सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 उत्पाद विशेषताएँ
- 1.2 अनुप्रयोग क्षेत्र
- 2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत और प्रकाशिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 चमक तीव्रता (ल्यूमिनेंस) ग्रेडिंग
- 3.2 रंग टोन (प्रमुख तरंग दैर्ध्य) ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम और पिन परिभाषा
- 5.2 अनुशंसित PCB पैड लेआउट
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग शर्तें (लीड-फ्री प्रक्रिया)
- 6.2 भंडारण एवं संचालन
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 8.1 टिपिकल एप्लीकेशन सर्किट
- 8.2 Thermal Management
- 8.3 प्रकाशिकी डिजाइन
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10.1 लाल प्रकाश (25mA) और हरे/नीले प्रकाश (20mA) की अधिकतम DC धारा अलग क्यों है?
- 10.2 क्या मैं सभी तीन रंगों को संचालित करने के लिए एक सामान्य एनोड पर एक ही रोकनेवाला (रेसिस्टर) का उपयोग कर सकता हूँ?
- 10.3 "बिन कोड" का क्या अर्थ है? इसे निर्दिष्ट करना क्यों महत्वपूर्ण है?
- 11. व्यावहारिक डिजाइन एवं उपयोग केस
- 12. सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 13. विकास प्रवृत्तियाँ
1. उत्पाद अवलोकन
LTST-B32JEGBK-AT एक कॉम्पैक्ट फुल-कलर एसएमडी एलईडी है, जिसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में छोटे आकार के स्थानों में जीवंत रंग संकेत या बैकलाइटिंग प्राप्त करने की आवश्यकता के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण एक ही पैकेज में तीन अलग-अलग सेमीकंडक्टर चिप्स को एकीकृत करता है: लाल प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए एक AlInGaP चिप और हरा तथा नीला प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए दो InGaN चिप्स। यह संयोजन तीन प्राथमिक रंगों के प्रकाश स्रोतों के स्वतंत्र या संयुक्त नियंत्रण के माध्यम से एक विस्तृत रंग सीमा उत्पन्न करने में सक्षम बनाता है। इसकी एक उल्लेखनीय विशेषता इसकी अत्यंत कम 0.65 मिमी प्रोफाइल ऊंचाई है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां ऊर्ध्वाधर स्थान गंभीर रूप से सीमित है, जैसे अल्ट्रा-थिन उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, वियरेबल डिवाइस या सटीक नियंत्रण पैनल।
यह एलईडी 8 मिमी कैरियर टेप पैकेजिंग में आता है, जो 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है, EIA मानकों के अनुरूप है, और यह बड़े पैमाने पर विनिर्माण में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले हाई-स्पीड ऑटोमेटेड प्लेसमेंट उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करता है। इसके अतिरिक्त, यह लीड-फ्री इन्फ्रारेड (IR) रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया आवश्यकताओं का अनुपालन करता है, जो समकालीन पर्यावरणीय नियमों और विनिर्माण मानकों के अनुरूप है।
1.1 उत्पाद विशेषताएँ
- RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देश के अनुपालन में।
- अल्ट्रा-थिन पैकेजिंग, ऊंचाई केवल 0.65mm।
- उच्च चमकदार तीव्रता प्राप्त करने के लिए, लाल प्रकाश के लिए कुशल AlInGaP तकनीक और हरे एवं नीले प्रकाश के लिए InGaN तकनीक का उपयोग किया गया है।
- स्वचालित संचालन में सुविधा के लिए 8mm वाहक पट्टी में पैक करके 7 इंच के रील पर आपूर्ति।
- मानक EIA पैकेज आकृति के अनुरूप।
- IC ड्राइव स्तर के साथ संगत डिज़ाइन।
- स्वचालित प्लेसमेंट उपकरणों के लिए उपयुक्त।
- मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल को सहन करने में सक्षम।
1.2 अनुप्रयोग क्षेत्र
- दूरसंचार उपकरण, कार्यालय स्वचालन उपकरण, घरेलू उपकरण और औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों में स्थिति और बिजली संकेतक।
- कीबोर्ड, कुंजियों और नियंत्रण बटनों की बैकलाइट।
- माइक्रो डिस्प्ले और प्रतीक संकेतकों का प्रकाशन।
- बहुरंगी कार्यक्षमता वाले सामान्य सिग्नल लैंप।
2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
LTST-B32JEGBK-AT का प्रदर्शन विद्युत, प्रकाशिकी और ऊष्मा संबंधी मापदंडों के एक व्यापक सेट द्वारा परिभाषित किया गया है। विश्वसनीय सर्किट डिजाइन और वांछित दृश्य प्रभाव प्राप्त करने के लिए इन विशिष्टताओं को समझना महत्वपूर्ण है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर काम करने की गारंटी नहीं है।
- शक्ति अपव्यय (Pd):रेड लाइट: 62.5 mW, ग्रीन/ब्लू लाइट: 76 mW। यह पैरामीटर थर्मल रेजिस्टेंस के साथ मिलकर, ओवरहीटिंग को रोकने के लिए अधिकतम अनुमेय पावर निर्धारित करता है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IF(PEAK)):लाल प्रकाश: 60 mA, हरा/नीला प्रकाश: 100 mA। यह अधिकतम अनुमत पल्स धारा है, जिसे आमतौर पर कम ड्यूटी साइकिल (1/10) और छोटी पल्स चौड़ाई (0.1ms) के तहत निर्दिष्ट किया जाता है, और यह मल्टीप्लेक्सिंग या अल्पकालिक उच्च चमक पल्स के लिए उपयुक्त है।
- डीसी फॉरवर्ड करंट (IF):लाल प्रकाश: 25 mA, हरा/नीला प्रकाश: 20 mA। यह विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर धारा है।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सहनशीलता:लाल प्रकाश: 2000V (मानव शरीर मॉडल), हरा/नीला प्रकाश: 1000V (मानव शरीर मॉडल)। हरे और नीले प्रकाश के InGaN चिप्स आमतौर पर AlInGaP लाल प्रकाश चिप्स की तुलना में ESD के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं, इसलिए अधिक सख्त परिचालन सावधानियों की आवश्यकता होती है।
- कार्य और भंडारण तापमान:-40°C से +85°C (कार्य), -40°C से +90°C (भंडारण)। यह उन पर्यावरणीय परिस्थितियों को परिभाषित करता है जिन्हें डिवाइस सहन कर सकता है।
- इन्फ्रारेड वेल्डिंग शर्तें:260°C शिखर तापमान को 10 सेकंड तक सहन कर सकता है, यह लीड-फ्री रीफ्लो प्रक्रिया की मानक शर्त है।
2.2 विद्युत और प्रकाशिक विशेषताएँ
ये मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, IF=5mA, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो) के तहत मापे गए विशिष्ट और गारंटीकृत प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- चमकदार तीव्रता (IV):) को मिलिकैंडेला (mcd) में मापा जाता है। न्यूनतम मान क्रमशः हैं: लाल प्रकाश: 26.0 mcd, हरा प्रकाश: 122.0 mcd, नीला प्रकाश: 22.0 mcd। InGaN सामग्री की इस तरंगदैर्ध्य पर उच्च दक्षता और मानव आँख की हरे क्षेत्र में चरम संवेदनशीलता के कारण, हरे चिप का आउटपुट काफी अधिक है।
- देखने का कोण (2θ1/2):विशिष्ट मान 120 डिग्री है। यह विस्तृत देखने का कोण दर्शाता है कि इसमें लैम्बर्ट या नियर-लैम्बर्ट उत्सर्जन पैटर्न है, जो एक विस्तृत क्षेत्र में समान चमक प्रदान कर सकता है।
- पीक उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):विशिष्ट मान: लाल प्रकाश: 632 nm, हरा प्रकाश: 518 nm, नीला प्रकाश: 468 nm। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):मानव आँख द्वारा अनुभव किया गया, रंग को परिभाषित करने वाला एकल तरंगदैर्ध्य। निर्दिष्ट सीमाएँ हैं: लाल प्रकाश: 616-628 nm, हरा प्रकाश: 519-537 nm, नीला प्रकाश: 464-479 nm।
- स्पेक्ट्रल रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ):विशिष्ट मान: लाल प्रकाश: 12 nm, हरा प्रकाश: 27 nm, नीला प्रकाश: 20 nm। यह स्पेक्ट्रम की शुद्धता को दर्शाता है; छोटा मान अधिक मोनोक्रोमैटिक प्रकाश को दर्शाता है। AlInGaP से प्राप्त लाल प्रकाश का स्पेक्ट्रम आमतौर पर InGaN से प्राप्त हरे/नीले प्रकाश की तुलना में संकरा होता है।
- Forward Voltage (VF):At 5mA: Red: 1.50-2.15V, Green: 2.00-3.20V, Blue: 2.00-3.20V. The lower VFis a characteristic of AlInGaP technology compared to InGaN.
- Reverse Current (IR):at VR=5V पर अधिकतम 10 μA। LED को रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल गुणवत्ता परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
उत्पादन में रंग स्थिरता और चमक मिलान सुनिश्चित करने के लिए, LED को प्रमुख ऑप्टिकल पैरामीटर्स के आधार पर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है।
3.1 चमक तीव्रता (ल्यूमिनेंस) ग्रेडिंग
प्रत्येक रंग को कई ग्रेडों में विभाजित किया गया है (उदाहरण के लिए, A, B, C...)। प्रकाश तीव्रता 5mA के मानक ड्राइव करंट पर मापी जाती है। उदाहरण के लिए, लाल रंग का 'A' ग्रेड 26.0-31.0 mcd को कवर करता है, जबकि 'E' ग्रेड 54.0-65.0 mcd को कवर करता है। हरे और नीले रंग की अपनी अलग ग्रेडिंग तालिकाएँ हैं। प्रत्येक ग्रेड के भीतर +/-10% का सहनशीलता मान लागू होता है। घटक में कई इकाइयों के बीच चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए डिजाइनर को आवश्यक ग्रेड कोड निर्दिष्ट करना चाहिए।
3.2 रंग टोन (प्रमुख तरंग दैर्ध्य) ग्रेडिंग
यह ग्रेडिंग रंग एकरूपता सुनिश्चित करती है। LED को उनके प्रमुख तरंगदैर्ध्य के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। उदाहरण के लिए, लाल प्रकाश को 1 nm के चरण में 616-628 nm (ग्रेड 1-4) में वर्गीकृत किया जाता है। हरा प्रकाश 519-537 nm (ग्रेड 1-6) में और नीला प्रकाश 464-479 nm (ग्रेड 1-5) में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक ग्रेड में +/-1 nm की सहनशीलता होती है। ऐसे अनुप्रयोगों में जहां सटीक रंग मिलान की आवश्यकता होती है, जैसे कि मल्टी-LED डिस्प्ले या स्टेटस इंडिकेटर जहां सभी लाल LED एक जैसे दिखने चाहिए, टोन ग्रेड निर्दिष्ट करना महत्वपूर्ण है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि विशिष्ट आरेखों (चित्र 1, चित्र 5) का विनिर्देश पुस्तिका में उल्लेख किया गया है, लेकिन उनका अर्थ मानक है।
- I-V वक्र:Forward Voltage (VF) धारा (I) के साथF) एक विशिष्ट डायोड गैर-रेखीय, घातीय तरीके से बढ़ता है। अर्धचालक सामग्री और बैंडगैप में अंतर के कारण, प्रत्येक चिप रंग के लिए वक्र भिन्न होगा।
- दीप्त तीव्रता बनाम धारा:सामान्य संचालन सीमा के भीतर, प्रकाश उत्पादन आमतौर पर अग्र धारा के समानुपाती होता है, लेकिन अत्यधिक उच्च धारा पर, तापीय प्रभावों और दक्षता में गिरावट के कारण दक्षता कम हो सकती है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:यह सुनिश्चित करें कि लाल एलईडी चिप का आउटपुट स्पेक्ट्रम मोनोमोडल हो। ग्राफ सापेक्ष विकिरण शक्ति और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध दर्शाएगा, जो शिखर तरंगदैर्ध्य (λP) और स्पेक्ट्रम की अर्ध-चौड़ाई (Δλ) को दर्शाता है।
- व्यूिंग एंगल वितरण चार्ट:ध्रुवीय निर्देशांक आरेख (चित्र 5) प्रकाश तीव्रता के कोणीय वितरण को दर्शाता है, जो 120-डिग्री के दृश्य कोण की पुष्टि करता है जब तीव्रता अक्षीय मान से आधी हो जाती है।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम और पिन परिभाषा
यह उपकरण मानक एसएमडी एनकैप्सुलेशन आयामों का पालन करता है। पिन परिभाषा स्पष्ट है: पिन 2 लाल प्रकाश चिप का कैथोड है, पिन 3 हरे प्रकाश चिप का कैथोड है, पिन 4 नीले प्रकाश चिप का कैथोड है। सामान्य एनोड संभवतः पिन 1 है (मानक आरजीबी एलईडी विन्यास से अनुमानित)। सभी आयाम मिलीमीटर में प्रदान किए गए हैं, मानक सहनशीलता ±0.1 मिमी है। अति पतली 0.65 मिमी ऊंचाई एक महत्वपूर्ण यांत्रिक विशेषता है।
5.2 अनुशंसित PCB पैड लेआउट
सही सोल्डरिंग और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए पैड पैटर्न डिज़ाइन प्रदान किया गया है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने, टॉम्बस्टोनिंग को रोकने और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान सही संरेखण सुनिश्चित करने के लिए इस अनुशंसित पैकेज आकार का पालन करना महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
6.1 इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग शर्तें (लीड-फ्री प्रक्रिया)
विस्तृत रीफ्लो तापमान प्रोफ़ाइल की सिफारिश की जाती है। महत्वपूर्ण पैरामीटर में प्रीहीट चरण, लिक्विडस तापमान से ऊपर निर्दिष्ट समय और 260°C से अधिक न होने वाला पीक तापमान शामिल है, अधिकतम 10 सेकंड के लिए। यह डिवाइस इस तापमान प्रोफ़ाइल को अधिकतम दो बार सहन करने के लिए रेटेड है। सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करके मैन्युअल रिपेयर के लिए, आयरन टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए, प्रत्येक सोल्डर जोड़ का संपर्क समय 3 सेकंड के भीतर सीमित होना चाहिए, और केवल एक बार ही किया जाना चाहिए।
6.2 भंडारण एवं संचालन
- ESD रोकथाम उपाय:कलाई पट्टा, एंटीस्टैटिक मैट और उचित रूप से ग्राउंडेड उपकरणों का उपयोग अनिवार्य है, विशेष रूप से ESD संवेदनशील हरे और नीले प्रकाश चिप्स के लिए।
- नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL):यह उपकरण MSL 3 ग्रेड का है। मूल नमी-रोधी बैग खोलने के बाद, यदि इसे ≤30°C/60% RH की स्थिति में संग्रहीत किया जाता है, तो रिफ्लो सोल्डरिंग 1 सप्ताह के भीतर की जानी चाहिए। यदि मूल बैग के बाहर अधिक समय तक संग्रहीत किया जाता है, तो रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले लगभग 60°C पर कम से कम 20 घंटे तक बेकिंग की आवश्यकता होती है।
- सफाई:यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल आइसोप्रोपिल अल्कोहल या एथेनॉल जैसे अल्कोहल-आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करें। कमरे के तापमान पर एक मिनट से कम समय के लिए भिगोना चाहिए। अनिर्दिष्ट रसायन LED एनकैप्सुलेशन या लेंस को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
एलईडी 8 मिमी चौड़ाई की उभरी हुई कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है, जो मानक 7 इंच (178 मिमी) व्यास के रील पर लपेटी जाती है। प्रत्येक रील में 4,000 टुकड़े होते हैं। घटकों की सुरक्षा के लिए टेप के साथ कवर टेप लगा होता है। रील आमतौर पर तीन प्रति आंतरिक बॉक्स में पैक की जाती हैं। पैकेजिंग ANSI/EIA-481 विनिर्देश का अनुपालन करती है। पार्ट नंबर LTST-B32JEGBK-AT इस विशिष्ट फुल-कलर, वॉटर क्लियर लेंस मॉडल की विशिष्ट पहचान करता है।
8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
8.1 टिपिकल एप्लीकेशन सर्किट
प्रत्येक रंग चैनल (लाल, हरा, नीला) को स्वतंत्र रूप से संचालित किया जाना चाहिए। आवश्यक अग्र धारा निर्धारित करने और LED की सुरक्षा के लिए प्रत्येक एनोड पिन के साथ श्रृंखला में एक करंट-सीमित रोकनेवाला जोड़ा जाना चाहिए। रोकनेवाला मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: R = (Vबिजली की आपूर्ति- VF) / IF। चूंकि प्रत्येक रंग के VFभिन्न होते हैं, इसलिए समान बिजली वोल्टेज और समान करंट ड्राइव का उपयोग करने पर भी आमतौर पर तीन अलग-अलग प्रतिरोध मानों की आवश्यकता होती है। सटीक करंट नियंत्रण या एकाधिक एलईडी को मल्टीप्लेक्स करने के लिए समर्पित एलईडी ड्राइवर आईसी या कॉन्स्टेंट करंट स्रोत के उपयोग की सिफारिश की जाती है।
8.2 Thermal Management
हालांकि बिजली की खपत कम है, लेकिन लंबी उम्र और स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए PCB पर अच्छी थर्मल डिजाइन बहुत महत्वपूर्ण है। सुनिश्चित करें कि हीट सिंक पैड (यदि उपलब्ध हो) या LED पैड से जुड़े कॉपर फॉयल का क्षेत्र पर्याप्त है ताकि यह हीट सिंक के रूप में कार्य कर सके, खासकर जब अधिकतम रेटेड मूल्य के करीब या उच्च परिवेश के तापमान पर काम किया जा रहा हो।
8.3 प्रकाशिकी डिजाइन
वाटर क्लियर लेंस एक विस्तृत, विसरित प्रकाश पैटर्न प्रदान करता है। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जिन्हें केंद्रित प्रकाश या विशिष्ट बीम पैटर्न की आवश्यकता होती है, द्वितीयक प्रकाशिकी घटकों (जैसे लाइट पाइप, लेंस या डिफ्यूज़र) को डिजाइन करते समय एलईडी के 120-डिग्री व्यूइंग एंगल और पैकेज के भीतर तीन रंग चिप्स के स्थानिक पृथक्करण (जो निकट दूरी पर रंग मिश्रण को प्रभावित करता है) पर विचार करना आवश्यक है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTST-B32JEGBK-AT का प्रमुख विभेदक कारक यह है कि यह अपने अल्ट्रा-थिन 0.65mm पैकेज ऊंचाई के भीतर पूर्ण RGB रंग सीमा प्राप्त करता है। पुरानी तकनीकों की तुलना में जो अलग-अलग मोनोक्रोमैटिक एलईडी या बड़े RGB पैकेज का उपयोग करती हैं, यह उपकरण पतले उत्पाद डिजाइन को सक्षम बनाता है। AlInGaP का उपयोग करके लाल प्रकाश प्राप्त करना, कुछ अन्य लाल एलईडी तकनीकों की तुलना में, उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है। स्वचालित असेंबली और मानक रिफ्लो प्रक्रियाओं के साथ इसकी संगतता, उन उपकरणों की तुलना में जिन्हें मैन्युअल सोल्डरिंग या विशेष उपचार की आवश्यकता होती है, निर्माण जटिलता और लागत को कम करती है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
10.1 लाल प्रकाश (25mA) और हरे/नीले प्रकाश (20mA) की अधिकतम DC धारा अलग क्यों है?
यह अंतर अंतर्निहित सामग्री गुणों और चिप डिजाइन से उत्पन्न होता है। समान पैकेजिंग थर्मल बाधाओं के तहत, AlInGaP लाल चिप आमतौर पर InGaN हरे और नीले चिप की तुलना में थोड़ी अधिक करंट घनत्व का सामना कर सकती है, जिससे इसकी उच्चतर रेटेड निरंतर धारा होती है।
10.2 क्या मैं सभी तीन रंगों को संचालित करने के लिए एक सामान्य एनोड पर एक ही रोकनेवाला (रेसिस्टर) का उपयोग कर सकता हूँ?
नहीं। लाल, हरे और नीले चिप के अग्र वोल्टेज (VF) एक महत्वपूर्ण अंतर मौजूद है, उन्हें समानांतर में जोड़ना और एक ही करंट-सीमित रोकनेवाला से जोड़ना करंट में गंभीर असंतुलन पैदा करेगा। सबसे कम VFवाले रंग (लाल प्रकाश) अधिकांश करंट को अवशोषित करेंगे, संभवतः इसकी रेटेड मान से अधिक, जबकि अन्य रंग मंद हो सकते हैं या बिल्कुल नहीं जल सकते। प्रत्येक रंग चैनल का अपना स्वतंत्र करंट-सीमित तंत्र होना चाहिए।
10.3 "बिन कोड" का क्या अर्थ है? इसे निर्दिष्ट करना क्यों महत्वपूर्ण है?
निर्माण भिन्नताओं के कारण, LED पूरी तरह से समान नहीं होते हैं। उत्पादन के बाद, उन्हें मापी गई चमक तीव्रता और प्रमुख तरंग दैर्ध्य के आधार पर वर्गीकृत (बिन) किया जाता है। ऑर्डर करते समय बिनिंग कोड निर्दिष्ट करने से यह सुनिश्चित होता है कि आपको लगभग समान चमक और रंग वाले LED प्राप्त हों। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां कई LED का उपयोग किया जाता है और दृश्य एकरूपता की आवश्यकता होती है (जैसे बैकलाइट पैनल या मल्टी-सेगमेंट डिस्प्ले)। विभिन्न बिन के LED का उपयोग करने से ध्यान देने योग्य चमक या रंग अंतर हो सकता है।
11. व्यावहारिक डिजाइन एवं उपयोग केस
केस: नेटवर्क राउटर के लिए बहुरंगी स्टेटस संकेतक डिज़ाइन करना
डिज़ाइनर को तीन स्टेट एलईडी (पावर, इंटरनेट, वाई-फाई) की आवश्यकता थी, लेकिन पीसीबी पर केवल एक एलईडी के लिए स्थान था। इसलिए LTST-B32JEGBK-AT का चयन किया गया। माइक्रोकंट्रोलर प्रत्येक रंग को स्वतंत्र रूप से संचालित करता है: लाल "पावर ऑफ/त्रुटि", हरा "सामान्य संचालन", नीला "वाई-फाई सक्रिय", और सियान (हरा+नीला) जैसे संयोजन अन्य स्थितियों को दर्शाते हैं। 0.65mm की ऊंचाई पतले राउटर आवरण के लिए उपयुक्त है। डिज़ाइनर ने सख्त ह्यू बिन (जैसे, ग्रीन लाइट बिन 2: 522-525nm) और मध्यम चमक बिन निर्दिष्ट किए, ताकि सभी निर्माण इकाइयों में रंग और चमक एक समान रहे। असेंबली के दौरान अनुशंसित रीफ्लो तापमान प्रोफाइल का उपयोग किया गया, और डिवाइस सभी विश्वसनीयता परीक्षणों में उत्तीर्ण हुआ।
12. सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
एलईडी में प्रकाश उत्सर्जन सेमीकंडक्टर सामग्री में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस परिघटना पर आधारित है। जब p-n जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं और वहां पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश का रंग (तरंगदैर्ध्य) सेमीकंडक्टर सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है। AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) की बैंडगैप लाल और एम्बर-नारंगी प्रकाश से मेल खाती है। InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) में व्यापक, समायोज्य बैंडगैप होती है, जो पराबैंगनी से नीले और हरे प्रकाश स्पेक्ट्रम तक उत्सर्जन करने में सक्षम है। इन विभिन्न सामग्रियों के चिप्स को एक पैकेज में एकीकृत करके पूर्ण रंग कार्यक्षमता प्राप्त की जाती है।
13. विकास प्रवृत्तियाँ
इंडिकेटर और बैकलाइटिंग के लिए उपयोग होने वाले SMD LED की विकास प्रवृत्तियाँ उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक प्रकाश उत्पादन), छोटे पैकेज आकार और कम प्रोफाइल ऊंचाई की ओर निरंतर विकास जारी है, ताकि पतले अंतिम उत्पाद प्राप्त किए जा सकें। साथ ही रंग प्रतिपादन और एकरूपता में सुधार को भी बढ़ावा दिया जा रहा है। इसके अलावा, सिस्टम डिजाइन को सरल बनाने के लिए नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स (जैसे ड्राइवर या PWM सर्किट) को LED पैकेज में ही एकीकृत करना एक सतत विकास दिशा है। उन्नत सामग्रियों और चिप स्केल पैकेजिंग (CSP) प्रौद्योगिकी के उपयोग से लघुकरण और प्रदर्शन की सीमाओं को और आगे बढ़ाया जा सकता है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी 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 विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी हो जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य तय करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी आदि उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | मैकएडम अंडाकार चरण, जैसे "5-step" | रंग स्थिरता का मात्रात्मक माप, चरण संख्या जितनी कम होगी रंग उतने ही अधिक सुसंगत होंगे। | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतान (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | एलईडी को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए, अल्प अवधि में सहन करने योग्य शिखर धारा। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | एलईडी सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकने की आवश्यकता होती है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मूल्य बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय 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 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप 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 प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (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 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। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम अंडाकार | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता 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, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC की ताप सहनशीलता अच्छी और लागत कम है; सिरेमिक की ताप अपव्यय क्षमता उत्कृष्ट और आयु लंबी है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू 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 | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने के लिए पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और श्रेणीकरण
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में 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 समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत के साथ मिलान करने में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदन श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण 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। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 2700K, 3000K आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह की एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | Estimating lifespan under actual usage conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| 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 पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |