एलईडी का परिचय
एक एलईडी या लाइट एमिटिंग डायोड एक साधारण पीएन जंक्शन डायोड है , बड़े ऊर्जा अवरोध के साथ सामग्री से बना है। जैसे ही आपूर्ति एलईडी जंक्शन को दी जाती है, इलेक्ट्रॉनों को वैलेंस बैंड से कंडक्शन बैंड में स्थानांतरित किया जाता है। जब इलेक्ट्रॉन ऊर्जा खो देता है और वापस अपनी मूल स्थिति में आ जाता है, तो एक फोटॉन उत्सर्जित होता है। यह उत्सर्जित प्रकाश प्रकाश की दृश्यमान आवृत्ति रेंज की आवृत्ति बैंड में है।
LED
यह सरल डायोड प्रकाश उत्सर्जित करता है जब इसका पी-एन जंक्शन 1 वोल्ट से कम वोल्टेज का होता है। अधिकांश एल ई डी 1.5 वोल्ट से 2 वोल्ट के बीच काम करते हैं, लेकिन उच्च उज्ज्वल प्रकार विशेष रूप से सफेद, नीले और गुलाबी एलईडी को अधिकतम चमक देने के लिए 3 वोल्ट की आवश्यकता होती है। एलईडी के माध्यम से वर्तमान को 20 -30 मिली एम्पीयर तक सीमित किया जाना चाहिए अन्यथा डिवाइस जला दिया जाएगा। व्हाइट और ब्लू एल ई डी वर्तमान 40 मिली एम्पीयर तक सहन कर सकते हैं।
प्रकाश उत्सर्जक डायोड - एलईडी
एलईडी में गैलियम कंपाउंड से बना एक सेमीकंडक्टर चिप होता है जिसमें करंट के प्रभाव से फोटॉन उत्सर्जन की संपत्ति होती है। आपूर्ति वोल्टेज प्रदान करने के लिए चिप दो टर्मिनल पदों से जुड़ा हुआ है। पूरी विधानसभा को एक epoxy मामले में समझाया गया है जिसमें टर्मिनलों को बाहर रखा गया है। एलईडी का लंबा लीड पॉजिटिव है जबकि शॉर्ट लीड नेगेटिव है। मूल रूप से, एलईडी में इस्तेमाल किया जाने वाला सेमीकंडक्टर गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फेट (GaAsP) था जबकि गैलियम एल्युमिनियम एयरसाइड (GaAlAs) का उपयोग अब उच्च उज्ज्वल एल ई डी में किया जाता है। ब्लू और व्हाइट एलइडी इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) का उपयोग करते हैं जबकि मल्टीकोल एल ई डी विभिन्न रंगों के उत्पादन के लिए सामग्रियों के विभिन्न संयोजनों का उपयोग करते हैं। व्हाइट एलईडी में सफेद अकार्बनिक फॉस्फोर के साथ एक नीली चिप होती है। जब नीली रोशनी फॉस्फोर से टकराती है, तो सफेद रोशनी उत्सर्जित होगी।
एल ई डी इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस के आधार पर प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं। एलईडी में अर्धचालक सामग्री में पी प्रकार और एन दोनों प्रकार के क्षेत्र हैं। पी क्षेत्र सकारात्मक चार्ज करता है जिसे होल्स कहा जाता है जबकि एन क्षेत्र इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है। फोटॉन उत्सर्जक सामग्री पी और एन परतों के बीच सैंडविच है। जब P और N परतों के बीच एक संभावित अंतर लागू होता है, तो N परत से इलेक्ट्रॉन सक्रिय पदार्थ की ओर बढ़ते हैं और छिद्रों के साथ जुड़ जाते हैं। यह सक्रिय पदार्थ से प्रकाश के रूप में ऊर्जा छोड़ता है। सक्रिय सामग्री के प्रकार के आधार पर, विभिन्न रंगों का उत्पादन किया जाएगा।
8 प्रकार की एलईडी और उनमें प्रयुक्त सामग्री
1. एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड - इन्फ्रारेड एलईडी
