सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 विद्युत विशेषताएँ
- 2.2 अधिकतम रेटिंग और तापीय विशेषताएँ
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4. Mechanical and Packaging Information
- 4.1 Package Outline and Dimensions
- 4.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और ध्रुवीयता पहचान
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
- 6. अनुप्रयोग सुझाव
- 6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ
- 6.2 डिज़ाइन विचार
- 7. तकनीकी तुलना एवं लाभ
- 8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 8.1 कम Qc (6.4nC) विनिर्देश का मुख्य लाभ क्या है?
- 8.2 शेल कैथोड से जुड़ा हुआ है, यह मेरे डिज़ाइन को कैसे प्रभावित करता है?
- 8.3 क्या मैं इस डायोड का उपयोग समान वोल्टेज/करंट रेटिंग वाले सिलिकॉन डायोड के सीधे प्रतिस्थापन के रूप में कर सकता हूँ?
- 9. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी
- 10. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 11. तकनीकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन सिलिकॉन कार्बाइड शॉट्की बैरियर डायोड की विशिष्टताओं का विस्तार से वर्णन करता है। यह उपकरण उच्च दक्षता, उच्च-आवृत्ति संचालन और उत्कृष्ट तापीय प्रदर्शन की मांग वाले पावर इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। मानक TO-220-2L पैकेजिंग का उपयोग करते हुए, यह कठोर पावर कनवर्जन सर्किट के लिए एक विश्वसनीय समाधान प्रदान करता है।
इस डायोड का मुख्य लाभ इसके उपयोग की गई सिलिकॉन कार्बाइड तकनीक में निहित है। पारंपरिक सिलिकॉन पीएन जंक्शन डायोड की तुलना में, यह तकनीक मूल रूप से कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप और लगभग शून्य रिवर्स रिकवरी चार्ज प्रदान करती है। यह सीधे तौर पर कम चालन और स्विचिंग हानियों में परिवर्तित होता है, जिससे उच्चतर सिस्टम दक्षता और पावर घनत्व प्राप्त होता है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 विद्युत विशेषताएँ
महत्वपूर्ण विद्युत मापदंड डिवाइस की संचालन सीमा और प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- Repetitive Peak Reverse Voltage:650V. यह डायोड द्वारा बार-बार सहन की जा सकने वाली अधिकतम तात्कालिक रिवर्स वोल्टेज है।
- Continuous Forward Current:4A. The maximum DC current the device can conduct continuously, limited by its thermal characteristics.
- Forward Voltage:IF=4A, Tj=25°C की स्थिति में, विशिष्ट मान 1.4V है और अधिकतम मान 1.75V है। यह कम VF सिलिकॉन कार्बाइड शॉटकी तकनीक की पहचान है, जो चालन हानि को न्यूनतम करती है।
- रिवर्स करंट:VR=520V, Tj=25°C की स्थिति में, विशिष्ट मान 1µA है। यह कम लीकेज करंट बंद अवस्था में उच्च दक्षता प्राप्त करने में सहायक है।
- कुल कैपेसिटेंस चार्ज:VR=400V की स्थिति में, विशिष्ट मान 6.4nC है। यह स्विचिंग हानि की गणना के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, जो प्रत्येक स्विचिंग चक्र में आपूर्ति/मुक्त किए जाने वाले चार्ज का प्रतिनिधित्व करता है। इसका कम मान उच्च-गति स्विचिंग का समर्थन करता है।
2.2 अधिकतम रेटिंग और तापीय विशेषताएँ
पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो स्थायी क्षति का कारण बन सकती हैं।
- सर्ज नॉन-रिपीटेबल फॉरवर्ड करंट:Tc=25°C पर, 10ms हाफ-साइन वेव पल्स के लिए 19A। यह रेटिंग शॉर्ट-सर्किट या सर्ज करंट घटनाओं को संभालने की डिवाइस की क्षमता को दर्शाती है।
- जंक्शन तापमान:अधिकतम 175°C। यह विश्वसनीय संचालन की ऊपरी सीमा है।
- कुल शक्ति अपव्यय:Tc=25°C पर 33W। यह एक विशिष्ट केस तापमान पर, आदर्श ताप अपव्यय स्थितियों में, पैकेज द्वारा अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है।
- Junction-to-case thermal resistance:Typical value is 4.5°C/W. This low thermal resistance is crucial for effectively transferring heat from the silicon chip to the heat sink through the package case, enabling higher power handling capability.
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
स्पेसिफिकेशन शीट डिजाइन और सिमुलेशन के लिए महत्वपूर्ण कई विशेषता वक्र प्रदान करती है।
- VF-IF विशेषता वक्र:यह ग्राफ विभिन्न जंक्शन तापमान पर फॉरवर्ड वोल्टेज और फॉरवर्ड करंट के बीच संबंध दर्शाता है। यह चालू हानि की गणना के लिए उपयोग किया जाता है।
- VR-IR characteristic curve:It illustrates the relationship of reverse leakage current with reverse voltage and temperature, which is important for evaluating turn-off losses.
- VR-Ct characteristic curve:यह दर्शाता है कि डायोड की जंक्शन कैपेसिटेंस लगाए गए रिवर्स वोल्टेज के साथ कैसे बदलती है। यह गैर-रैखिक कैपेसिटेंस स्विचिंग गति और रिंगिंग को प्रभावित करती है।
- अधिकतम फॉरवर्ड करंट बनाम केस तापमान विशेषता वक्र:यह दर्शाता है कि कैसे अनुमत फॉरवर्ड करंट केस तापमान बढ़ने के साथ डेरेट होता है।
- पावर डिसिपेशन डेरेटिंग वक्र:यह दर्शाता है कि कैसे अधिकतम अनुमेय पावर डिसिपेशन केस तापमान बढ़ने के साथ कम होता है।
- सर्ज करंट बनाम पल्स विड्थ कर्व:यह विभिन्न पल्स विड्थ के तहत सर्ज करंट क्षमता प्रदान करता है, जो फ्यूज चयन और ओवरलोड प्रोटेक्शन डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- संग्रहीत संधारित्र ऊर्जा बनाम रिवर्स वोल्टेज विशेषता वक्र:संधारित्र वक्र से प्राप्त, स्विचिंग हानि विश्लेषण के लिए उपयोग किया गया, रिवर्स वोल्टेज के साथ भिन्न होने वाली संग्रहीत संधारित्र ऊर्जा का वक्र आलेखित किया गया।
- क्षणिक तापीय प्रतिबाधा वक्र:छोटी शक्ति स्पंदों के दौरान थर्मल प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए यह महत्वपूर्ण है, जब पैकेज की तापीय धारिता महत्वपूर्ण हो जाती है।
4. Mechanical and Packaging Information
4.1 Package Outline and Dimensions
यह डिवाइस उद्योग-मानक TO-220-2L थ्रू-होल पैकेज में निर्मित है। महत्वपूर्ण आयामों में शामिल हैं:
- कुल लंबाई: 15.6 mm (टाइपिकल)
- कुल चौड़ाई: 9.99 mm (टाइपिकल)
- कुल ऊंचाई: 4.5 मिमी (विशिष्ट मान)
- पिन पिच: 5.08 मिमी (मूल मान)
- Mounting hole distance: 8.70 mm (reference value)
- Mounting hole diameter: 1.70 mm (reference value)
This package is designed for easy mounting to a heatsink using M3 or 6-32 screws, with a specified maximum mounting torque of 8.8 N·m.
4.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और ध्रुवीयता पहचान
पिन व्यवस्था सरल और स्पष्ट है:
- पिन 1:कैथोड
- पिन 2:एनोड
- आवरण:कैथोड के साथ विद्युत कनेक्शन। सर्किट डिज़ाइन और थर्मल प्रबंधन दोनों के लिए यह कनेक्शन महत्वपूर्ण है, क्योंकि आवरण का उपयोग आमतौर पर गर्मी अपव्यय के लिए किया जाता है।
स्पेसिफिकेशन शीट PCB डिज़ाइन संदर्भ के लिए अनुशंसित पिन सतह माउंट पैड लेआउट भी प्रदान करती है।
5. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
हालांकि इस अंश में विशिष्ट रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल का विस्तृत विवरण नहीं दिया गया है, TO-220 पैकेज के लिए सामान्य विचार इस प्रकार हैं:
- Operation:सभी सेमीकंडक्टर उपकरणों की तरह, मानक ESD सावधानियों का पालन करें।
- Installation:थर्मल इंटरफ़ेस मटेरियल को एनकैप्सुलेशन हाउसिंग और हीट सिंक के बीच लगाएं ताकि थर्मल प्रतिरोध कम से कम हो। निर्दिष्ट अधिकतम टॉर्क 8.8 N·m का पालन करें ताकि एनकैप्सुलेशन या PCB को नुकसान न पहुंचे।
- सोल्डरिंग:थ्रू-होल माउंटिंग के लिए, मानक वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। पिन बेंडिंग के लिए उपयुक्त हैं। इष्टतम सोल्डर जॉइंट गठन और यांत्रिक शक्ति के लिए अनुशंसित पैड लेआउट का पालन किया जाना चाहिए।
- भंडारण:निर्धारित -55°C से +175°C भंडारण तापमान सीमा के भीतर, सूखे और इलेक्रोस्टैटिक सुरक्षा वाले वातावरण में रखें।
6. अनुप्रयोग सुझाव
6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ
डेटाशीट में सिलिकॉन कार्बाइड शॉटकी डायोड के लाभ सबसे स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाले कई प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों को स्पष्ट रूप से सूचीबद्ध किया गया है:
- स्विचिंग मोड पावर सप्लाई में पावर फैक्टर करेक्शन:उच्च स्विचिंग गति और कम Qc ने PFC स्टेज बूस्ट डायोड के स्विचिंग नुकसान को काफी कम कर दिया है, जिससे समग्र दक्षता में सुधार हुआ है, विशेष रूप से उच्च लाइन आवृत्ति पर।
- सौर इन्वर्टर:आउटपुट रेक्टिफिकेशन या फ्रीव्हीलिंग पथ के लिए उपयोग किया जाता है, ताकि नुकसान को कम किया जा सके और इस प्रकार फोटोवोल्टिक पैनल की ऊर्जा संग्रहण दक्षता में वृद्धि हो।
- अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई:इन्वर्टर/चार्जर सेक्शन की दक्षता बढ़ाना, जिससे परिचालन लागत और कूलिंग आवश्यकताएं कम होती हैं।
- मोटर ड्राइव:इन्वर्टर ब्रिज में फ्रीव्हीलिंग डायोड के रूप में उपयोग, उच्च स्विचिंग फ्रीक्वेंसी प्राप्त करना, जिससे मोटर अधिक शांत और नियंत्रण अधिक सटीक होता है।
- डेटा सेंटर पावर सप्लाई:सर्वर पावर सप्लाई में उच्च दक्षता के प्रयास के कारण, इस डायोड की कम हानि वाली विशेषता बहुत मूल्यवान है।
6.2 डिज़ाइन विचार
- थर्मल प्रबंधन:कम जंक्शन-टू-केस थर्मल प्रतिरोध प्रभावी ऊष्मा अपव्यय में सहायता करता है, लेकिन सबसे खराब परिस्थितियों में, जंक्शन तापमान को 175°C से नीचे रखने के लिए उचित आकार का हीट सिंक अभी भी आवश्यक है। डिजाइन करते समय पावर डिरेटिंग कर्व का उपयोग करें।
- स्विचिंग व्यवहार:हालांकि रिकवरी लॉस नगण्य है, फिर भी कैपेसिटिव स्विचिंग व्यवहार पर विचार करने की आवश्यकता है। कम Qc ब्रिज कॉन्फ़िगरेशन में रिलेटिव स्विच के टर्न-ऑन लॉस को न्यूनतम कर सकता है।
- समानांतर संचालन:फॉरवर्ड वोल्टेज का पॉजिटिव टेम्परेचर कोएफिशिएंट कई डायोड के समानांतर संचालन में करंट शेयरिंग में सहायता करता है और थर्मल रनवे को रोकता है।
- स्नबर सर्किट:अत्यंत तीव्र स्विचिंग गति के कारण, वोल्टेज ओवरशूट और रिंगिंग को कम करने के लिए सर्किट लेआउट में परजीवी प्रेरकत्व पर ध्यान देना चाहिए। लेआउट के आधार पर, एक RC स्नबर सर्किट की आवश्यकता हो सकती है।
7. तकनीकी तुलना एवं लाभ
मानक सिलिकॉन फास्ट रिकवरी डायोड या यहां तक कि अल्ट्राफास्ट रिकवरी डायोड की तुलना में, इस सिलिकॉन कार्बाइड शॉट्की डायोड के महत्वपूर्ण लाभ हैं:
- लगभग शून्य रिवर्स रिकवरी चार्ज:PN जंक्शन डायोड के विपरीत, शॉट्की डायोड बहुसंख्यक वाहक उपकरण हैं। इनमें संग्रहीत अल्पसंख्यक वाहक चार्ज नहीं होता है, इसलिए फॉरवर्ड बायस से रिवर्स बायस में स्विच करते समय इन्हें रिकवर करने की आवश्यकता नहीं होती। इससे रिवर्स रिकवरी हानि और संबंधित शोर समाप्त हो जाता है।
- कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप:विशिष्ट ऑपरेटिंग करंट पर, इस सिलिकॉन कार्बाइड डायोड का VF उच्च वोल्टेज सिलिकॉन शॉट्की डायोड के बराबर या उससे कम है।
- उच्च तापमान संचालन क्षमता:सिलिकॉन कार्बाइड की सामग्री विशेषताएं उच्च जंक्शन तापमान पर विश्वसनीय संचालन की अनुमति देती हैं।
- उच्च आवृत्ति क्षमता:कम Qc और शून्य Qrr का संयोजन इसे उच्च स्विचिंग आवृत्तियों पर संचालित करने में सक्षम बनाता है, जिससे सिस्टम में छोटे चुंबकीय घटकों और कैपेसिटर के उपयोग की अनुमति मिलती है।
8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
8.1 कम Qc विनिर्देश का मुख्य लाभ क्या है?
कम कुल समाई आवेश सीधे कम स्विचिंग हानि में परिवर्तित होता है। प्रत्येक स्विचिंग चक्र में, डायोड जंक्शन समाई को चार्ज और डिस्चार्ज करने के लिए आवश्यक ऊर्जा खो जाती है। कम Qc का अर्थ है प्रति चक्र कम बर्बाद ऊर्जा, जिससे उच्च आवृत्ति पर उच्च दक्षता के साथ संचालन संभव होता है।
8.2 शेल कैथोड से जुड़ा हुआ है, यह मेरे डिज़ाइन को कैसे प्रभावित करता है?
यह कनेक्शन दो कारणों से महत्वपूर्ण है:विद्युत पहलू:हीट सिंक कैथोड पोटेंशियल पर होगा। यदि सर्किट में कैथोड ग्राउंड पोटेंशियल पर नहीं है, तो यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि हीट सिंक अन्य घटकों या चेसिस ग्राउंड से उचित रूप से इंसुलेटेड हो। आमतौर पर इंसुलेटिंग वॉशर और बुशिंग का उपयोग करना आवश्यक होता है।ऊष्मा विज्ञान के संदर्भ में:यह धातु के आवरण के माध्यम से सिलिकॉन चिप से बाहरी हीट सिंक तक एक उत्कृष्ट कम-प्रतिबाधा ऊष्मीय पथ प्रदान करता है, जो ताप अपव्यय के लिए महत्वपूर्ण है।
8.3 क्या मैं इस डायोड का उपयोग समान वोल्टेज/करंट रेटिंग वाले सिलिकॉन डायोड के सीधे प्रतिस्थापन के रूप में कर सकता हूँ?
आम तौर पर हाँ, लेकिन सीधा प्रतिस्थापन सर्वोत्तम परिणाम नहीं दे सकता है। कम नुकसान के कारण, सिलिकॉन कार्बाइड डायोड का संचालन तापमान कम हो सकता है। हालाँकि, आपको पुनर्मूल्यांकन करना होगा: 1)स्नबर/रिंगिंग:तेज़ स्विचिंग गति परजीवी अधिष्ठापन को अधिक आसानी से उत्तेजित कर सकती है, लेआउट समायोजन या स्नबर सर्किट जोड़ने की आवश्यकता हो सकती है। 2)गेट ड्राइव:यदि ब्रिज सर्किट में फ्रीव्हीलिंग डायोड को बदला जाता है, तो संबंधित स्विचिंग ट्रांजिस्टर डायोड की कैपेसिटेंस के कारण उच्च टर्न-ऑन करंट स्पाइक का अनुभव कर सकता है। ड्राइवर की क्षमता की जांच की जानी चाहिए।3)थर्मल डिज़ाइन:हालांकि नुकसान कम है, फिर भी नए नुकसान गणना को सत्यापित करने और यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि हीट सिंक अभी भी पर्याप्त है, भले ही अब यह ओवरसाइज़्ड हो सकता है।
9. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी
परिदृश्य:500W, 100kHz का एक बूस्ट-टाइप पावर फैक्टर करेक्शन स्टेज डिज़ाइन करें, जिसका आउटपुट 400VDC हो।
चयन का कारण:PFC सर्किट में बूस्ट डायोड उच्च आवृत्ति पर निरंतर चालन मोड में कार्य करता है। एक मानक 600V सिलिकॉन अल्ट्रा-फास्ट रिकवरी डायोड का Qrr 50-100nC और Vf 1.7-2.0V हो सकता है। इसकी स्विचिंग हानि और चालन हानि काफी महत्वपूर्ण होगी।
इस सिलिकॉन कार्बाइड शॉट्की डायोड का उपयोग करें:
- स्विचिंग हानि:रिवर्स रिकवरी हानि समाप्त हो गई है। शेष कैपेसिटिव स्विचिंग हानि Qc=6.4nC पर आधारित है, जो सिलिकॉन डायोड की Qrr से एक क्रम कम है।
- चालन हानि:विशिष्ट Vf 1.4V बनाम 1.8V, चालन हानि 20% से अधिक कम हो जाती है।
- परिणाम:डायोड की कुल हानि में उल्लेखनीय कमी आती है। इससे यह संभव होता है: a) सिस्टम दक्षता में वृद्धि, अधिक कठोर मानकों को पूरा करना; या b) उच्च स्विचिंग आवृत्ति पर संचालन, जिससे छोटे और हल्के बूस्ट इंडक्टर्स का उपयोग किया जा सकता है। कम होने वाली ऊष्मा उत्पादन भी थर्मल प्रबंधन को सरल बनाता है, संभवतः छोटे हीट सिंक के उपयोग की अनुमति देता है।
10. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
शॉटकी बैरियर डायोड एक धातु-अर्धचालक जंक्शन द्वारा बनता है, जो मानक डायोड के P-N अर्धचालक जंक्शन से भिन्न है। इस सिलिकॉन कार्बाइड शॉटकी डायोड में, धातु संपर्क सिलिकॉन कार्बाइड के साथ संपर्क बनाता है।
मूलभूत अंतर आवेश परिवहन में है। PN डायोड में, अग्र अभिनति चालन में अल्पसंख्यक वाहकों का इंजेक्शन और भंडारण शामिल होता है। जब वोल्टेज उत्क्रमित होता है, तो इन संग्रहीत वाहकों को हटाया जाना चाहिए, तब ही डायोड वोल्टेज को अवरुद्ध कर सकता है, जिससे उत्क्रम पुनर्प्राप्ति धारा और हानियाँ उत्पन्न होती हैं।
एक शॉटकी डायोड में, चालन बहुसंख्यक वाहकों के धातु-अर्धचालक अवरोध को पार करके प्रवाहित होने के माध्यम से होता है। कोई अल्पसंख्यक वाहक इंजेक्शन और भंडारण नहीं होता है। इसलिए, जब लगाया गया वोल्टेज रिवर्स होता है, तो डायोड लगभग तुरंत चालन बंद कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप इसकी विशिष्ट लगभग शून्य रिवर्स रिकवरी समय और आवेश होता है। सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज प्राप्त करने के लिए आवश्यक सामग्री गुण प्रदान करता है, साथ ही अपेक्षाकृत कम अग्र वोल्टेज ड्रॉप और उत्कृष्ट तापीय चालकता बनाए रखता है।
11. तकनीकी रुझान
सिलिकॉन कार्बाइड पावर डिवाइसेज इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण प्रवृत्ति का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिसका प्रेरक बल दुनिया भर में उच्च दक्षता, पावर घनत्व और विश्वसनीयता की मांग है। मुख्य प्रवृत्तियों में शामिल हैं:
- वोल्टेज रेटिंग विस्तार:हालांकि 650V PFC और सौर ऊर्जा जैसे अनुप्रयोगों के लिए प्रमुख वोल्टेज है, सिलिकॉन कार्बाइड शॉटकी डायोड अब आमतौर पर 1200V और 1700V रेटिंग प्रदान करते हैं, जो सीधे सिलिकॉन IGBT फ्रीव्हीलिंग डायोड के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं और इलेक्ट्रिक वाहन ट्रैक्शन इन्वर्टर और औद्योगिक ड्राइव जैसे नए अनुप्रयोगों के द्वार खोलते हैं।
- एकीकरण:प्रवृत्ति यह है कि सिलिकॉन कार्बाइड शॉटकी डायोड को सिलिकॉन या सिलिकॉन कार्बाइड MOSFET के साथ एक सामान्य पावर मॉड्यूल में सह-पैकेज किया जाए, ताकि अनुकूलित "हाफ-ब्रिज" या "फुल-ब्रिज" बिल्डिंग ब्लॉक्स बनाए जा सकें और परजीवी प्रेरकत्व को न्यूनतम किया जा सके।
- लागत में कमी:वेफर निर्माण के पैमाने के विस्तार और दोष घनत्व में कमी के साथ, सिलिकॉन कार्बाइड की सिलिकॉन के सापेक्ष लागत प्रीमियम लगातार सिकुड़ रहा है, जिससे लागत-संवेदनशील उच्च-मात्रा अनुप्रयोगों में इसका अपनाव तेज हो रहा है।
- पूरक प्रौद्योगिकियाँ:सिलिकॉन कार्बाइड MOSFET और JFET का विकास सहयोगात्मक है। सिलिकॉन कार्बाइड स्विच के साथ फ्रीव्हीलिंग या बूस्ट डायोड के रूप में सिलिकॉन कार्बाइड शॉटकी डायोड का उपयोग करके एक पूर्ण सिलिकॉन कार्बाइड पावर स्टेज बनाई जा सकती है, जो बहुत उच्च आवृत्तियों और तापमान पर न्यूनतम हानि के साथ संचालित हो सकती है।
इस डेटाशीट में वर्णित उपकरण, पावर कन्वर्जन के क्षेत्र में व्यापक बैंडगैप अर्धचालकों की ओर व्यापक तकनीकी बदलाव का एक मूलभूत घटक है।
LED विनिर्देश शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
एक, प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन/वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता स्तर और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, कला दीर्घाओं जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates higher color consistency. | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (nanometer), jaise 620nm (laal) | Rang-birange LED ke rangon se sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek rang wale LED ka varn (hue) nirdharit karna. |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करें। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर निरंतर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्पावधि में सहन योग्य शिखर धारा। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth（°C/W） | यह चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध है, जितना कम मान उतना बेहतर ताप अपव्यय। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत शीतलन डिजाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, उतना ही कम यह स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होगा। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने की आवश्यकता है, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवन दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "जीवनकाल" को सीधे परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन मेंटेनेंस (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | उपयोग की एक अवधि के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण पैकेजिंग 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 उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | सीधी स्थापना, उलटी स्थापना (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | Flip Chip बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | एनकैप्सुलेशन सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करें। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान को सुविधाजनक बनाने और सिस्टम दक्षता बढ़ाने के लिए। |
| रंग के अनुसार वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग की असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडेशन | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह के लिए संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान पर लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयुक्त)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करें। |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करना 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। |