सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी विनिर्देश विवरण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 व्हाइट LED ग्रेडिंग
- 3.2 ऑरेंज LED ग्रेडिंग
- 4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
- 5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग
- 6.2 सफाई
- 6.3 भंडारण और हैंडलिंग
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 11. डिज़ाइन केस स्टडी
- 12. कार्य सिद्धांत परिचय
- 13. तकनीकी रुझान
- LED विनिर्देश शब्दावली विस्तृत व्याख्या
- 1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन मुख्य संकेतक
- 2. विद्युत मापदंड
- तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
- चार, पैकेजिंग और सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
LTW-327DSKF-5A एक डुअल-कलर साइड-व्यू सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED है, जो मुख्य रूप से कॉम्पैक्ट बैकलाइट समाधानों वाले अनुप्रयोगों जैसे लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (LCD) पैनलों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह डिवाइस एक ही पैकेज में दो अलग-अलग सेमीकंडक्टर चिप्स को एकीकृत करता है: एक InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) चिप सफेद प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए और एक AlInGaP (एल्यूमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) चिप नारंगी प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए। इसका समकोणीय आकार प्रकाश को माउंटिंग सतह के समानांतर उत्सर्जित करने की अनुमति देता है, जो इसे एज-लिट पतले डिस्प्ले के लिए या सीमित स्थान वाले वातावरण में संकेतक कार्य प्रदान करने के लिए आदर्श बनाता है।
यह डिवाइस मानक स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरणों के साथ संगत होने के लिए डिज़ाइन किया गया है और 8 मिलीमीटर कैरियर टेप रील पर आपूर्ति किया जाता है, जो उच्च-मात्रा उत्पादन के लिए उपयुक्त है। यह RoHS (रेस्ट्रिक्शन ऑफ़ हैज़र्डस सब्सटेंस) निर्देश का अनुपालन करता है और पर्यावरण के अनुकूल उत्पाद है। इसका पैकेजिंग EIA (इलेक्ट्रॉनिक इंडस्ट्रीज एलायंस) मानक आकृति का अनुपालन करता है, जो उद्योग-मानक पैड और प्रक्रियाओं के साथ व्यापक संगतता सुनिश्चित करता है।
2. तकनीकी विनिर्देश विवरण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
इन सीमाओं से परे संचालन स्थायी क्षति का कारण बन सकता है। 25°C परिवेश तापमान (Ta) पर, सफेद और नारंगी चिप्स के महत्वपूर्ण रेटिंग अलग-अलग परिभाषित किए गए हैं।
- शक्ति अपव्यय:सफेद: 72 mW, नारंगी: 75 mW। यह पैरामीटर निरंतर संचालन में एलईडी द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति को दर्शाता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट:सफेद: 100 mA, नारंगी: 80 mA। यह अधिकतम अनुमत पल्स करंट है, जिसे आमतौर पर 1/10 ड्यूटी साइकिल और 0.1ms पल्स चौड़ाई पर संक्षिप्त उच्च-तीव्रता फ्लैश के लिए निर्दिष्ट किया जाता है।
- डीसी फॉरवर्ड करंट:दोनों रंगों के लिए 20 mA। यह दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट है।
- रिवर्स वोल्टेज:दोनों रंगों के लिए 5 V है। इस वोल्टेज से अधिक रिवर्स बायस में LED के PN जंक्शन को नुकसान पहुंचा सकता है।
- ऑपरेटिंग तापमान रेंज:-20°C से +80°C। यह सुनिश्चित करता है कि डिवाइस इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर सामान्य रूप से कार्य करता है।
- भंडारण तापमान रेंज:-40°C से +85°C।
- इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग शर्तें:पीक तापमान 260°C, 10 सेकंड के लिए। यह असेंबली प्रक्रिया के दौरान घटक द्वारा सहन की जा सकने वाली थर्मल प्रोफाइल को परिभाषित करता है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
ये विशिष्ट प्रदर्शन मापदंड हैं, जो Ta=25°C, अग्र धारा (IF) 5mA पर मापे गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।
- दीप्ति तीव्रता (Iv):प्रकाश उत्पादन की माप। सफेद LED के लिए, यह न्यूनतम 28.0 mcd से अधिकतम 112.0 mcd तक होती है। नारंगी LED के लिए, यह 11.2 mcd से 71.0 mcd तक होती है। किसी विशिष्ट इकाई का वास्तविक मान उसके बिनिंग कोड द्वारा निर्धारित होता है।
- देखने का कोण (2θ1/2):दोनों रंगों के लिए यह लगभग 130 डिग्री है। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर दीप्ति तीव्रता अपने शिखर मान की आधी हो जाती है, जो प्रकाश पुंज के प्रसार की सीमा को परिभाषित करता है।
- अग्र वोल्टेज (VF):LED के संचालन के दौरान वोल्टेज पात। 5mA पर, सफेद LED के लिए विशिष्ट मान 2.85V और नारंगी LED के लिए 2.00V है, जबकि अधिकतम मान क्रमशः 3.15V और 2.40V हैं।
- पीक एमिशन वेवलेंथ (λP):ऑरेंज एलईडी के लिए, टाइपिकल पीक वेवलेंथ 611 nm होती है।
- डोमिनेंट वेवलेंथ (λd):ऑरेंज एलईडी के लिए, टाइपिकल डोमिनेंट वेवलेंथ 605 nm होती है। यह वह सिंगल वेवलेंथ है जो मानव आँख को इस रंग का प्रतिनिधित्व करने वाली के रूप में अनुभव होती है।
- क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स (x, y):व्हाइट एलईडी के लिए, CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर टाइपिकल कोऑर्डिनेट्स x=0.3, y=0.3 होते हैं, जो एक कूल व्हाइट पॉइंट का प्रतिनिधित्व करते हैं। टॉलरेंस ±0.01 है।
- रिवर्स करंट (IR):5V रिवर्स बायस लगाने पर, व्हाइट एलईडी के लिए अधिकतम लीकेज करंट 10 µA और ऑरेंज एलईडी के लिए 100 µA होता है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
बड़े पैमाने पर उत्पादन में एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर ग्रेड किया जाता है। LTW-327DSKF-5A एक बहु-पैरामीटर ग्रेडिंग प्रणाली का उपयोग करता है।
3.1 व्हाइट LED ग्रेडिंग
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) ग्रेडिंग:LED को 5mA पर वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर समूहों में वर्गीकृत किया जाता है।
- ग्रेड A: 2.55V - 2.75V
- ग्रेड B: 2.75V - 2.95V
- ग्रेड C: 2.95V - 3.15V
- ल्यूमिनस तीव्रता (Iv) ग्रेडिंग:5mA पर LED के प्रकाश उत्पादन के आधार पर समूहीकरण किया जाता है।
- ग्रेड N: 28.0 - 45.0 mcd
- ग्रेड P: 45.0 - 71.0 mcd
- ग्रेड Q: 71.0 - 112.0 mcd
- रंग टोन (क्रोमैटिसिटी) बिनिंग:सफेद LED के CIE चार्ट पर रंग निर्देशांक के आधार पर समूहीकरण किया जाता है। बिन S1 से S6, x,y निर्देशांक तल पर विशिष्ट चतुर्भुज क्षेत्रों को परिभाषित करते हैं। प्रत्येक (x,y) निर्देशांक के लिए सहिष्णुता ±0.01 है। यह रंग एकरूपता सुनिश्चित करता है, जो बैकलाइट अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
3.2 ऑरेंज LED ग्रेडिंग
- ल्यूमिनस तीव्रता (Iv) ग्रेडिंग:
- बिन L: 11.2 - 18.0 mcd
- बिन M: 18.0 - 28.0 mcd
- ग्रेड N: 28.0 - 45.0 mcd
- ग्रेड P: 45.0 - 71.0 mcd
किसी विशिष्ट उत्पादन लॉट के VF, Iv और रंग टोन बिनिंग का संयोजन उसका पूर्ण बिनिंग कोड परिभाषित करता है, जो डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए सख्ती से मेल खाने वाले प्रदर्शन वाली LED चुनने की अनुमति देता है।
4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल डेटा (जैसे चित्र 1, चित्र 2, चित्र 6) का उल्लेख किया गया है, लेकिन विशिष्ट अंतर्संबंधों का वर्णन इस प्रकार किया जा सकता है।
- IV वक्र (धारा बनाम वोल्टेज):सभी डायोड की तरह, LED एक गैर-रैखिक संबंध प्रदर्शित करते हैं। फॉरवर्ड वोल्टेज धारा में वृद्धि के साथ बढ़ता है, और वक्र का आकार तापमान पर निर्भर करता है। 5mA पर निर्दिष्ट VF सर्किट डिजाइन के लिए एक महत्वपूर्ण कार्य बिंदु प्रदान करता है।
- ल्यूमिनस तीव्रता बनाम धारा:प्रकाश उत्पादन आमतौर पर फॉरवर्ड करंट में वृद्धि के साथ बढ़ता है, लेकिन रैखिक नहीं होता है, विशेष रूप से उच्च धाराओं पर, जहां गर्मी के कारण दक्षता कम हो जाती है।
- तापमान विशेषताएँ:चमक तीव्रता आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। -20°C से +80°C के कार्य तापमान सीमा निर्दिष्ट प्रदर्शन बनाए रखने के लिए पर्यावरण को परिभाषित करती है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:सफेद एलईडी का स्पेक्ट्रम व्यापक होता है, आमतौर पर पीले फॉस्फर को उत्तेजित करने वाले नीले InGaN चिप द्वारा उत्पन्न होता है। नारंगी AlInGaP एलईडी का स्पेक्ट्रम संकीर्ण होता है, जिसकी केंद्रीय तरंगदैर्ध्य लगभग 605-611 nm के पास होती है।
5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
यह उपकरण समकोण पार्श्व-उत्सर्जक पैकेज में निर्मित है। प्रमुख यांत्रिक विवरण में शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.10 mm है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो।
- लेंस का रंग पीला है।
- पिन असाइनमेंट:पिन A2 को InGaN सफेद LED के एनोड के लिए असाइन किया गया है। पिन A1 को AlInGaP नारंगी LED के एनोड के लिए असाइन किया गया है। कैथोड साझा या आंतरिक रूप से कॉन्फ़िगर किया गया हो सकता है; विशिष्ट सर्किट के लिए स्कीमैटिक का संदर्भ लें।
- डेटाशीट में LED पैकेज की विस्तृत आयामी ड्राइंग, PCB पर अनुशंसित पैड लेआउट और सोल्डरिंग ओरिएंटेशन शामिल है।
- कैरियर टेप और 7 इंच व्यास वाले रील के पैकेज आयाम भी निर्दिष्ट किए गए हैं, जो स्वचालित असेंबली में फीडर सेटअप के लिए महत्वपूर्ण हैं।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग
यह घटक इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है। अनुशंसित अधिकतम शर्तें चरम तापमान 260°C, 10 सेकंड के लिए हैं। थर्मल शॉक को रोकने और विश्वसनीय सोल्डर जोड़ सुनिश्चित करने के लिए नियंत्रित थर्मल प्रोफाइल, जिसमें प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग चरण शामिल हैं, का पालन करना चाहिए।
6.2 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट रसायनों का उपयोग करना चाहिए। डेटाशीट कमरे के तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबोने की सलाह देती है। अनिर्दिष्ट रसायन LED पैकेज या लेंस को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
6.3 भंडारण और हैंडलिंग
- ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियां:LED स्थैतिक बिजली के प्रति संवेदनशील हैं। हैंडलिंग के दौरान कलाई पट्टा, एंटीस्टैटिक मैट और उचित रूप से ग्राउंडेड उपकरण का उपयोग करें।
- आर्द्रता संवेदनशीलता:एक सतह-माउंट घटक के रूप में, यह नमी अवशोषित कर सकता है। यदि डेसिकेंट के साथ मूल सीलित नमी-रोधी बैग खोला जाता है, तो एक सप्ताह के भीतत इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग पूरी करने की सिफारिश की जाती है। मूल बैग से अधिक समय तक बाहर संग्रहीत करने के लिए, इसे डेसिकेंट के साथ एक सीलित कंटेनर में या नाइट्रोजन वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। एक सप्ताह से अधिक समय तक पैकेजिंग से बाहर संग्रहीत घटकों को सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए, ताकि रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोका जा सके।
- भंडारण स्थितियाँ (सीलित):≤30°C और सापेक्ष आर्द्रता ≤90%। सीलित बैग में शेल्फ लाइफ एक वर्ष है।
- भंडारण स्थितियाँ (खुला हुआ):≤30°C और सापेक्ष आर्द्रता ≤60%।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- मानक पैकेजिंग 8 मिलीमीटर चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप है, जो 7 इंच (178 मिलीमीटर) व्यास के रील पर लपेटी जाती है।
- मानक रील में 3000 टुकड़ों की मात्रा होती है।
- शेष ऑर्डर के लिए, न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 500 टुकड़े है।
- कैरियर टेप और रील विनिर्देश ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक के अनुरूप हैं।
- कैरियर टेप पर खाली स्थान को कवर टेप से सील किया जाता है।
- रील पर अनुमत अधिकतम लगातार लापता घटक (खाली स्थान) की संख्या दो है।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- LCD बैकलाइट:मुख्य डिज़ाइन लक्ष्य। साइड-एमिटिंग प्रोफ़ाइल उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक डिस्प्ले और ऑटोमोटिव डैशबोर्ड में मध्यम और छोटे आकार के LCD एज लाइटिंग के लिए आदर्श है।
- द्वि-अवस्था संकेतक:एक पैकेज के भीतर दो रंग कॉम्पैक्ट स्थिति संकेत (जैसे, पावर ऑन/स्टैंडबाय, नेटवर्क गतिविधि, चार्ज स्थिति) को सक्षम करते हैं।
- फ्रंट पैनल प्रकाश:कंट्रोल पैनल में प्रतीकों, बटनों या लाइट गाइड बार को प्रकाशित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
8.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें
- करंट सीमित करना:प्रत्येक चिप का फॉरवर्ड करंट हमेशा एक श्रृंखला रोकनेवाला या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग करके 20mA DC या उससे कम तक सीमित करें। रोकनेवाले के मान की गणना सूत्र R = (सप्लाई वोल्टेज - VF) / IF का उपयोग करके करें।
- थर्मल प्रबंधन:हालांकि बिजली की खपत कम है, पर्याप्त PCB कॉपर एरिया या थर्मल वियास सुनिश्चित करने से जंक्शन तापमान प्रबंधित करने में मदद मिलती है, खासकर उच्च परिवेश तापमान पर या अधिकतम करंट के करीब चलाते समय।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:लाइट गाइड बार या डिफ्यूज़र डिज़ाइन करते समय, समान रोशनी प्राप्त करने के लिए 130 डिग्री के व्यूइंग एंगल को ध्यान में रखें।
- रिवर्स वोल्टेज सुरक्षा:रिवर्स बायस लगाने से बचें। उन सर्किटों में जहां रिवर्स वोल्टेज संभव हो (जैसे, एसी कपल्ड, इंडक्टिव लोड), एलईडी के समानांतर एक सुरक्षा डायोड लगाने पर विचार करें।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
इस घटक की प्रमुख विभेदक विशेषता है इसकीएकल साइड-एमिटिंग पैकेज में ड्यूल-कलर कार्यक्षमता प्राप्त करनातथा संबंधित रंगों के लिए अनुकूलित विशिष्ट चिप तकनीक का उपयोग।
- InGaN व्हाइट लाइट के लिए:यह सामग्री प्रणाली उच्च दक्षता वाले ब्लू और व्हाइट एलईडी के लिए उद्योग मानक है। यह अच्छी ल्यूमिनस दक्षता और स्थिरता प्रदान करती है।
- AlInGaP ऑरेंज लाइट के लिए:यह सामग्री प्रणाली लाल, नारंगी और एम्बर प्रकाश उत्पन्न करने के लिए अत्यधिक कुशल है, जो GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में उत्कृष्ट चमक और रंग शुद्धता प्रदान करती है।
- दो अलग-अलग मोनोक्रोमैटिक एलईडी का उपयोग करने की तुलना में, यह संयोजन एक कॉम्पैक्ट टू-इन-वन समाधान प्रदान करता है, जो पीसीबी स्थान बचाता है और असेंबली को सरल बनाता है।
- एज-लाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए, समकोणीय आकार टॉप-एमिटिंग एलईडी की तुलना में एक विशिष्ट लाभ है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं दोनों एलईडी चिप्स को एक साथ प्रत्येक चिप के लिए 20mA की अधिकतम डीसी धारा पर चला सकता हूं?
उत्तर: हां, लेकिन कुल बिजली की खपत और तापीय प्रभाव पर विचार किया जाना चाहिए। छोटे पैकेज के लिए संयुक्त शक्ति काफी महत्वपूर्ण होगी। निरंतर संचालन के लिए, विश्वसनीयता और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान पर, उन्हें कम धारा (जैसे 5-10mA) पर चलाने की सामान्य सलाह दी जाती है।
प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) वह तरंगदैर्ध्य है जहाँ वर्णक्रमीय शक्ति वितरण अधिकतम होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) वह एकवर्णी प्रकाश की तरंगदैर्ध्य है जो संदर्भ श्वेत प्रकाश की तुलना में LED के अनुभव किए गए रंग से मेल खाती है। व्यापक वर्णक्रम वाले LED (जैसे फॉस्फर-रूपांतरित श्वेत) के लिए, रंग विनिर्देशन के लिए λd अधिक सार्थक है। एकवर्णी LED (जैसे यहाँ नारंगी LED) के लिए, λP और λd आमतौर पर करीब होते हैं।
प्रश्न: नारंगी LED के लिए रिवर्स करंट विनिर्देश (100 µA) श्वेत LED (10 µA) से दस गुना अधिक क्यों है?
उत्तर: यह विभिन्न अर्धचालक सामग्रियों (AlInGaP बनाम InGaN) और उनकी संबंधित बैंडगैप तथा जंक्शन विशेषताओं का परिणाम है। यह रिवर्स बायस से बचने के महत्व को रेखांकित करता है, क्योंकि नारंगी LED में बहुत कम रिवर्स वोल्टेज भी महत्वपूर्ण लीकेज करंट पैदा कर सकता है।
प्रश्न: ह्यू बिनिंग निर्देशांक (S1-S6) की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: प्रत्येक बिन (S1, S2, आदि) CIE 1931 क्रोमैटिसिटी आरेख पर एक छोटा चतुर्भुज क्षेत्र परिभाषित करता है। LED का परीक्षण किया जाता है और उनके मापे गए (x, y) निर्देशांक को इन पूर्वनिर्धारित क्षेत्रों में वर्गीकृत किया जाता है। एक ही ह्यू बिन से LED चुनने से यह गारंटी मिलती है कि उनका श्वेत बिंदु लगभग समान होगा, जो समान श्वेत बैकलाइटिंग और दृश्यमान रंग भिन्नता रहित अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
11. डिज़ाइन केस स्टडी
परिदृश्य: एक पोर्टेबल मेडिकल डिवाइस के लिए स्टेटस इंडिकेटर डिज़ाइन करना।
डिवाइस को दो स्थितियाँ प्रदर्शित करने के लिए एक एकल, कॉम्पैक्ट इंडिकेटर की आवश्यकता है: "तैयार/चालू" (श्वेत) और "कम बैटरी/अलर्ट" (नारंगी)। PCB पर स्थान अत्यंत सीमित है।
समाधान:LTW-327DSKF-5A एक आदर्श विकल्प है। इसकी द्वि-रंग कार्यक्षमता दो अलग एलईडी को प्रतिस्थापित करती है। साइड-एमिटिंग पैकेजिंग इसे पीसीबी के किनारे स्थापित करने की अनुमति देती है, जहाँ प्रकाश छोटी लाइट पाइप के माध्यम से फ्रंट पैनल आइकन तक निर्देशित होता है। डिजाइनर विशिष्ट Iv ग्रेड के एलईडी (उदाहरण के लिए, नारंगी के लिए P ग्रेड, सफेद के लिए Q ग्रेड) का चयन करते हैं ताकि चमक में एकरूपता सुनिश्चित हो सके। वे प्रत्येक चिप को माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन और श्रृंखला प्रतिरोधक के माध्यम से 10mA पर चलाते हैं, जो पर्याप्त चमक प्रदान करते हुए कम बिजली की खपत और कम ताप बनाए रखता है। सफेद रंग के लिए सख्त ह्यू ग्रेडिंग यह सुनिश्चित करती है कि "तैयार" संकेतक सभी इकाइयों पर एक समान और पेशेवर रूप प्रदर्शित करे।
12. कार्य सिद्धांत परिचय
एलईडी एक अर्धचालक डायोड है। जब इसके बैंड गैप वोल्टेज से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल PN जंक्शन पर पुनर्संयोजित होते हैं और ऊर्जा को फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त करते हैं। प्रकाश का रंग अर्धचालक पदार्थ के ऊर्जा बैंड गैप द्वारा निर्धारित होता है।
- InGaN सफेद एलईडी:आमतौर पर, नीला प्रकाश उत्सर्जित करने वाले InGaN चिप को पीले फॉस्फोर से लेपित किया जाता है। कुछ नीला प्रकाश बच जाता है, जबकि शेष फॉस्फोर को उत्तेजित करके पीला प्रकाश उत्पन्न करता है। नीले और पीले प्रकाश का संयोजन मानव आँख द्वारा सफेद प्रकाश के रूप में अनुभव किया जाता है।
- AlInGaP नारंगी एलईडी:एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस तत्व विशिष्ट अनुपात में संयुक्त होकर एक अर्धचालक बनाते हैं जिसका बैंडगैप नारंगी/लाल प्रकाश से मेल खाता है। जब धारा प्रवाहित होती है, तो यह सीधे नारंगी तरंगदैर्ध्य सीमा (लगभग 605-611 nm) के भीतर फोटॉन उत्सर्जित करता है।
13. तकनीकी रुझान
ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र उच्च दक्षता, छोटे आकार, बेहतर रंग प्रतिपादन और कम लागत की मांग से प्रेरित है।
- दक्षता (ल्यूमिनस एफिकैसी):निरंतर शोध आंतरिक क्वांटम दक्षता (प्रति इलेक्ट्रॉन अधिक फोटॉन उत्पन्न करना) और प्रकाश निष्कर्षण दक्षता (चिप से अधिक फोटॉन बाहर निकलने देना) बढ़ाने पर केंद्रित है।
- रंग गुणवत्ता:सफेद एलईडी के लिए, उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) मान प्राप्त करने की प्रवृत्ति है, विशेष रूप से ऐसे अनुप्रयोगों में जहां सटीक रंग धारणा आवश्यक है (उदाहरण के लिए, खुदरा प्रकाश व्यवस्था, फोटोग्राफी)। इसमें अधिक जटिल फॉस्फर मिश्रण विकसित करना शामिल है।
- लघुरूपण:पैकेज आकार लगातार छोटा हो रहा है (उदाहरण के लिए, 0603 से 0402 और फिर 0201 मीट्रिक आकार तक), जबकि प्रकाश उत्पादन बनाए रखना या बढ़ाना, जिससे उपकरण पतले होते जा रहे हैं।
- एकीकृत समाधान:कई कार्यों (जैसे द्वि-रंगी एलईडी) को संयोजित करने या ड्राइवर और नियंत्रण सर्किट को सीधे एलईडी चिप के साथ एकीकृत ("स्मार्ट एलईडी") करने की प्रवृत्ति लगातार बढ़ रही है, जिससे अंतिम उत्पाद का डिजाइन सरल हो जाता है।
LED विनिर्देश शब्दावली विस्तृत व्याख्या
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित दीप्त फ्लक्स; जितना अधिक होगा, उतनी ही अधिक ऊर्जा दक्षता। | सीधे तौर पर प्रकाश साधन की ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश साधन पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| दीप्ति कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, यह प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के विस्तार और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडक; कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा प्रकाश देता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य तय करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रकाश स्रोत द्वारा पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 बेहतर है। | रंग की वास्तविकता को प्रभावित करता है, मॉल, आर्ट गैलरी आदि उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| कलर टॉलरेंस (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 दीपकों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्घ्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | रंगीन LED के रंग से संबंधित तरंगदैर्घ्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेद (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
2. विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार की "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | वह करंट मान जो एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक है। | आमतौर पर कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव का उपयोग किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | अल्प समय में सहन करने योग्य चरम धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोगी। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकना आवश्यक है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी प्रवाह के प्रतिरोध को दर्शाता है, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल रेजिस्टेंस के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में ESD सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं, 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, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से लुमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| लुमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "उपयोगी आयु" को सीधे परिभाषित करें। |
| 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 परिवर्तन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| तापीय अवक्षय (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC ताप सहनशीलता अच्छी, लागत कम; सिरेमिक ताप अपव्यय उत्कृष्ट, जीवनकाल लंबा। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप चिप ताप अपव्यय बेहतर, प्रकाश दक्षता अधिक, उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले एलईडी 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 फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| लुमेनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करना कि उत्पादों के एक ही बैच की चमक एक समान हो। |
| वोल्टेज वर्गीकरण | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत मिलान की सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग भेद ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा में रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करना, एक ही ल्यूमिनेयर के भीतर रंग असमानता से बचना। |
| कलर टेम्परेचर ग्रेडिंग | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | Standard/Test | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करना। | एलईडी जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी मानक | प्रकाशिकी, विद्युत और ऊष्मा परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पादों को हानिकारक पदार्थों (जैसे सीसा, पारा) से मुक्त सुनिश्चित करना। | अंतरराष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सामान्यतः सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |