सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग (Ts=25°C)
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ (Ts=25°C)
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 संबंधित रंग तापमान (CCT) श्रेणीकरण
- 3.2 लुमेन आउटपुट श्रेणीकरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 4.2 फॉरवर्ड करंट बनाम रिलेटिव ल्यूमिनस फ्लक्स
- 4.3 Junction Temperature vs. Relative Spectral Power
- 4.4 Relative Spectral Power Distribution
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आउटलाइन चित्र
- 5.2 अनुशंसित पैड पैटर्न और स्टेंसिल डिज़ाइन
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स
- 6.2 संचालन एवं भंडारण सावधानियाँ
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 9.1 अनुशंसित कार्यशील धारा क्या है?
- 9.2 फॉरवर्ड वोल्टेज इतना अधिक (~27V) क्यों है?
- 9.3 सही CCT ग्रेड कैसे चुनें?
- 9.4 किस प्रकार के हीट सिंक की आवश्यकता है?
- 9.5 क्या मैं PWM डिमिंग का उपयोग कर सकता हूँ?
- 10. व्यावहारिक डिज़ाइन केस विश्लेषण
- फ्लिप-चिप LED प्रौद्योगिकी:
- दक्षता (lm/W) में वृद्धि:
1. उत्पाद अवलोकन
T12 series ek high-power surface mount LED module hai jo flip-chip technology ka upyog karta hai. Yeh document 9 LED chips ke series mein jude 10W white light model ke specifications ko vistarpurvak spasht karta hai. Flip-chip design semiconductor chip ko seedhe substrate par mount karke heat dissipation ko sudhaarta hai aur thermal resistance ko kam karta hai, jisse behtar thermal performance aur reliability praapt hoti hai.
Yeh LED module un applications ke liye vishesh roop se design kiya gaya hai jahan uchch luminous flux aur dridh performance ki aavashyakta hoti hai, jaise industrial lighting, high-bay fixtures, outdoor area lighting, aur special fixtures. Iski series configuration uchch forward voltage aur controlled current ki maang karti hai, jisse driver design saral ho jaata hai.
2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग (Ts=25°C)
निम्नलिखित मापदंड उन कार्य सीमाओं को परिभाषित करते हैं जो LED को स्थायी क्षति पहुँचा सकते हैं। ये अनुशंसित कार्य स्थितियाँ नहीं हैं।
- Forward Current (IF):700 mA (DC)
- Forward Pulse Current (IFP):700 mA (पल्स चौड़ाई ≤10ms, ड्यूटी साइकिल ≤1/10)
- पावर खपत (PD):20300 mW (20.3W)
- ऑपरेटिंग तापमान (Topr):-40°C से +100°C
- भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +100°C
- जंक्शन तापमान (Tj):125°C (अधिकतम)
- सोल्डरिंग तापमान (Tsld):रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान 230°C या 260°C है, अधिकतम अवधि 10 सेकंड से अधिक नहीं है।
2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ (Ts=25°C)
ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट मान और अधिकतम मान हैं, जो अपेक्षित प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं।
- Forward voltage (VF):Typical value 27V, maximum value 29V (under IF=350mA condition). The high voltage is due to the series configuration of 9 chips.
- Reverse voltage (VR):5V (maximum)
- रिवर्स करंट (IR):100 µA (अधिकतम), VR=5V की स्थिति में।
- व्यू एंगल (2θ1/2):130° (टिपिकल मान)। यह दर्शाता है कि इसमें क्षेत्रीय प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त चौड़ा बीम कोण है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
3.1 संबंधित रंग तापमान (CCT) श्रेणीकरण
यह उत्पाद मानक CCT बिनिंग प्रदान करता है। प्रत्येक बिन CIE क्रोमैटिसिटी चार्ट पर एक विशिष्ट क्रोमैटिसिटी क्षेत्र से मेल खाता है, जो एक ही बैच के भीतर रंग स्थिरता सुनिश्चित करता है। मानक ऑर्डरिंग विकल्पों में शामिल हैं:
- 2700K:क्रोमैटिसिटी क्षेत्र 8A, 8B, 8C, 8D (वार्म व्हाइट)
- 3000K:क्रोमैटिसिटी क्षेत्र 7A, 7B, 7C, 7D (वार्म व्हाइट)
- 3500K:क्रोमैटिसिटी क्षेत्र 6A, 6B, 6C, 6D (तटस्थ श्वेत प्रकाश)
- 4000K:क्रोमैटिसिटी क्षेत्र 5A, 5B, 5C, 5D (तटस्थ श्वेत प्रकाश)
- 4500K:क्रोमैटिसिटी एरिया 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U (कूल व्हाइट)
- 5000K:क्रोमैटिसिटी रीजन 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U (कूल व्हाइट)
- 5700K:क्रोमैटिसिटी रीजन 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U (डेलाइट)
- 6500K:क्रोमैटिसिटी क्षेत्र 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U (डेलाइट)
ध्यान दें: बिनिंग अनुमेय क्रोमैटिकिटी निर्देशांक की सीमा को परिभाषित करती है, न कि एक एकल निर्देशांक बिंदु को।
3.2 लुमेन आउटपुट श्रेणीकरण
ल्यूमिनस फ्लक्स को 350mA टेस्ट करंट पर न्यूनतम मूल्य के आधार पर ग्रेड किया जाता है। वास्तविक ल्यूमिनस फ्लक्स ऑर्डर किए गए न्यूनतम मूल्य से अधिक हो सकता है, लेकिन निर्दिष्ट CCT ग्रेड के भीतर ही रहेगा।
- वार्म व्हाइट (2700K-3700K), कलर रेंडरिंग इंडेक्स ≥70:
- कोड 3H: 800 lm (न्यूनतम), 900 lm (विशिष्ट)
- कोड 3J: 900 lm (न्यूनतम), 1000 lm (विशिष्ट)
- न्यूट्रल व्हाइट (3700K-5000K), कलर रेंडरिंग इंडेक्स ≥70:
- कोड 3H: 800 lm (न्यूनतम), 900 lm (विशिष्ट)
- कोड 3J: 900 lm (न्यूनतम), 1000 lm (विशिष्ट)
- शीत श्वेत प्रकाश (5000K-10000K), रंग प्रतिपादन सूचकांक ≥70:
- कोड 3J: 900 lm (न्यूनतम), 1000 lm (विशिष्ट)
- कोड 3K: 1000 lm (न्यूनतम), 1100 lm (विशिष्ट मान)
Tolerance:Luminous flux: ±7%; Color rendering index: ±2; Chromaticity coordinates: ±0.005.
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
The I-V curve is nonlinear, which is a typical characteristic of a diode. At the recommended operating current of 350mA, the typical forward voltage is 27V. The curve shows that a slight increase in voltage beyond the knee point leads to a sharp rise in current, highlighting the importance of constant current drive for stable operation and extended lifespan.
4.2 फॉरवर्ड करंट बनाम रिलेटिव ल्यूमिनस फ्लक्स
यह वक्र ड्राइव करंट और प्रकाश उत्पादन के बीच संबंध दर्शाता है। सामान्य संचालन सीमा के भीतर, करंट के साथ ल्यूमिनस फ्लक्स लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है। हालांकि, अनुशंसित मान (जैसे 700mA) से अधिक करंट पर एलईडी को चलाने से, दक्षता (लुमेन/वाट) में घटती प्राप्ति हो सकती है, और जंक्शन तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि हो सकती है, जिससे प्रकाश क्षय तेज होता है और आयु कम हो जाती है।
4.3 Junction Temperature vs. Relative Spectral Power
जंक्शन तापमान (Tj) के बढ़ने के साथ, सफेद एलईडी (आमतौर पर नीली चिप और फॉस्फर) की स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन में बदलाव हो सकता है। यह आमतौर पर कुछ तरंगदैर्ध्य पर विकिरण शक्ति में कमी और संबंधित रंग तापमान (CCT) में संभावित परिवर्तन के रूप में प्रकट होता है। स्थिर रंग और प्रकाश उत्पादन को लंबे समय तक बनाए रखने के लिए प्रभावी थर्मल मैनेजमेंट महत्वपूर्ण है।
4.4 Relative Spectral Power Distribution
सफेद एलईडी की स्पेक्ट्रल वक्र में नीले क्षेत्र (InGaN चिप से) में एक मुख्य शिखर और पीले/हरे/लाल क्षेत्र (फॉस्फर कोटिंग से) में एक व्यापक उत्सर्जन बैंड होता है। इसका सटीक आकार CCT और CRI निर्धारित करता है। व्यापक और चिकना फॉस्फर उत्सर्जन उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स प्राप्त करने में मदद करता है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आउटलाइन चित्र
LED मॉड्यूल का भौतिक आयाम स्पेसिफिकेशन शीट के चार्ट में प्रदान किया गया है। प्रमुख यांत्रिक विशेषताओं में कुल लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, और पैड का स्थान एवं आकार शामिल हैं। यह पैकेज सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है।
5.2 अनुशंसित पैड पैटर्न और स्टेंसिल डिज़ाइन
PCB पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) और सोल्डर पेस्ट स्टेंसिल के विस्तृत चित्र प्रदान किए गए हैं। अच्छे सोल्डर जोड़ बनाने, संरेखण सटीकता सुनिश्चित करने और विश्वसनीय यांत्रिक कनेक्शन प्राप्त करने के लिए इन अनुशंसाओं का पालन करना महत्वपूर्ण है। पैड डिज़ाइन सही विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित करता है और एलईडी से पीसीबी तक ऊष्मा के संचालन में सहायता करता है। इन आयामों के लिए सहनशीलता आमतौर पर ±0.10mm होती है।
ध्रुवीयता पहचान:एनोड (+) और कैथोड (-) टर्मिनलों को पैकेज पर स्पष्ट रूप से चिह्नित किया गया है या पैड आरेख में दर्शाया गया है। सही ध्रुवीयता उचित कार्यप्रणाली के लिए महत्वपूर्ण है।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर्स
यह LED मानक इन्फ्रारेड या कन्वेक्शन रीफ्लो वेल्डिंग प्रक्रिया के अनुकूल है। वेल्डिंग के दौरान अनुमत अधिकतम बॉडी तापमान 230°C या 260°C है, और चरम तापमान पर एक्सपोजर समय 10 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। थर्मल शॉक को कम करने के लिए एक ऐसे तापमान प्रोफाइल का पालन करना महत्वपूर्ण है जो घटक को पर्याप्त रूप से प्रीहीट करे।
6.2 संचालन एवं भंडारण सावधानियाँ
- इलेक्ट्रोस्टैटिक संवेदनशीलता:LED एक इलेक्ट्रोस्टैटिक संवेदनशील उपकरण है। संचालन और असेंबली प्रक्रिया के दौरान कृपया उचित इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय अपनाएं।
- नमी संवेदनशीलता:इस पैकेज की नमी संवेदनशीलता रेटिंग (MSL) हो सकती है। यदि निर्दिष्ट किया गया है, तो रिफ्लो से पहले बेकिंग और फ्लोर लाइफ आवश्यकताओं का पालन करें।
- भंडारण की शर्तें:निर्दिष्ट तापमान सीमा (-40°C से +100°C) के भीतर, सूखे और प्रकाश से दूर वातावरण में संग्रहित करें। संक्षारक गैसों के संपर्क से बचें।
- सफाई:यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो संगत सॉल्वेंट और विधि का उपयोग करें, ताकि LED लेंस या सिलिकॉन सामग्री को क्षति न पहुंचे।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- उच्च बे एवं औद्योगिक प्रकाश व्यवस्था:इसकी उच्च ल्यूमेन आउटपुट और मजबूत संरचना का उपयोग करते हुए।
- आउटडोर क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था:स्ट्रीट लाइट्स, पार्किंग लॉट लाइट्स, स्टेडियम लाइटिंग।
- उच्च ल्यूमिनस फ्लक्स विशेष प्रकाश जुड़नार:पौधों की वृद्धि लैंप, प्रोजेक्टर, स्टेज लाइटिंग।
- वास्तुकला एवं वाणिज्यिक प्रकाश व्यवस्था:उच्च दक्षता और लंबी आयु को प्राथमिकता देने वाले अनुप्रयोग।
7.2 डिज़ाइन विचार
- थर्मल प्रबंधन:यह प्रदर्शन और दीर्घायु को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक है। PCB और हीट सिंक को इस प्रकार डिज़ाइन करें कि LED जंक्शन तापमान (Tjअधिकतम रेटेड 125°C से काफी नीचे, आदर्श रूप से 85°C से नीचे सर्वोत्तम जीवनकाल के लिए। आवश्यकतानुसार थर्मल वियाज़, धातु कोर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (MCPCB) या सक्रिय कूलिंग का उपयोग करें।
- ड्राइव करंट:रेटेड वोल्टेज रेंज (VF) के आधार पर मेल खाने वाले कॉन्स्टेंट करंट LED ड्राइवर का उपयोग करें। आउटपुट, दक्षता और जीवनकाल को संतुलित करने के लिए सामान्य 350mA करंट पर या उससे नीचे काम करने की सलाह दी जाती है। करंट कम करने से जीवनकाल में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:130° के विस्तृत दृश्य कोण के लिए आवश्यक बीम पैटर्न प्राप्त करने हेतु एप्लिकेशन के अनुसार द्वितीयक ऑप्टिकल घटक (लेंस, रिफ्लेक्टर) की आवश्यकता हो सकती है।
- इलेक्ट्रिकल प्रोटेक्शन:इनपुट लाइन पर रिवर्स पोलैरिटी, ओवरवोल्टेज ट्रांजिएंट और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा जोड़ने पर विचार करें।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
फ्लिप-चिप vs. पारंपरिक गोल्ड वायर बॉन्डिंग LED:
- थर्मल प्रदर्शन:फ्लिप-चिप माउंटिंग सक्रिय जंक्शन से सब्सट्रेट/हीट सिंक तक एक छोटा, अधिक प्रत्यक्ष तापीय पथ प्रदान करती है, जिससे थर्मल प्रतिरोध (Rth)। इससे समान धारा पर उच्च ड्राइव करंट या लंबी आयु प्राप्त की जा सकती है।
- विश्वसनीयता:गोल्ड वायर बॉन्डिंग को समाप्त करता है, जो थर्मल साइकलिंग, कंपन या इलेक्ट्रोमाइग्रेशन के कारण विफलता का बिंदु बन सकता है।
- Current Spreading:आमतौर पर चिप के नीचे एक बेहतर करंट स्प्रेडिंग लेयर एकीकृत होती है, जिससे अधिक समान प्रकाश उत्सर्जन और संभावित रूप से उच्च दक्षता प्राप्त होती है।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:यह अधिक कॉम्पैक्ट पैकेजिंग या विभिन्न प्रकाश निष्कर्षण विशेषताओं को सक्षम बना सकता है।
Series Configuration (9 in series):उच्च वोल्टेज, कम धारा अनुप्रयोगों के लिए ड्राइवर डिज़ाइन को सरल बनाता है, और कई समानांतर श्रृंखलाओं को चलाने की तुलना में आमतौर पर ड्राइवर दक्षता में सुधार करता है।
9. सामान्य प्रश्न (FAQ)
9.1 अनुशंसित कार्यशील धारा क्या है?
डेटाशीट 350mA पर विशेषताएँ निर्दिष्ट करती है, यह एक विशिष्ट अनुशंसित कार्य बिंदु है। इसे 700mA के पूर्ण अधिकतम मान तक चलाया जा सकता है, लेकिन इससे जंक्शन तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि होगी और जीवनकाल कम हो जाएगा। सर्वोत्तम जीवनकाल और दक्षता के लिए, 350mA या उससे कम धारा पर कार्य करने की सलाह दी जाती है।
9.2 फॉरवर्ड वोल्टेज इतना अधिक (~27V) क्यों है?
यह मॉड्यूल श्रृंखला में जुड़े 9 स्वतंत्र LED चिप्स से बना है। प्रत्येक चिप का फॉरवर्ड वोल्टेज जुड़ जाता है। एक विशिष्ट सफेद प्रकाश LED चिप का VFलगभग 3V होता है; 9 * 3V = 27V।
9.3 सही CCT ग्रेड कैसे चुनें?
आवश्यक अनुप्रयोग वातावरण और रंग प्रतिपादन के आधार पर नाममात्र CCT (जैसे 4000K) चुनें। संबंधित क्रोमैटिसिटी क्षेत्र (जैसे 5A-5D) रंग एकरूपता सुनिश्चित करते हैं। महत्वपूर्ण रंग मिलान अनुप्रयोगों के लिए, अधिक कड़ी बिनिंग या एकल उत्पादन बैच से चयन का अनुरोध किया जा सकता है।
9.4 किस प्रकार के हीट सिंक की आवश्यकता है?
आवश्यक हीटसिंक आपके ऑपरेटिंग करंट, परिवेश के तापमान, वांछित Tj, और आपके PCB और इंटरफ़ेस सामग्री के थर्मल प्रतिरोध पर निर्भर करता है। आपको कुल बिजली अपव्यय (VF* मैंF) और जंक्शन से पर्यावरण तक के लक्ष्य थर्मल प्रतिरोध (RθJA) का उपयोग करके थर्मल गणना करें।
9.5 क्या मैं PWM डिमिंग का उपयोग कर सकता हूँ?
可以,脉宽调制 (PWM) 是LED的一种有效调光方法。确保PWM频率足够高(通常 >100Hz)以避免可见闪烁。驱动器应设计为支持PWM输入或具有专用的调光接口。
10. व्यावहारिक डिज़ाइन केस विश्लेषण
परिदृश्य:100W के उच्च बे पंप ल्यूमिनेयर को डिज़ाइन करने के लिए कई T12 मॉड्यूल का उपयोग करें।
डिज़ाइन चरण:
- मॉड्यूल संख्या:लक्ष्य कुल शक्ति 100W। प्रत्येक मॉड्यूल 350mA पर लगभग 9.45W (27V * 0.35A) की खपत करता है। 10 मॉड्यूल का उपयोग करने पर, कुल शक्ति लगभग 94.5W होती है।
- ड्राइवर चयन:需要一个为10个串联模组供电的恒流驱动器。所需输出电压范围:10 * (27V 至 29V) = 270V 至 290V。所需电流:350mA。选择一个额定值 >290V、350mA 的驱动器。
- थर्मल डिज़ाइन:कुल बिजली की खपत लगभग 94.5W है। एक बड़े एल्यूमीनियम हीटसिंक पर लगे मेटल-कोर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (MCPCB) का उपयोग किया गया है। अधिकतम परिवेश तापमान (जैसे 50°C) और लक्षित TθSA(हीटसिंक से परिवेश) के थर्मल प्रतिरोध के आधार पर, LED और इंटरफ़ेस के RjθJCऔर RθCS。ऑप्टिकल डिज़ाइन:
- उच्च-बे वाले ल्यूमिनेयर के लिए, आमतौर पर मध्यम बीम कोण (जैसे 60°-90°) की आवश्यकता होती है। आंतरिक 130° से बीम को संकीर्ण करने के लिए, मॉड्यूल पैकेजिंग के साथ संगत एक सेकेंडरी लेंस या रिफ्लेक्टर का चयन करें।PCB लेआउट:
- अनुशंसित पैड लेआउट का पालन करें। सुनिश्चित करें कि करंट वहन करने वाले कॉपर फॉइल ट्रेस पर्याप्त चौड़े हों। सोल्डरिंग के लिए थर्मल रिलीज़ पैटर्न लागू करें, और साथ ही हीट डिसिपेशन के लिए कॉपर पोर क्षेत्र को अधिकतम करें।11. तकनीकी सिद्धांत परिचय
फ्लिप-चिप LED प्रौद्योगिकी:
पारंपरिक एलईडी में, अर्धचालक परतें सब्सट्रेट पर विकसित की जाती हैं और सोने के तार बॉन्डिंग के माध्यम से चिप के शीर्ष से जुड़ी होती हैं। फ्लिप-चिप डिज़ाइन में, विकास पूरा होने के बाद, चिप को "पलटा" जाता है और सोल्डर बम्प के माध्यम से सीधे वाहक सब्सट्रेट (जैसे सिरेमिक या सिलिकॉन बेस) से बांधा जाता है। यह सक्रिय प्रकाश उत्सर्जक क्षेत्र को ताप पथ के अधिक निकट लाता है। प्रकाश सब्सट्रेट (जो पारदर्शी होना चाहिए, जैसे नीलम) के माध्यम से उत्सर्जित होता है, या यदि सब्सट्रेट हटा दिया जाता है तो पार्श्व से उत्सर्जित होता है। यह संरचना ताप अपव्यय में सुधार करती है, उच्च करंट घनत्व की अनुमति देती है और नाजुक सोने के तार बॉन्डिंग को हटाकर विश्वसनीयता बढ़ाती है।श्वेत प्रकाश उत्पादन का सिद्धांत:
अधिकांश श्वेत एलईडी नीला प्रकाश उत्सर्जित करने वाले इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) चिप का उपयोग करती हैं। नीले प्रकाश का एक भाग चिप पर या उसके आसपास लगी फॉस्फर सामग्री (आमतौर पर सेरियम-डोप्ड यट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट, YAG:Ce) की परत द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। फॉस्फर नीले प्रकाश के एक हिस्से को पीले प्रकाश में निम्न-रूपांतरित कर देता है। शेष नीला प्रकाश उत्पन्न पीले प्रकाश के साथ मिलकर मानव आँख द्वारा श्वेत प्रकाश के रूप में अनुभव किया जाता है। फॉस्फर की संरचना और मोटाई को समायोजित करके CCT और CRI को नियंत्रित किया जा सकता है।12. उद्योग रुझान एवं विकास
दक्षता (lm/W) में वृद्धि:
मुख्य रुझान अभी भी दीप्त दक्षता में निरंतर सुधार और प्रति इकाई प्रकाश उत्पादन के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम करना है। यह आंतरिक क्वांटम दक्षता (IQE), प्रकाश निष्कर्षण दक्षता और फॉस्फर रूपांतरण दक्षता में सुधार के माध्यम से प्राप्त किया जाता है।उच्च शक्ति घनत्व और लघुकरण:
ऑटोमोटिव हेडलाइट्स, माइक्रो प्रोजेक्टर और अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट ल्यूमिनेयर जैसे अनुप्रयोगों द्वारा संचालित, उद्योग छोटे पैकेजों में अधिक लुमेन पैक करने पर केंद्रित है। फ्लिप-चिप और चिप स्केल पैकेजिंग (CSP) प्रौद्योगिकियां प्रमुख सक्षम कारक हैं।बेहतर रंग गुणवत्ता और स्थिरता:
对高显色指数 (Ra >90, R9 >50) 以及跨批次和整个寿命期内颜色点一致性的需求日益增长,尤其是在零售、博物馆和医疗保健照明领域。विश्वसनीयता एवं जीवनकाल:
ध्यान उच्च तापमान, उच्च आर्द्रता और उच्च धारा प्रतिबल स्थितियों के तहत विफलता तंत्र को समझने और कम करने पर है, ताकि लंबे L70/B50 जीवनकाल (50% उत्पादों के लिए चमक 70% तक गिरने का समय) की गारंटी दी जा सके।बुद्धिमान और इंटरकनेक्टेड प्रकाश व्यवस्था:
नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स, सेंसर और संचार इंटरफेस को सीधे एलईडी मॉड्यूल में एकीकृत करना तेजी से आम होता जा रहा है, जिससे IoT-आधारित प्रकाश व्यवस्था प्रणालियाँ संभव हो रही हैं।विशिष्ट स्पेक्ट्रम:
मानव-केंद्रित प्रकाश व्यवस्था (HCL), बागवानी (पौध विकास लैंप) और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित स्पेक्ट्रम आउटपुट वाले एलईडी विकसित करना।Development of LEDs with tailored spectral outputs for human-centric lighting (HCL), horticulture (grow lights), and medical applications.
एलईडी विनिर्देशन शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश साधन की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश की मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जब प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है; कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा दर्शाता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुन:प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Fidelity (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक एकसमान होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग टोन (ह्यू) का निर्धारण करें। |
| 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 ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए थोड़े समय में सहने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, नहीं तो अधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर उसके ब्रेकडाउन होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक सावधानियां 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। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| 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। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य की रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री के 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। |
IV. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशील, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप डिज़ाइन बेहतर हीट डिसिपेशन 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 | पैकेजिंग सतह की ऑप्टिकल संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | बिनिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहित करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| Color Temperature Binning | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता 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। |