एक विनियमित बिजली आपूर्ति की गणना कैसे करें। एक समायोज्य बिजली आपूर्ति डिजाइन बोर्ड, या एक उचित बिजली आपूर्ति भारी होनी चाहिए। बिजली आपूर्ति के लाभ

शायद, मेरे अचेतन हिस्से ने सबूतों से इनकार किया, और इसलिए रहस्य अनुत्तरित रहा। हाल ही में एक ब्लॉग रीडर ने मुझसे एक एलईडी सिस्टम प्रोजेक्ट के लिए मदद मांगी जो उन्हें दूसरी बार आसान मोड में जोड़ने की अनुमति देगा। सबसे अच्छा समाधान उन्हें समानांतर में और प्रतिरोधों का उपयोग किए बिना जोड़ना था। खैर, दिलचस्प बात यह है कि यह तुरंत नहीं जला, इसके अलावा, एक निश्चित वोल्टेज रेंज के साथ, एलईडी करंट रैखिक रूप से और नियंत्रित तरीके से बढ़ा। दूसरा कदम वोल्टेज-वर्तमान वक्र को देखने के लिए कुछ एल ई डी के निर्माता की शीट की जांच करना था।

तो चीनी रहस्य हल हो गया है: एक क्षेत्र है, बल्कि संकीर्ण है, जिसमें वोल्टेज में प्रगतिशील वृद्धि वर्तमान में प्रगतिशील वृद्धि से मेल खाती है। अर्थात्: इस क्षेत्र में रहकर आप बिना किसी प्रतिरोध के एलईडी चालू कर सकते हैं। उससे भी बुरा, सभी एलईडी मॉडल में समान वोल्टेज थ्रेशोल्ड नहीं होता है।

भागों और इलेक्ट्रॉनिक घटक

चित्र में हम एक उदाहरण के रूप में प्रयुक्त सफेद एलईडी के वोल्टेज-वर्तमान वक्र को देख सकते हैं। आप सुरक्षा में जो हासिल करते हैं वह दक्षता में खो जाता है। एलईडी के साथ श्रृंखला में एक रोकनेवाला जोड़ने से हम सर्किट के माध्यम से प्रवाहित धारा को नियंत्रित कर सकते हैं, विशेष रूप से आपूर्ति वोल्टेज में बड़े बदलाव के मामले में। दूसरी ओर, हम सुरक्षा में जो हासिल करते हैं, हम दक्षता में खो देते हैं क्योंकि के सबसेआपूर्ति की गई ऊर्जा सिर के बजाय प्रतिरोध में नष्ट हो जाएगी।

चलो देखते है विशिष्ट मामला: सफेद एलईडी 3.6V के थ्रेसहोल्ड वोल्टेज के साथ, 12V के वोल्टेज के साथ, 20mA के करंट के लिए 420 ओम श्रृंखला प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। ठीक है, अगर किसी बिंदु पर हम उसी प्रतिरोध को बनाए रखते हुए वोल्टेज को 12 V से 15 V तक बढ़ाते हैं, तो 20 mA के बजाय करंट 27 mA तक बढ़ जाता है, जो इस प्रकार के एलईडी के लिए काफी स्वीकार्य मूल्य है।

लेकिन अगर हम वोल्टेज को 3V तक बढ़ाते हैं, जैसा कि पिछले मामले में, 5V से 8V तक जाने पर, करंट बढ़कर 62mA हो जाएगा और थोड़े समय के बाद LED जल जाएगी। इसलिए, रोकनेवाला हमें "मंदक" के रूप में कार्य करता है, जितना अधिक वोल्टेज इसके पार गिराया जाता है, उतना ही अधिक सहिष्णु शक्ति दोलन सर्किट होता है। और यहां हम चीनी लालटेन के मामले में एक मौलिक निष्कर्ष पर पहुंचे हैं, क्योंकि कोई प्रतिरोध नहीं है, एल ई डी के माध्यम से गुजरने वाला वर्तमान बैटरी के नए होने के समय से बहुत अलग होगा जब तक कि वे आधे डिस्चार्ज न हो जाएं।

ट्रांजिस्टर सर्किट में शामिल हैं

इतना होने के बावजूद भी पर्याप्त चार्ज है, क्योंकि हम इसमें संग्रहित ऊर्जा का पांचवां हिस्सा ही खर्च करते हैं। 20mA प्रति LED के करंट को देखते हुए, कुल करंट 180mA होना चाहिए। पहली तस्वीर से पता चलता है कि 4 V के आपूर्ति वोल्टेज पर, करंट 620 mA है, अर्थात। लगभग 70 एमए प्रति एलईडी, विशाल! और हम तीन बैटरी के अधिकतम संभव वोल्टेज से आधे से कम हैं।

इस तरह की खपत, स्पष्ट रूप से उस अद्भुत रोशनी से परे है जो टॉर्च देती है, हमारी बैटरी "खाती है" और एल ई डी को नुकसान पहुंचाती है। इतनी अधिक प्रारंभिक खपत का कोई मतलब नहीं है। सीधे 3 नई बैटरियों का परीक्षण करना आवश्यक था। यानी पहले मिनटों में एलईडी से गुजरने वाला करंट बहुत ज्यादा था। यह बैटरी को जल्दी से डिस्चार्ज करने का कारण बनता है, जिससे उनका आउटपुट वोल्टेज 1.2 V या उससे कम हो जाता है। इस बिंदु से, सिस्टम स्थिर हो जाता है, वर्तमान 280mA तक गिर जाता है, 9 एलईडी द्वारा विभाजित, हमें 31mA देता है, जो कि एक "सभ्य" वर्तमान है।

यह अफ़सोस की बात है कि इस स्थिति को पाने के लिए, हमने आधी बैटरी खा ली और एलईडी के एक समूह को बेतरतीब ढंग से प्रताड़ित किया। निष्पक्ष रूप से बोलते हुए, इस तरह के एक खराब तरीके से बनाई गई फ्लैशलाइट में विक्रेता के लिए एक फायदा होता है: सबसे पहले वे एक प्रभावशाली प्रकाश देते हैं, और कोई भी इस तरह के सस्ते दामों पर इसे खरीदने के प्रलोभन का विरोध नहीं कर सकता है। लेकिन प्रचार पंख के नीचे है, जैसा कि पूर्व से आने वाले सस्ते टेक गैजेट में है।

बेशक, गहराई से विश्लेषण के लिए, एक टॉर्च मॉडल एक नियम बनाने के लिए पर्याप्त नहीं है। इस विषय पर किताब लिखने का मेरा इरादा नहीं था। विचाराधीन टॉर्च मॉडल छोटा है, केवल 3 एलईडी और दो बैटरी के साथ, जैसा कि फोटो में देखा गया है। इस मामले में, अतिरिक्त करंट का कोई खतरा नहीं है क्योंकि नई बैटरियों के लिए उपलब्ध वोल्टेज एल ई डी के थ्रेशोल्ड वोल्टेज से थोड़ा ऊपर है। इस मॉडल के साथ समस्या यह है कि जब तक बैटरी एकदम नई न हो, करंट और परिणामी प्रकाश बहुत कमजोर होता है।

एक उपयोगकर्ता जो इस फ़ंक्शन को नहीं जानता है, वह नए के लिए बैटरी बदल देगा और "पुराने" को फेंक देगा, जो वास्तव में लगभग नए हैं। तीन ग्लास चीनी लालटेन के साथ गैर-मानक समाधान। जब प्रकाश प्रवाहित होने लगे, तो पुरानी बैटरियों में से एक को नई बैटरी से बदल दें, इत्यादि। क्या एक अच्छी टॉर्च बनाने के लिए कोई उपाय हैं?

उच्च वोल्टेज प्राप्त करने और श्रृंखला प्रतिरोध पेश करने के लिए अधिक बैटरी जोड़ने का सबसे आसान तरीका है। हमारे प्रयोगों से पता चला है कि आपूर्ति वोल्टेज के स्थिरीकरण को एक शर्त के रूप में रखते हुए समानांतर और प्रतिरोधों के उपयोग के बिना एक ही प्रकार के एल ई डी के समूह का संचालन करना संभव है और इसे आसानी से उनके माध्यम से प्रवाह करने के लिए ठीक से समायोजित किया जा सकता है।

दोष यह है कि वोल्टेज बहुत महत्वपूर्ण है, इसलिए स्थिर और विनियमित बिजली आपूर्ति का उपयोग करना आवश्यक है। कार्यक्रम स्वचालित रूप से उन प्रतिरोध मूल्यों की खोज करता है जो आसानी से प्राप्त किए जा सकते हैं और पूर्ण सर्किट को डिजाइन करते हैं। हालांकि, इस सर्किट का एक नुकसान है जो कुछ डिज़ाइनों में निर्णायक साबित होता है जिसमें हमें बड़ी धाराओं की आवश्यकता हो सकती है।

जैसा कि हम इस उपकरण में मौजूद सभी मॉडलों में देखते हैं, हम 5 एम्पीयर की सीमा पाते हैं। यदि यह सीमा पार हो जाती है, तो नियामक क्षतिग्रस्त हो जाएगा। यह कोई बाधा नहीं है, इसलिए हम एक विनियमित स्रोत बना सकते हैं जो ट्रांजिस्टर की सीमा से ऊपर की धाराओं को ले जा सकता है। उपरोक्त आरेख में, आधार और उत्सर्जक एक ही नोड पर जुड़े हुए हैं, इसलिए वे समान क्षमता के अधीन हैं।

यदि हम एक वोल्टमीटर लेते हैं और माप लेते हैं, जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है, तो हम एक शून्य संभावित अंतर देखेंगे, क्योंकि ऐसा कोई अंतर नहीं है, आधार और उत्सर्जक दोनों एक ही बिंदु पर हैं। एमिटर और बेस के बीच वोल्टेज ड्रॉप प्राप्त करने का एकमात्र तरीका एक प्रतिरोधक के माध्यम से होता है। ओम के नियम के अनुसार, एक प्रतिरोधक के सिरों पर वोल्टेज की गिरावट गुणा करने के बराबर है प्रतिरोधकताइसके माध्यम से गुजरने वाले वर्तमान के लिए तत्व। अगर हमें 7 की वोल्टेज ड्रॉप की आवश्यकता है, तो हम निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करते हैं: इस सूत्र के साथ, हम ट्रांजिस्टर के माध्यम से चालन को ट्रिगर करने के लिए आवश्यक प्रतिरोध मान पाएंगे।

वर्तमान स्तर हमेशा चुना जाता है। आरेख इस तरह दिखेगा: अंतिम प्रतिरोध एक शक्ति प्रतिरोध होना चाहिए, क्योंकि इसके माध्यम से एक महत्वपूर्ण धारा प्रवाहित होती है। हम सुरक्षा के लिए 10W प्रतिरोधों का उपयोग कर सकते हैं। इस नियंत्रक पर धाराओं का परीक्षण करने के लिए, हम 10 ओम भार प्रतिरोध का उपयोग करेंगे। अगर हम वोल्टेज बदलते हैं, तो करंट वही करेगा जिससे हम अंदाजा लगा सकें कि बाईपास काम कर रहा है या नहीं। आइए देखते हैं।

हम देखते हैं कि जब सर्किट पर लोड खींचने वाला करंट 36 एम्पीयर होता है, तो लिमिटिंग रेजिस्टेंस के पार वोल्टेज ड्रॉप केवल 36 वोल्ट होता है। इस प्रकार का स्रोत प्राप्त करना बहुत आसान है क्योंकि हम सभी एक मित्र या रिश्तेदार को जानते हैं जिसने नवीनतम कंप्यूटर मॉडल खरीदा है और यह नहीं जानता कि पुराने कंप्यूटर से कैसे छुटकारा पाया जाए जो अब उपयोगी नहीं है। यदि वर्तमान मांग बढ़ जाती है और इसलिए वोल्टेज गिर जाता है, तो पल्स चौड़ाई बढ़ जाती है ताकि वोल्टेज ड्रॉप ठीक हो जाए ताकि आउटपुट वोल्टेज स्थिर रहे।

इस प्रकार के स्रोतों के लाभ हैं: - ये बहुत कम वजन के साथ उच्च शक्ति प्रदान करते हैं। - वे बहुत किफायती हैं। 1990 के दशक के उत्तरार्ध से, सभी कंप्यूटर ऐसे स्रोतों से सुसज्जित हैं। इस प्रकार के स्रोतों का नुकसान यह है कि वे विद्युत शोर उत्पन्न करते हैं और कुछ मामलों में रेडियो फ्रीक्वेंसी हस्तक्षेप का कारण बन सकते हैं। इसके अलावा, उनके पास जो पंखा होता है, वह आमतौर पर एक बेहोश गुंजन पैदा करता है।

कभी-कभी चालू भी मदरबोर्डएक एलईडी है जो हमें बताती है कि मेमोरी चालू रहने के दौरान इसे न बदलें क्योंकि बोर्ड को फीड किया जा रहा है और यह क्षतिग्रस्त हो सकता है। यह अपने वोल्टेज को 0V तक गिराकर सक्रिय होता है और इसलिए, जब ग्राउंड वायर से जुड़ा होता है, तो स्रोत शुरू हो जाता है। यदि स्रोत में स्विच नहीं है, तो आप हरे टर्मिनल और काले टर्मिनलों में से एक के बीच स्थापित कर सकते हैं।

हमारे स्रोत के लिए एक विनियमित वोल्टेज आउटपुट होने के लिए, हमें एक समायोज्य वोल्टेज नियामक की आवश्यकता है। प्रस्तुति के अलावा सबसे अच्छा प्रदर्शनफिक्स्ड रेगुलेटर के संबंध में, इसमें ओवरलोड और ओवरहीट प्रोटेक्शन है, कंट्रोल टर्मिनल बंद होने पर भी ओवरलोड प्रोटेक्शन काम करता है। यह 1.5 एम्पीयर करंट प्रदान कर सकता है। वायरिंग आरेख और टर्मिनल आवंटन नीचे दिखाया गया है।

गणना के लिए, हम निर्माता द्वारा उसके विनिर्देशन में दिए गए सूत्र का उपयोग कर सकते हैं। या अभिव्यक्ति का सरलीकृत रूप। इस सन्निकटन में प्राप्त त्रुटि बहुत कम है, इसलिए यह दूसरा सूत्र हमारे उद्देश्य के लिए पूरी तरह से लागू होता है। जैसे ही पोटेंशियोमीटर बढ़ाया जाता है, आउटपुट वोल्टेज तब तक बढ़ेगा जब तक कि पोटेंशियोमीटर का अधिकतम मूल्य नहीं पहुंच जाता।

हम आउटपुट को 1.25 से अधिकतम तक समायोजित कर सकते हैं जो निर्माता का कहना है कि 30 वी से अधिक नहीं होना चाहिए। संक्षेप में, नियामक सर्किट के प्रतिरोध मान होंगे। यह मामला तब सेट किया जाता है जब सबसे कम संभव वोल्टेज लागू होता है। परिणामी मूल्य काफी बड़ा है, इसलिए हमें नियामक को एक सभ्य आकार के हीटसिंक को जोड़ने के बारे में सोचना चाहिए। यह नियंत्रक की गणना को पूरा करता है। असेंबली के लिए, हम निम्नलिखित आरेख पर आधारित हैं।

यहाँ यह सिम्युलेटर में किया जाता है। जो कुछ बचा है वह एक अच्छे हीट सिंक को एकीकृत सर्किट से जोड़ना है। यदि थ्रेडिंग के लिए उपकरण उपलब्ध हैं, तो 2.9 मिमी बिट के साथ ड्रिल करें और फिर थ्रेड को काटें। यदि हीटसिंक को स्रोत के मामले में तय किया जाना है, तो अभ्रक या सिलिकॉन इन्सुलेट शीट के साथ नियामक को विद्युत रूप से इन्सुलेट करना आवश्यक है ताकि इसकी धातु की पीठ हीटसिंक को स्पर्श न करे। पेंच को प्लास्टिक के टुकड़े से अलग करना भी आवश्यक है। दूसरी ओर, यदि हीटसिंक धातु के स्रोत बॉक्स के संपर्क में नहीं है, तो हम दो भागों के बीच गर्मी के प्रवाह को सुविधाजनक बनाने के लिए थर्मल पेस्ट का उपयोग करेंगे।