1. उत्पाद अवलोकन
ELS3150-G श्रृंखला उच्च-प्रदर्शन, 6-पिन सिंगल-ड्यूल इन-लाइन पैकेज (SDIP) गेट ड्राइवर फोटोकपलरों का एक परिवार है, जो IGBT और पावर MOSFET के मजबूत और विश्वसनीय आइसोलेटेड गेट ड्राइविंग के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह डिवाइस एक इन्फ्रारेड लाइट-एमिटिंग डायोड (LED) को एक मोनोलिथिक IC से ऑप्टिकली कपल करता है जिसमें एक पावर आउटपुट स्टेज होता है। एक प्रमुख वास्तुशिल्प विशेषता एक आंतरिक शील्ड है जो कॉमन-मोड ट्रांजिएंट नॉइज़ के प्रति उच्च स्तर की प्रतिरक्षा प्रदान करती है, जिससे यह उन मांग वाले पावर इलेक्ट्रॉनिक्स वातावरणों के लिए उपयुक्त है जहां स्विचिंग नॉइज़ प्रचलित है।
इस घटक का मुख्य कार्य एक कम वोल्टेज नियंत्रण सर्किट (माइक्रोकंट्रोलर, DSP) और एक पावर स्विच के उच्च वोल्टेज, उच्च करंट गेट के बीच विद्युत इन्सुलेशन और सिग्नल ट्रांसमिशन प्रदान करना है। यह एक लॉजिक-लेवल इनपुट सिग्नल को एक उच्च-करंट गेट ड्राइव आउटपुट में परिवर्तित करता है जो आधुनिक IGBT और MOSFET की महत्वपूर्ण गेट कैपेसिटेंस को तेजी से चार्ज और डिस्चार्ज करने में सक्षम है, जो स्विचिंग लॉस को कम करने और सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।
1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
ELS3150-G श्रृंखला पावर रूपांतरण और मोटर ड्राइव अनुप्रयोगों के लिए कई विशिष्ट लाभ प्रदान करती है। इसकी रेल-टू-रेल आउटपुट वोल्टेज क्षमता सुनिश्चित करती है कि गेट ड्राइव सिग्नल VCC और VEE आपूर्ति रेल के बीच पूर्ण वोल्टेज स्विंग का उपयोग करता है, MOSFETs में न्यूनतम Rds(on) या IGBTs में कम संतृप्ति वोल्टेज के लिए अधिकतम गेट ओवरड्राइव प्रदान करता है। -40°C से +110°C के विस्तारित तापमान रेंज में गारंटीकृत प्रदर्शन व्यापक थर्मल परिवर्तनों के अधीन औद्योगिक और ऑटोमोटिव वातावरण में विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।
डिवाइस की ±15 kV/μs की उच्च कॉमन-मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी (CMTI) एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। इन्वर्टर जैसी ब्रिज कॉन्फ़िगरेशन में, एक डिवाइस का स्विचिंग पूरक डिवाइस के ड्राइवर के आइसोलेशन बैरियर पर उच्च dv/dt प्रेरित करता है। उच्च CMTI इस शोर को गलत ट्रिगरिंग या शूट-थ्रू स्थितियों का कारण बनने से रोकता है। 5000 Vrms आइसोलेशन वोल्टेज मध्यम-वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए एक मजबूत सुरक्षा मार्जिन प्रदान करता है। अंतर्राष्ट्रीय सुरक्षा मानकों (UL, cUL, VDE, आदि) और पर्यावरणीय नियमों (RoHS, हैलोजन-मुक्त) का अनुपालन वैश्विक रूप से विपणित अंतिम उत्पादों, औद्योगिक मोटर ड्राइव और अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई (UPS) से लेकर पंखा हीटर जैसे घरेलू उपकरणों तक, में इसके उपयोग को सुविधाजनक बनाता है।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये सामान्य संचालन के लिए अभिप्रेत नहीं हैं।
- इनपुट फॉरवर्ड करंट (IF): अधिकतम 25 mA DC. यह इनपुट LED के माध्यम से निरंतर करंट को सीमित करता है।
- पल्स फॉरवर्ड करंट (IFP)1 A for pulses ≤1 μs at 300 pps. This allows for brief, high-current pulses to achieve faster LED turn-on for minimal propagation delay.
- Output Supply Voltage (VCC - VEE): 10V से 30V. यह अनुमेय गेट ड्राइव आपूर्ति वोल्टेज सीमा को परिभाषित करता है। उच्च सिरे (जैसे, 15V-20V) पर संचालन IGBTs के लिए विशिष्ट है, जबकि कम वोल्टेज (10V-12V) MOSFETs के लिए सामान्य हैं।
- Peak Output Voltage (VO): 30V. आउटपुट पिन (Pin 5) पर VEE (पिन 4).
- पीक आउटपुट करंट (IOPH/IOPL): ±1.0A. यह पीक सोर्सिंग (हाई-साइड) और सिंकिंग (लो-साइड) करंट है जो आउटपुट स्टेज डिलीवर कर सकता है। यह करंट तेज स्विचिंग स्पीड हासिल करने के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह सीधे गेट कैपेसिटेंस (Qg) को चार्ज/डिस्चार्ज करता है।
- Isolation Voltage (VISO): 5000 Vrms 1 मिनट के लिए। यह इनपुट और आउटपुट पक्षों के बीच गैल्वेनिक अलगाव बाधा के लिए एक महत्वपूर्ण सुरक्षा रेटिंग है।
- ऑपरेटिंग तापमान (TOPR): -40°C से +110°C। वह परिवेश तापमान सीमा जिसमें डिवाइस के अपने प्रकाशित विनिर्देशों को पूरा करने की गारंटी है।
2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल और ट्रांसफर विशेषताएँ
ये पैरामीटर निर्दिष्ट तापमान सीमा में सामान्य संचालन स्थितियों के तहत डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- Forward Voltage (VF)I पर अधिकतम 1.8VF=10mA. इनपुट-साइड करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर को डिजाइन करने के लिए इसका उपयोग किया जाता है।
- सप्लाई करंट्स (ICCH, मैंCCL): आमतौर पर 1.4-1.5 mA, अधिकतम 3.2 mA तक। यह आउटपुट-साइड IC द्वारा VCC आपूर्ति, शक्ति अपव्यय की गणना के लिए महत्वपूर्ण।
- आउटपुट करंट क्षमता (IOH, मैंOL): डेटाशीट विशिष्ट वोल्टेज ड्रॉप स्थितियों के तहत न्यूनतम आउटपुट धाराएँ निर्दिष्ट करती है। उदाहरण के लिए, यह न्यूनतम सिंक धारा 1.0A की गारंटी देती है जब आउटपुट वोल्टेज (VO) VEE+4V पर हो। एक सर्किट में वास्तविक पीक धारा गेट ड्राइव लूप प्रतिबाधा और VCC/V द्वारा निर्धारित की जाएगी।EE आपूर्ति.
- आउटपुट वोल्टेज स्तर (VOH, VOL): उच्च-स्तरीय आउटपुट वोल्टेज VCC जब 1A सिंक कर रहा हो, और VCC जब 100mA सिंक कर रहा हो। इसी तरह, निम्न-स्तरीय आउटपुट V के 4V के भीतर होता है।EE जब 1A सोर्स कर रहा हो। ये "वोल्टेज ड्रॉप" आउटपुट ट्रांजिस्टर के ऑन-प्रतिरोध के कारण होते हैं।
- इनपुट थ्रेशोल्ड करंट (IFLH): अधिकतम 5 mA. यह आउटपुट को उच्च अवस्था में स्विच करने की गारंटी देने के लिए आवश्यक अधिकतम इनपुट LED धारा है (यह मानते हुए कि VCC UVLO थ्रेशोल्ड से ऊपर है)। इनपुट सर्किट को इससे काफी अधिक धारा (जैसे, 10-16 mA) प्रदान करने के लिए डिज़ाइन करना शोर प्रतिरक्षा सुनिश्चित करता है और प्रसार विलंब भिन्नता को न्यूनतम करता है।
- अंडर-वोल्टेज लॉकआउट (UVLO): यदि आपूर्ति वोल्टेज VCC-VEE यह UVLO- थ्रेशोल्ड (5.5V न्यूनतम, 6.8V सामान्य, 8V अधिकतम) से नीचे गिरने पर अक्षम हो जाता है। यह तब पुनः सक्षम हो जाता है जब आपूर्ति UVLO+ थ्रेशोल्ड (6.5V न्यूनतम, 7.8V सामान्य, 9V अधिकतम) से ऊपर बढ़ जाती है। यह सुविधा पावर डिवाइस को अपर्याप्त गेट वोल्टेज के साथ रैखिक क्षेत्र में संचालित होने से रोकती है, जिससे अत्यधिक ताप और विफलता हो सकती है।
2.3 स्विचिंग विशेषताएँ
एप्लिकेशन में स्विचिंग गति और समय निर्धारित करने के लिए ये पैरामीटर महत्वपूर्ण हैं।
- प्रोपेगेशन डिले (tPLH, tPHL): 60 ns min, 200 ns typ, 400 ns max. यह वह समय है जब इनपुट LED धारा अपने अंतिम मान के 50% तक पहुँचने से लेकर आउटपुट के अपने अंतिम स्विंग के 50% तक पहुँचने तक का है, यह दोनों लो-टू-हाई और हाई-टू-लो ट्रांजिशन के लिए है। t के बीच मिलानPLH और tPHL पल्स चौड़ाई विरूपण से बचने के लिए महत्वपूर्ण है।
- पल्स चौड़ाई विरूपण (|tPHL – tPLH|): अधिकतम 150 ns. यह दो प्रसार विलंबों के बीच का अंतर है।
- प्रसार विलंब विषमता (tPSK): अधिकतम 150 ns. यह समान परिस्थितियों में एक ही डिवाइस के विभिन्न इकाइयों के बीच प्रसार विलंब में भिन्नता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ समय संरेखण की आवश्यकता होती है और जहाँ समानांतर या बहु-चैनल विन्यास में कई ड्राइवरों का उपयोग किया जाता है।
- Rise/Fall Times (tR, tF): आमतौर पर 80 ns. यह आउटपुट वोल्टेज तरंगरूप का 10%-90% संक्रमण समय है। तेज Rise/Fall Times स्विचिंग हानियों को कम करते हैं लेकिन EMI बढ़ा सकते हैं।
- Common-Mode Transient Immunity (CMTI): न्यूनतम ±15 kV/μs. यह डिवाइस की उस क्षमता को मापता है कि वह आइसोलेशन बैरियर के पार आने वाले तेज वोल्टेज ट्रांजिएंट को बिना आउटपुट ग्लिच पैदा किए कितना दबा सकता है। परीक्षण की शर्तें (VCM(=1500V) उच्च वोल्टेज स्विचिंग सर्किट में वास्तविक दुनिया के शोर का अनुकरण करता है।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
प्रदान की गई विशेषता वक्र विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार के बारे में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
3.1 Forward Voltage vs. Temperature (Fig.1)
The forward voltage (VFइनपुट एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) एक नकारात्मक तापमान गुणांक रखता है, जो परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ घटता है। एक निश्चित इनपुट करंट के लिए, इसका अर्थ है कि एलईडी में शक्ति क्षय उच्च तापमान पर थोड़ा कम हो जाता है। डिज़ाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना Vf का उपयोग करके की जाएF अपेक्षित अधिकतम कार्यशील तापमान पर, यह गारंटी देने के लिए कि पर्याप्त ड्राइव करंट हमेशा उपलब्ध रहे।
3.2 Output Voltage vs. Output Current (Fig.2 & Fig.4)
ये वक्र आउटपुट ट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज ड्रॉप को आउटपुट करंट के फलन के रूप में दर्शाते हैं। ड्रॉप करंट और तापमान के साथ बढ़ता है। 1A आउटपुट पर, हाई-साइड ड्रॉप (VCC-VOH) can be over 2.5V at -40°C, and the low-side drop (VOL-VEE) 110°C पर 2.5V से अधिक हो सकता है। IGBT/MOSFET पर लागू वास्तविक गेट वोल्टेज निर्धारित करते समय इस पर विचार किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, VCC 15V और VEE -5V (कुल 20V) के साथ, उच्च तापमान पर 1A वितरित करने से गेट उच्च वोल्टेज केवल ~12.5V और गेट निम्न वोल्टेज ~-2.5V हो सकता है।
3.3 आपूर्ति धारा बनाम तापमान (चित्र.6)
The supply current (ICC) increases with temperature. This is important for calculating the total power dissipation of the device, especially when multiple drivers are used on a single board. Power dissipation PD = (VCC - VEE) * ICC + (IOH*VCEsat_H * ड्यूटी) + (IOL*VCEsat_L * (1-ड्यूटी)).
4. यांत्रिक और पैकेज जानकारी
4.1 Pin Configuration and Function
The device uses a 6-pin SDIP package. The pinout is as follows:
- Pin 1: एनोड इनपुट LED का.
- Pin 2: कोई कनेक्शन नहीं (NC)आंतरिक रूप से असंबद्ध।
- पिन 3: कैथोड इनपुट LED का.
- पिन 4: VEEआउटपुट स्टेज के लिए नकारात्मक आपूर्ति रेल। यह ग्राउंड (0V) या नकारात्मक वोल्टेज हो सकता है, IGBTs के लिए जिन्हें नकारात्मक टर्न-ऑफ बायस की आवश्यकता होती है।
- Pin 5: VOUT. The gate drive output pin. This connects directly to the gate of the IGBT or MOSFET, typically via a small gate resistor (Rg) को चार्ज/डिस्चार्ज करता है।
- Pin 6: VCCआउटपुट स्टेज के लिए सकारात्मक आपूर्ति रेल।
4.2 क्रिटिकल एप्लीकेशन नोट
A 0.1 μF बायपास कैपेसिटर को पिन 4 (V) और 6 (V) के बीच जोड़ा जाना चाहिए।EE) और 6 (VCC), फोटोकपलर पिनों के यथासंभव निकट रखा जाता है। यह संधारित्र तीव्र स्विचिंग संक्रमणों के दौरान आउटपुट स्टेज द्वारा आवश्यक उच्च-आवृत्ति धारा प्रदान करता है। इस संधारित्र को शामिल न करना या इसे बहुत दूर रखने से आउटपुट पर अत्यधिक रिंगिंग, प्रसार विलंब में वृद्धि और आपूर्ति बाउंस के कारण संभावित खराबी हो सकती है।
5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
डिवाइस का अधिकतम सोल्डरिंग तापमान रेटिंग 10 सेकंड के लिए 260°C है। यह मानक लीड-फ्री (Pb-free) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के साथ संगत है। मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) हैंडलिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए, क्योंकि डिवाइस में संवेदनशील सेमीकंडक्टर घटक होते हैं। अनुशंसित भंडारण स्थितियां निर्दिष्ट भंडारण तापमान सीमा -55°C से +125°C के भीतर, कम आर्द्रता, एंटी-स्टैटिक वातावरण में हैं।
6. अनुप्रयोग डिज़ाइन विचार
6.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ
एक विशिष्ट गेट ड्राइव परिपथ में एक इनपुट करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (Rin) एलईडी के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है, जो एक नियंत्रण सिग्नल (जैसे, माइक्रोकंट्रोलर से 3.3V या 5V) और ग्राउंड के बीच स्थित है। रोकनेवाला का मान R के रूप में परिकलित किया जाता हैin = (Vcontrol - VF) / IF. I के लिए 10-16 mA का मानF की सिफारिश की जाती है। आउटपुट साइड पर, VCC और VEE सप्लाई एक आइसोलेटेड DC-DC कन्वर्टर से प्राप्त की जाती हैं। आउटपुट पिन एक छोटे रेसिस्टर (R के माध्यम से गेट को ड्राइव करता है।g, उदाहरण के लिए, 2-10 Ω) जो स्विचिंग गति को नियंत्रित करता है और रिंगिंग को कम करता है। ड्राइवर के बंद होने पर अतिरिक्त शोर प्रतिरक्षा के लिए गेट से स्रोत/एमिटर तक एक वैकल्पिक पुल-डाउन रेसिस्टर (उदाहरण के लिए, 10kΩ) जोड़ा जा सकता है।
6.2 डिज़ाइन गणनाएँ और ट्रेड-ऑफ़
- गेट रेसिस्टर चयन: एक छोटा Rg तेज स्विचिंग (कम स्विचिंग हानियाँ) की अनुमति देता है लेकिन शिखर धारा, EMI, और गेट दोलन का जोखिम बढ़ाता है। ड्राइवर की 1A शिखर धारा क्षमता आपूर्ति वोल्टेज और गेट थ्रेशोल्ड के आधार पर एक निचली सीमा निर्धारित करती है।
- शक्ति अपव्यय: कुल शक्ति अपव्यय की गणना की जानी चाहिए और 300 mW की अधिकतम रेटिंग के विरुद्ध जाँच की जानी चाहिए। अपव्यय इनपुट LED (IF*VF), आउटपुट IC शांत धारा ((VCC-VEE)*ICC), और आउटपुट स्टेज में स्विचिंग हानियाँ। उच्च स्विचिंग आवृत्तियों (अधिकतम 50 kHz तक) पर, स्विचिंग हानियाँ महत्वपूर्ण हो जाती हैं।
- लेआउट संबंधी विचार: उच्च-धारा पथों के लिए लूप क्षेत्रों को न्यूनतम करें: 1) बाईपास संधारित्र (0.1μF) से VCC, VEE, और VOUT पिनें. 2) VOUT से पावर डिवाइस गेट तक, Rgके माध्यम से, पावर डिवाइस स्रोत/एमिटर तक, और वापस VEEतक गेट ड्राइव लूप। छोटे, चौड़े ट्रेस या ग्राउंड प्लेन का उपयोग करें।
7. तकनीकी तुलना और पोजिशनिंग
ELS3150-G श्रृंखला को एक मजबूत, सामान्य-उद्देश्य गेट ड्राइवर फोटोकपलर के रूप में स्थापित किया गया है। समर्पित आउटपुट स्टेज के बिना बुनियादी ऑप्टोकपलर की तुलना में, यह काफी अधिक आउटपुट करंट (1A बनाम mA रेंज) प्रदान करता है, जो बाहरी बफर के बिना मध्यम-शक्ति उपकरणों को सीधे ड्राइव करने में सक्षम बनाता है। उच्च स्तर के एकीकरण (जैसे, डिसैचुरेशन डिटेक्शन, सॉफ्ट टर्न-ऑफ) वाले कुछ नए एकीकृत ड्राइवर ICs की तुलना में, यह एक मौलिक, विश्वसनीय अलगाव और ड्राइविंग कार्य प्रदान करता है, अक्सर कम लागत पर और सिद्ध क्षेत्र विश्वसनीयता के साथ। इसके प्रमुख अंतर 1A ड्राइव, उच्च CMTI, विस्तृत तापमान सीमा और प्रमुख अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानकों के अनुपालन का संयोजन हैं।
8. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
Q: क्या मैं IGBT को चलाने के लिए एकल +15V आपूर्ति (V+ =15V, V- =0V) का उपयोग कर सकता हूं?CC=15V, VEE=0V) का उपयोग कर सकता हूं?
A: हां, यह एक सामान्य कॉन्फ़िगरेशन है। आउटपुट लगभग 0V और लगभग 15V के बीच स्विंग करेगा। सुनिश्चित करें कि IGBT के गेट-एमिटर वोल्टेज रेटिंग से अधिक न हो और 15V IGBT को पूरी तरह से संतृप्त करने के लिए पर्याप्त हो (IGBT के VGE की जांच करें) विशिष्टता).
प्रश्न: मेरा मापा गया प्रसार विलंब सामान्य 200 ns से अधिक क्यों है?
उत्तर: प्रसार विलंब एक विशिष्ट लोड (Cg=10nF, Rg=10Ω). यदि आपकी गेट कैपेसिटेंस अधिक है या आपका गेट रेसिस्टर अधिक है, तो विलंब बढ़ जाएगा। साथ ही, सुनिश्चित करें कि इनपुट करंट IF कम से कम 10 mA है और बाईपास कैपेसिटर ठीक से लगा हुआ है।
Q: 1A ड्राइव करते समय आउटपुट वोल्टेज ड्रॉप अधिक लगता है। क्या यह सामान्य है?
A: हाँ, चित्र 2 और 4 देखें। 1A पर 2-3V का वोल्टेज ड्रॉप सामान्य है, खासकर चरम तापमान पर। यह प्रभावी गेट ड्राइव वोल्टेज को कम करता है, जिसे डिज़ाइन में ध्यान में रखा जाना चाहिए। यदि कम ड्रॉप महत्वपूर्ण है, तो कम Rds(on) आउटपुट स्टेज या समानांतर उपकरणों (स्क्यू पर ध्यान देते हुए) के उपयोग पर विचार करें।
9. Practical Application Example
परिदृश्य: एक मोटर ड्राइव के लिए एकल-चरण इन्वर्टर लेग में 600V/30A IGBT चलाना।
DSP (3.3V) से नियंत्रण सिग्नल एक 180Ω रोकनेवाला (IF ≈ (3.3V-1.5V)/180Ω ≈ 10 mA) के माध्यम से फोटोकपलर इनपुट से जुड़ा है। आउटपुट साइड +15V (VCC) और -5V (VEE) आपूर्ति, 20V गेट स्विंग प्रदान करती है। पिन 4 और 6 के ठीक ऊपर एक 0.1μF सिरेमिक कैपेसिटर लगाया गया है। आउटपुट (पिन 5) एक 4.7Ω गेट रेसिस्टर के माध्यम से IGBT गेट से जुड़ता है ताकि dV/dt को नियंत्रित किया जा सके और EMI को कम किया जा सके। नेगेटिव टर्न-ऑफ वोल्टेज मिलर कैपेसिटेंस के कारण होने वाले अनपेक्षित टर्न-ऑन को रोकने में मदद करता है। उच्च CMTI रेटिंग लेग में पूरक IGBT के स्विच होने पर उत्पन्न उच्च dv/dt के बावजूद विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करती है।
10. संचालन सिद्धांत
The device operates on the principle of optical isolation. An electrical input signal applied to the LED (Pins 1 & 3) causes it to emit infrared light. This light traverses an optically transparent isolation barrier (typically a molded plastic) and strikes a photodiode array integrated into the output-side IC. The photocurrent generated is processed by the IC's internal circuitry to control a totem-pole output stage consisting of a high-side and a low-side transistor. This output stage can source and sink current to rapidly charge and discharge the capacitive load presented by the power device's gate. The internal metallic shield between the LED and the detector IC capacitively decouples them, greatly enhancing immunity to fast common-mode voltage transients.
11. उद्योग रुझान
विश्वसनीय उच्च-वोल्टेज विलगन की आवश्यकता से प्रेरित होकर, औद्योगिक स्वचालन, नवीकरणीय ऊर्जा और इलेक्ट्रिक वाहन क्षेत्रों में गेट ड्राइवर फोटोकपलर की मांग मजबूत बनी हुई है। इस उत्पाद श्रेणी को प्रभावित करने वाले प्रमुख रुझानों में शामिल हैं: 1) उच्च एकीकरण: उन्नत सुरक्षा सुविधाओं जैसे डिसैचुरेशन डिटेक्शन, एक्टिव मिलर क्लैंप, और फॉल्ट फीडबैक चैनलों को अलग पैकेज में शामिल करना। 2) उच्च गति और कम विलंब स्क्यू: तेज स्विचिंग वाले वाइड-बैंडगैप सेमीकंडक्टर्स (SiC, GaN) का समर्थन करने के लिए। 3) बढ़ी हुई विश्वसनीयता मेट्रिक्स: ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए लंबे परिचालन जीवनकाल की भविष्यवाणियाँ, उच्चतम अधिकतम जंक्शन तापमान और ब्रह्मांडीय विकिरण के खिलाफ बेहतर मजबूती। 4) पैकेज लघुकरणछोटे सरफेस-माउंट पैकेजों (जैसे SO-8) की ओर बढ़ना जिनकी समान या बेहतर आइसोलेशन रेटिंग हो, ताकि बोर्ड स्पेस बचाया जा सके। ऑप्टिकल आइसोलेशन की मूलभूत संरचना, जैसा कि ELS3150-G द्वारा उदाहरणित है, अपनी सरलता, शोर प्रतिरोधकता और सिद्ध दीर्घकालिक विश्वसनीयता के कारण एक विश्वसनीय और व्यापक रूप से अपनाया गया समाधान बनी हुई है।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | Unit/Representation | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| प्रकाशीय प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | बिजली के प्रति वाट प्रकाश उत्पादन, उच्च का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (lumens) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक मान सफेदी/ठंडे। | प्रकाश वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | Unitless, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीकता से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंगों की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), उदाहरण के लिए, 620nm (लाल) | रंगीन LEDs के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम LEDs के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्य के पार तीव्रता वितरण दिखाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | LED को चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | यदि | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मान। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम स्पंद धारा | Ifp | छोटी अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जिसका उपयोग मंद प्रकाश या चमक के लिए किया जाता है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जिसे एलईडी सहन कर सकती है, इससे अधिक वोल्टेज ब्रेकडाउन का कारण बन सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, जितना कम उतना बेहतर। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | Ability to withstand electrostatic discharge, higher means less vulnerable. | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | मुख्य मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से जीवनकाल दोगुना हो सकता है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (hours) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (e.g., 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की अवधारणा को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | Material degradation | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, प्रकाशीय/तापीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; सिरेमिक: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power. |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में बदलता है, सफेद में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| Lens/Optics | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली सतह पर प्रकाशीय संरचना। | देखने के कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | Binning Content | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | Code e.g., 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम ल्यूमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान में सहायक, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के आधार पर समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | LED जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में प्रयुक्त, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |