सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electrical and Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (I-V वक्र)
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी और फॉरवर्ड करंट संबंध
- 4.3 तापमान निर्भरता
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Pin Assignment
- 5.2 Package Dimensions and Pad Layout
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल
- 6.2 सफाई
- 6.3 भंडारण एवं संचालन
- 7. पैकेजिंग एवं आदेश जानकारी
- 7.1 टेप और रील विनिर्देश
- 8. अनुप्रयोग विवरण और डिजाइन विचार
- 8.1 ड्राइवर सर्किट डिजाइन
- 8.2 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 10.1 क्या हरे और पीले चिप को एक साथ पूर्ण रेटेड करंट से ड्राइव किया जा सकता है?
- 10.2 दोनों रंगों का फॉरवर्ड वोल्टेज अलग क्यों है?
- 10.3 मॉडल नंबर में ग्रेडिंग कोड की व्याख्या कैसे करें?
- 11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी
- 12. कार्य सिद्धांत
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-C195TGKSKT एक डुअल-कलर सरफेस माउंट LED है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनमें कॉम्पैक्ट आकार और विश्वसनीय प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। यह एक मानक EIA पैकेज के भीतर दो अलग-अलग सेमीकंडक्टर चिप्स को एकीकृत करता है: हरे प्रकाश के उत्सर्जन के लिए InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) चिप और पीले प्रकाश के उत्सर्जन के लिए AlInGaP (एल्यूमिनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) चिप। यह कॉन्फ़िगरेशन अत्यंत सीमित स्थान में डुअल-कलर संकेतन या सरल रंग मिश्रण को सक्षम बनाता है। डिवाइस 8mm टेप और रील के रूप में उपलब्ध है, जो 7-इंच रील पर लपेटा गया है और हाई-स्पीड स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के साथ पूरी तरह संगत है। इसका डिज़ाइन RoHS निर्देशों का अनुपालन करता है, जिससे यह सीसा, पारा, कैडमियम आदि हानिकारक पदार्थों से मुक्त सुनिश्चित होता है।
1.1 मुख्य लाभ
- द्वि-रंग प्रकाश स्रोत:एक पैकेज में हरी और पीली प्रकाश उत्सर्जन को संयोजित करता है, सर्किट बोर्ड स्थान बचाता है, बहु-स्थिति संकेतक डिजाइन को सरल बनाता है।
- उच्च चमक:उन्नत InGaN और AlInGaP चिप तकनीक का उपयोग करता है, उच्च चमक तीव्रता प्रदान करता है।
- मजबूत पैकेजिंग:EIA मानक पैकेजिंग यांत्रिक संगतता और विश्वसनीय सोल्डरिंग प्रदर्शन सुनिश्चित करती है।
- प्रक्रिया संगतता:मानक इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो, वेपर फेज रीफ्लो और वेव सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त, जिसमें लीड-फ्री (Pb-free) असेंबली तापमान प्रोफाइल शामिल हैं।
- स्वचालन के लिए तैयार:कुशल, उच्च-मात्रा उत्पादन के लिए टेप और रील पैकेजिंग में उपलब्ध।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी पैरामीटर परिवेश तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं। विश्वसनीय सर्किट डिजाइन और अपेक्षित प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए इन विनिर्देशों को समझना महत्वपूर्ण है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है।
- पावर डिसिपेशन (Pd):हरी रोशनी: 76 mW, पीली रोशनी: 75 mW। यह अधिकतम शक्ति है जिसे LED ऊष्मा के रूप में अपव्ययित कर सकता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):ग्रीन लाइट: 100 mA, येलो लाइट: 80 mA. केवल पल्स कंडीशन (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1ms पल्स विड्थ) के लिए लागू।
- Direct Current Forward Current (IF):Green: 20 mA, Yellow: 30 mA. Recommended continuous operating current.
- Derating:Green: 0.25 mA/°C, Yellow: 0.4 mA/°C. When the ambient temperature exceeds 25°C, the maximum forward current must be linearly reduced according to this coefficient.
- रिवर्स वोल्टेज (VR):दोनों रंगों के लिए 5 V है। इस वोल्टेज से अधिक रिवर्स बायस में जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- तापमान सीमा:ऑपरेटिंग तापमान: -20°C से +80°C; भंडारण तापमान: -30°C से +100°C।
- वेल्डिंग तापमान:260°C पर 5 सेकंड (IR/वेव सोल्डरिंग) या 215°C पर 3 मिनट (वेपर फेज सोल्डरिंग) तक सहन करने में सक्षम।
2.2 Electrical and Optical Characteristics
ये सामान्य कार्यशील परिस्थितियों में विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं (IF= 20mA)।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी (IV):चमक मापने का एक प्रमुख संकेतक।
- ग्रीन लाइट: विशिष्ट मान 180 mcd (न्यूनतम मान 45 mcd, ग्रेडिंग कोड देखें)।
- पीला प्रकाश: विशिष्ट मान 75 mcd (न्यूनतम मान 28 mcd, ग्रेडिंग कोड देखें)।
- मानव आँख के फोटोपिक प्रतिक्रिया (CIE वक्र) से मेल खाने वाले फिल्टर सेंसर का उपयोग करके मापा गया।
- दृष्टिकोण (2θ1/2):दोनों रंगों के लिए दृश्य कोण 130 डिग्री (विशिष्ट मान) है। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर चमकदार तीव्रता अक्षीय मान से आधी हो जाती है, जो एक विस्तृत दृश्य पैटर्न को इंगित करता है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λP):हरित प्रकाश: 525 nm (विशिष्ट मान), पीला प्रकाश: 591 nm (विशिष्ट मान)। वह तरंगदैर्ध्य जिस पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति अधिकतम मान तक पहुँचती है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):हरित प्रकाश: 530 nm (विशिष्ट मान), पीला प्रकाश: 589 nm (विशिष्ट मान)। मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाने वाला एकल तरंगदैर्ध्य, जो CIE क्रोमैटिसिटी आरेख पर रंग बिंदु को परिभाषित करता है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):हरा प्रकाश: 35 nm (विशिष्ट मान), पीला प्रकाश: 15 nm (विशिष्ट मान)। उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) पर। पीले AlInGaP LED का स्पेक्ट्रम आमतौर पर हरे InGaN LED की तुलना में संकरा होता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):
- हरा प्रकाश: विशिष्ट मान 3.30 V, अधिकतम मान 3.50 V @ 20mA। उच्च वोल्टेज InGaN-आधारित नीले/हरे/सफेद LED की एक विशेषता है।
- पीला प्रकाश: विशिष्ट मान 2.00 V, अधिकतम मान 2.40 V @ 20mA। कम वोल्टेज AlInGaP-आधारित लाल/पीले/नारंगी LED की एक विशेषता है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर दोनों रंगों के लिए अधिकतम 10 µA।
- कैपेसिटेंस (C):येलो एलईडी चिप टाइपिकल वैल्यू 40 pF @ VF=0V, f=1MHz. ग्रीन एलईडी के लिए निर्दिष्ट नहीं।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, LED को उनके प्रदर्शन के आधार पर ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। LTST-C195TGKSKT ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग सिस्टम का उपयोग करता है।
3.1 ल्यूमिनस तीव्रता ग्रेडिंग
इंटेंसिटी को 20mA के मानक परीक्षण करंट पर मापा जाता है। प्रत्येक ग्रेड की सहनशीलता ±15% है।
हरित प्रकाश ग्रेड:
- P ग्रेड:45.0 mcd (न्यूनतम) से 71.0 mcd (अधिकतम)
- Q ग्रेड:71.0 mcd से 112.0 mcd
- R ग्रेड:112.0 mcd से 180.0 mcd
- S रेंज:180.0 mcd से 280.0 mcd
पीला प्रकाश ग्रेडिंग:
- N ग्रेड:28.0 mcd से 45.0 mcd
- P ग्रेड:45.0 mcd से 71.0 mcd
- Q ग्रेड:71.0 mcd से 112.0 mcd
- R ग्रेड:112.0 mcd से 180.0 mcd
डिज़ाइनर को आवेदन में कई उपकरणों के बीच चमक एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक बिन कोड निर्दिष्ट करते हुए ऑर्डर देना चाहिए।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफ़ (चित्र 1, चित्र 6) का उल्लेख किया गया है, लेकिन निम्नलिखित प्रवृत्तियाँ इस प्रकार के LED की मानक विशेषताएँ हैं, जिन्हें प्रदान किए गए डेटा से अनुमानित किया जा सकता है:
4.1 फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज संबंध (I-V वक्र)
I-V संबंध एक घातांकीय प्रकृति का है। 20mA पर निर्दिष्ट VFएक कार्य बिंदु प्रदान करता है। समान धारा के लिए, हरे एलईडी का VFपीले एलईडी की तुलना में उच्च ड्राइव वोल्टेज की आवश्यकता होती है। कार्य बिंदु को सही ढंग से सेट करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर महत्वपूर्ण है।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी और फॉरवर्ड करंट संबंध
सामान्य संचालन सीमा के भीतर (IF), प्रकाश की तीव्रता मोटे तौर पर फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होती है। अनुशंसित डीसी करंट से अधिक पर काम करने से चमक बढ़ती है, लेकिन बिजली की खपत और जंक्शन तापमान भी बढ़ता है, जिससे जीवनकाल कम हो सकता है और रंग में बदलाव हो सकता है।
4.3 तापमान निर्भरता
डेरेटिंग फैक्टर (0.25-0.4 mA/°C) इंगित करता है कि परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ अधिकतम अनुमेय करंट कम हो जाता है। इसके अलावा, अधिकांश एलईडी की प्रकाश तीव्रता जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाती है। AlInGaP (पीला प्रकाश) के लिए, यह थर्मल क्वेंचिंग प्रभाव InGaN (हरा प्रकाश) की तुलना में अधिक स्पष्ट हो सकता है। उच्च विश्वसनीयता अनुप्रयोगों के लिए, पीसीबी पर उचित थर्मल प्रबंधन की सिफारिश की जाती है।
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
5.1 Pin Assignment
इस डिवाइस में चार पिन (1, 2, 3, 4) हैं।
- ग्रीन लाइट चिप: पिन 1 और 3 से कनेक्ट करें।
- येलो लाइट चिप: पिन 2 और 4 से कनेक्ट करें।
5.2 Package Dimensions and Pad Layout
यह LED EIA मानक SMD पैकेज आकृति के अनुरूप है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.10mm है। डेटाशीट में घटक के विस्तृत आयामी चित्र और अनुशंसित पैड लेआउट शामिल हैं, ताकि सही सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित की जा सके। रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ और सही संरेखण प्राप्त करने के लिए अनुशंसित पैड लेआउट का पालन करना महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल
स्पेसिफिकेशन शीट दो सुझाई गई इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल प्रदान करती है:
- सामान्य प्रक्रिया के लिए:टिन-लेड (SnPb) सोल्डर के लिए मानक प्रोफ़ाइल।
- लीड-मुक्त प्रक्रिया के लिए:उच्च-तापमान लीड-मुक्त सोल्डर मिश्र धातुओं (जैसे SAC305) के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन की गई प्रोफ़ाइल। इस प्रोफ़ाइल में आमतौर पर उच्चतम शिखर तापमान होता है (260°C पर 5 सेकंड की रेटिंग के अनुरूप)।
6.2 सफाई
यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट सॉल्वेंट का ही उपयोग करना चाहिए। डेटाशीट एलईडी को सामान्य तापमान पर इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में एक मिनट से अधिक नहीं डुबाने की सलाह देती है। अनिर्दिष्ट रसायन एपॉक्सी लेंस या पैकेजिंग सामग्री को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
6.3 भंडारण एवं संचालन
- ESD रोकथाम उपाय:LED स्थिर विद्युत निर्वहन (ESD) के प्रति संवेदनशील हैं। संचालन के दौरान ग्राउंडेड कलाई पट्टा, एंटीस्टैटिक दस्ताने और उचित रूप से ग्राउंडेड कार्य क्षेत्र का उपयोग करना आवश्यक है। स्थिर विद्युत आवेश को बेअसर करने के लिए आयन पंखे के उपयोग की सलाह दी जाती है।
- नमी संवेदनशीलता:हालांकि कोई स्पष्ट वर्गीकरण (जैसे MSL) नहीं दिया गया है, लेकिन डेटाशीट सुझाव देती है कि मूल नमी-सुरक्षात्मक पैकेजिंग से निकाले गए LED को एक सप्ताह के भीतर रिफ्लो सोल्डर किया जाना चाहिए। यदि लंबे समय तक भंडारण की आवश्यकता हो, तो उन्हें डिसिकेंट के साथ सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन वातावरण में संग्रहीत किया जाना चाहिए। यदि अनपैक्ड भंडारण एक सप्ताह से अधिक हो जाता है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, असेंबली से पहले 60°C पर 24 घंटे तक बेक करने की सिफारिश की जाती है।
7. पैकेजिंग एवं आदेश जानकारी
7.1 टेप और रील विनिर्देश
उत्पाद मानक एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं:
- रील आकार:व्यास 7 इंच।
- प्रति रोल मात्रा:4000 टुकड़े।
- न्यूनतम ऑर्डर मात्रा (MOQ):शेष मात्रा 500 टुकड़े है।
- वाहक टेप की चौड़ाई: 8mm.
- कैरियर टेप को टॉप कवर टेप से सील किया जाता है। विनिर्देश ANSI/EIA 481-1-A-1994 मानक का पालन करते हैं।
8. अनुप्रयोग विवरण और डिजाइन विचार
8.1 ड्राइवर सर्किट डिजाइन
LED एक करंट-ड्राइवन डिवाइस है।सबसे महत्वपूर्ण डिज़ाइन नियम यह है कि प्रत्येक LED चिप के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर लगाया जाए।
- अनुशंसित सर्किट (मॉडल A):प्रत्येक LED (या डुअल-कलर LED के भीतर प्रत्येक कलर चिप) का ड्राइव वोल्टेज से जुड़ा अपना समर्पित करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर होता है। यह विभिन्न LED के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के प्राकृतिक अंतर की क्षतिपूर्ति करके चमक की एकरूपता सुनिश्चित करता है।
- अनुशंसित नहीं (मॉडल B):एक ही अवरोधक साझा करके कई एलईडी को सीधे समानांतर में जोड़ने की अनुशंसा नहीं की जाती है।FVf में मामूली अंतर भी धारा में महत्वपूर्ण असंतुलन पैदा कर सकता है, जिससे चमक में असमानता आती है औरF.
सीमा से अधिक नहीं होगा।
- 8.2 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्यद्वि-रंग स्थिति संकेतक:
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण पैनल और ऑटोमोटिव डैशबोर्ड में विभिन्न सिस्टम स्थितियों को प्रदर्शित करने के लिए (उदाहरण के लिए, पावर ऑन = हरा, स्टैंडबाय = पीला, फॉल्ट = वैकल्पिक रूप से चमकना)।प्रतीक/आइकन बैकलाइट:
- मल्टीफंक्शन बटन या डिस्प्ले की रोशनी के लिए, जहां रंग कार्य को दर्शाता है।सजावटी प्रकाश व्यवस्था:
सीमित स्थान वाले कॉम्पैक्ट उपकरणों में कई मोनोक्रोमैटिक एलईडी स्थापित करने के लिए।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
इस घटक की प्रमुख विभेदक विशेषता दो रासायनिक रूप से भिन्न अर्धचालक सामग्रियों (InGaN और AlInGaP) को एक ही पैकेज में एकीकृत करना है। यह स्पष्ट हरे और पीले प्रकाश का पृथक्करण प्रदान करता है, जो एकल फॉस्फर-रूपांतरित LED के साथ प्राप्त करना अधिक कठिन हो सकता है। प्रत्येक चिप का स्वतंत्र नियंत्रण उस डिज़ाइन लचीलेपन को प्रदान करता है जो सामान्य एनोड/कैथोड पूर्व-मिश्रित द्वि-रंगी LED के पास नहीं है। EIA पैकेजिंग व्यापक उद्योग पैड संगतता सुनिश्चित करती है।
10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
10.1 क्या हरे और पीले चिप को एक साथ पूर्ण रेटेड करंट से ड्राइव किया जा सकता है?
हाँ, लेकिन कुल बिजली खपत पर विचार करना होगा। यदि दोनों चिप अधिकतम डीसी करंट पर चलाए जाते हैं (हरा 20mA @ ~3.3V = 66mW, पीला 30mA @ ~2.0V = 60mW), तो कुल बिजली खपत लगभग 126mW होगी। यह उनके Pd रेटेड मान (76mW, 75mW) से अधिक है, और संभवतः पैकेज के कुल रेटेड मान से भी अधिक है। लगातार एक साथ काम करने के लिए, करंट कम करने की सलाह दी जाती है ताकि कुल बिजली खपत सुरक्षित सीमा में रहे, खासकर जब परिवेश का तापमान अधिक हो।
10.2 दोनों रंगों का फॉरवर्ड वोल्टेज अलग क्यों है?
फॉरवर्ड वोल्टेज सेमीकंडक्टर सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा का एक मौलिक गुण है। InGaN (हरी रोशनी) की बैंडगैप (~2.4 eV, 525nm के अनुरूप) AlInGaP (पीली रोशनी, ~2.1 eV, 589nm के अनुरूप) की तुलना में व्यापक है। एक व्यापक बैंडगैप के लिए इलेक्ट्रॉनों को अधिक ऊर्जा को पार करने की आवश्यकता होती है, जो समान धारा पर उच्च फॉरवर्ड वोल्टेज के रूप में प्रकट होता है।
10.3 मॉडल नंबर में ग्रेडिंग कोड की व्याख्या कैसे करें?
ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग कोड बेस मॉडल LTST-C195TGKSKT में एम्बेडेड नहीं है। विशिष्ट तीव्रता ग्रेड (उदाहरण के लिए, हरी रोशनी R ग्रेड, पीली रोशनी Q ग्रेड) आमतौर पर रील लेबल या ऑर्डरिंग दस्तावेज़ पर इंगित किए जाते हैं। आपको आवश्यक ग्रेड निर्दिष्ट करने और ऑर्डर में पुष्टि करने के लिए आपूर्तिकर्ता के साथ बातचीत करनी चाहिए।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडीपरिदृश्य:
5V USB पावर्ड डिवाइस के लिए एक दो-स्थिति संकेतक डिज़ाइन करें। हरा रंग "ऑपरेटिंग" और पीला रंग "चार्जिंग" दर्शाता है।
- डिज़ाइन चरण:कार्यशील धारा का चयन करें:Fदोनों रंगों के लिए I का चयन करें
- = 20mA, अच्छी चमक और लंबी आयु के लिए।
- करंट-सीमित रोकनेवाला की गणना:Fहरे प्रकाश के लिए (अधिकतम V का उपयोग करते हुए= 3.5V): Rहरा प्रकाश
- = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75Ω। निकटतम मानक मान का उपयोग करें (जैसे 75Ω या 82Ω)।F= 2.4V): Rपीला प्रकाश= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω। 130Ω या 120Ω का उपयोग करें।
- रेसिस्टर रेटेड पावर:P = I2R. Pहरा प्रकाश= (0.02^2)*75 = 0.03W। मानक 1/10W (0.1W) रेसिस्टर पर्याप्त है।
- माइक्रोकंट्रोलर ड्राइव:कैथोड पिन (प्रतिरोधक के माध्यम से) को एक माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन से कनेक्ट करें जिसे ओपन-ड्रेन/ओपन-सोर्स के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। LED को चालू करने के लिए पिन को लो करें। सुनिश्चित करें कि MCU GPIO 20mA करंट सिंक/सोर्स करने में सक्षम है।
- PCB लेआउट:डेटाशीट में अनुशंसित पैड आकार का पालन करें। पैड के बीच पर्याप्त गैप सुनिश्चित करें। LED को मुख्य हीट स्रोतों से दूर रखें।
12. कार्य सिद्धांत
LED का प्रकाश उत्सर्जन सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन के इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस पर आधारित है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब ये वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) सेमीकंडक्टर सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। छोटी तरंगदैर्ध्य (नीला, हरा) के लिए InGaN सामग्री का उपयोग किया जाता है, जबकि लंबी तरंगदैर्ध्य (लाल, नारंगी, पीला) के लिए AlInGaP सामग्री का उपयोग किया जाता है। चिप को वाटर-व्हाइट एपॉक्सी लेंस से एनकैप्सुलेट किया जाता है, जो यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है और प्रकाश आउटपुट बीम को आकार देता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान
इस प्रकार के SMD LED का विकास लघुकरण, उच्च दक्षता और उच्च एकीकरण की प्रवृत्तियों से प्रेरित है। भविष्य की दिशाओं में शामिल हो सकते हैं:
- दक्षता वृद्धि:एपिटैक्सियल विकास और चिप डिजाइन में निरंतर सुधार उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति वाट विद्युत ऊर्जा पर अधिक प्रकाश उत्पादन) लाते हैं।
- रंग समंजन:फॉस्फर तकनीक और मल्टी-चिप डिज़ाइन में प्रगति ने रंग बिंदुओं को अधिक सटीक और स्थिर बना दिया है, जिसमें समंजनीय श्वेत प्रकाश भी शामिल है।
- उन्नत ताप प्रबंधन:नई पैकेजिंग सामग्री और संरचनाएं बेहतर ताप अपव्यय की अनुमति देती हैं, जो उच्च ड्राइव करंट की अनुमति देती हैं और उच्च तापमान पर प्रदर्शन बनाए रखती हैं।
- बुद्धिमान एकीकरण:सिस्टम-इन-पैकेज (SiP) मॉड्यूल में, नियंत्रण IC (निरंतर धारा, रंग मिश्रण या एड्रेसिंग के लिए) को सीधे LED पैकेजिंग के साथ एकीकृत करने की संभावना।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट बिजली से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर ल्यूमिनेयर की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली की लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| प्रकाश उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा होता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | Unitless, 0–100 | The ability of a light source to reproduce the true colors of objects, with Ra≥80 being good. | रंगों की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च मांग वाले स्थानों के लिए उपयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse steps, जैसे "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; the smaller the step number, the more consistent the color. | Ensure no color difference among the same batch of luminaires. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेदी स्वरूप (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकाने वाला करंट मान। | स्थिर करंट ड्राइव का उपयोग आमतौर पर 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 उपयोग की जाती है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाएगा। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक 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 का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास 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। | एलईडी की "सेवा जीवन" 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। |
| कलर शिफ्ट (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य में रंग समरूपता 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, Ceramic | एक आवरण सामग्री जो चिप की सुरक्षा करती है और प्रकाशिक एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC में उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और कम लागत है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु है। |
| चिप संरचना | फेस-अप, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप-चिप में बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति 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 | 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। |
पांच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का 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 समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग क्षेत्र वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहित करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| Color Temperature Binning | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | Standard/Test | सामान्य व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | Long-term operation under constant temperature conditions, recording brightness attenuation data. | Used to estimate LED lifetime (combined with TM-21). |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| 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 शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |