમ, 220 V ના વોલ્ટેજ પર LED ચાલુ કરતી વખતે, વર્તમાનના પ્રત્યેક 100 mA માટે, આશરે 1.5 μF (1500 nF) કેપેસીટન્સની જરૂર પડશે.

જેઓ ગણિતમાં સારા નથી તેમના માટે, પૂર્વ-ગણતરી મૂલ્યો નીચેના કોષ્ટકમાંથી લઈ શકાય છે.

કોષ્ટક 2. બેલાસ્ટ કેપેસિટરની કેપેસીટન્સ પર એલઇડી દ્વારા વર્તમાનની અવલંબન.

C1	15nF	68 nF	100 nF	150 nF	330nF	680 nF	1000 nF
હું એલઇડી	1 એમએ	4.5 એમએ	6.7 mA	10 એમએ	22 એમએ	45 એમએ	67 એમએ

કેપેસિટર્સ વિશે થોડું

ઓછામાં ઓછા 250 V ના વોલ્ટેજ માટે ક્લાસ Y1, Y2, X1 અથવા X2 ના નોઈઝ સપ્રેશન કેપેસિટર્સનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે. તેઓના પર સંખ્યાબંધ પ્રમાણપત્ર ચિહ્નો સાથે લંબચોરસ આવાસ હોય છે. તેઓ આના જેવા દેખાય છે:

ટૂંક માં:

X1- ત્રણ-તબક્કાના નેટવર્ક સાથે જોડાયેલા ઔદ્યોગિક ઉપકરણોમાં વપરાય છે. આ કેપેસિટર્સ 4 kV ના વોલ્ટેજ વધારાનો સામનો કરવાની ખાતરી આપે છે;
X2- સૌથી સામાન્ય. 250 V સુધીના રેટેડ નેટવર્ક વોલ્ટેજ સાથેના ઘરગથ્થુ ઉપકરણોમાં વપરાય છે, 2.5 kV સુધીના વધારાનો સામનો કરે છે;
Y1- 250 V સુધીના રેટેડ મેઈન વોલ્ટેજ પર કાર્ય કરો અને 8 kV સુધીના પલ્સ વોલ્ટેજનો સામનો કરો;
Y2- એકદમ સામાન્ય પ્રકાર, 250 V સુધીના મુખ્ય વોલ્ટેજ પર વાપરી શકાય છે અને 5 kV ના કઠોળનો સામનો કરી શકે છે.

ઘરેલું ફિલ્મ કેપેસિટર્સ K73-17 નો ઉપયોગ 400 V પર (અથવા વધુ સારું, 630 V પર) કરવા માટે માન્ય છે.

આજે, ચાઇનીઝ "ચોકલેટ બાર" (CL21) નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, પરંતુ તેમની અત્યંત ઓછી વિશ્વસનીયતાને લીધે, હું તમારા સર્કિટમાં તેનો ઉપયોગ કરવાની લાલચનો પ્રતિકાર કરવાની ભલામણ કરું છું. ખાસ કરીને બેલાસ્ટ કેપેસિટર્સ તરીકે.

ધ્યાન આપો! ધ્રુવીય કેપેસિટર્સનો ઉપયોગ ક્યારેય બેલાસ્ટ કેપેસિટર્સ તરીકે થવો જોઈએ નહીં!

તેથી, અમે LED ને 220V (સર્કિટ અને તેમની ગણતરીઓ) સાથે કેવી રીતે કનેક્ટ કરવું તે જોયું. આ લેખમાં આપેલા તમામ ઉદાહરણો એક અથવા વધુ લો-પાવર એલઇડી માટે યોગ્ય છે, પરંતુ ઉચ્ચ-શક્તિવાળા લ્યુમિનાયર માટે સંપૂર્ણપણે અયોગ્ય છે, ઉદાહરણ તરીકે, લેમ્પ અથવા સ્પોટલાઇટ્સ - તેમના માટે ડ્રાઇવરો તરીકે ઓળખાતા તેનો ઉપયોગ કરવો વધુ સારું છે.

(5.4.4)

વધુ વખત વ્યવહારમાં, કેપેસિટેન્સના નાના એકમોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે: 1 nF (નેનોફારાડ) = 10 –9 F અને 1 pkF (picofarad) = 10 –12 F.

એવા ઉપકરણોની જરૂર છે જે ચાર્જ એકઠા કરે છે, અને અલગ વાહક ઓછી ક્ષમતા ધરાવે છે. તે પ્રાયોગિક રીતે શોધાયું હતું કે કંડક્ટરની વિદ્યુત ક્ષમતા વધે છે જો અન્ય વાહકને તેની નજીક લાવવામાં આવે - કારણે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ઇન્ડક્શન ઘટના.

કેપેસિટર - આ બે વાહક કહેવાય છે લાઇનિંગ, એકબીજાની નજીક સ્થિત છે .

ડિઝાઇન એવી છે કે કેપેસિટરની આસપાસના બાહ્ય શરીર તેની વિદ્યુત ક્ષમતાને અસર કરતા નથી. આ કરવામાં આવશે જો ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર પ્લેટોની વચ્ચે કેપેસિટરની અંદર કેન્દ્રિત હોય.

કેપેસિટર્સ સપાટ, નળાકાર અને ગોળાકાર હોય છે.

ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્ષેત્ર કેપેસિટરની અંદર હોવાથી, ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્પ્લેસમેન્ટ રેખાઓ હકારાત્મક પ્લેટ પર શરૂ થાય છે, નકારાત્મક પ્લેટ પર સમાપ્ત થાય છે, અને ક્યાંય અદૃશ્ય થતી નથી. તેથી, પ્લેટો પર ચાર્જ ચિહ્નમાં વિરુદ્ધ, પરંતુ તીવ્રતામાં સમાન.

કેપેસિટરની કેપેસિટેન્સ કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચેના સંભવિત તફાવતના ચાર્જના ગુણોત્તર જેટલી છે:

(5.4.5)

કેપેસીટન્સ ઉપરાંત, દરેક કેપેસિટરની લાક્ષણિકતા છે યુગુલામ (અથવા યુવગેરે . ) - મહત્તમ અનુમતિપાત્ર વોલ્ટેજ, જેની ઉપર કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચે બ્રેકડાઉન થાય છે.

કેપેસિટર્સનું જોડાણ

કેપેસિટીવ બેટરીઓ- કેપેસિટરના સમાંતર અને શ્રેણી જોડાણોના સંયોજનો.

1) કેપેસિટર્સનું સમાંતર જોડાણ (ફિગ. 5.9):

આ કિસ્સામાં, સામાન્ય વોલ્ટેજ છે યુ:

કુલ ચાર્જ:

પરિણામી ક્ષમતા:

પ્રતિકારના સમાંતર જોડાણ સાથે સરખામણી કરો આર:

કેપેસિટરની અંદર ફીલ્ડ સ્ટ્રેન્થ (ફિગ. 5.11):

પ્લેટો વચ્ચે વોલ્ટેજ:

પ્લેટો વચ્ચેનું અંતર ક્યાં છે.

ચાર્જ હોવાથી

2. નળાકાર કેપેસિટરની ક્ષમતા

આકૃતિ 5.12 માં દર્શાવેલ નળાકાર કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચેના સંભવિત તફાવતની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે:

ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટર સાથે ટ્રાન્સફોર્મરલેસ પાવર સપ્લાય તેમની સરળતામાં અનુકૂળ છે, નાના પરિમાણો અને વજન ધરાવે છે, પરંતુ 220 V નેટવર્ક સાથેના આઉટપુટ સર્કિટના ગેલ્વેનિક કનેક્શનને કારણે હંમેશા લાગુ પડતું નથી.

ટ્રાન્સફોર્મર વિનાના પાવર સપ્લાયમાં, શ્રેણી-જોડાયેલ કેપેસિટર અને લોડ વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ નેટવર્ક સાથે જોડાયેલા હોય છે. વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટ સાથે જોડાયેલ બિન-ધ્રુવીય કેપેસિટર પ્રતિકારની જેમ વર્તે છે, પરંતુ, રેઝિસ્ટરથી વિપરીત, શોષિત શક્તિને ગરમી તરીકે વિખેરી શકતું નથી.

ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટરની ક્ષમતાની ગણતરી કરવા માટે, નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે:

C એ બેલાસ્ટ કેપેસિટર (F) ની કેપેસીટન્સ છે; Ieff - અસરકારક લોડ વર્તમાન; f - ઇનપુટ વોલ્ટેજ આવર્તન Uc (Hz); Uс - ઇનપુટ વોલ્ટેજ (V); અન - લોડ વોલ્ટેજ (વી).

ગણતરીની સરળતા માટે, તમે ઑનલાઇન કેલ્ક્યુલેટરનો ઉપયોગ કરી શકો છો

તેમાંથી સંચાલિત ઉપકરણોની ડિઝાઇન ઓપરેશન દરમિયાન કોઈપણ કંડક્ટરને સ્પર્શવાની સંભાવનાને અટકાવવી જોઈએ. નિયંત્રણોને ઇન્સ્યુલેટ કરવા માટે ખાસ ધ્યાન આપવું જોઈએ.

સમાન લેખો

29.09.2014

ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી રેન્જ 66...74 અથવા 88...108 MHz R7 નો ઉપયોગ કરીને, AF ચેનલો વચ્ચેનું વિભાજન સમાયોજિત થાય છે. *** સિગ્નલ VHF (FM) ફ્રીક્વન્સી ડિટેક્ટર - રીસીવરના આઉટપુટમાંથી DA1 ઇનપુટને કરેક્શન સર્કિટ R1C1 દ્વારા આપવામાં આવે છે. લિટરેચર જે. રેડિયો એમેચ્યોર 1 2000.

નેટવર્ક સાથે એલઇડીને કનેક્ટ કરવાની જરૂરિયાત એ એક સામાન્ય પરિસ્થિતિ છે. આમાં ઉપકરણોને ચાલુ કરવા માટેનું સૂચક, બેકલિટ સ્વીચ અને ડાયોડ લેમ્પનો પણ સમાવેશ થાય છે.

રેઝિસ્ટર કરંટ લિમિટર દ્વારા લો-પાવર સૂચક એલઇડીને કનેક્ટ કરવા માટે ઘણી યોજનાઓ છે, પરંતુ આવી કનેક્શન યોજનામાં ચોક્કસ ગેરફાયદા છે. જો તમારે 100-150mA ના રેટ કરેલ વર્તમાન સાથે ડાયોડને કનેક્ટ કરવાની જરૂર હોય, તો તમારે ખૂબ જ શક્તિશાળી રેઝિસ્ટરની જરૂર પડશે, જેનાં પરિમાણો ડાયોડ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે મોટા હશે.

ટેબલટૉપ LED લેમ્પ માટે કનેક્શન ડાયાગ્રામ આવો દેખાશે. અને નીચા ઓરડાના તાપમાને શક્તિશાળી દસ-વોટ રેઝિસ્ટરનો વધારાના હીટિંગ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે.

વર્તમાન લિમિટર તરીકે કંડક્ટરનો ઉપયોગ આવા સર્કિટના પરિમાણોને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડવાની મંજૂરી આપે છે. 10-15 W ડાયોડ લેમ્પ માટે પાવર સપ્લાય આના જેવો દેખાય છે.

બેલાસ્ટ કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરીને સર્કિટના સંચાલનનો સિદ્ધાંત

આ સર્કિટમાં, કન્ડેન્સર એ વર્તમાન ફિલ્ટર છે. કન્ડેન્સર સંપૂર્ણપણે ચાર્જ ન થાય ત્યાં સુધી લોડને વોલ્ટેજ પૂરો પાડવામાં આવે છે, જેનો સમય તેની ક્ષમતા પર આધારિત છે. આ કિસ્સામાં, કોઈ ગરમીનું ઉત્પાદન થતું નથી, જે લોડ પાવર પરના નિયંત્રણોને દૂર કરે છે.

આ સર્કિટ કેવી રીતે કામ કરે છે અને એલઇડી માટે બેલાસ્ટ એલિમેન્ટ પસંદ કરવાના સિદ્ધાંતને સમજવા માટે, હું તમને યાદ અપાવી દઉં કે વોલ્ટેજ એ કંડક્ટર સાથે ફરતા ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ છે અને વર્તમાન એ ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતા છે.

ડાયોડ માટે, તે સંપૂર્ણપણે ઉદાસીન છે કે ઇલેક્ટ્રોન તેના દ્વારા "ઉડાન" કરશે. કંડક્ટરની ગણતરી સર્કિટમાં વર્તમાન મર્યાદા પર આધારિત છે. અમે ઓછામાં ઓછા દસ કિલોવોલ્ટ લાગુ કરી શકીએ છીએ, પરંતુ જો વર્તમાન ઘણા માઇક્રોએમ્પ્સ હોય, તો પ્રકાશ ઉત્સર્જક સ્ફટિકમાંથી પસાર થતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રકાશ ઉત્સર્જકના માત્ર એક નાના ભાગને ઉત્તેજિત કરવા માટે પૂરતી હશે અને અમને ગ્લો દેખાશે નહીં.

તે જ સમયે, કેટલાક વોલ્ટના વોલ્ટેજ અને દસ એમ્પીયરના પ્રવાહ પર, ઇલેક્ટ્રોન પ્રવાહની ઘનતા ડાયોડ મેટ્રિક્સના થ્રુપુટ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધી જશે, વધારાને થર્મલ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરશે, અને આપણું LED તત્વ વાદળમાં બાષ્પીભવન થશે. ધુમાડો

એલઇડી માટે ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટરની ગણતરી

ચાલો વિગતવાર ગણતરી જોઈએ; નીચે તમે ઑનલાઇન કેલ્ક્યુલેટર ફોર્મ શોધી શકો છો.

એલઇડી માટે કેપેસિટર ક્ષમતાની ગણતરી:

C(uF) = 3200 * Isd) / √(Uin² - Uout²)

યુએફ સાથે- કન્ડેન્સર ક્ષમતા. તેને 400-500V પર રેટ કરવું જોઈએ;
ISD- ડાયોડનો રેટ કરેલ વર્તમાન (પાસપોર્ટ ડેટા જુઓ);
યુન- કંપનવિસ્તાર નેટવર્ક વોલ્ટેજ - 320V;
યુઆઉટ- રેટ કરેલ એલઇડી સપ્લાય વોલ્ટેજ.

તમે નીચેના સૂત્ર પણ શોધી શકો છો:

C = (4.45 * I) / (U - Ud)

માટે વપરાય છે

ટ્રાન્સફોર્મર વિનાના પાવર સપ્લાયના ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટરની ઓનલાઈન ગણતરી (10+)

ટ્રાન્સફોર્મરલેસ પાવર સપ્લાય - ટ્રાન્સફોર્મરલેસ પાવર સપ્લાયના ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટરની ઓનલાઈન ગણતરી

પરંતુ યોજના (A1)કામ કરશે નહીં, કારણ કે વર્તમાન માત્ર એક દિશામાં કેપેસિટરમાંથી પસાર થાય છે. તે ઝડપથી કેપેસિટર ચાર્જ કરશે. આ પછી, સર્કિટને વોલ્ટેજ સપ્લાય કરવામાં આવશે નહીં. તે જરૂરી છે કે કેપેસિટર, એક અર્ધ-ચક્રમાં ચાર્જ કર્યા પછી, બીજામાં વિસર્જિત થઈ શકે. આ કરવા માટે, આકૃતિમાં (A2)બીજો ડાયોડ રજૂ કરવામાં આવ્યો છે.

મુખ્ય વોલ્ટેજ ટર્મિનલ ચિહ્નિત 220V અને સામાન્ય વાયર વચ્ચે પૂરો પાડવામાં આવે છે. રેઝિસ્ટર R2વર્તમાન ઉછાળાને મર્યાદિત કરવા માટે જરૂરી છે. જ્યારે સર્કિટ સારી ગુણવત્તાવાળા મેઈન વોલ્ટેજ સાથે સ્થિર સ્થિતિમાં કાર્ય કરે છે, ત્યારે ત્યાં કોઈ વર્તમાન વધારો થતો નથી. પરંતુ સ્વિચ કરવાની ક્ષણે, આપણે ઇનપુટ વોલ્ટેજના શૂન્ય મૂલ્ય (જે શ્રેષ્ઠ હશે) સુધી નહીં, પરંતુ કંપનવિસ્તાર સુધી કોઈપણ મૂલ્ય સુધી પહોંચી શકીએ છીએ. કેપેસિટરને ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવે છે, જેથી લો-વોલ્ટેજનો ભાગ મેઈન વોલ્ટેજના 310V કંપનવિસ્તાર સાથે સીધો જોડાયેલો હશે. તે જરૂરી છે કે ડાયોડ આ ક્ષણે બળી ન જાય. આ માટે:

[રેઝિસ્ટર R2 પ્રતિકાર, ઓહ્મ] = 310 / [ડાયોડ દ્વારા મહત્તમ અનુમતિપાત્ર વન-ટાઇમ વર્તમાન પલ્સ, એ]

કમનસીબે, લેખોમાં સમયાંતરે ભૂલો જોવા મળે છે; તે સુધારવામાં આવે છે, લેખોને પૂરક બનાવવામાં આવે છે, વિકસિત કરવામાં આવે છે અને નવા તૈયાર કરવામાં આવે છે. માહિતગાર રહેવા માટે સમાચાર પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરો.

જો કંઈક અસ્પષ્ટ હોય, તો પૂછવાની ખાતરી કરો!
સવાલ પૂછો. લેખની ચર્ચા. સંદેશાઓ

શુભ સાંજ. મેં ગમે તેટલો પ્રયત્ન કર્યો હોય, પણ હું તમારા કોષ્ટકમાં આપેલ ડેટા મૂલ્યો સાથે કેપેસિટર C1 અને C2 ની ક્ષમતાના મૂલ્યો નક્કી કરવા માટે ફિગ 1.2 માટે આપેલા સૂત્રોનો ઉપયોગ કરી શક્યો નથી (Uin ~ 220V, Uout 15V, Iout 100mA, f 50Hz). મને એક સમસ્યા છે, ~220V નેટવર્કમાં -25V ના ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ પર નાના-કદના DC રિલેની કોઇલ ચાલુ કરો, કોઇલનો ઓપરેટિંગ પ્રવાહ I= 35mA છે. કદાચ હું કંઈક કરી રહ્યો નથી
સમાંતર અને શ્રેણી જોડાણ માટે ઇન્ડક્ટન્સ અને વર્તમાનની ગણતરી...

એર કેપેસિટર, ઇલેક્ટ્રોલિટીક, ફિલ્મ, મીકા, સિરામિક...
વિવિધ પ્રકારના કેપેસિટરની સુવિધાઓ. અરજી. લાક્ષણિક યોજનાઓ...

સર્કિટ, ચાલુ/બંધ વિલંબ સર્કિટ. સપ્રમાણ, અસમપ્રમાણ...
શ્મિટ ટ્રિગર પર આધારિત ચાલુ/બંધ વિલંબ સર્કિટ ડાયાગ્રામ...

ગરમ પ્રવાહીનું સ્વચાલિત તાપમાન નિયંત્રણ (પાણી, ...
બુદ્ધિશાળી હીટિંગ બોઈલર થર્મોસ્ટેટ....

મેઇન્સમાંથી લો-વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રિકલ અને રેડિયો સાધનોને પાવર કરવા માટે તે વધુ નફાકારક અને સરળ છે. ટ્રાન્સફોર્મર પાવર સપ્લાય આ માટે સૌથી યોગ્ય છે, કારણ કે તે વાપરવા માટે સલામત છે. જો કે, સ્થિર આઉટપુટ વોલ્ટેજ સાથે ટ્રાન્સફોર્મરલેસ પાવર સપ્લાય (BTBP) માં રસ ઓછો થતો નથી. એક કારણ ટ્રાન્સફોર્મરના ઉત્પાદનની જટિલતા છે. પરંતુ BTBP માટે તેની જરૂર નથી - ફક્ત સાચી ગણતરી જરૂરી છે, પરંતુ આ તે જ છે જે બિનઅનુભવી શિખાઉ ઇલેક્ટ્રિશિયનને ડરાવે છે. આ લેખ તમને ગણતરી કરવામાં અને ટ્રાન્સફોર્મર વિનાના પાવર સપ્લાયની ડિઝાઇનને સરળ બનાવવામાં મદદ કરશે.

BPTP નું એક સરળ રેખાકૃતિ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 1. ડાયોડ બ્રિજ VD1 એ ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટર C ગેસ દ્વારા નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ છે, જે પુલના એક કર્ણ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ છે. બ્રિજનો બીજો કર્ણ બ્લોકના લોડ માટે કામ કરે છે - રેઝિસ્ટર R n. ફિલ્ટર કેપેસિટર C f અને ઝેનર ડાયોડ VD2 લોડની સમાંતર રીતે જોડાયેલા છે.

પાવર સપ્લાયની ગણતરી લોડ પર વોલ્ટેજ U n અને વર્તમાન તાકાત I n સેટ કરીને શરૂ થાય છે. ભાર દ્વારા વપરાશ. કેપેસિટર C ની ક્ષમતા જેટલી વધારે છે, BPTP ની ઉર્જા ક્ષમતાઓ વધારે છે.

કેપેસિટેન્સની ગણતરી

કોષ્ટક 50 Hz ની આવર્તન પર બુઝાયેલ કેપેસિટર C ના કેપેસીટન્સ X c પરનો ડેટા અને કેપેસિટર C ઓલવવા દ્વારા પસાર કરાયેલ વર્તમાન I cf નું સરેરાશ મૂલ્ય દર્શાવે છે, જ્યારે R n = 0, એટલે કે, સાથે લોડનું શોર્ટ સર્કિટ. (છેવટે, BTBP આ અસામાન્ય ઓપરેટિંગ મોડ પ્રત્યે સંવેદનશીલ નથી, અને ટ્રાન્સફોર્મર પાવર સપ્લાય પર આ બીજો મોટો ફાયદો છે.)

કેપેસીટન્સ X s ના અન્ય મૂલ્યો (કિલો-ઓહ્મમાં) અને સરેરાશ વર્તમાન મૂલ્ય I sr (મિલિએમ્પ્સમાં) સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે:

C extinguisher એ માઇક્રોફારાડ્સમાં ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટરની ક્ષમતા છે.

જો આપણે ઝેનર ડાયોડ VD2 ને બાકાત રાખીએ, તો લોડ પરનો વોલ્ટેજ U n અને તેમાંથી વર્તમાન I n લોડ R n પર આધારિત રહેશે. સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને આ પરિમાણોની ગણતરી કરવી સરળ છે:

U n - વોલ્ટમાં, R n અને X n - કિલો-ઓહ્મમાં, I n - મિલિએમ્પીયરમાં, C ગેસ - માઇક્રોફારાડ્સમાં. (નીચેના સૂત્રો માપનના સમાન એકમોનો ઉપયોગ કરે છે.)

જેમ જેમ લોડ પ્રતિકાર ઘટે છે, તેના પરનું વોલ્ટેજ પણ ઘટે છે અને બિનરેખીય અવલંબન મુજબ. પરંતુ લોડમાંથી પસાર થતો પ્રવાહ વધે છે, જોકે ખૂબ જ થોડો. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, R n માં 1 થી 0.1 kOhm (બરાબર 10 વખત) નો ઘટાડો એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે U n 9.53 ગણો ઘટે છે, અને લોડ દ્વારા પ્રવાહ ફક્ત 1.05 ગણો વધે છે. આ "સ્વચાલિત" વર્તમાન સ્થિરીકરણ BTBP ને ટ્રાન્સફોર્મર પાવર સપ્લાયથી અલગ પાડે છે.

લોડ પર પાવર Рн, સૂત્ર દ્વારા ગણવામાં આવે છે:

Rn માં ઘટાડા સાથે, તે લગભગ Un ની જેમ તીવ્રતાથી ઘટે છે. સમાન ઉદાહરણ માટે, લોડ દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલી શક્તિ 9.1 ગણી ઘટી છે.

તેના પર પ્રતિકાર R n અને વોલ્ટેજ U n ના પ્રમાણમાં નાના મૂલ્યો પર લોડનો વર્તમાન I n ખૂબ જ ઓછો બદલાય છે, વ્યવહારમાં તે અંદાજિત સૂત્રોનો ઉપયોગ કરવા માટે તદ્દન સ્વીકાર્ય છે:

ઝેનર ડાયોડ VD2 ને પુનઃસ્થાપિત કરીને, અમે U st ના સ્તરે વોલ્ટેજ U n નું સ્થિરીકરણ મેળવીએ છીએ - એક મૂલ્ય જે દરેક ચોક્કસ ઝેનર ડાયોડ માટે વ્યવહારીક રીતે સ્થિર હોય છે. અને નાના ભાર (ઉચ્ચ પ્રતિકાર R n) સાથે, સમાનતા U n = U st.

લોડ પ્રતિકાર ગણતરી

R n ને કેટલી હદ સુધી ઘટાડી શકાય કે જેથી સમાનતા U n = U st માન્ય છે? જ્યાં સુધી અસમાનતા રહે છે:

પરિણામે, જો લોડ પ્રતિકાર ગણતરી કરેલ Rn કરતા ઓછો હોવાનું બહાર આવે છે, તો લોડ પરનો વોલ્ટેજ હવે સ્થિરીકરણ વોલ્ટેજની બરાબર રહેશે નહીં, પરંતુ કંઈક અંશે ઓછો હશે, કારણ કે ઝેનર ડાયોડ VD2 દ્વારા પ્રવાહ બંધ થઈ જશે.

ઝેનર ડાયોડ દ્વારા અનુમતિપાત્ર પ્રવાહની ગણતરી

હવે ચાલો નક્કી કરીએ કે I n લોડ R n દ્વારા કયો પ્રવાહ વહેશે અને ઝેનર ડાયોડ VD2 દ્વારા કયો પ્રવાહ વહેશે. તે સ્પષ્ટ છે કે

જેમ જેમ લોડ પ્રતિકાર ઘટે છે, તેમ તેમ તેના દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલી શક્તિ P n =I n U n =U 2 st /R n વધે છે. પરંતુ BPTP દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલી સરેરાશ શક્તિ બરાબર છે

યથાવત રહે છે. આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે વર્તમાન I cf બે શાખાઓ - I n અને I st - અને લોડ પ્રતિકારના આધારે, R n અને ઝેનર ડાયોડ VD2 વચ્ચે પુનઃવિતરિત કરવામાં આવે છે, અને જેથી લોડ પ્રતિકાર R n ઓછો થાય છે. , ઝેનર ડાયોડમાંથી ઓછો પ્રવાહ વહે છે અને ઊલટું. આનો અર્થ એ છે કે જો ભાર નાનો છે (અથવા સંપૂર્ણપણે ગેરહાજર છે), તો ઝેનર ડાયોડ VD2 સૌથી મુશ્કેલ પરિસ્થિતિઓમાં હશે. તેથી જ BPTP માંથી લોડને દૂર કરવાની ભલામણ કરવામાં આવતી નથી, અન્યથા તમામ વર્તમાન ઝેનર ડાયોડમાંથી પસાર થશે, જે તેની નિષ્ફળતા તરફ દોરી શકે છે.

નેટવર્ક વોલ્ટેજનું કંપનવિસ્તાર મૂલ્ય 220·√2=311(V) છે. સર્કિટમાં વર્તમાનનું પલ્સ મૂલ્ય, જો આપણે કેપેસિટર C f ને અવગણીએ, તો પહોંચી શકે છે

તદનુસાર, લોડના આકસ્મિક ડિસ્કનેક્શનના કિસ્સામાં ઝેનર ડાયોડ VD2 એ આ પલ્સ વર્તમાનનો વિશ્વસનીય રીતે સામનો કરવો જોઈએ. આપણે લાઇટિંગ નેટવર્કમાં સંભવિત વોલ્ટેજ ઓવરલોડ વિશે ભૂલવું ન જોઈએ, જે નજીવી મૂલ્યના 20...25% જેટલું છે, અને જ્યારે લોડ બંધ હોય ત્યારે ઝેનર ડાયોડમાંથી પસાર થતા વર્તમાનની ગણતરી કરવી જોઈએ, 1.2 ના કરેક્શન પરિબળને ધ્યાનમાં લઈને. ..1.25.

જો ત્યાં કોઈ શક્તિશાળી ઝેનર ડાયોડ નથી

જ્યારે યોગ્ય શક્તિનો કોઈ ઝેનર ડાયોડ ન હોય, ત્યારે તેને સંપૂર્ણ રીતે ડાયોડ-ટ્રાન્ઝિસ્ટર એનાલોગથી બદલી શકાય છે. પરંતુ પછી BTBP ફિગમાં દર્શાવેલ યોજના અનુસાર બાંધવું જોઈએ. 2. અહીં, ઝેનર ડાયોડ VD2 દ્વારા વહેતો પ્રવાહ શક્તિશાળી n-p-n ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT1 ના આધારના સ્થિર વર્તમાન ટ્રાન્સફર ગુણાંકના પ્રમાણમાં ઘટે છે. જો ટ્રાન્ઝિસ્ટર VT1 સિલિકોન હોય તો UCT એનાલોગનું વોલ્ટેજ સૌથી નીચા-પાવર ઝેનર ડાયોડ VD2 ના Ust કરતાં આશરે 0.7V વધારે હશે અથવા જો તે જર્મેનિયમ હશે તો 0.3V જેટલું હશે.

એક p-n-p સ્ટ્રક્ચર ટ્રાંઝિસ્ટર પણ અહીં લાગુ પડે છે. જો કે, પછી ફિગમાં બતાવેલ સર્કિટનો ઉપયોગ થાય છે. 3.

અર્ધ-તરંગ બ્લોકની ગણતરી

ફુલ-વેવ રેક્ટિફાયરની સાથે, સૌથી સરળ હાફ-વેવ રેક્ટિફાયરનો ઉપયોગ ક્યારેક BTBP (ફિગ. 4) માં થાય છે. આ કિસ્સામાં, તેનો લોડ Rn માત્ર વૈકલ્પિક પ્રવાહના હકારાત્મક અર્ધ-ચક્ર દ્વારા સંચાલિત થાય છે, અને નકારાત્મક રાશિઓ લોડને બાયપાસ કરીને, ડાયોડ VD3માંથી પસાર થાય છે. તેથી, ડાયોડ VD1 દ્વારા સરેરાશ વર્તમાન I cf અડધા જેટલું હશે. આનો અર્થ એ છે કે બ્લોકની ગણતરી કરતી વખતે, X c ને બદલે, તમારે 2 ગણો પ્રતિકાર બરાબર લેવો જોઈએ

અને શોર્ટ-સર્ક્યુટેડ લોડ સાથેનો સરેરાશ પ્રવાહ 9.9 πС અગ્નિશામક = 31.1 С ઓલવવાની બરાબર હશે. BPTP ના આ સંસ્કરણની વધુ ગણતરી અગાઉના કેસોની જેમ જ સંપૂર્ણપણે કરવામાં આવે છે.

ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટર પર વોલ્ટેજની ગણતરી

તે સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે કે 220V ના નેટવર્ક વોલ્ટેજ સાથે, ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટર Cનું રેટ કરેલ વોલ્ટેજ ઓછામાં ઓછું 400V હોવું જોઈએ, એટલે કે, કંપનવિસ્તાર નેટવર્ક વોલ્ટેજના સંબંધમાં આશરે 30 ટકા માર્જિન સાથે, કારણ કે 1.3 311 = 404 (V) ). જો કે, કેટલાક સૌથી ગંભીર કિસ્સાઓમાં, તેનું રેટ કરેલ વોલ્ટેજ 500 અથવા તો 600V હોવું જોઈએ.

અને આગળ. યોગ્ય કેપેસિટર C પસંદ કરતી વખતે, તે ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ કે BTBP માં MBM, MBPO, MBGP, MBGTs-1, MBGTs-2 પ્રકારના કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરવો અશક્ય છે, કારણ કે તે વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં કામ કરવા માટે રચાયેલ નથી. 150V કરતાં વધુના કંપનવિસ્તાર વોલ્ટેજ મૂલ્ય સાથે.

BTBP માં સૌથી વિશ્વસનીય કેપેસિટર્સ MBGCh-1, MBGCh-2 500V ના રેટેડ વોલ્ટેજ સાથે (જૂના વોશિંગ મશીન, ફ્લોરોસન્ટ લેમ્પ્સ વગેરેમાંથી) અથવા KBG-MN, KBG-MP, પરંતુ 1000V ના રેટેડ વોલ્ટેજ સાથે છે.

ફિલ્ટર કેપેસિટર

ફિલ્ટર કેપેસિટર C f ની કેપેસિટેન્સ વિશ્લેષણાત્મક રીતે ગણતરી કરવી મુશ્કેલ છે. તેથી, તે પ્રાયોગિક રીતે પસંદ કરવામાં આવે છે. અંદાજે, એવું માની લેવું જોઈએ કે વપરાશમાં લેવાતા સરેરાશ વર્તમાનના પ્રત્યેક મિલિઅમ્પ માટે, જો BTBP રેક્ટિફાયર ફુલ-વેવ હોય તો આ કેપેસિટેન્સનો ઓછામાં ઓછો 3...10 μF લેવો જરૂરી છે, અથવા જો તે 10...30 μF છે. અર્ધ-તરંગ

ઉપયોગમાં લેવાતા ઓક્સાઇડ કેપેસિટરનું રેટ કરેલ વોલ્ટેજ C f ઓછામાં ઓછું U st હોવું જોઈએ અને જો BTBP માં કોઈ ઝેનર ડાયોડ ન હોય, અને લોડ સતત ચાલુ હોય, તો ફિલ્ટર કેપેસિટરનું રેટ કરેલ વોલ્ટેજ મૂલ્ય કરતાં વધી જવું જોઈએ:

જો લોડ સતત ચાલુ કરી શકાતો નથી અને ત્યાં કોઈ ઝેનર ડાયોડ નથી, તો ફિલ્ટર કેપેસિટરનું રેટેડ વોલ્ટેજ 450V કરતાં વધુ હોવું જોઈએ, જે કેપેસિટર C f ના મોટા કદને કારણે ભાગ્યે જ સ્વીકાર્ય છે. માર્ગ દ્વારા, આ કિસ્સામાં લોડ નેટવર્કમાંથી BTBP ને ડિસ્કનેક્ટ કર્યા પછી જ ફરીથી કનેક્ટ થવો જોઈએ.

અને તે બધુ જ નથી

બે વધુ સહાયક પ્રતિરોધકો સાથે સંભવિત BTBP વિકલ્પોમાંથી કોઈપણને પૂરક બનાવવાની સલાહ આપવામાં આવે છે. તેમાંથી એક, જેનો પ્રતિકાર 300 kOhm...1 MOhm ની રેન્જમાં હોઈ શકે છે, તે કેપેસિટર C અગ્નિશામક સાથે સમાંતર રીતે જોડાયેલ છે. નેટવર્કમાંથી ઉપકરણને ડિસ્કનેક્ટ કર્યા પછી કેપેસિટર C ના ડિસ્ચાર્જને ઝડપી બનાવવા માટે આ રેઝિસ્ટરની જરૂર છે. અન્ય - બેલાસ્ટ - 10...51 ઓહ્મના પ્રતિકાર સાથે નેટવર્ક વાયરમાંથી એકના વિરામ સાથે જોડાયેલ છે, ઉદાહરણ તરીકે, કેપેસિટર C અગ્નિશામક સાથે શ્રેણીમાં. જ્યારે BTBP નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ હોય ત્યારે આ રેઝિસ્ટર VD1 બ્રિજના ડાયોડ દ્વારા વર્તમાનને મર્યાદિત કરશે. બંને રેઝિસ્ટરની ડિસીપેશન પાવર ઓછામાં ઓછી 0.5 ડબ્લ્યુ હોવી જોઈએ, જે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ દ્વારા આ રેઝિસ્ટર્સની સપાટીના સંભવિત ભંગાણ સામે બાંયધરી આપવા માટે જરૂરી છે. બેલાસ્ટ રેઝિસ્ટરને લીધે, ઝેનર ડાયોડ થોડો ઓછો લોડ થશે, પરંતુ BTBP દ્વારા વપરાશમાં આવતી સરેરાશ શક્તિ નોંધપાત્ર રીતે વધશે.

કયા ડાયોડ લેવા

ફિગમાં સર્કિટ અનુસાર ફુલ-વેવ રેક્ટિફાયર BTBP નું કાર્ય. 1...3 KTs405 અથવા KTs402 શ્રેણીની ડાયોડ એસેમ્બલીઓ દ્વારા Ж અથવા И અક્ષર સૂચકાંકો સાથે બનાવી શકાય છે, જો સરેરાશ વર્તમાન 600 mA કરતાં વધુ ન હોય, અથવા સૂચકાંક A, B સાથે, જો વર્તમાન મૂલ્ય 1 A સુધી પહોંચે છે. ચાર બ્રિજ સર્કિટ અનુસાર જોડાયેલા અલગ ડાયોડ્સ, ઉદાહરણ તરીકે, B, V અથવા G, D226 B અથવા V - સૂચકાંકો સાથે KD105 શ્રેણી - 300 mA સુધી, KD209 A, B અથવા V - 500...700 mA, KD226 V સુધી, G અથવા D - 1.7 A સુધી.

BTBP માં ડાયોડ્સ VD1 અને VD3 ફિગમાં આકૃતિ અનુસાર. 4 ઉપરોક્ત કોઈપણ હોઈ શકે છે. 300 mA અથવા KD205 A, V, Zh અથવા I - 500 mA સુધીના પ્રવાહ માટે બે ડાયોડ એસેમ્બલી KD205K V, G અથવા D નો ઉપયોગ કરવાની પણ પરવાનગી છે.

અને એક છેલ્લી વાત. ટ્રાન્સફોર્મરલેસ પાવર સપ્લાય, તેમજ તેની સાથે જોડાયેલા સાધનો, સીધા એસી નેટવર્ક સાથે જોડાયેલા છે! તેથી, તેઓ પ્લાસ્ટિકના કેસમાં મૂકેલા, બહારથી વિશ્વસનીય રીતે ઇન્સ્યુલેટેડ હોવા જોઈએ. આ ઉપરાંત, તેમના કોઈપણ ટર્મિનલને "ગ્રાઉન્ડ" કરવા, તેમજ જ્યારે ઉપકરણ ચાલુ હોય ત્યારે કેસ ખોલવા માટે સખત પ્રતિબંધિત છે.

BPTP ની ગણતરી કરવા માટેની સૂચિત પદ્ધતિને લેખક દ્વારા ઘણા વર્ષોથી વ્યવહારમાં ચકાસવામાં આવી છે. સમગ્ર ગણતરી એ હકીકતના આધારે હાથ ધરવામાં આવે છે કે BPTP આવશ્યકપણે પેરામેટ્રિક વોલ્ટેજ સ્ટેબિલાઇઝર છે, જેમાં વર્તમાન લિમિટરની ભૂમિકા ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટર દ્વારા કરવામાં આવે છે.

મેગેઝિન "એસએએમ" નંબર 5, 1998

આ શીર્ષક વાંચ્યા પછી, કોઈ પૂછી શકે છે: "કેમ?" હા, જો તમે તેને ફક્ત સોકેટમાં પ્લગ કરો છો, તો પણ જો તમે તેને ચોક્કસ સ્કીમ અનુસાર ચાલુ કરો છો, તો તેનું કોઈ વ્યવહારુ મહત્વ નથી અને તે કોઈ ઉપયોગી માહિતી લાવશે નહીં. પરંતુ જો સમાન એલઇડી થર્મોસ્ટેટ દ્વારા નિયંત્રિત હીટિંગ એલિમેન્ટ સાથે સમાંતર જોડાયેલ હોય, તો પછી તમે સમગ્ર ઉપકરણની કામગીરીને દૃષ્ટિની રીતે મોનિટર કરી શકો છો. કેટલીકવાર આવા સંકેત તમને ઘણી નાની સમસ્યાઓ અને મુશ્કેલીઓથી છુટકારો મેળવવા દે છે.

પહેલેથી જ કહેવામાં આવ્યું છે તેના પ્રકાશમાં, કાર્ય તુચ્છ લાગે છે: ફક્ત જરૂરી મૂલ્યના મર્યાદિત રેઝિસ્ટરને ઇન્સ્ટોલ કરો, અને સમસ્યા ઉકેલાઈ ગઈ છે. પરંતુ આ બધું સારું છે જો તમે એલઇડીને સુધારેલા સતત વોલ્ટેજ સાથે પાવર કરો છો: જલદી એલઇડી આગળની દિશામાં જોડાયેલું હતું, તે એવું જ રહ્યું.

વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ પર કામ કરતી વખતે, બધું એટલું સરળ નથી. હકીકત એ છે કે, ડાયરેક્ટ વોલ્ટેજ ઉપરાંત, એલઇડી રિવર્સ પોલેરિટી વોલ્ટેજથી પણ પ્રભાવિત થશે, કારણ કે સાઈન વેવનું પ્રત્યેક અર્ધ-ચક્ર વિપરીત ચિહ્નમાં ફેરફાર કરે છે. આ રિવર્સ વોલ્ટેજ LEDને પ્રકાશિત કરશે નહીં, પરંતુ તે તેને ખૂબ જ ઝડપથી બિનઉપયોગી બનાવી શકે છે. તેથી, આ "હાનિકારક" વોલ્ટેજ સામે રક્ષણ માટે પગલાં લેવા જરૂરી છે.

મુખ્ય વોલ્ટેજના કિસ્સામાં, ક્વેન્ચિંગ રેઝિસ્ટરની ગણતરી 310V ના વોલ્ટેજ મૂલ્ય પર આધારિત હોવી જોઈએ. શા માટે? અહીં બધું ખૂબ જ સરળ છે: 220V છે, કંપનવિસ્તાર મૂલ્ય 220 * 1.41 = 310V હશે. કંપનવિસ્તાર વોલ્ટેજ રુટ વોલ્ટેજ કરતાં બે (1.41) ગણો છે, અને આને ભૂલવું જોઈએ નહીં. આ ફોરવર્ડ અને રિવર્સ વોલ્ટેજ છે જે LED પર લાગુ થશે. તે 310V ના મૂલ્યથી છે કે ક્વેન્ચિંગ રેઝિસ્ટરના પ્રતિકારની ગણતરી કરવી જોઈએ, અને તે આ વોલ્ટેજથી છે, ફક્ત વિપરીત ધ્રુવીયતા સાથે, એલઇડી સુરક્ષિત હોવી જોઈએ.

LED ને રિવર્સ વોલ્ટેજથી કેવી રીતે સુરક્ષિત કરવું

લગભગ તમામ LEDs માટે, રિવર્સ વોલ્ટેજ 20V કરતાં વધુ હોતું નથી, કારણ કે કોઈ તેમના માટે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ રેક્ટિફાયર બનાવવાનું નહોતું. આવી હાલાકીથી કેવી રીતે છુટકારો મેળવવો, આ વિપરીત વોલ્ટેજથી એલઇડીને કેવી રીતે સુરક્ષિત કરવી?

તે તારણ આપે છે કે બધું ખૂબ જ સરળ છે. પ્રથમ રસ્તો એ છે કે ઉચ્ચ રિવર્સ વોલ્ટેજ (400V કરતા ઓછું નહીં) સાથે LED સાથે શ્રેણીમાં નિયમિત એકને કનેક્ટ કરવું, ઉદાહરણ તરીકે, 1N4007 - રિવર્સ વોલ્ટેજ 1000V, ફોરવર્ડ કરંટ 1A. તે તે છે જે નકારાત્મક ધ્રુવીયતાના ઉચ્ચ વોલ્ટેજને એલઇડીમાં પસાર થવા દેશે નહીં. આવા રક્ષણની રેખાકૃતિ ફિગ. 1a માં બતાવવામાં આવી છે.

બીજી પદ્ધતિ, ઓછી અસરકારક નથી, એ છે કે બેક-ટુ-બેક કનેક્ટેડ બીજા ડાયોડ સાથે એલઇડીને બાયપાસ કરવી - સમાંતર, ફિગ. 1b. આ પદ્ધતિ સાથે, રક્ષણાત્મક ડાયોડ ઊંચા રિવર્સ વોલ્ટેજ સાથે પણ હોવું જરૂરી નથી; કોઈપણ લો-પાવર ડાયોડ, ઉદાહરણ તરીકે, KD521, પર્યાપ્ત છે.

તદુપરાંત, તમે સમાંતર રીતે બે LED ને ફક્ત ચાલુ કરી શકો છો: એકાંતરે ખોલવાથી, તેઓ એકબીજાને સુરક્ષિત કરશે, અને બંને પ્રકાશ ફેંકશે, આકૃતિ 1c માં બતાવ્યા પ્રમાણે. આ પહેલેથી જ રક્ષણની ત્રીજી પદ્ધતિ છે. ત્રણેય સુરક્ષા યોજનાઓ આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવી છે.

આકૃતિ 1. એલઇડી રિવર્સ વોલ્ટેજ પ્રોટેક્શન સર્કિટ

આ સર્કિટ્સમાં મર્યાદિત રેઝિસ્ટરનો પ્રતિકાર 24KOhm છે, જે 220V ના ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ પર, 220/24 = 9.16 mA ના ક્રમનો પ્રવાહ પૂરો પાડે છે, જેને 9 સુધી ગોળાકાર કરી શકાય છે. પછી ક્વેન્ચિંગ રેઝિસ્ટરની શક્તિ 9 * 9 * 24 = 1944 mW, લગભગ બે વોટ. એલઇડી દ્વારા વર્તમાન 9mA સુધી મર્યાદિત હોવા છતાં આ. પરંતુ મહત્તમ શક્તિ પર રેઝિસ્ટરનો લાંબા ગાળાના ઉપયોગથી કંઈપણ સારું થશે નહીં: પ્રથમ તે કાળું થઈ જશે અને પછી સંપૂર્ણપણે બળી જશે. આવું ન થાય તે માટે, દરેક 2W ની શક્તિ સાથે શ્રેણીમાં બે 12KΩ રેઝિસ્ટર ઇન્સ્ટોલ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

જો તમે વર્તમાન સ્તરને 20mA પર સેટ કરો છો, તો તે વધુ હશે - 20*20*12=4800mW, લગભગ 5W! સ્વાભાવિક રીતે, રૂમને ગરમ કરવા માટે આવી શક્તિનો સ્ટોવ કોઈને પરવડે નહીં. આ એક એલઇડી પર આધારિત છે, પરંતુ જો એક સંપૂર્ણ હોય તો શું?

કેપેસિટર - વોટલેસ પ્રતિકાર

આકૃતિ 1a માં બતાવેલ સર્કિટ વૈકલ્પિક વોલ્ટેજના નકારાત્મક અર્ધ-ચક્રને "કાપવા" માટે રક્ષણાત્મક ડાયોડ D1 નો ઉપયોગ કરે છે, તેથી ક્વેન્ચિંગ રેઝિસ્ટરની શક્તિ અડધી થઈ જાય છે. પરંતુ તેમ છતાં, શક્તિ ખૂબ જ નોંધપાત્ર રહે છે. તેથી, તે ઘણીવાર મર્યાદિત રેઝિસ્ટર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે: તે રેઝિસ્ટર કરતાં વધુ ખરાબ વર્તમાનને મર્યાદિત કરશે નહીં, પરંતુ તે ગરમી ઉત્પન્ન કરશે નહીં. તે કારણ વિના નથી કે કેપેસિટરને ઘણીવાર વોટલેસ રેઝિસ્ટન્સ કહેવામાં આવે છે. આ સ્વિચિંગ પદ્ધતિ આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવી છે.

આકૃતિ 2. બેલાસ્ટ કેપેસિટર દ્વારા એલઇડીને જોડવા માટેનું સર્કિટ

અહીં બધું સારું લાગે છે, ત્યાં એક રક્ષણાત્મક ડાયોડ VD1 પણ છે. પરંતુ બે વિગતો આપવામાં આવી નથી. પ્રથમ, કેપેસિટર C1, સર્કિટ બંધ કર્યા પછી, ચાર્જ થઈ શકે છે અને ચાર્જ સંગ્રહિત કરી શકે છે જ્યાં સુધી કોઈ તેને પોતાના હાથથી ડિસ્ચાર્જ ન કરે. અને આ, મારા પર વિશ્વાસ કરો, ચોક્કસપણે કોઈ દિવસ થશે. ઇલેક્ટ્રિક આંચકો, અલબત્ત, જીવલેણ નથી, પરંતુ તદ્દન સંવેદનશીલ, અણધારી અને અપ્રિય છે.

તેથી, આવા ઉપદ્રવને ટાળવા માટે, આ ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટરને 200...1000KOhm ના પ્રતિકાર સાથે રેઝિસ્ટર દ્વારા બાયપાસ કરવામાં આવે છે. સમાન સંરક્ષણ ટ્રાન્સફોર્મર વિનાના પાવર સપ્લાયમાં ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટર સાથે, ઓપ્ટોકપ્લર્સ અને કેટલાક અન્ય સર્કિટ્સમાં ઇન્સ્ટોલ કરેલું છે. આકૃતિ 3 માં આ રેઝિસ્ટરને R1 નામ આપવામાં આવ્યું છે.

આકૃતિ 3. LED ને લાઇટિંગ નેટવર્ક સાથે કનેક્ટ કરવાનો ડાયાગ્રામ

રેઝિસ્ટર R1 ઉપરાંત, રેઝિસ્ટર R2 પણ ડાયાગ્રામ પર દેખાય છે. તેનો હેતુ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે કેપેસિટર દ્વારા વર્તમાનના વધારાને મર્યાદિત કરવાનો છે, જે માત્ર ડાયોડને જ નહીં, પણ કેપેસિટરને પણ સુરક્ષિત કરવામાં મદદ કરે છે. તે પ્રેક્ટિસથી જાણીતું છે કે આવા રેઝિસ્ટરની ગેરહાજરીમાં, કેપેસિટર ક્યારેક તૂટી જાય છે, તેની ક્ષમતા નજીવી કરતાં ઘણી ઓછી થઈ જાય છે. કહેવાની જરૂર નથી કે કેપેસિટર ઓછામાં ઓછા 400V ના ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ માટે સિરામિક હોવું જોઈએ અથવા 250V ના વોલ્ટેજ માટે વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટમાં ઓપરેશન માટે વિશેષ હોવું જોઈએ.

રેઝિસ્ટર આર 2 બીજી મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે: કેપેસિટરના ભંગાણની સ્થિતિમાં, તે ફ્યુઝ તરીકે કાર્ય કરે છે. અલબત્ત, એલઇડી પણ બદલવી પડશે, પરંતુ ઓછામાં ઓછા કનેક્ટિંગ વાયર અકબંધ રહેશે. હકીકતમાં, કોઈપણ ઉપકરણમાં ફ્યુઝ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે બરાબર છે - ટ્રાંઝિસ્ટર બળી ગયા, પરંતુ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ લગભગ અસ્પૃશ્ય રહ્યું.

આકૃતિ 3 માં દર્શાવેલ આકૃતિ માત્ર એક LED બતાવે છે, જો કે હકીકતમાં તેમાંથી ઘણાને શ્રેણીમાં જોડી શકાય છે. રક્ષણાત્મક ડાયોડ એકલા તેના કાર્યનો સામનો કરશે, પરંતુ બેલાસ્ટ કેપેસિટરની કેપેસિટેન્સની ગણતરી કરવી પડશે, ઓછામાં ઓછું આશરે, પરંતુ હજી પણ.

ક્વેન્ચિંગ રેઝિસ્ટરના પ્રતિકારની ગણતરી કરવા માટે, સપ્લાય વોલ્ટેજમાંથી સમગ્ર એલઇડી પરના વોલ્ટેજ ડ્રોપને બાદ કરવો જરૂરી છે. જો શ્રેણીમાં ઘણા એલઈડી જોડાયેલા હોય, તો ફક્ત તેમના વોલ્ટેજ ઉમેરો અને તેમને સપ્લાય વોલ્ટેજમાંથી બાદ કરો. આ શેષ વોલ્ટેજ અને જરૂરી વર્તમાનને જાણીને, ઓહ્મના નિયમ અનુસાર રેઝિસ્ટરના પ્રતિકારની ગણતરી કરવી ખૂબ જ સરળ છે: R=(U-Uд)/I*0.75.

અહીં U એ સપ્લાય વોલ્ટેજ છે, Ud એ સમગ્ર LEDs પરનો વોલ્ટેજ ડ્રોપ છે (જો LEDs શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય, તો Ud એ તમામ LEDs પરના વોલ્ટેજના ડ્રોપ્સનો સરવાળો છે), I LED દ્વારા પ્રવાહ છે, R એ પ્રતિકાર છે quenching રેઝિસ્ટર ઓફ. અહીં, હંમેશની જેમ, વોલ્ટેજ વોલ્ટમાં છે, વર્તમાન એમ્પીયરમાં છે, પરિણામ ઓહ્મમાં છે, 0.75 વિશ્વસનીયતા વધારવા માટે ગુણાંક છે. આ સૂત્ર લેખમાં પહેલેથી જ આપવામાં આવ્યું છે.

વિવિધ રંગોના એલઈડી માટે ફોરવર્ડ વોલ્ટેજ ડ્રોપની માત્રા અલગ છે. 20mA ના પ્રવાહ પર, લાલ LEDs 1.6...2.03V, પીળો 2.1...2.2V, લીલો 2.2...3.5V, વાદળી 2.5...3.7V ધરાવે છે. 3.0...3.7V ના વિશાળ ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમ સાથે સફેદ LEDs સૌથી વધુ વોલ્ટેજ ડ્રોપ ધરાવે છે. તે જોવાનું સરળ છે કે આ પરિમાણનો ફેલાવો તદ્દન વિશાળ છે.

અહીં માત્ર થોડા પ્રકારના LEDs ના વોલ્ટેજ ડ્રોપ્સ છે, ફક્ત રંગ દ્વારા. હકીકતમાં, આમાંના ઘણા વધુ રંગો છે, અને ચોક્કસ અર્થ ફક્ત ચોક્કસ એલઇડી માટેના તકનીકી દસ્તાવેજોમાં જ શોધી શકાય છે. પરંતુ ઘણીવાર આ જરૂરી નથી: અભ્યાસ માટે સ્વીકાર્ય પરિણામ મેળવવા માટે, સૂત્રમાં કેટલાક સરેરાશ મૂલ્ય (સામાન્ય રીતે 2V) ને બદલવા માટે પૂરતું છે, અલબત્ત, જો આ સેંકડો એલઇડીની માળા નથી.

ક્વેન્ચિંગ કેપેસિટરની ક્ષમતાની ગણતરી કરવા માટે, પ્રયોગમૂલક સૂત્ર C=(4.45*I)/(U-Ud) નો ઉપયોગ થાય છે,

જ્યાં C એ માઇક્રોફારાડ્સમાં કેપેસિટરનું કેપેસિટન્સ છે, મિલિએમ્પ્સમાં I વર્તમાન છે, U એ નેટવર્કનું પીક વોલ્ટેજ છે. ત્રણ શ્રેણી-જોડાયેલ સફેદ એલઇડીની સાંકળનો ઉપયોગ કરતી વખતે Ud આશરે 12V છે, નેટવર્કનું U કંપનવિસ્તાર વોલ્ટેજ 310V છે, વર્તમાનને 20mA સુધી મર્યાદિત કરવા માટે તમારે ક્ષમતાવાળા કેપેસિટરની જરૂર પડશે.

C=(4.45*I)/(U-Ud)= C=(4.45*20)/(310-12)= 0.29865 µF, લગભગ 0.3 µF.

કેપેસિટર કેપેસીટન્સ માટે સૌથી નજીકનું પ્રમાણભૂત મૂલ્ય 0.15 µF છે, તેથી, આ સર્કિટમાં તેનો ઉપયોગ કરવા માટે, તમારે બે સમાંતર-જોડાયેલા કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરવો પડશે. અહીં એક ટિપ્પણી કરવી આવશ્યક છે: ફોર્મ્યુલા ફક્ત 50 હર્ટ્ઝની વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ આવર્તન માટે માન્ય છે. અન્ય ફ્રીક્વન્સીઝ માટે પરિણામો ખોટા હશે.

પ્રથમ કેપેસિટર તપાસવું આવશ્યક છે

કેપેસિટરનો ઉપયોગ કરતા પહેલા, તેનું પરીક્ષણ કરવું આવશ્યક છે. શરૂ કરવા માટે, ફક્ત 220V નેટવર્ક ચાલુ કરો, પ્રાધાન્ય 3...5A ફ્યુઝ દ્વારા, અને 15 મિનિટ પછી સ્પર્શ દ્વારા તપાસો કે ત્યાં કોઈ નોંધપાત્ર હીટિંગ છે કે કેમ? જો કેપેસિટર ઠંડુ હોય, તો તમે તેનો ઉપયોગ કરી શકો છો. નહિંતર, બીજું એક લેવાની ખાતરી કરો અને તે પણ પહેલા તપાસો. છેવટે, 220V હવે 12V નથી, અહીં બધું થોડું અલગ છે!

જો આ પરીક્ષણ સફળ થયું અને કેપેસિટર ગરમ ન થયું, તો પછી તમે ચકાસી શકો છો કે ગણતરીમાં કોઈ ભૂલ હતી કે કેપેસિટર યોગ્ય ક્ષમતાનું છે કે કેમ. આ કરવા માટે, તમારે કેપેસિટરને અગાઉના કેસની જેમ નેટવર્ક સાથે કનેક્ટ કરવાની જરૂર છે, ફક્ત એમીટર દ્વારા. સ્વાભાવિક રીતે, એમીટર એસી હોવું આવશ્યક છે.

આ એક રીમાઇન્ડર છે કે બધા આધુનિક ડિજિટલ મલ્ટિમીટર વૈકલ્પિક પ્રવાહને માપી શકતા નથી: સરળ સસ્તા ઉપકરણો, ઉદાહરણ તરીકે, રેડિયો એમેચ્યોર્સમાં ખૂબ જ લોકપ્રિય, ફક્ત ડાયરેક્ટ કરંટને માપવામાં સક્ષમ છે, પરંતુ કોઈને ખબર નથી કે વૈકલ્પિક પ્રવાહને માપતી વખતે આવા એમીટર શું બતાવશે. . મોટે ભાગે તે લાકડાની કિંમત અથવા ચંદ્ર પરનું તાપમાન હશે, પરંતુ કેપેસિટર દ્વારા વૈકલ્પિક પ્રવાહ નહીં.

જો સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરતી વખતે માપવામાં આવેલ વર્તમાન લગભગ સમાન હોય, તો પછી તમે એલઇડીને સુરક્ષિત રીતે કનેક્ટ કરી શકો છો. જો અપેક્ષિત 20...30mA ને બદલે તે 2...3A નીકળે છે, તો કાં તો ગણતરીમાં ભૂલ છે અથવા કેપેસિટર ચિહ્નો ખોટી રીતે વાંચવામાં આવ્યા છે.

પ્રકાશિત સ્વીચો

અહીં તમે LED ને લાઇટિંગ નેટવર્ક સાથે કનેક્ટ કરવાની બીજી પદ્ધતિ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકો છો, જેનો ઉપયોગ થાય છે. જો તમે આવા સ્વીચને ડિસએસેમ્બલ કરો છો, તો તમે જોશો કે ત્યાં કોઈ રક્ષણાત્મક ડાયોડ નથી. તો, શું બધું બકવાસ ઉપર લખેલું છે? બિલકુલ નહીં, તમારે ફક્ત ડિસએસેમ્બલ સ્વીચને નજીકથી જોવાની જરૂર છે, અથવા વધુ ચોક્કસપણે રેઝિસ્ટર મૂલ્ય પર. એક નિયમ તરીકે, તેનું નામાંકિત મૂલ્ય ઓછામાં ઓછું 200KOhm છે, કદાચ થોડું વધારે. આ કિસ્સામાં, તે સ્પષ્ટ છે કે LED દ્વારા વર્તમાન લગભગ 1mA સુધી મર્યાદિત હશે. બેકલીટ સ્વીચ સર્કિટ આકૃતિ 4 માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે.

આકૃતિ 4. બેકલીટ સ્વીચમાં LED કનેક્શન ડાયાગ્રામ

અહીં, એક રેઝિસ્ટર એક પથ્થરથી અનેક પક્ષીઓને મારી નાખે છે. અલબત્ત, એલઇડી દ્વારા પ્રવાહ નાનો હશે, તે નબળી રીતે ચમકશે, પરંતુ કાળી રાત્રે ઓરડામાં આ ગ્લો જોવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં તેજસ્વી હશે. પરંતુ દિવસ દરમિયાન આ ગ્લોની બિલકુલ જરૂર નથી! તેથી તમારી જાતને ધ્યાન વગર ચમકવા દો.

આ કિસ્સામાં, વિપરીત પ્રવાહ પણ નબળો હશે, એટલો નબળો કે તે કોઈપણ રીતે એલઇડી બર્ન કરશે નહીં. તેથી બરાબર એક રક્ષણાત્મક ડાયોડની બચત, જે ઉપર વર્ણવેલ છે. જ્યારે દર વર્ષે લાખો, અને કદાચ અબજો, સ્વિચનું ઉત્પાદન કરતી વખતે, બચત નોંધપાત્ર છે.

એવું લાગે છે કે એલઇડી વિશેના લેખો વાંચ્યા પછી, તેમના ઉપયોગ વિશેના તમામ પ્રશ્નો સ્પષ્ટ અને સમજી શકાય તેવા છે. પરંતુ વિવિધ સર્કિટમાં એલઇડીનો સમાવેશ કરતી વખતે હજુ પણ ઘણી સૂક્ષ્મતા અને ઘોંઘાટ છે. ઉદાહરણ તરીકે, સમાંતર અને સીરીયલ જોડાણો અથવા, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સારા અને ખરાબ સર્કિટ.

કેટલીકવાર તમે કેટલાક ડઝન એલઇડીની માળા એસેમ્બલ કરવા માંગો છો, પરંતુ તેની ગણતરી કેવી રીતે કરવી? જો 12 અથવા 24V ના વોલ્ટેજ સાથે પાવર સપ્લાય હોય તો શ્રેણીમાં કેટલા LED ને જોડી શકાય? આ અને બીજા પ્રશ્નોની ચર્ચા હવે પછીના લેખમાં કરવામાં આવશે, જેને આપણે "સારા અને ખરાબ LED સર્કિટ" કહીશું.