विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. Performance Curve Analysis
- 3.1 Relative Intensity vs. Wavelength
- 3.2 Directivity Pattern
- 3.3 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)
- 3.4 Relative Intensity vs. Forward Current
- 3.5 Thermal Characteristics
- 4. Mechanical and Package Information
- 4.1 Package Dimensions
- 4.2 Polarity Identification
- 5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 5.1 लीड फॉर्मिंग
- 5.2 सोल्डरिंग प्रक्रिया
- 5.3 भंडारण की स्थितियाँ
- 5.4 सफाई
- 6. ऊष्मा और ESD प्रबंधन
- 6.1 ताप प्रबंधन
- 6.2 ESD (Electrostatic Discharge) सुरक्षा
- 7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी
- 7.1 पैकेजिंग विशिष्टता
- 7.2 लेबल स्पष्टीकरण
- 8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 8.2 Design Considerations
- 9. Technical Comparison and Differentiation
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 12. संचालन सिद्धांत
- 13. Technology Trends
1. उत्पाद अवलोकन
204-10SYGC/S530-E2 एक उच्च-चमक, थ्रू-होल एलईडी लैंप है जो विश्वसनीय और मजबूत प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक शानदार पीला हरा प्रकाश उत्पादन करने के लिए AlGaInP (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) अर्धचालक चिप का उपयोग करता है। यह उपकरण एक मानक 5mm गोल, वाटर-क्लियर एपॉक्सी रेजिन पैकेज में रखा गया है, जो विभिन्न संकेतक और बैकलाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए एक कॉम्पैक्ट और बहुमुखी समाधान प्रदान करता है।
यह एलईडी श्रृंखला दृश्य कोणों के विकल्प के साथ सुसंगत प्रदर्शन प्रदान करने के लिए इंजीनियर की गई है। यह प्रमुख पर्यावरणीय और सुरक्षा मानकों का अनुपालन करती है, जिसमें RoHS (हानिकारक पदार्थों पर प्रतिबंध), EU REACH विनियमन शामिल हैं, और इसे एक हैलोजन-मुक्त घटक के रूप में निर्मित किया गया है, जो कठोर सामग्री आवश्यकताओं वाले आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइनों के लिए इसकी उपयुक्तता सुनिश्चित करता है।
1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
इस LED लैंप के प्राथमिक लाभों में इसकी उच्च दीप्त तीव्रता, विश्वसनीय निर्माण और व्यापक पर्यावरण अनुपालन शामिल है। इसका मजबूत डिजाइन इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां दीर्घकालिक विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है। उत्पाद स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए टेप और रील पर उपलब्ध है, जिससे विनिर्माण दक्षता बढ़ती है।
इस उपकरण के लक्षित अनुप्रयोग मुख्य रूप से उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स में हैं जहां स्पष्ट, चमकदार संकेत की आवश्यकता होती है। विशिष्ट उपयोग के मामलों में स्थिति संकेतक, बटन या पैनल के लिए बैकलाइटिंग और कॉम्पैक्ट स्थानों में सामान्य-उद्देश्य प्रकाश शामिल हैं। इसकी विशिष्टताएं इसे लागत-प्रभावी फिर भी विश्वसनीय प्रकाश समाधानों के लिए एक उपयुक्त विकल्प बनाती हैं।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख तकनीकी पैरामीटरों की एक विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है। इन मूल्यों को समझना उचित सर्किट डिजाइन और यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि एलईडी अपने सुरक्षित संचालन क्षेत्र (SOA) के भीतर कार्य करे।
