विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 1.2 लक्षित अनुप्रयोग
- 2. तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4. Mechanical & Package Information
- 4.1 पैकेज आयाम और प्रकार
- 4.2 ध्रुवता पहचान और अंकन
- 4.3 अनुशंसित SMD पैड लेआउट
- 5. Soldering & Assembly Guidelines
- 6. Packaging & Ordering Information
- 6.1 Model Numbering System
- 6.2 पैकिंग विशिष्टताएँ
- 7. अनुप्रयोग डिज़ाइन विचार
- 7.1 इनपुट सर्किट डिज़ाइन
- 7.2 आउटपुट सर्किट डिज़ाइन
- 7.3 थर्मल मैनेजमेंट
- 8. Technical Comparison & Selection Guide
- 9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
- 10. डिज़ाइन-इन केस स्टडी उदाहरण
- 11. ऑपरेटिंग प्रिंसिपल
- 12. टेक्नोलॉजी ट्रेंड्स
1. उत्पाद अवलोकन
EL4XXA-G श्रृंखला 4-पिन DIP पैकेज में सिंगल-पोल, सामान्यतः खुले (Form A) सॉलिड-स्टेट रिले (SSRs) हैं। ये उपकरण एक AlGaAs इन्फ्रारेड LED का उपयोग करते हैं जो एक फोटोवोल्टिक डायोड ऐरे और MOSFETs से युक्त एक उच्च-वोल्टेज आउटपुट डिटेक्टर सर्किट से ऑप्टिकली कपल्ड है। यह डिज़ाइन एक 1 Form A इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले (EMR) के बराबर सॉलिड-स्टेट समकक्ष प्रदान करता है, जो लंबी आयु, शांत संचालन और यांत्रिक आघात एवं कंपन के प्रति प्रतिरोध जैसे लाभ प्रदान करता है। यह श्रृंखला सरफेस-माउंट (SMD) विकल्पों में उपलब्ध है और हैलोजन-मुक्त तथा RoHS मानकों का अनुपालन करती है।
1.1 मुख्य लाभ
- उच्च पृथक्करण: इनपुट और आउटपुट के बीच 5000 Vrms का इन्सुलेशन प्रदान करता है, जो नियंत्रण सर्किट में सुरक्षा और शोर प्रतिरक्षा को बढ़ाता है।
- कम ड्राइव करंट: कम LED टर्न-ऑन करंट (आमतौर पर 3-5mA) की विशेषता है, जो इसे कम-शक्ति माइक्रोकंट्रोलर आउटपुट के साथ संगत बनाता है।
- विस्तृत वोल्टेज रेंज: यह श्रृंखला 60V (EL406A) से 600V (EL460A) तक के आउटपुट विद्युतरोधन वोल्टेज को कवर करती है, जो विभिन्न AC/DC लोड स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
- Robust Compliance: हैलोजन-मुक्त निर्माण और प्रमुख अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानकों का अनुपालन, जिसमें UL 1577, UL 508, VDE, और CQC शामिल हैं।
- Wide Temperature Range: -40°C से +85°C तक विश्वसनीय रूप से संचालित होता है, औद्योगिक और कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त।
1.2 लक्षित अनुप्रयोग
ये एसएसआर विश्वसनीय, पृथक स्विचिंग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। सामान्य उपयोग के मामलों में शामिल हैं:
- दूरसंचार उपकरण: सिग्नल रूटिंग और लाइन कार्ड स्विचिंग।
- परीक्षण और मापन उपकरण: Automated test equipment (ATE) signal switching.
- Factory Automation (FA) & Office Automation (OA): सेंसर, सोलेनॉइड और छोटे मोटरों का नियंत्रण।
- औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियाँ: PLC आउटपुट मॉड्यूल, प्रक्रिया नियंत्रण इंटरफेस।
- सुरक्षा प्रणालियाँ: अलार्म पैनल स्विचिंग और एक्सेस कंट्रोल।
2. तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
2.1 Absolute Maximum Ratings
निम्न तालिका उन महत्वपूर्ण सीमाओं को सारांशित करती है जिन्हें स्थायी डिवाइस क्षति को रोकने के लिए पार नहीं किया जाना चाहिए। ये संचालन की स्थितियाँ नहीं हैं।
- Input (LED Side): अधिकतम अग्र धारा (IF) 50mA DC है, और स्पंदित स्थितियों (0.1% ड्यूटी साइकिल) में शिखर अग्र धारा (IFP) 1A है। अधिकतम विपरीत वोल्टेज (VR) 5V है।
- आउटपुट (स्विच साइड): ब्रेकडाउन वोल्टेज (VL) आउटपुट MOSFETs द्वारा अवरुद्ध किए जा सकने वाले अधिकतम वोल्टेज को परिभाषित करता है। यह मॉडल के अनुसार भिन्न होता है: EL406A (60V), EL425A (250V), EL440A (400V), EL460A (600V)। निरंतर लोड धारा (IL) रेटिंग वोल्टेज रेटिंग बढ़ने के साथ घटती है, EL406A के लिए 550mA से EL460A के लिए 50mA तक, जो वोल्टेज हैंडलिंग और ऑन-प्रतिरोध के बीच समझौते को दर्शाता है।
- Isolation & Thermal: इन्सुलेशन वोल्टेज (Viso) 5000 Vrms है। डिवाइस को -40°C से +125°C तक संग्रहित किया जा सकता है और -40°C से +85°C तक संचालित किया जा सकता है। सोल्डरिंग तापमान 10 सेकंड के लिए 260°C पर रेटेड है।
2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
ये पैरामीटर विशिष्ट संचालन स्थितियों (TA=25°C) के तहत डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- इनपुट विशेषताएँ: फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) आम तौर पर IF=10mA पर 1.18V होता है, जिसकी अधिकतम सीमा 1.5V है। यह कम VF कम ड्राइव पावर आवश्यकता में योगदान देता है।
- आउटपुट विशेषताएँ (मुख्य अंतरकारक): ऑन-प्रतिरोध (Rd(ON)) स्विच में शक्ति क्षय और वोल्टेज ड्रॉप को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यह श्रृंखला में काफी भिन्न होता है:
- EL406A: सामान्य 0.7Ω, अधिकतम 2.5Ω
- EL425A: सामान्य 6.5Ω, अधिकतम 15Ω
- EL440A: सामान्यतः 20Ω, अधिकतम 30Ω
- EL460A: सामान्यतः 40Ω, अधिकतम 70Ω
- स्विचिंग गति: फोटोवोल्टिक गेट चार्जिंग तंत्र के कारण टर्न-ऑन समय (Ton) अपेक्षाकृत धीमा होता है (आमतौर पर अधिकतम 1.4ms 3ms)। टर्न-ऑफ समय (Toff) बहुत तेज़ होता है (आमतौर पर अधिकतम 0.05ms 0.5ms)। समय-संवेदी अनुप्रयोगों के लिए यह असममितता महत्वपूर्ण है।
- ट्रांसफर विशेषताएँ: LED चालू धारा (IF(on)) आउटपुट MOSFET को पूरी तरह से चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम धारा है, आमतौर पर 3-5mA। बंद धारा (IF(off)) वह अधिकतम धारा है जिस पर आउटपुट के बंद होने की गारंटी होती है, आमतौर पर 0.4mA। यह इनपुट नियंत्रण तर्क सीमा को परिभाषित करता है।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
जबकि पाठ में विशिष्ट ग्राफिकल डेटा प्रदान नहीं किया गया है, डेटाशीट में विशिष्ट इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषता वक्रों का संदर्भ दिया गया है। मापदंडों के आधार पर, प्रमुख संबंधों का अनुमान लगाया जा सकता है:
- ऑन-प्रतिरोध बनाम तापमान: MOSFETs का Rd(ON) एक धनात्मक तापमान गुणांक रखता है। यह जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ बढ़ेगा, जिससे उच्च तापमान पर चालन हानियाँ अधिक हो जाएंगी। उचित थर्मल डिज़ाइन आवश्यक है, विशेष रूप से उच्च करंट रेटिंग वाले मॉडल (EL406A) के लिए।
- LED फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम करंट: VF बनाम IF वक्र एक AlGaAs LED के लिए मानक है। तापमान परिवर्तनों में स्थिर संचालन के लिए LED को एक स्थिर धारा (जैसे, 10mA) से चलाने की सिफारिश की जाती है।
- आउटपुट लीकेज करंट बनाम वोल्टेज: ऑफ-स्टेट लीकेज करंट (Ileak) को पूरे रेटेड वोल्टेज पर अधिकतम 1μA पर निर्दिष्ट किया गया है। यह पैरामीटर उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिनमें बहुत उच्च ऑफ-स्टेट प्रतिबाधा की आवश्यकता होती है।
4. Mechanical & Package Information
4.1 पैकेज आयाम और प्रकार
यह श्रृंखला विभिन्न PCB असेंबली प्रक्रियाओं के लिए तीन प्राथमिक लीड फॉर्म विकल्प प्रदान करती है:
- मानक DIP प्रकार: पारंपरिक वेव या हैंड सोल्डरिंग के लिए 0.1-इंच (2.54mm) पंक्ति अंतराल वाला थ्रू-होल पैकेज।
- विकल्प M प्रकार: व्यापक लीड मोड़ वाला थ्रू-होल पैकेज, जो 0.4-इंच (10.16mm) पंक्ति अंतराल प्रदान करता है, उन अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें अधिक क्रीपेज दूरी या विशिष्ट PCB लेआउट आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है।
- विकल्प एस1 प्रकार: कम प्रोफ़ाइल वाला सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) लीड फॉर्म। यह विकल्प स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली और उच्च-घनत्व PCB डिज़ाइनों के लिए आवश्यक है।
4.2 ध्रुवता पहचान और अंकन
पिन विन्यास स्पष्ट रूप से परिभाषित है:
- Pin 1: LED Anode (+)
- पिन 2: LED कैथोड (-)
- Pins 3 & 4: MOSFET Drain terminals (output switch). These are typically connected together on the PCB to handle the load current.
डिवाइस के शीर्ष पर एक कोड अंकित है: EL [Part Number] G YWWV.
उदाहरण: "EL 460A G YWWV" एक EL460A, हैलोजन-मुक्त (G), निर्माण का वर्ष (Y) और सप्ताह (WW), और VDE विकल्प (V) को दर्शाता है।
4.3 अनुशंसित SMD पैड लेआउट
S1 (सरफेस माउंट) विकल्प के लिए, विश्वसनीय सोल्डरिंग और यांत्रिक सामर्थ्य सुनिश्चित करने हेतु एक विशिष्ट पैड लेआउट अनुशंसित है। आयाम रीफ्लो के दौरान उचित सोल्डर फिलेट निर्माण और थर्मल रिलीफ सुनिश्चित करते हैं।
5. Soldering & Assembly Guidelines
- रीफ्लो सोल्डरिंग (S1 विकल्प): यह उपकरण 10 सेकंड के लिए 260°C के शिखर सोल्डरिंग तापमान के लिए रेटेड है। मानक लीड-मुक्त रीफ्लो प्रोफाइल (IPC/JEDEC J-STD-020) लागू होते हैं। सुनिश्चित करें कि प्रोफाइल अधिकतम तापमान या शिखर तापमान पर समय से अधिक न हो।
- Wave Soldering (DIP & M Options): Standard wave soldering processes can be used. Preheating is recommended to minimize thermal shock.
- Hand Soldering: Use a temperature-controlled iron. Limit contact time to prevent excessive heat transfer to the package.
- Cleaning: अधिकांश सामान्य फ्लक्स सफाई प्रक्रियाओं के साथ संगत। आक्रामक सॉल्वेंट्स का उपयोग करते समय संगतता सत्यापित करें।
- भंडारण: निर्दिष्ट तापमान सीमा (-40°C से +125°C) के भीतर एक शुष्क, एंटी-स्टैटिक वातावरण में संग्रहित करें। विस्तारित भंडारण के लिए, नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) दिशानिर्देशों का पालन करें, आमतौर पर SMD भागों के लिए ड्राई-पैक पैकेजिंग का उपयोग करें।
6. Packaging & Ordering Information
6.1 Model Numbering System
The part number follows the format: EL4XXA(Y)(Z)-VG
- XX: Part number (06, 25, 40, 60) defining output voltage/current rating.
- Y: लीड फॉर्म विकल्प (सतह माउंट के लिए S1, या मानक DIP के लिए रिक्त)।
- Z: टेप और रील विकल्प (TA, TB, TU, TD, या ट्यूब के लिए रिक्त)।
- V: VDE सुरक्षा अनुमोदन विकल्प को दर्शाता है।
- G: हैलोजन-मुक्त निर्माण को दर्शाता है।
6.2 पैकिंग विशिष्टताएँ
- ट्यूब पैकेजिंग: स्टैंडर्ड DIP और ऑप्शन M प्रकार 100 यूनिट्स की ट्यूबों में आपूर्ति किए जाते हैं।
- Tape & Reel (S1 Option): विभिन्न प्रकार की रीलों में उपलब्ध:
- TA, TB: प्रति रील 1000 यूनिट।
- TU, TD: प्रति रील 1500 यूनिट।
7. अनुप्रयोग डिज़ाइन विचार
7.1 इनपुट सर्किट डिज़ाइन
इनपुट LED को एक स्थिर धारा स्रोत या श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ एक वोल्टेज स्रोत से चलाएं। रेसिस्टर मान की गणना इस प्रकार करें: R = (Vcc - VF) / IF, जहां VF आमतौर पर 1.18V-1.5V होता है और इष्टतम गति और विश्वसनीयता के लिए IF को 5mA और 20mA के बीच चुना जाता है। यह सुनिश्चित करें कि ड्राइविंग सर्किट कम से कम न्यूनतम IF(on) (अधिकतम 5mA) की आपूर्ति कर सके ताकि पूर्ण आउटपुट टर्न-ऑन की गारंटी हो। अंतर्निहित 5V रिवर्स वोल्टेज रेटिंग के कारण LED के पार एक रिवर्स प्रोटेक्शन डायोड सख्ती से आवश्यक नहीं है, लेकिन शोर वाले वातावरण में मजबूती के लिए जोड़ा जा सकता है।
7.2 आउटपुट सर्किट डिज़ाइन
वोल्टेज चयन: अपने लोड के पीक वोल्टेज (DC या AC) के आधार पर मॉडल (EL406A, 425A, 440A, 460A) चुनें, जिसमें कोई भी ट्रांजिएंट या सर्ज शामिल हो। 20-30% की सुरक्षा डिरेटिंग की सिफारिश की जाती है।
करंट और पावर डिसिपेशन: मुख्य डिज़ाइन बाधा पावर डिसिपेशन और ऊष्मा है। SSR में अपव्ययित शक्ति (Pdiss) की गणना इस प्रकार की जाती है: Pdiss = (IL^2 * Rd(ON)) + (IF * VF)। पहला पद प्रमुख है। उदाहरण के लिए, EL406A को उसके अधिकतम 550mA लोड पर चलाने से, जिसका सामान्य Rd(ON) 0.7Ω है, लगभग 212mW ऊष्मा उत्पन्न होती है। सुनिश्चित करें कि कुल पावर डिसिपेशन (Pout अधिकतम 500mW) से अधिक न हो और PCB पर्याप्त थर्मल रिलीफ प्रदान करे, विशेष रूप से उच्च करंट मॉडल के लिए।
इंडक्टिव/ कैपेसिटिव लोड: प्रेरक भार (रिले, सोलेनॉइड, मोटर) स्विच करते समय, वोल्टेज स्पाइक्स को दबाने के लिए भार के पार एक स्नबर सर्किट (आरसी नेटवर्क) या एक फ्लाईबैक डायोड का उपयोग करें जो डिवाइस की VL रेटिंग से अधिक हो सकती हैं। संधारित्र भार के लिए, इनरश करंट सीमित करने पर विचार करें।
7.3 थर्मल मैनेजमेंट
SSR में कोई आंतरिक हीटसिंक नहीं है। गर्मी लीड्स के माध्यम से दूर संचालित होती है। हीटसिंक के रूप में कार्य करने के लिए, PCB पैड पर पर्याप्त तांबे का क्षेत्र उपयोग करें, विशेष रूप से पिन 3 और 4 (आउटपुट) के लिए। उच्च परिवेश के तापमान या निरंतर उच्च-धारा संचालन के लिए, यह सुनिश्चित करने के लिए डिवाइस के तापमान की निगरानी करें कि यह ऑपरेटिंग रेंज के भीतर रहे। ऑन-प्रतिरोध तापमान के साथ बढ़ेगा, जिससे एक स्व-सीमित प्रभाव पैदा होगा लेकिन प्रदर्शन भी कम हो जाएगा।
8. Technical Comparison & Selection Guide
The EL4XXA-G series offers a clear trade-off matrix:
- EL406A (60V, 550mA): कम वोल्टेज, उच्च करंट डीसी स्विचिंग (जैसे, 12V/24V सिस्टम, बैटरी-संचालित उपकरण) के लिए सर्वोत्तम विकल्प, जहां कम वोल्टेज ड्रॉप और पावर लॉस महत्वपूर्ण हैं। इसमें सबसे कम Rd(ON) है।
- EL425A (250V, 150mA) & EL440A (400V, 120mA): मुख्यधारा एसी लाइन वोल्टेज अनुप्रयोगों (120VAC, 240VAC) के लिए आदर्श, जैसे संकेतक, छोटे सोलेनॉइड्स जैसे छोटे लोड स्विच करने या बड़े कॉन्टैक्टर्स के लिए पायलट डिवाइस के रूप में। EL440A, 240VAC सिस्टम के लिए अतिरिक्त मार्जिन प्रदान करता है।
- EL460A (600V, 50mA): उच्च-वोल्टेज औद्योगिक अनुप्रयोगों या महत्वपूर्ण वोल्टेज ट्रांसिएंट्स वाली स्थितियों के लिए डिज़ाइन किया गया। उच्च-वोल्टेज वातावरण में सिग्नल या बहुत कम-शक्ति वाले लोड स्विच करने के लिए उपयुक्त।
इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले (EMRs) की तुलना में: इन SSR में कोई चलने वाले भाग नहीं होते, इसलिए संपर्क उछाल, आर्किंग या चक्र गणना से संबंधित घिसाव तंत्र नहीं होते। ये शांत रूप से कार्य करते हैं और कंपन से अप्रभावित रहते हैं। हालांकि, इनमें अंतर्निहित ऑन-प्रतिरोध होता है जिससे ऊष्मा उत्पन्न होती है और वोल्टेज ड्रॉप होता है, और आम तौर पर तुलनीय EMRs की तुलना में इनकी करंट रेटिंग कम और प्रति एम्पियर लागत अधिक होती है।
अन्य SSR की तुलना में: फोटोवोल्टिक MOSFET युग्मन योजना बहुत उच्च पृथक्करण और स्वच्छ स्विचिंग प्रदान करती है, जिसके लिए आउटपुट साइड पर बाहरी बायस सप्लाई की आवश्यकता नहीं होती (फोटोट्रांजिस्टर या फोटोट्राइक युग्मकों के विपरीत)। टर्न-ऑन गति कुछ अन्य ऑप्टो-MOSFETs की तुलना में धीमी है लेकिन अधिकांश नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
Q1: क्या मैं इस SSR का उपयोग सीधे AC लोड स्विच करने के लिए कर सकता हूँ?
A1: हाँ, लेकिन कुछ महत्वपूर्ण चेतावनियों के साथ। आउटपुट MOSFETs की एक जोड़ी है। अधिकांश MOSFETs में एक अंतर्निहित बॉडी डायोड होता है। एक मानक कॉन्फ़िगरेशन में, यह SSR बंद होने पर किसी भी ध्रुवता के वोल्टेज को रोक सकता है, लेकिन चालू होने पर केवल एक दिशा में करंट प्रवाहित कर सकता है (एक डायोड की तरह)। वास्तविक AC लोड स्विचिंग के लिए, दो उपकरणों को व्युत्क्रम श्रृंखला (बैक-टू-बैक) में कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता होगी। कुछ SSRs में आंतरिक रूप से यह कॉन्फ़िगरेशन होता है, लेकिन EL4XXA-G डेटाशीट एक एकल MOSFET स्कीमैटिक दिखाती है, जो इंगित करता है कि यह DC या एकदिशीय स्विचिंग के लिए है। अपने AC एप्लिकेशन के लिए विशिष्ट मॉडल की क्षमता सत्यापित करें।
Q2: टर्न-ऑन समय टर्न-ऑफ समय की तुलना में बहुत धीमा क्यों है?
A2: टर्न-ऑन समय उस गति से सीमित है जिस पर फोटोवोल्टिक डायोड ऐरे आउटपुट MOSFET की गेट कैपेसिटेंस को उसके थ्रेशोल्ड वोल्टेज तक चार्ज करने के लिए पर्याप्त करंट उत्पन्न कर सकता है। यह एक अपेक्षाकृत धीमी, करंट-सीमित प्रक्रिया है। टर्न-ऑफ तेज है क्योंकि इसमें केवल आंतरिक सर्किट्री के माध्यम से गेट को डिस्चार्ज करने की आवश्यकता होती है, जो तेजी से किया जा सकता है।
Q3: मैं "पल्स लोड करंट" रेटिंग की व्याख्या कैसे करूं?
A3: पल्स लोड करंट (ILPeak) एक उच्च करंट है जो बहुत कम अवधि (100ms, सिंगल पल्स) के लिए संभाला जा सकता है। यह लैंप या मोटर्स से इनरश करंट्स को संभालने के लिए उपयोगी है। निरंतर या दोहराए जाने वाले पल्स ऑपरेशन के लिए इस रेटिंग का उपयोग न करें। दोहराए जाने वाले पल्स के लिए, औसत पावर डिसिपेशन Pout लिमिट के भीतर रहना चाहिए।
Q4: क्या एक बाहरी हीटसिंक की आवश्यकता है?
A4: आमतौर पर इसकी रेटेड स्थितियों के तहत DIP पैकेज के लिए नहीं। प्राथमिक हीटसिंक PCB कॉपर है। अधिकतम लोड करंट पर निरंतर संचालन के लिए, विशेष रूप से EL406A के लिए, सुनिश्चित करें कि PCB में पर्याप्त कॉपर क्षेत्र (जैसे, कई वर्ग सेंटीमीटर) आउटपुट पिन से जुड़ा हुआ है ताकि गर्मी को दूर किया जा सके। सीमित स्थान या उच्च परिवेश के तापमान में, थर्मल विश्लेषण की सिफारिश की जाती है।
10. डिज़ाइन-इन केस स्टडी उदाहरण
परिदृश्य: एक पीएलसी के लिए एक डिजिटल I/O मॉड्यूल डिजाइन करना जिसे 200mA की स्थिर-अवस्था धारा वाले 24VDC प्रेरकीय भार (छोटे सोलेनॉइड वाल्व) को स्विच करने की आवश्यकता है। वातावरण औद्योगिक रूप से रव-युक्त है।
घटक चयन: EL406A को इसके 60V रेटिंग (24VDC से काफी अधिक) और कम ऑन-प्रतिरोध के कारण चुना गया है। 200mA पर, सामान्य वोल्टेज ड्रॉप केवल 200mA * 0.7Ω = 0.14V है, और शक्ति क्षय (0.2^2)*0.7 = 0.028W है, जो नगण्य है।
Input Circuit: PLC का डिजिटल आउटपुट 24VDC है। एक श्रृंखला अवरोधक की गणना की गई: R = (24V - 1.3V) / 0.01A = 2270Ω। एक मानक 2.2kΩ अवरोधक का चयन किया गया है, जो IF ≈ 10.3mA प्रदान करता है, जो अधिकतम IF(on) 5mA से सुरक्षित रूप से ऊपर है।
आउटपुट सर्किट: एक फ्लाईबैक डायोड (1N4007) सोलेनॉइड कॉइल के सीधे समानांतर लगाया गया है ताकि प्रेरक किकबैक वोल्टेज को क्लैंप किया जा सके और EL406A के आउटपुट की सुरक्षा की जा सके। डायोड का कैथोड सकारात्मक आपूर्ति से जुड़ा है, एनोड SSR आउटपुट/लोड कनेक्शन से।
पीसीबी लेआउट: पिन 3 और 4 को PCB पर एक बड़े कॉपर पोर से जोड़ा गया है ताकि ऊष्मा अपव्यय में सहायता मिल सके, हालांकि इस मामले में उत्पन्न ऊष्मा न्यूनतम है। अच्छा पृथक्करण बनाए रखने के लिए इनपुट और आउटपुट ट्रेस को अलग रखा गया है।
यह डिज़ाइन एक छोटे इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले की तुलना में एक मजबूत, लंबी आयु वाला और शांत स्विचिंग समाधान प्रदान करता है।
11. ऑपरेटिंग प्रिंसिपल
The EL4XXA-G operates on the principle of optical isolation and photovoltaic driving. When a forward current is applied to the input AlGaAs infrared LED, it emits light. This light is detected by a photovoltaic diode array on the output side. This array generates a small voltage (photovoltaic effect) when illuminated. This generated voltage is applied directly to the gate of one or more power MOSFETs, turning them on and creating a low-resistance path between the output pins (3 & 4). When the LED current is removed, the light stops, the photovoltaic voltage collapses, and the MOSFET gate discharges, turning the output off. This mechanism provides complete galvanic isolation between the low-voltage control circuit and the high-voltage load circuit, as only light crosses the isolation barrier.
12. टेक्नोलॉजी ट्रेंड्स
Solid-state relays EL4XXA-G की तकनीक से संबंधित कई प्रमुख दिशाओं में विकसित होना जारी रखते हैं:
- कम चालू-प्रतिरोध (Rd(ON)): MOSFET और पैकेजिंग प्रौद्योगिकी में प्रगति निरंतर किसी दिए गए वोल्टेज रेटिंग और पैकेज आकार के लिए Rd(ON) को कम कर रही है, जिससे छोटे फुटप्रिंट में और कम नुकसान के साथ उच्च धारा स्विचिंग संभव हो रही है।
- उच्च एकीकरण: रुझानों में इनपुट-साइड ड्राइवरों (निरंतर करंट स्रोत, लॉजिक-लेवल ट्रांसलेटर) और आउटपुट-साइड सुरक्षा सुविधाओं (ओवरवोल्टेज क्लैंप, ओवरटेम्परेचर शटडाउन) को SSR पैकेज में एकीकृत करना शामिल है, जिससे बाहरी सर्किटरी सरल हो जाती है।
- बेहतर थर्मल प्रदर्शन: एक्सपोज्ड थर्मल पैड वाले नए पैकेज डिज़ाइन (जैसे, नीचे पैड वाले DIP पैकेज) PCB पर बहुत अधिक कुशल ताप स्थानांतरण की अनुमति देते हैं, जिससे समान सिलिकॉन के लिए निरंतर करंट रेटिंग में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
- व्यापक वोल्टेज रेंज: नवीकरणीय ऊर्जा और इलेक्ट्रिक वाहनों में अनुप्रयोगों से प्रेरित होकर, उच्च वोल्टेज (1kV+) को अवरुद्ध करने में सक्षम उपकरण अब अधिक कॉम्पैक्ट पैकेजों में आम होते जा रहे हैं।
- सुरक्षा और अनुपालन पर ध्यान: EL4XXA-G की तरह, नवीनतम अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानकों (UL, VDE, CQC), पर्यावरणीय नियमों (हैलोजन-मुक्त, RoHS), और विश्वसनीयता के लिए ऑटोमोटिव-ग्रेड योग्यताओं को पूरा करने पर बढ़ता जोर है।
EL4XXA-G श्रृंखला फोटोवोल्टिक MOSFET SSR प्रौद्योगिकी के एक परिपक्व और विश्वसनीय कार्यान्वयन का प्रतिनिधित्व करती है, जो सुरक्षित, पृथक और विश्वसनीय कम-से-मध्यम शक्ति स्विचिंग की आवश्यकता वाले औद्योगिक और वाणिज्यिक नियंत्रण अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त है।
LED Specification Terminology
एलईडी तकनीकी शब्दावली की संपूर्ण व्याख्या
फोटोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | क्यों महत्वपूर्ण है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, अधिक मान का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश की सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरण के लिए, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक मान सफेदी/ठंडे। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीक रूप से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | Ensures uniform color across same batch of LEDs. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ, 620nm (लाल) | रंगीन LEDs के रंग से संबंधित तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम एलईडी के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | Affects color rendering and quality. |
विद्युत मापदंड
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | सामान्य LED संचालन के लिए वर्तमान मान। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | अल्प अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, मंदन या चमक के लिए प्रयुक्त। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशील। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील LEDs के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक के प्रारंभिक स्तर के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे एलईडी "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के दौरान चमक की बचत को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री अवक्रमण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में परिवर्तित करता है, सफेद में मिश्रित करता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| प्रकाश प्रवाह बिन | कोड उदा., 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह के न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Forward voltage range के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान को सुगम बनाता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | एलईडी जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल टेस्ट मेथड्स को कवर करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणीकरण | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच की आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |