सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ (Ta = 25°C)
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 3.1 फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान का संबंध
- 3.2 स्पेक्ट्रम वितरण
- 3.3 शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य और परिवेश तापमान संबंध
- 3.4 अग्र धारा और अग्र वोल्टेज संबंध (I-V वक्र)
- 3.5 रेडिएंट इंटेंसिटी और फॉरवर्ड करंट संबंध
- 3.6 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और कोणीय विस्थापन संबंध
- 4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 4.1 पैकेज आयाम
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 5.1 पिन फॉर्मिंग
- 5.2 भंडारण
- 5.3 वेल्डिंग
- 5.4 सफाई
- 5.5 थर्मल मैनेजमेंट
- 6. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी
- 6.1 लेबल विनिर्देश
- 6.2 पैकेजिंग मात्रा
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्न (FAQs)
- 9.1 निरंतर अग्र धारा रेटिंग और स्पंद अग्र धारा रेटिंग में क्या अंतर है?
- 9.2 कैथोड (नकारात्मक पिन) की पहचान कैसे करें?
- 9.3 क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
- 9.4 भंडारण की स्थिति 3 महीने तक ही सीमित क्यों है?
- 10. वास्तविक डिज़ाइन उदाहरण
- 11. सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 12. विकास प्रवृत्तियाँ
1. उत्पाद अवलोकन
SIR383C एक उच्च तीव्रता वाला 5mm इन्फ्रारेड (IR) लाइट एमिटिंग डायोड है। यह पारदर्शी प्लास्टिक पैकेजिंग में निर्मित है और 875 नैनोमीटर (nm) की चरम तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। डिवाइस का स्पेक्ट्रम सामान्य सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड और इन्फ्रारेड रिसीवर मॉड्यूल के साथ मेल खाता है, जो विभिन्न इन्फ्रारेड संवेदन और संचरण अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श प्रकाश स्रोत बनाता है।
该元件的主要优势包括高可靠性、高辐射强度输出和低正向电压要求。它采用无铅(Pb-Free)材料制造,并符合相关环保法规,包括RoHS、欧盟REACH和无卤素标准(Br < 900ppm,Cl < 900ppm,Br+Cl < 1500ppm)。标准的2.54mm引脚间距便于轻松集成到标准印刷电路板(PCB)中。
2. तकनीकी मापदंडों का विस्तृत विवरण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- निरंतर अग्र धारा (IF)): 100 mA
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP)): 1.0 A (पल्स चौड़ाई ≤ 100μs, ड्यूटी साइकिल ≤ 1%)
- रिवर्स वोल्टेज (VR)): 5 V
- ऑपरेटिंग तापमान (Topr)): -40°C से +85°C
- भंडारण तापमान (Tstg)): -40°C से +100°C
- वेल्डिंग तापमान (Tsol)): 260°C (अवधि ≤ 5 सेकंड)
- बिजली की खपत (Pd)): 150 mW (25°C या उससे कम मुक्त वायु तापमान पर)
2.2 प्रकाश-विद्युत विशेषताएँ (Ta= 25°C)
ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- विकिरण तीव्रता (Ie)): IF= 20mA पर, विशिष्ट मान 20 mW/sr है। पल्स स्थितियों में (IF= 100mA, पल्स ≤ 100μs, ड्यूटी साइकिल ≤ 1%), यह 95 mW/sr तक पहुँच सकती है; IF= 1A और समान पल्स सीमा पर, यह 950 mW/sr तक पहुँच सकती है।
- पीक वेवलेंथ (λp)): 875 nm (at IF= 20mA)
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ)): 80 nm (at IF= 20mA)
- Forward Voltage (VF)): IF= 20mA, typical value 1.3 V, maximum value 1.6 V
- Reverse Current (IR)): at VR= 5V पर, अधिकतम 10 μA
- देखने का कोण (2θ1/2)): 20 डिग्री (I परF= 20mA)
नोट: मापन अनिश्चितता: VF±0.1V है, Ie±10% है, λp.
±1.0nm है।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए कई महत्वपूर्ण विशेषता वक्र प्रदान करती है।
3.1 फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान का संबंध
यह डेरेटिंग वक्र दर्शाता है कि जब परिवेश का तापमान 25°C से अधिक हो जाता है, तो अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट कैसे कम हो जाता है। उचित थर्मल प्रबंधन के लिए अधिक गर्मी को रोकने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने हेतु इस ग्राफ का संदर्भ आवश्यक है।
3.2 स्पेक्ट्रम वितरण
यह ग्राफ 875nm शिखर पर केंद्रित, पूरी तरंगदैर्ध्य सीमा में सापेक्ष विकिरण शक्ति आउटपुट दर्शाता है। 80nm की बैंडविड्थ उत्सर्जित तरंगदैर्ध्य सीमा को दर्शाती है, जो प्राप्त करने वाले सेंसर की संवेदनशीलता वक्र से मेल खाने के लिए महत्वपूर्ण है।
3.3 शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य और परिवेश तापमान संबंधpयह वक्र शिखर तरंगदैर्ध्य (λ
) में परिवेश तापमान परिवर्तन के साथ होने वाले विस्थापन को दर्शाता है। इस तापीय विस्थापन को समझना उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें सटीक तरंगदैर्ध्य संरेखण की आवश्यकता होती है।
3.4 अग्र धारा और अग्र वोल्टेज संबंध (I-V वक्र)
I-V कर्व सर्किट डिजाइन का आधार है, जो LED के माध्यम से प्रवाहित धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध को दर्शाता है। यह उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर और बिजली आपूर्ति आवश्यकताओं के चयन में सहायता करता है।
3.5 रेडिएंट इंटेंसिटी और फॉरवर्ड करंट संबंध
यह ग्राफ ड्राइव करंट के एक फ़ंक्शन के रूप में प्रकाश आउटपुट (विकिरण तीव्रता) दर्शाता है। उच्च धाराओं पर, यह थर्मल प्रभावों और दक्षता ड्रॉप के कारण आमतौर पर उप-रैखिक होता है, जो LED को उसके इष्टतम सीमा के भीतर संचालित करने के महत्व को रेखांकित करता है।
3.6 सापेक्ष विकिरण तीव्रता और कोणीय विस्थापन संबंध
यह ध्रुवीय आरेख LED के स्थानिक उत्सर्जन पैटर्न या देखने के कोण को परिभाषित करता है। 20 डिग्री का देखने का कोण इंगित करता है कि प्रकाश पुंज अपेक्षाकृत केंद्रित है, जो दिशात्मक अवरक्त अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
4. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
4.1 पैकेज आयाम
SIR383C मानक 5mm गोलाकार LED पैकेज का उपयोग करता है। प्रमुख आयामों में 5.0mm का बॉडी व्यास, 2.54mm का विशिष्ट पिन पिच और कुल लंबाई शामिल है। कैथोड को आमतौर पर LED लेंस के किनारे पर एक समतल सतह और/या छोटे पिन द्वारा पहचाना जाता है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम सहनशीलता ±0.25mm है। सटीक लेआउट और पैड डिजाइन के लिए इंजीनियरों को विस्तृत यांत्रिक ड्राइंग के लिए स्पेसिफिकेशन शीट का संदर्भ लेना चाहिए।
5. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
डिवाइस की अखंडता और प्रदर्शन बनाए रखने के लिए सही संचालन महत्वपूर्ण है।
- 5.1 पिन फॉर्मिंग
- बेंडिंग पॉइंट एपॉक्सी एलईडी बेस से कम से कम 3 मिमी दूर होना चाहिए।
- 5.2 भंडारण
- ≤ 30°C और ≤ 70% सापेक्ष आर्द्रता (RH) की स्थिति में संग्रहित करें। इन स्थितियों में, शेल्फ जीवन 3 महीने है।
5.3 वेल्डिंग
- सोल्डर जॉइंट और एपॉक्सी एलईडी के बीच कम से कम 3mm की न्यूनतम दूरी बनाए रखें।
- 5.4 सफाई
- यदि आवश्यक हो, तो केवल कमरे के तापमान पर आइसोप्रोपिल अल्कोहल से सफाई करें, समय ≤ 1 मिनट। हवा से सुखाएं। अल्ट्रासोनिक सफाई से बचें। यदि बिल्कुल आवश्यक हो, तो क्षति न होने की पुष्टि के लिए प्रक्रिया पैरामीटर्स को पूर्व-सत्यापित करें।
5.5 थर्मल मैनेजमेंट
एप्लिकेशन डिज़ाइन चरण में थर्मल प्रबंधन पर विचार किया जाना चाहिए। जंक्शन तापमान के अत्यधिक होने से प्रदर्शन और सेवा जीवन पर पड़ने वाले प्रभाव को रोकने के लिए, फॉरवर्ड करंट बनाम परिवेश तापमान संबंध वक्र के आधार पर ऑपरेटिंग करंट को डेरेट किया जाना चाहिए।
- 6. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी6.1 लेबल विनिर्देश
- उत्पाद लेबल में ग्राहक पार्ट नंबर (CPN), उत्पाद संख्या (P/N), पैकेज मात्रा (QTY) और विभिन्न प्रदर्शन ग्रेड (CAT तीव्रता के लिए, HUE तरंग दैर्ध्य के लिए, REF वोल्टेज के लिए), साथ ही बैच नंबर और तिथि कोड शामिल हैं।6.2 पैकेजिंग मात्रा
- मानक पैकेजिंग प्रति बैग 500 टुकड़े, प्रति आंतरिक बॉक्स 5 बैग है। मानक बाहरी कार्टन में 10 आंतरिक बॉक्स होते हैं, कुल 5000 टुकड़े।
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
इन्फ्रारेड रिमोट कंट्रोल यूनिट: इसकी उच्च विकिरण तीव्रता, विशेष रूप से पल्स ऑपरेशन में, इसे लंबी दूरी या उच्च शक्ति वाले रिमोट कंट्रोल के लिए उपयुक्त बनाती है।
- 7.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- करंट ड्राइव: कॉन्स्टेंट करंट स्रोत या एलईडी के साथ श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करें। I-V कर्व और डेरेटिंग कर्व का संदर्भ लें।
1A तक, और ड्यूटी साइकल सीमाओं का कड़ाई से पालन करें) का उपयोग करें। स्पेक्ट्रल मिलान: इष्टतम सिग्नल शक्ति के लिए सुनिश्चित करें कि रिसीवर (फोटोट्रांजिस्टर, फोटोडायोड या इन्फ्रारेड मॉड्यूल) की 875nm के आसपास चरम संवेदनशीलता है। ऑप्टिकल डिज़ाइन: आवश्यक बीम पैटर्न प्राप्त करने के लिए 20 डिग्री के व्यूइंग एंगल को लेंस या रिफ्लेक्टर की आवश्यकता हो सकती है। पीसीबी लेआउट: यांत्रिक आयामों का सटीक पालन करें, और सोल्डर पैड से एलईडी तक न्यूनतम 3mm दूरी के नियम का पालन करें।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
सामान्य 5mm इन्फ्रारेड LED की तुलना में, SIR383C एक संतुलित सुविधा संयोजन प्रदान करता है: उच्च तीव्रता: 20mA पर इसकी 20 mW/sr की विशिष्ट विकिरण तीव्रता मानक 5mm पैकेज में प्रतिस्पर्धी है। सटीक तरंगदैर्ध्य: 875nm शिखर एक सामान्य मानक है, जो रिसीवर के साथ व्यापक संगतता सुनिश्चित करता है। मजबूत विनिर्देश: स्पष्ट रूप से परिभाषित पल्स ऑपरेशन रेटिंग (1A तक) उच्च बर्स्ट अनुप्रयोगों के लिए डिजाइन लचीलापन प्रदान करती है। व्यापक अनुपालन: RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त अनुपालन डिजाइन को वैश्विक बाजार के लिए अग्रसोची बनाते हैं। विस्तृत अनुप्रयोग नोट: डेटाशीट संचालन, सोल्डरिंग और भंडारण पर व्यापक मार्गदर्शन प्रदान करती है, जो विनिर्माण उपज और उत्पाद विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।
9. सामान्य प्रश्न (FAQs)
9.1 निरंतर अग्र धारा रेटिंग और स्पंद अग्र धारा रेटिंग में क्या अंतर है?
निरंतर अग्र धारा (100mA) वह अधिकतम DC धारा है जिसे LED, थर्मल सीमाओं को ध्यान में रखते हुए, अनिश्चित काल तक बिना क्षति के सहन कर सकता है। शिखर अग्र धारा (1A) एक उच्चतर अनुमत धारा है, लेकिन केवल बहुत ही छोटे पल्स (≤100μs) और कम ड्यूटी साइकिल (≤1%) के लिए लागू होती है। यह LED को चिप के अत्यधिक गर्म हुए बिना, संक्षिप्त उच्च-तीव्रता वाले प्रकाश विस्फोट प्राप्त करने में सक्षम बनाता है।
9.2 कैथोड (नकारात्मक पिन) की पहचान कैसे करें?