2.1 Absolute Maximum Ratings
Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन की स्थितियाँ नहीं हैं।
- Continuous Forward Current (IF): 25 mA. यह निर्दिष्ट परिवेशीय परिस्थितियों (Ta=25°C) के तहत LED पर लगातार लगाया जा सकने वाला अधिकतम DC धारा है। इस मान से अधिक होने पर अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न होगी, जिससे अर्धचालक जंक्शन क्षतिग्रस्त हो सकता है और जीवनकाल कम हो सकता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP): 60 mA. यह रेटिंग 1 kHz पर 1/10 ड्यूटी साइकल के साथ पल्स्ड ऑपरेशन पर लागू होती है। यह उच्च धारा की संक्षिप्त अवधि की अनुमति देती है, जो मल्टीप्लेक्स्ड या पल्स्ड अनुप्रयोगों में उच्च तात्कालिक चमक प्राप्त करने के लिए उपयोगी हो सकती है।
- Reverse Voltage (VR): 5 V. एलईडी रिवर्स-बायस्ड दिशा में अधिकतम 5 वोल्ट तक का सामना कर सकती है। उच्च रिवर्स वोल्टेज लगाने से जंक्शन ब्रेकडाउन और विनाशकारी विफलता हो सकती है। यदि रिवर्स वोल्टेज की स्थितियाँ संभव हैं, तो सर्किट डिज़ाइन में सुरक्षा, जैसे कि श्रृंखला रोकनेवाला या समानांतर सुरक्षा डायोड, शामिल होनी चाहिए।
- Power Dissipation (Pd): 60 mW. यह पैकेज अपने अधिकतम जंक्शन तापमान को पार किए बिना व्यय कर सकने वाली अधिकतम कुल शक्ति (VF * IF) है। इस सीमा के भीतर रहने के लिए उच्च परिवेशी तापमान पर उचित हीट सिंकिंग या करंट डिरेटिंग आवश्यक है।
- Operating & Storage Temperature: डिवाइस -40°C से +85°C तक संचालन के लिए रेटेड है और -40°C से +100°C तक संग्रहीत किया जा सकता है। यह विस्तृत सीमा कठोर वातावरण में कार्यक्षमता सुनिश्चित करती है।
- सोल्डरिंग तापमान: 260°C पर 5 सेकंड। यह अधिकतम थर्मल प्रोफाइल को परिभाषित करता है जिसे आंतरिक बॉन्ड या एपॉक्सी लेंस को क्षति पहुंचाए बिना वेव या हैंड सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के दौरान एलईडी सहन कर सकता है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
ये पैरामीटर, 20 mA की मानक परीक्षण धारा और 25°C के परिवेश तापमान पर मापे गए, LED की प्रकाशिक और विद्युतीय प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- Luminous Intensity (Iv): 125 mcd (Min), 250 mcd (Typ). यह एक दिए गए दिशा में उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की मात्रा निर्दिष्ट करता है। 250 मिलिकैंडेला का विशिष्ट मान एक उज्ज्वल आउटपुट को इंगित करता है जो कई संकेतक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। न्यूनतम गारंटीकृत मान 125 mcd है, जो डिजाइन स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण है।
- Viewing Angle (2θ1/2): 20° (Typ). यह वह पूर्ण कोण है जिस पर दीप्त तीव्रता, शिखर तीव्रता (अक्ष पर मापी गई) की आधी होती है। 20° का दृश्य कोण अपेक्षाकृत संकीर्ण बीम को दर्शाता है, जो प्रकाश को आगे की दिशा में केंद्रित करता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जिन्हें व्यापक-क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के बजाय एक निर्देशित प्रकाश स्रोत की आवश्यकता होती है।
- Peak Wavelength (λp): 575 nm (Typ). यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाश का स्पेक्ट्रल पावर वितरण अधिकतम होता है। एक Brilliant Yellow Green LED के लिए, यह दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले-हरे क्षेत्र में आता है।
- Dominant Wavelength (λd): 573 nm (Typ). यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाता है और जो LED प्रकाश के रंग से मेल खाता है। यह रंग विनिर्देशन के लिए प्राथमिक पैरामीटर है।
- Forward Voltage (VF): 1.7 V (Min), 2.0 V (Typ), 2.4 V (Max) at IF=20mA. यह फॉरवर्ड-बायस्ड होने और करंट प्रवाहित करने पर LED के पार वोल्टेज ड्रॉप है। 2.0V का विशिष्ट मान श्रृंखला सर्किट में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के मान की गणना के लिए महत्वपूर्ण है: R = (Vsupply - VF) / IFअधिकतम V के लिए डिजाइन करनाF सभी परिस्थितियों में पर्याप्त करंट ड्राइव सुनिश्चित करता है।
- रिवर्स करंट (IR): 10 μA (Max) at VR=5V. यह वह छोटी लीकेज करंट है जो तब प्रवाहित होती है जब डायोड अपनी अधिकतम रेटिंग के भीतर रिवर्स-बायस्ड होता है।
मापन अनिश्चितताएँ: डेटाशीट प्रमुख मापों के लिए विशिष्ट सहनशीलताएँ नोट करती है: V के लिए ±0.1VF, I के लिए ±10%v, और λ के लिए ±1.0nmdइन्हें सटीक अनुप्रयोगों में ध्यान में रखा जाना चाहिए।
3. Performance Curve Analysis
प्रदान की गई विशेषता वक्र विभिन्न परिस्थितियों में LED के व्यवहार के बारे में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करती हैं, जो मजबूत सिस्टम डिजाइन के लिए आवश्यक है।
3.1 Relative Intensity vs. Wavelength
यह वर्णक्रमीय वितरण वक्र तरंगदैर्ध्य के एक फलन के रूप में प्रकाश उत्पादन दर्शाता है। एक AlGaInP-आधारित पीले-हरे एलईडी के लिए, स्पेक्ट्रम आमतौर पर प्रमुख तरंगदैर्ध्य (573 nm typ) के आसपास केंद्रित एक एकल, अपेक्षाकृत संकीर्ण शिखर होता है। अर्ध-अधिकतम पर पूर्ण चौड़ाई (FWHM), जिसे 20 nm typ के स्पेक्ट्रम विकिरण बैंडविड्थ (Δλ) द्वारा दर्शाया गया है, रंग की शुद्धता को परिभाषित करती है। एक संकीर्ण बैंडविड्थ अधिक संतृप्त, शुद्ध रंग को दर्शाता है।
3.2 Directivity Pattern
दिशात्मकता (या विकिरण पैटर्न) वक्र दर्शाता है कि केंद्रीय अक्ष से कोण के साथ प्रकाश की तीव्रता कैसे बदलती है। 20° देखने के कोण वाले LED के लिए, यह वक्र केंद्र से लगभग ±10° से अधिक पर तीव्रता में तेज गिरावट दिखाएगा। यह पैटर्न एपॉक्सी लेंस के आकार और पैकेज के भीतर चिप की स्थिति से प्रभावित होता है।
3.3 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)
यह मौलिक वक्र एक अर्धचालक डायोड में धारा और वोल्टेज के बीच घातांकीय संबंध को प्रदर्शित करता है। एलईडी के लिए, "टर्न-ऑन" या "नी" वोल्टेज स्पष्ट रूप से दिखाई देता है। इस नी वोल्टेज से काफी ऊपर संचालन करने पर वोल्टेज में मामूली वृद्धि के लिए धारा में तीव्र वृद्धि होती है। यह एक धारा-सीमित करने वाले तंत्र (सरल सर्किट के लिए लगभग हमेशा एक श्रृंखला रोकनेवाला) का उपयोग करने के महत्व को उजागर करता है, न कि केवल एक निरंतर वोल्टेज स्रोत के साथ एलईडी चलाने का प्रयास करने का।
3.4 Relative Intensity vs. Forward Current
यह वक्र दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन (दीप्त तीव्रता) आम तौर पर अग्र धारा के समानुपाती होता है, लेकिन यह संबंध पूरी तरह से रैखिक नहीं है, विशेष रूप से उच्च धाराओं पर। बहुत अधिक धाराओं पर दक्षता (विद्युत इनपुट की प्रति इकाई प्रकाश उत्पादन) गर्मी उत्पादन में वृद्धि और अन्य गैर-आदर्श प्रभावों के कारण कम हो सकती है। इष्टतम दक्षता और दीर्घायु के लिए अनुशंसित धारा सीमा के भीतर संचालन करना महत्वपूर्ण है।
3.5 Thermal Characteristics
The curves for Relative Intensity vs. Ambient Temperature और Forward Current vs. Ambient Temperature थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण हैं।
- तीव्रता बनाम तापमान: आमतौर पर, एलईडी का प्रकाश उत्पादन जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। यह वक्र उस डीरेटिंग को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है। उच्च तापमान वाले वातावरण में विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए, दक्षता में इस गिरावट की भरपाई और थर्मल रनअवे को रोकने के लिए ड्राइव करंट को कम करने की आवश्यकता हो सकती है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम तापमान: एक एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज एक नकारात्मक तापमान गुणांक रखता है; यह तापमान बढ़ने के साथ घटता है। इसका स्थिर-वोल्टेज ड्राइव सर्किट पर प्रभाव पड़ सकता है, क्योंकि एक निम्न VF उच्च तापमान पर, यदि उचित रूप से नियंत्रित नहीं किया गया तो करंट में वृद्धि का कारण बन सकता है।
4. Mechanical and Package Information
4.1 Package Dimensions
LED एक मानक 5mm गोल रेडियल-लीडेड पैकेज में रखा गया है। डेटाशीट से प्रमुख आयामीय नोट्स में शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर में हैं।
- फ्लैंज (गुंबद के आधार पर रिम) की ऊंचाई 1.5 मिमी (0.059") से कम होनी चाहिए। यह पीसीबी माउंटिंग के दौरान क्लीयरेंस के लिए महत्वपूर्ण है।
- अनिर्दिष्ट आयामों के लिए सामान्य सहनशीलता ±0.25 मिमी है, जो इस प्रकार के घटक के लिए मानक है।
डायमेंशनल ड्राइंग लीड स्पेसिंग, बॉडी डायमीटर, लेंस हाइट, और लीड लेंथ और डायमीटर के लिए सटीक माप प्रदान करती है। ये पीसीबी फुटप्रिंट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं, जो माउंटिंग होल में उचित फिट और पैनल या डिफ्यूज़र के सापेक्ष लेंस की सही स्थिति सुनिश्चित करते हैं।
4.2 Polarity Identification
रेडियल-लीडेड एलईडी के लिए, कैथोड आमतौर पर प्लास्टिक फ्लैंज के रिम पर एक सपाट स्थान और/या छोटी लीड लंबाई द्वारा पहचाना जाता है। डेटाशीट आरेख स्पष्ट रूप से इंगित करना चाहिए कि कौन सी लीड कैथोड है (आमतौर पर वह जो सपाट किनारे से चिह्नित है)। डिवाइस के संचालन के लिए सही ध्रुवीयता आवश्यक है।
5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
इन दिशानिर्देशों का पालन असेंबली के बाद एलईडी की विश्वसनीयता और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।
5.1 लीड फॉर्मिंग
- एपॉक्सी बल्ब के आधार से कम से कम 3 मिमी दूर एक बिंदु पर झुकना होगा ताकि आंतरिक वायर बॉन्ड्स पर तनाव स्थानांतरित होने से बचा जा सके।
- फॉर्मिंग किया जाना चाहिए पहले सोल्डरिंग से पहले, जब लीड और पैकेज कमरे के तापमान पर हों।
- फॉर्मिंग के दौरान अत्यधिक तनाव एपॉक्सी को दरार कर सकता है या आंतरिक डाई अटैचमेंट को नुकसान पहुंचा सकता है।
- माउंटिंग तनाव से बचने के लिए PCB होल्स को LED लीड्स के साथ पूरी तरह से संरेखित होना चाहिए।
5.2 सोल्डरिंग प्रक्रिया
डेटाशीट हाथ से और डिप सोल्डरिंग दोनों के लिए विशिष्ट सिफारिशें प्रदान करती है:
- Hand Soldering: आयरन टिप का तापमान अधिकतम 300°C (30W अधिकतम आयरन के लिए), प्रति लीड अधिकतम 3 सेकंड का सोल्डरिंग समय। सोल्डर जॉइंट से एपॉक्सी बल्ब तक न्यूनतम 3mm की दूरी बनाए रखें।
- Dip (Wave) Soldering: अधिकतम 100°C तापमान पर 60 सेकंड तक प्रीहीट करें। अधिकतम 260°C तापमान वाले सोल्डर बाथ में अधिकतम 5 सेकंड तक डुबोएं। फिर से, बल्ब से 3mm की दूरी बनाए रखें।
- एक अनुशंसित सोल्डरिंग प्रोफाइल ग्राफ आमतौर पर तापमान में क्रमिक वृद्धि, लिक्विडस से ऊपर एक नियंत्रित समय और एक नियंत्रित ठंडा होने की प्रक्रिया दर्शाता है। तीव्र थर्मल साइक्लिंग से बचना चाहिए।
- Critical Rule: डिप या हाथ से सोल्डरिंग केवल एक बार की जानी चाहिए। बार-बार गर्म करने से विफलता का जोखिम काफी बढ़ जाता है।
- सोल्डरिंग के बाद, एलईडी को यांत्रिक आघात या कंपन से तब तक बचाया जाना चाहिए जब तक कि यह कमरे के तापमान पर वापस न आ जाए, ताकि गर्म, नरम एपॉक्सी और आंतरिक बॉन्ड पर तनाव को रोका जा सके।
5.3 भंडारण की स्थितियाँ
एलईडी नमी-संवेदनशील उपकरण हैं। शिपमेंट के बाद अनुशंसित भंडारण 30°C या उससे कम और 70% सापेक्ष आर्द्रता या उससे कम पर है, जिसकी शेल्फ लाइफ 3 महीने है। लंबे समय तक भंडारण (एक वर्ष तक) के लिए, उन्हें नाइट्रोजन वातावरण और डेसिकेंट के साथ एक सील कंटेनर में रखा जाना चाहिए। पैकेज के अंदर संघनन को रोकने के लिए आर्द्र वातावरण में तापमान में तेज बदलाव से बचना चाहिए।
5.4 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई आवश्यक है, तो केवल कमरे के तापमान पर आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग एक मिनट से अधिक समय तक न करें। अल्ट्रासोनिक सफाई की दृढ़ता से अनुशंसा नहीं की जाती है क्योंकि उच्च-आवृत्ति कंपन पैकेज के अंदर नाजुक वायर बॉन्ड को तोड़ सकते हैं। यदि बिल्कुल आवश्यक हो, तो प्रक्रिया को पहले से सावधानीपूर्वक योग्य बनाना चाहिए।
6. ऊष्मा और ESD प्रबंधन
6.1 ताप प्रबंधन
प्रभावी थर्मल प्रबंधन एलईडी विश्वसनीयता और स्थिर प्रकाश उत्पादन की कुंजी है। उच्च परिवेश तापमान पर करंट को उचित रूप से डीरेट किया जाना चाहिए, जैसा कि डी-रेटिंग वक्र द्वारा दर्शाया गया है। अंतिम अनुप्रयोग में एलईडी के आसपास के तापमान को नियंत्रित किया जाना चाहिए। इसमें अक्सर पीसीबी लेआउट (हीट स्प्रेडिंग के लिए तांबे का क्षेत्र), परिवेशी वायु प्रवाह और उच्च-शक्ति या उच्च-घनत्व अनुप्रयोगों के लिए हीटसिंक के उपयोग पर विचार करना शामिल होता है।
6.2 ESD (Electrostatic Discharge) सुरक्षा
सेमीकंडक्टर डाई इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है। ESD घटनाएं तत्काल विफलता या अव्यक्त क्षति का कारण बन सकती हैं जो दीर्घकालिक विश्वसनीयता को कम कर देती हैं। उत्पादन, असेंबली और हैंडलिंग के सभी चरणों के दौरान उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन किया जाना चाहिए। इसमें ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, कलाई पट्टियों और चालक कंटेनरों का उपयोग शामिल है। निर्दिष्ट पैकिंग सामग्री (एंटी-इलेक्ट्रोस्टैटिक बैग) परिवहन और भंडारण के दौरान उपकरणों की सुरक्षा के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी
7.1 पैकेजिंग विशिष्टता
एलईडी को नमी, इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज और भौतिक क्षति से सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए पैकेज किया गया है:
- प्राथमिक पैकिंग: कम से कम 200-1000 टुकड़े एक एंटी-इलेक्ट्रोस्टैटिक बैग में पैक किए जाते हैं।
- द्वितीयक पैकेजिंग: चार बैग एक आंतरिक कार्टन में रखे जाते हैं।
- तृतीयक पैकेजिंग: शिपमेंट के लिए दस आंतरिक कार्टन एक मास्टर बाहरी कार्टन में पैक किए जाते हैं।
7.2 लेबल स्पष्टीकरण
पैकिंग लेबल में ट्रेसबिलिटी और पहचान के लिए कई कोड होते हैं:
- CPN: ग्राहक का उत्पादन संख्या.
- P/N: Manufacturer's Production Number (the part number).
- QTY: Packing Quantity within the bag/carton.
- CAT / Ranks: यह प्रदर्शन श्रेणियों (जैसे, चमकीली तीव्रता या तरंगदैर्ध्य के लिए) को इंगित कर सकता है।
- HUE: उस विशिष्ट बैच के लिए प्रमुख तरंगदैर्ध्य मान।
- LOT No: Lot Number for full manufacturing traceability.
8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
एकल LED के लिए सबसे बुनियादी और सामान्य ड्राइव सर्किट एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर है। रेसिस्टर मान की गणना इस प्रकार की जाती है: R = (Vsupply - VF) / IF. उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति के साथ, एक सामान्य VF 2.0V का, और वांछित IF 20mA का: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. रोकनेवाला की शक्ति रेटिंग कम से कम P = IF2 * R = (0.02)2 * 150 = 0.06W, इसलिए एक मानक 1/8W (0.125W) या 1/4W रेसिस्टर पर्याप्त है।
एकाधिक एलईडी चलाने के लिए, उन्हें आमतौर पर श्रृंखला में जोड़ा जाता है (यदि आपूर्ति वोल्टेज V के योग को पार करने के लिए पर्याप्त है)Fs) एकल प्रतिरोधक के साथ, या समानांतर में प्रत्येक के अपने श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ। V के कारण व्यक्तिगत प्रतिरोधकों के बिना समानांतर कनेक्शन की अनुशंसा नहीं की जाती है।F एलईडी के बीच भिन्नता, जो असमान धारा वितरण और चमक का कारण बन सकती है।
8.2 Design Considerations
- करंट ड्राइव: हमेशा वोल्टेज के बजाय एक स्थिर या अच्छी तरह से विनियमित करंट के लिए डिज़ाइन करें।
- थर्मल डिज़ाइन: परिवेश के तापमान पर विचार करें और पीसीबी पर पर्याप्त थर्मल रिलीफ प्रदान करें, खासकर यदि अधिकतम निरंतर करंट के निकट चल रहा हो।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन: 20° व्यूइंग एंगल एक केंद्रित बीम बनाता है। व्यापक प्रकाश व्यवस्था के लिए, एक डिफ्यूज़र लेंस या रिफ्लेक्टर की आवश्यकता हो सकती है। वॉटर-क्लियर लेंस उच्चतम प्रकाश संचरण प्रदान करता है।
- रिवर्स वोल्टेज सुरक्षा: उन सर्किटों में जहाँ रिवर्स वोल्टेज संभव है (जैसे, AC कपलिंग, इंडक्टिव लोड), LED के समानांतर (कैथोड से एनोड) एक सुरक्षा डायोड शामिल करें ताकि रिवर्स वोल्टेज को एक सुरक्षित स्तर (~0.7V) तक सीमित किया जा सके।
9. Technical Comparison and Differentiation
GaP (Gallium Phosphide) जैसी पुरानी तकनीक की तुलना में, यह AlGaInP डिवाइस दी गई धारा के लिए काफी अधिक चमक और दक्षता प्रदान करता है। Brilliant Yellow Green रंग अक्सर मानक हरे रंग की तुलना में दृष्टिगत रूप से अधिक विशिष्ट और जीवंत होता है।
5mm गोल एलईडी की अपनी श्रेणी के भीतर, इसके मुख्य अंतर इसकी विशिष्ट संयोजन हैं: उच्च विशिष्ट दीप्त तीव्रता (250 mcd), संकीर्ण दृश्य कोण (20°), और आधुनिक पर्यावरणीय मानकों (RoHS, REACH, Halogen-Free) के साथ पूर्ण अनुपालन। विस्तृत और रूढ़िवादी अधिकतम रेटिंग और हैंडलिंग दिशानिर्देश भी एक ऐसे डिजाइन का संकेत देते हैं जो मांगलिक अनुप्रयोगों में मजबूती और विश्वसनीयता पर केंद्रित है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
प्र: क्या मैं इस LED को 3.3V आपूर्ति से चला सकता हूँ?
उ: हाँ। सूत्र R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω का उपयोग करते हुए। एक 68 Ω मानक प्रतिरोधक I ≈ 19.1 mA देगा, जो स्वीकार्य है।F ≈ 19.1 mA, which is acceptable.
Q: बल्ब से 3mm की सोल्डरिंग दूरी इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
A: धातु की लीड के सहारे ऊष्मा ऊपर की ओर यात्रा करती है। यदि एपॉक्सी बल्ब के बहुत निकट सोल्डर लगाया जाता है, तो अत्यधिक ऊष्मा एपॉक्सी को नरम कर सकती है या दरार डाल सकती है, आंतरिक सील को क्षतिग्रस्त कर सकती है, या आंतरिक वायर बॉन्ड को पुनः पिघला सकती है, जिससे तत्काल या रुक-रुक कर विफलता हो सकती है।
Q: डेटाशीट में 250 mcd की विशिष्ट तीव्रता दर्शाई गई है। मेरे डिज़ाइन के लिए 125 mcd के न्यूनतम मान का क्या अर्थ है?
A: आपको अपनी ऑप्टिकल सिस्टम डिज़ाइन (जैसे, डिफ्यूज़र के पीछे आवश्यक चमक) इसके आधार पर करनी चाहिए न्यूनतम गारंटीकृत मान (125 mcd) ताकि आपके उत्पादन रन के सभी यूनिट आवश्यकता को पूरा करें। विशिष्ट मान वह है जो अधिकांश यूनिट प्राप्त करेंगे, लेकिन प्राकृतिक भिन्नता होती है।
Q: क्या मैं इस LED का उपयोग बाहर कर सकता हूँ?
ऑपरेटिंग तापमान सीमा (-40°C से +85°C) तापमान के संदर्भ में बाहरी उपयोग की अनुमति देती है। हालाँकि, एपॉक्सी पैकेज लंबे समय तक यदि उचित रूप से एनकैप्सुलेटेड या संरक्षित नहीं किया गया तो यूवी क्षरण और नमी के प्रवेश के प्रति संवेदनशील हो सकता है। कठोर बाहरी वातावरण के लिए, विशेष रूप से ऐसी स्थितियों के लिए रेटेड एलईडी (अक्सर सिलिकॉन लेंस के साथ) की सिफारिश की जाती है।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
Scenario: Designing a status indicator panel for industrial equipment. पैनल में बिजली, खराबी और स्टैंडबाई स्थिति दिखाने वाले कई संकेतक हैं। स्थान सीमित है, और संकेतकों को तेज रोशनी वाले वातावरण में दिखाई देना चाहिए।
डिजाइन विकल्प: "स्टैंडबाई" संकेतक के लिए 204-10SYGC/S530-E2 LED का चयन किया गया है क्योंकि इसका चमकीला पीला-हरा रंग लाल (खराबी) और हरा (बिजली चालू) से अलग है। इसका 20° दृश्य कोण सुनिश्चित करता है कि प्रकाश अत्यधिक फैलाव के बिना ऑपरेटर की दृष्टि रेखा की ओर निर्देशित हो, जिससे कंट्रास्ट में सुधार होता है। LED को उपकरण की 24V DC रेल से एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से 15 mA (20mA टेस्ट करंट से कम) पर चलाया जाता है। यह कम करंट दीर्घायु बढ़ाता है और गर्मी कम करता है। PCB फुटप्रिंट को पैकेज आयामों के अनुसार ठीक डिजाइन किया गया है, जिसमें लीड्स के लिए 0.8mm छेद हैं। असेंबली के दौरान, वेव सोल्डरिंग के समय 3mm क्लीयरेंस नियम बनाए रखने के लिए एक समर्पित सोल्डरिंग फिक्स्चर सुनिश्चित करता है। अंतिम असेंबली शुरुआती खराबियों की जांच के लिए 48-घंटे के बर्न-इन टेस्ट से गुजरती है।
12. संचालन सिद्धांत
लाइट एमिटिंग डायोड (LEDs) अर्धचालक उपकरण हैं जो इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। 204-10SYGC/S530-E2 एक AlGaInP (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) यौगिक अर्धचालक का उपयोग करता है। जब p-n जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश वाहक (इलेक्ट्रॉन और होल) पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे ऊर्जा मुक्त करते हैं। इस विशिष्ट पदार्थ प्रणाली में, ऊर्जा बैंडगैप ऐसा होता है कि मुक्त ऊर्जा पीले-हरे तरंगदैर्ध्य सीमा (~573 nm) में एक फोटॉन के अनुरूप होती है। वाटर-क्लियर एपॉक्सी रेजिन पैकेज एक लेंस के रूप में कार्य करता है, जो प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देता है और नाजुक अर्धचालक चिप की सुरक्षा करता है।
13. Technology Trends
जबकि 5mm गोल पैकेज जैसे थ्रू-होल एलईडी प्रोटोटाइपिंग, शैक्षिक उपयोग और कुछ औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रिय बने हुए हैं, समग्र उद्योग प्रवृत्ति सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) पैकेजों (जैसे, 0603, 0805, 2835, 5050) की ओर महत्वपूर्ण रूप से स्थानांतरित हो गई है। एसएमडी एलईडी स्वचालित असेंबली, बोर्ड स्थान बचत में लाभ प्रदान करते हैं, और अक्सर एक निचली प्रोफ़ाइल और पीसीबी पैड से सीधे कनेक्शन के कारण बेहतर थर्मल प्रदर्शन प्रदान करते हैं जो हीटसिंक के रूप में कार्य करता है।
इसके अलावा, एपिटैक्सियल विकास, चिप डिजाइन और पैकेज निष्कर्षण दक्षता में प्रगति के कारण एलईडी प्रौद्योगिकी की दक्षता (लुमेन प्रति वाट) सभी रंग सीमाओं में लगातार सुधर रही है। संकेतक अनुप्रयोगों के लिए, ध्यान अक्सर विश्वसनीयता, रंग स्थिरता और लागत-प्रभावशीलता पर होता है, न कि पूर्ण दक्षता सीमाओं को आगे बढ़ाने पर। विकसित हो रहे पर्यावरणीय नियमों (जैसे हैलोजन-मुक्त आवश्यकताओं) के अनुपालन के लिए घटक अद्यतन और नए उत्पाद परिचय के लिए एक प्रमुख चालक बना हुआ है।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की संपूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | बिजली के प्रति वाट प्रकाश उत्पादन, अधिक होने का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (lumens) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin), जैसे, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट लिए, अधिक मान सफेदी/ठंडक लिए। | 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, उदाहरण के लिए, "5-step" | Color consistency metric, छोटे steps का मतलब है अधिक सुसंगत रंग। | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), e.g., 620nm (red) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंग दैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम एलईडी के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्यों में तीव्रता वितरण दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | Minimum voltage to turn on LED, like "starting threshold". | ड्राइवर वोल्टेज Vf से अधिक या बराबर होना चाहिए, श्रृंखला में जुड़े एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | छोटी अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जिसका उपयोग डिमिंग या फ्लैशिंग के लिए किया जाता है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Max reverse voltage LED can withstand, beyond may cause breakdown. | Circuit must prevent reverse connection or voltage spikes. |
| थर्मल रेजिस्टेंस | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा हस्तांतरण 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 | Ability to withstand electrostatic discharge, higher means less vulnerable. | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता है, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | मुख्य मापदंड | सरल व्याख्या | Impact |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| लुमेन मूल्यह्रास | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के दौरान चमक बनाए रखने को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग | सामग्री क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| Package Type | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी ताप प्रतिरोधकता, कम लागत; सिरेमिक: बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फ्रंट, फ्लिप चिप | Chip electrode arrangement. | Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power. |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को ढकता है, कुछ को पीले/लाल रंग में परिवर्तित करता है, सफेद रंग बनाने के लिए मिलाता 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 |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिन | कोड उदाहरणार्थ, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम ल्यूमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Grouped by forward voltage range. | ड्राइवर मिलान सुविधाजनक बनाता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के आधार पर 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 | मानक/परीक्षण | सरल व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय का रिकॉर्डिंग। | 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 | Illuminating Engineering Society | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | Energy efficiency and performance certification for lighting. | Used in government procurement, subsidy programs, enhances competitiveness. |