2. एल्यूमीनियम गैलियम आर्सेनाइड, गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड, गैलियम फॉस्फाइड - लाल एलईडी
3. एल्यूमीनियम गैलियम फास्फाइड, गैलियम नाइट्राइड - ग्रीन एलईडी
4. एल्युमिनियम गैलियम फास्फाइड, गैलियम आर्सेनाइड फास्फाइड, गैलियम फास्फाइड - पीला एलईडी
5. एल्युमिनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड - ऑरेंज एलईडी
6. इंडियम गैलियम नाइट्राइड, सिलिकॉन कार्बाइड, नीलम, जस्ता सेलेनाइड - ब्लू एलईडी
7. गैलियम नाइट्राइड आधारित इंडियम गैलियम नाइट्राइड - सफेद एलईडी
8. इंडियम गैलियम नाइट्राइड, एल्यूमीनियम गैलियम नाइट्राइड - पराबैंगनी एलईडी
8 एलईडी मापदंडों
1. चमकदार प्रवाह- यह एलईडी से ऊर्जा की मात्रा है और इसे लुमेन (एलएम) या मिल्ली लुमेन (एमएलएम) में मापा जाता है।
2. चमकदार तीव्रता - यह एक क्षेत्र को कवर करने वाला चमकदार प्रवाह है और इसे कैंडेला (सीडी) के संदर्भ में मापा जाता है। एलईडी की चमक चमकदार तीव्रता पर निर्भर करती है।
3. चमकदार प्रभावकारिता - यह लागू वोल्टेज के संबंध में प्रकाश को इंगित करता है। इसकी इकाई लुमेन प्रति वाट (lm w) है।
4. फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) - यह एलईडी के पार वोल्टेज ड्रॉप है। यह लाल एलईडी में 1.8 वोल्ट से लेकर हरे और पीले एलईडी में 2.2 वोल्ट तक होता है। ब्लू और व्हाइट एलईडी में, यह 3.2 वोल्ट है।
5. फॉरवर्ड करंट (अगर) - यह एलईडी के माध्यम से अधिकतम वर्तमान स्वीकार्य है। यह साधारण एलईडी में 10 mA से 20mA तक होता है जबकि व्हाइट और ब्लू LED में 20mA से 40 mA तक होता है। उच्च उज्ज्वल 1 वाट एल ई डी के लिए 100 - 350 मिली एम्पीयर वर्तमान की आवश्यकता होती है।
6. व्यूइंग एंगल - इसे ऑफ-एंगल कोण भी कहा जाता है। यह आधे अक्षीय मूल्य के लिए चमकदार तीव्रता वाली गिरावट है। इससे हालत में पूरी तरह से चमक आ जाती है। उच्च उज्ज्वल प्रकार के LEDS में संकीर्ण देखने के कोण हैं ताकि प्रकाश एक बीम में केंद्रित हो।
7. ऊर्जा स्तर - प्रकाश उत्पादन में ऊर्जा का स्तर लागू वोल्टेज और अर्धचालक के इलेक्ट्रॉनों में चार्ज पर निर्भर करता है। ऊर्जा स्तर E = qV है जहां q इलेक्ट्रॉनों में चार्ज है और V लागू वोल्टेज है। q आमतौर पर -1.6 × 1019 जूल है।
8. एलईडी का वॉटेज - यह आगे के करंट से कई गुना आगे का वोल्टेज है। यदि एलईडी के माध्यम से अधिक धारा प्रवाहित हो रही है, तो इसका जीवन कम हो जाएगा। तो एक श्रृंखला अवरोधक, आमतौर पर 1K करने के लिए 470 ओम का उपयोग एलईडी के माध्यम से वर्तमान को सीमित करने के लिए किया जाता है।
एलईडी अवरोधक का उपयोग सूत्र बनाम - वीएफ / इफ का उपयोग करके किया जा सकता है। जहां Vs इनपुट वोल्टेज है, वहीं Vf LED का फॉरवर्ड वोल्टेज है और अगर LED का फॉरवर्ड करंट है।
एलईडी ड्राइविंग के लिए एसी की आपूर्ति की आवश्यकता
मोबाइल फोन जैसे कम शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए, एलईडी के लिए डीसी आपूर्ति का उपयोग करना संभव है। हालाँकि एलइडी का उपयोग करके ट्रैफ़िक लाइट जैसे बड़े पैमाने के अनुप्रयोगों के लिए, डीसी का उपयोग करना वास्तव में असुविधाजनक है। ऐसा इसलिए है क्योंकि दूरी बढ़ने पर डीसी पावर ट्रांसमिशन अधिक नुकसान में योगदान देता है और साथ ही डीसी-डीसी रूपांतरण के लिए उपकरणों का उपयोग करना काफी सस्ता है। परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में एलईडी की चमक जैसे उच्च अंत एप्लिकेशन के लिए एसी की आपूर्ति का उपयोग करना अधिक उपयुक्त है।
एक एसी वोल्टेज सीमक के रूप में संधारित्र
संधारित्र में सर्किट से विद्युत प्रवाह को खींचकर या आपूर्ति करके लागू वोल्टेज में परिवर्तन का विरोध करने का गुण होता है, क्योंकि वे चार्ज या डिस्चार्ज होते हैं। संधारित्र के पार वर्तमान के रूप में दिया गया है
मैं = सीडीवी / डीटी
जहाँ C समाई है, dV / dt वोल्टेज में परिवर्तन को दर्शाता है। मैं प्लेटों के बीच प्रति यूनिट समय या वर्तमान के बीच का प्रभार है।
संधारित्र के माध्यम से धारा वोल्टेज में परिवर्तन के खिलाफ एक प्रतिक्रिया है। इसलिए एक उच्च तात्कालिक वोल्टेज के लिए, वर्तमान शून्य है। दूसरे शब्दों में वोल्टेज 90 डिग्री से करंट लेगता है। संधारित्र की यह संपत्ति एसी बिजली की आपूर्ति के लिए वोल्टेज रिड्यूसर के रूप में उपयोग करने योग्य बनाती है। हालाँकि यह कैपिसिटी वैल्यू और फ्रिक्वेंसी पर निर्भर करता है। उच्च आवृत्ति और समाई, कम प्रतिक्रिया है।
एलईडी ड्राइव करने के लिए एसी मेन्स के उपयोग से जुड़े अनुप्रयोग
एलईडी या लाइट एमिटिंग डायोड सीधे संधारित्र और एक रोकनेवाला के संयोजन का उपयोग करके एसी मेन आपूर्ति के माध्यम से सीधे संचालित किया जा सकता है। 220V की एसी मुख्य आपूर्ति एक ट्रांसफार्मर का उपयोग करके कम वोल्टेज एसी में बदल जाती है। संधारित्र का उपयोग एक वोल्टेज सीमक के रूप में किया जाता है जहां रोकनेवाला वर्तमान सीमक है। उच्च पीआईवी (1000 वी) के साथ डायोड का उपयोग एलईडी को उच्च वोल्टेज से बचाने के लिए किया जाता है।
आम तौर पर एक सफेद एलईडी के पार वोल्टेज ड्रॉप लगभग 1.5V है। एल ई डी दो श्रृंखला-समानांतर संयोजनों में जुड़े हुए हैं। यदि प्रत्येक संयोजन में 12 एलईडी का उपयोग किया जाता है, तो एलईडी संयोजन में वोल्टेज ड्रॉप लगभग 30V है। रोकनेवाला वर्तमान सीमक के रूप में कार्य करता है और लगभग 30V का वोल्टेज ड्रॉप प्रदान करता है। इस प्रकार एक संधारित्र और रोकनेवाला के संयोजन के साथ, एलईडी की एक श्रृंखला को ड्राइव करना संभव है। रोकनेवाला का मूल्य उपयोग किए गए एल ई डी की संख्या पर निर्भर करता है। चूंकि एलईडी रेटिंग 15mA पर है, प्रत्येक एलईडी के माध्यम से वर्तमान 15mA होगा और एलईडी संयोजन के दो सेट के माध्यम से कुल वर्तमान 30mA होगा, जिससे 1k रोकनेवाला में 30V का वोल्टेज गिरता है।
मुझे आशा है कि आपको मुख्य रूप से संचालित एलईडी की अवधारणा के बारे में एक विचार मिला होगा यदि इस विषय पर या विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक परियोजनाओं की अवधारणा पर कोई टिप्पणी करता है तो नीचे टिप्पणी अनुभाग छोड़ दें।