कैथोड आमतौर पर दो विशेषताओं द्वारा इंगित किया जाता है: 1) गोल LED लेंस के किनारे पर एक समतल सतह होती है; 2) कैथोड लीड आमतौर पर एनोड लीड से छोटी होती है। रिवर्स बायस से बचने के लिए सोल्डरिंग से पहले ध्रुवता सत्यापित करना सुनिश्चित करें।
9.3 क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
- नहीं, सीधे कनेक्ट नहीं करना चाहिए। LED का फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 1.3-1.6V होता है। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग किए बिना इसे उच्च वोल्टेज स्रोत से सीधे जोड़ने से अत्यधिक करंट प्रवाहित होगा, जिससे LED तुरंत क्षतिग्रस्त हो सकती है। हमेशा एक श्रृंखला रोकनेवाला का उपयोग करें, जिसकी गणना सूत्र R = (Vसप्लाई
- - V) / I से की जाती है।
- 。9.4 भंडारण की स्थिति 3 महीने तक ही सीमित क्यों है?
प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन हवा से नमी अवशोषित करता है। बाद की उच्च-तापमान प्रक्रियाओं (जैसे सोल्डरिंग) के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से फैलती है, जिससे आंतरिक डिलैमिनेशन या दरार ("पॉपकॉर्न इफेक्ट") हो सकती है। 3 महीने की सीमा मानक फैक्ट्री फ्लोर स्थितियों पर आधारित है। लंबे समय तक भंडारण के लिए, नमी अवशोषण को रोकने के लिए ड्राई बैग (डिसिकेंट के साथ नाइट्रोजन) विधि का उपयोग करने का निर्देश दिया जाता है।
- 10. वास्तविक डिज़ाइन उदाहरणपरिदृश्य: एक लंबी दूरी के इन्फ्रारेड रिमोट ट्रांसमीटर को डिजाइन करना।
- 1A के पल्स ड्राइव के रूप में।(उच्च करंट पर ≈1.5V) प्लस ट्रांजिस्टर और किसी भी श्रृंखला रेसिस्टर पर वोल्टेज ड्रॉप को दूर करने के लिए पर्याप्त उच्च होना चाहिए। 5V पावर सप्लाई आमतौर पर पर्याप्त होती है।FPavg
- = V* I
- F_avg) क्या यह 150mW की रेटेड सीमा के भीतर है। 1A पल्स, 1% ड्यूटी साइकिल के लिए, I
- F_avg= 10mA। P
avg
≈ 1.5V * 0.01A = 15mW, जो सीमा के भीतर पूरी तरह से है।
- 11. सिद्धांत का संक्षिप्त परिचयइन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (IR LED) एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डायोड है जो फॉरवर्ड बायस पर अदृश्य इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करता है। डिवाइस के अंदर इलेक्ट्रॉन होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं और ऊर्जा को फोटॉन के रूप में मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (जैसे 875nm) प्रयुक्त सेमीकंडक्टर सामग्री के ऊर्जा बैंड गैप द्वारा निर्धारित होती है, इस मामले में गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs)। पारदर्शी एपॉक्सी लेंस इन्फ्रारेड प्रकाश को फ़िल्टर नहीं करता है, जिससे उच्च संचरण दक्षता प्राप्त होती है। विकिरण तीव्रता प्रति इकाई ठोस कोण उत्सर्जित प्रकाश शक्ति का माप है, जो उत्सर्जित बीम के फोकस और तीव्रता की डिग्री को दर्शाता है।
- 12. विकास प्रवृत्तियाँइन्फ्रारेड LED क्षेत्र में निरंतर विकास जारी है। उद्योग में देखे जा सकने वाले समग्र रुझानों में शामिल हैं:
- Robust Specifications: स्पष्ट रूप से परिभाषित स्पंदित संचालन रेटिंग (1A तक) उच्च-विस्फोट अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन लचीलापन प्रदान करती हैं।
- व्यापक अनुपालन: RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त अनुपालन वैश्विक बाजारों के लिए डिज़ाइनों को भविष्य के लिए तैयार करता है।
- विस्तृत अनुप्रयोग नोट्स: डेटाशीट हैंडलिंग, सोल्डरिंग और स्टोरेज पर व्यापक मार्गदर्शन प्रदान करती है, जो निर्माण उपज और उत्पाद विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।
. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)
.1 निरंतर और स्पंदित अग्र धारा रेटिंग्स के बीच क्या अंतर है?
Continuous Forward Current (100mA) थर्मल सीमाओं को ध्यान में रखते हुए, वह अधिकतम DC धारा है जिसे LED बिना क्षति के अनिश्चित काल तक सहन कर सकता है। Peak Forward Current (1A) एक बहुत अधिक धारा है जिसे केवल बहुत कम अवधि (≤100μs) के स्पंदों और कम ड्यूटी साइकिल (≤1%) पर अनुमति दी जाती है। इससे LED डाई को अधिक गर्म किए बिना, प्रकाश की संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाली चमक प्राप्त की जा सकती है।
.2 मैं कैथोड (नकारात्मक लीड) की पहचान कैसे करूं?
कैथोड आमतौर पर दो विशेषताओं द्वारा इंगित किया जाता है: 1) गोल एलईडी लेंस के रिम पर एक सपाट पक्ष, और 2) कैथोड लीड आमतौर पर एनोड लीड से छोटी होती है। रिवर्स बायस से बचने के लिए सोल्डरिंग से पहले पोलैरिटी की हमेशा पुष्टि करें।
.3 क्या मैं इस एलईडी को सीधे 3.3V या 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूं?
नहीं, आपको इसे सीधे नहीं जोड़ना चाहिए। LED का फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 1.3-1.6V होता है। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के बिना इसे उच्च वोल्टेज स्रोत से सीधे जोड़ने पर अत्यधिक करंट प्रवाहित होगा, जिससे LED तुरंत नष्ट हो सकता है। हमेशा एक श्रृंखला रेसिस्टर का उपयोग करें, जिसकी गणना R = (Vsupply- VF) / I से की जाती है।F.
.4 भंडारण की स्थिति 3 महीने तक ही सीमित क्यों है?
प्लास्टिक पैकेज हवा से नमी अवशोषित कर सकता है। सोल्डरिंग जैसी बाद की उच्च-तापमान प्रक्रियाओं के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से फैल सकती है, जिससे आंतरिक परत अलग होना या दरार पड़ना ("पॉपकॉर्निंग") हो सकता है। 3-महीने की सीमा मानक फैक्ट्री फ्लोर स्थितियों को मानती है। लंबे समय तक भंडारण के लिए, नमी अवशोषण को रोकने के लिए ड्राई-बैग (डिसिकेंट के साथ नाइट्रोजन) विधि निर्धारित है।
. Practical Design Case
Scenario: Designing a Long-Range IR Remote Control Transmitter.
Goal: एक सामान्य लिविंग रूम वातावरण में 30 मीटर से अधिक की रेंज प्राप्त करना।
डिज़ाइन चरण:
- ड्राइव विधि चयन: रेंज को अधिकतम करने के लिए, हमें उच्च तात्कालिक ऑप्टिकल शक्ति की आवश्यकता है। इसलिए, हम अधिकतम रेटेड I पर पल्स्ड ड्राइविंग का उपयोग करेंगे।FP1A का।
- पल्स पैरामीटर्सपल्स चौड़ाई को 100μs और ड्यूटी साइकिल को 1% पर सेट करें (उदाहरण के लिए, 100μs ON, 9900μs OFF)। यह सुनिश्चित करता है कि हम Absolute Maximum Ratings के भीतर रहें।
- सर्किट डिज़ाइनएक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन द्वारा नियंत्रित एक साधारण ट्रांजिस्टर स्विच (जैसे, NPN या N-चैनल MOSFET) का उपयोग किया जा सकता है। एक छोटा बेस/गेट रेसिस्टर नियंत्रण करंट को सीमित करता है। ट्रांजिस्टर के संतृप्ति वोल्टेज को ध्यान में रखते हुए, सटीक 1A पल्स करंट सेट करने के लिए पावर सप्लाई और LED के बीच एक श्रृंखला रेसिस्टर की अभी भी आवश्यकता हो सकती है।
- पावर सप्लाईआपूर्ति वोल्टेज V को पार करने के लिए पर्याप्त उच्च होना चाहिए।F(≈1.5V at high current) plus the voltage drop across the transistor and any series resistor. A 5V supply is typically sufficient.
- मॉड्यूलेशनIR पल्सों को एक वाहक आवृत्ति (उदाहरण के लिए, 38kHz) पर मॉड्यूलेट किया जाना चाहिए जो इच्छित रिसीवर के साथ संगत हो। यह 100μs लिफाफे के भीतर 38kHz दर पर 1A पल्सों को चालू और बंद करके किया जाता है।
- थर्मल विचारहालांकि ड्यूटी साइकिल बहुत कम है, सत्यापित करें कि औसत शक्ति (Pavg= VF* IF_avg) 150mW की रेटिंग के भीतर है। 1% ड्यूटी पर 1A पल्स के साथ, मैंF_avg= 10mA. Pavg≈ 1.5V * 0.01A = 15mW, जो सीमा के भीतर है।
यह दृष्टिकोण निरंतर 20mA ड्राइव की तुलना में काफी अधिक रेंज प्राप्त करने के लिए LED की पल्स्ड क्षमता का लाभ उठाता है।
. सिद्धांत परिचय
एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (आईआर एलईडी) एक अर्धचालक पी-एन जंक्शन डायोड है जो विद्युत रूप से अग्र दिशा में अभिनत होने पर गैर-दृश्यमान इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करता है। इलेक्ट्रॉन डिवाइस के भीतर होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (उदाहरण के लिए, 875nm) प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित की जाती है, जो इस मामले में गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड (GaAlAs) है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी लेंस आईआर प्रकाश को फ़िल्टर नहीं करता है, जिससे उच्च संचरण दक्षता प्राप्त होती है। विकिरण तीव्रता प्रति इकाई ठोस कोण पर उत्सर्जित प्रकाशीय शक्ति का माप है, जो यह दर्शाता है कि उत्सर्जित बीम कितना केंद्रित और शक्तिशाली है।
. विकास प्रवृत्तियाँ
इन्फ्रारेड एलईडी का क्षेत्र निरंतर विकसित हो रहा है। उद्योग में देखी जाने वाली सामान्य प्रवृत्तियों में शामिल हैं:
- Increased Efficiency: उच्च विकिरण तीव्रता और वॉल-प्लग दक्षता (ऑप्टिकल पावर आउट / इलेक्ट्रिकल पावर इन) प्राप्त करने के लिए नई अर्धचालक सामग्री और चिप संरचनाओं (जैसे, फ्लिप-चिप, थिन-फिल्म) का विकास, समान या छोटे पैकेज आकार से।
- लघुरूपण: अधिक कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को सक्षम करने के लिए छोटे पैकेज फुटप्रिंट (जैसे, 0402, 0603 SMD) की मांग, विशेष रूप से उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और वियरेबल्स में।
- बढ़ी हुई विश्वसनीयता: उच्च सोल्डरिंग तापमान (लीड-मुक्त आवश्यकताओं के अनुकूल), कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों और लंबे परिचालन जीवनकाल को सहन करने के लिए पैकेजिंग सामग्री और प्रक्रियाओं में सुधार।
- एकीकृत समाधानसंयुक्त एमिटर-सेंसर मॉड्यूल और एप्लिकेशन-विशिष्ट एकीकृत सर्किट (ASICs) का विकास जिनमें ड्राइवर, मॉड्यूलेटर और लॉजिक शामिल हैं, जो अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए सिस्टम डिज़ाइन को सरल बनाते हैं।
- तरंगदैर्ध्य विविधीकरणविभिन्न शिखर तरंगदैर्ध्य (जैसे, 850nm, 940nm, 1050nm) पर IR LEDs की उपलब्धता, जो विभिन्न अनुप्रयोगों के अनुरूप होती हैं, जैसे कि परिवेशी प्रकाश के साथ हस्तक्षेप से बचना (940nm कम दिखाई देती है) या विशिष्ट सेंसर संवेदनशीलता से मेल खाना।
LED विनिर्देश शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नार पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| Color Fidelity (SDCM) | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापक, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतने ही अधिक सुसंगत होंगे। | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर न होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतान (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | एलईडी को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे थोड़े समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | एलईडी सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मूल्य बेहतर ताप अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| Electrostatic Discharge Immunity (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए, इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय करना आवश्यक है। |
तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | मुख्य संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी जीवन" की सीधी परिभाषा। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम अंडाकार | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार। पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC की ऊष्मा प्रतिरोध क्षमता अच्छी और लागत कम है; सिरेमिक की ऊष्मा अपव्यय क्षमता बेहतर और आयु लंबी है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू LED चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फोरस प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने के लिए पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और श्रेणीकरण
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत के साथ मिलान करने में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदन श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | Estimating lifespan under actual usage conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |