विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
- 2.1 प्रकाशमितीय और विद्युत विशेषताएँ
- 2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स और तापीय प्रबंधन
- 3. Binning System Explanation
- 3.1 Luminous Intensity Binning
- 3.2 Dominant Wavelength Binning
- 3.3 अग्र वोल्टेज बिनिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 IV Curve and Relative Luminous Intensity
- 4.2 तापमान पर निर्भरता
- 4.3 डिरेटिंग और पल्स ऑपरेशन
- 4.4 स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन
- 5. Mechanical, Packaging & Assembly Information
- 5.1 Mechanical Dimensions and Polarity
- 5.2 सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 5.3 पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
- 6. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार
- 6.1 प्राथमिक अनुप्रयोग: ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग
- 6.2 सर्किट डिज़ाइन विचार
- 6.3 प्रकाशीय डिज़ाइन विचार
- 7. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 8. Frequently Asked Questions (FAQs)
- 9. Practical Design and Usage Examples
- 10. संचालन सिद्धांत और प्रौद्योगिकी रुझान
- 10.1 मूल संचालन सिद्धांत
- 10.2 उद्योग रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
1608-UG0100M-AM एक उच्च-चमक, हरा प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) है जो सतह-माउंट अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह PLCC-2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) पैकेज का उपयोग करता है, जो SMD एलईडी के लिए एक सामान्य और विश्वसनीय फॉर्म फैक्टर है। इस घटक का प्राथमिक अनुप्रयोग फोकस ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग है, जो दर्शाता है कि इसका डिज़ाइन चुनौतीपूर्ण वातावरण में विश्वसनीयता और प्रदर्शन के लिए कड़ी आवश्यकताओं को पूरा करता है। इसका कॉम्पैक्ट 1608 फुटप्रिंट (1.6mm x 0.8mm) इसे सीमित स्थान वाले डिज़ाइनों के लिए उपयुक्त बनाता है जहाँ सुसंगत, चमकीली हरी रोशनी की आवश्यकता होती है।
एलईडी के मुख्य लाभों में 10mA की मानक ड्राइव धारा पर 700 मिलीकैंडेला (mcd) की उच्च विशिष्ट चमकदार तीव्रता शामिल है, जो 120-डिग्री के व्यापक दृश्य कोण के साथ संयुक्त है। यह विभिन्न कोणों से अच्छी दृश्यता सुनिश्चित करता है, जो डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, स्विच प्रकाश व्यवस्था, या परिवेश प्रकाश व्यवस्था के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, घटक AEC-Q101 मानक के अनुसार योग्य है, जो ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में असतत अर्धचालकों के लिए एक महत्वपूर्ण मानदंड है, यह सुनिश्चित करता है कि यह ऑटोमोटिव उद्योग की चरम तापमान सीमाओं, कंपन और दीर्घायु मांगों का सामना कर सकता है। RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त निर्देशों का अनुपालन इसे पर्यावरण के अनुकूल और वैश्विक बाजारों के लिए उपयुक्त बनाता है।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
2.1 प्रकाशमितीय और विद्युत विशेषताएँ
मुख्य परिचालन मापदंड मानक स्थितियों (आमतौर पर 25°C के जंक्शन तापमान और 10mA की अग्र धारा पर) के तहत LED के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं। दीप्त तीव्रता (Iv) को 700 mcd के विशिष्ट मान, 520 mcd के न्यूनतम और 820 mcd के अधिकतम के साथ निर्दिष्ट किया गया है। 8% माप सहनशीलता लागू की जाती है। यह पैरामीटर मानव आंख द्वारा देखे जाने वाले प्रकाश उत्पादन की अनुभूत चमक है।
The Forward Voltage (Vf) typically measures 2.65V, with a range from 2.25V to 3.25V at 10mA. A tight measurement tolerance of ±0.05V is specified. This voltage drop across the LED is crucial for calculating power dissipation and designing the current-limiting circuitry. The Dominant Wavelength (λd), जो देखे गए रंग को परिभाषित करता है, 525nm (हरा) पर केंद्रित है, जिसकी सीमा 520nm से 530nm तक है और सहनशीलता ±1nm है।
The देखने का कोण 120 डिग्री है, जिसे ऑफ-एक्सिस कोण के रूप में परिभाषित किया गया है जहां चमकदार तीव्रता अपने शिखर मूल्य (फुल विड्थ एट हाफ मैक्सिमम - FWHM) के आधे तक गिर जाती है। ±5 डिग्री की सहनशीलता की अनुमति है।
2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स और तापीय प्रबंधन
ये रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके पार स्थायी क्षति हो सकती है। पूर्ण अधिकतम फॉरवर्ड करंट (IF) 30mA DC है। एक उच्च सर्ज करंट (IFM) 50mA का बहुत कम ड्यूटी साइकिल (0.005) पर बहुत छोटे पल्स (≤10μs) के लिए अनुमेय है। डिवाइस रिवर्स वोल्टेज ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है।
एलईडी की दीर्घायु के लिए थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। अधिकतम जंक्शन तापमान (Tj) 125°C है। घटक -40°C से +110°C के परिवेशी तापमान में कार्य कर सकता है। दो मान थर्मल रेजिस्टेंस (Rth JS) प्रदान किए गए हैं: 210 K/W (वास्तविक, मापित) और 190 K/W (विद्युत, गणित)। यह पैरामीटर दर्शाता है कि अर्धचालक जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा कितनी प्रभावी रूप से यात्रा करती है; एक कम मान बेहतर होता है। पावर डिसिपेशन (Pd) अधिकतम 97.5 mW है, जिसकी गणना अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट का उपयोग करके की गई है।
डिवाइस 2 kV (ह्यूमन बॉडी मॉडल) तक ESD सुरक्षा प्रदान करता है और 30 सेकंड के लिए 260°C के रीफ्लो सोल्डरिंग शिखर तापमान को सहन कर सकता है।
3. Binning System Explanation
बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डेटाशीट तीन प्रमुख मापदंडों के लिए बिन को परिभाषित करती है।
3.1 Luminous Intensity Binning
प्रदीप्ति तीव्रता को अक्षर (Q, R, S, T, U, V, A, B) और संख्या (1, 2, 3) द्वारा समूहीकृत किया जाता है, जहाँ प्रत्येक बिन एक विशिष्ट mcd सीमा को कवर करता है। 1608-UG0100M-AM के लिए, संभावित आउटपुट बिन हाइलाइट किए गए हैं, जो विशिष्ट 700mcd विनिर्देश से मेल खाते हैं। यह विशिष्ट निर्माण लॉट के आधार पर, U2 (520-610 mcd) और U3 (610-710 mcd) या V1 (710-820 mcd) बिन के भीतर आता है।
3.2 Dominant Wavelength Binning
रंग स्थिरता प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन के माध्यम से प्रबंधित की जाती है। बिन को एक 4-अंकीय कोड द्वारा परिभाषित किया जाता है जो नैनोमीटर में न्यूनतम और अधिकतम तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है। इस हरे एलईडी के लिए, प्रासंगिक बिन 520-535nm रेंज में हैं, और 525nm विशिष्ट भाग के लिए विशिष्ट बिन संभवतः "2025" (520-525nm) या "2530" (525-530nm) है।
3.3 अग्र वोल्टेज बिनिंग
फॉरवर्ड वोल्टेज को एक 4-अंकीय कोड का उपयोग करके वर्गीकृत किया जाता है जो न्यूनतम और अधिकतम वोल्टेज को वोल्ट के दसवें हिस्से में दर्शाता है (उदाहरण के लिए, "2225" का अर्थ है 2.2V से 2.5V)। 2.65V के विशिष्ट Vf के लिए, संबंधित बिन "2527" (2.50-2.75V) या "2730" (2.75-3.00V) होंगे। Vf बिन को जानने से सटीक ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने में मदद मिलती है, विशेष रूप से ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जिनमें कई एलईडी में समान चमक की आवश्यकता होती है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
प्रदान किए गए ग्राफ़ विभिन्न परिस्थितियों में एलईडी के व्यवहार की गहन जानकारी प्रदान करते हैं।
4.1 IV Curve and Relative Luminous Intensity
The Forward Current vs. Forward Voltage ग्राफ डायोड के विशिष्ट घातांकीय संबंध को दर्शाता है। 10mA पर, वोल्टेज लगभग 2.65V होता है। यह वक्र डिजाइनरों को अन्य ड्राइव धाराओं पर Vf का अनुमान लगाने की अनुमति देता है। Relative Luminous Intensity vs. Forward Current ग्राफ दर्शाता है कि एक सीमा तक प्रकाश उत्पादन धारा के साथ अति-रैखिक रूप से बढ़ता है। उच्च धाराओं पर चलाने से चमक बढ़ती है, लेकिन यह ऊष्मा भी बढ़ाता है और लुमेन ह्रास को तेज कर सकता है।
4.2 तापमान पर निर्भरता
The सापेक्ष दीप्त तीव्रता बनाम जंक्शन तापमान ग्राफ महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि जैसे-जैसे जंक्शन तापमान बढ़ता है, प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। इसे थर्मल क्वेंचिंग के रूप में जाना जाता है। विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए, जंक्शन तापमान को कम रखने के लिए प्रभावी हीट सिंकिंग और उचित ड्राइव करंट प्रबंधन आवश्यक है। सापेक्ष अग्र वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान ग्राफ एक नकारात्मक तापमान गुणांक दिखाता है; Vf तापमान बढ़ने के साथ घटता है। इस गुण का उपयोग कभी-कभी तापमान संवेदन के लिए किया जा सकता है।
The Dominant Wavelength vs. Junction Temperature ग्राफ तापमान परिवर्तन के साथ रंग में मामूली बदलाव (आमतौर पर कुछ नैनोमीटर) दर्शाता है, जो रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
4.3 डिरेटिंग और पल्स ऑपरेशन
The फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व सोल्डर पैड तापमान के आधार पर अधिकतम अनुमेय निरंतर फॉरवर्ड करंट निर्धारित करता है। जैसे-जैसे पैड तापमान बढ़ता है, अनुमेय करंट रैखिक रूप से घटता जाता है जब तक कि यह 110°C पर 30mA तक नहीं पहुंच जाता। ग्राफ स्पष्ट रूप से कहता है कि 3mA से कम करंट का उपयोग न करें। अनुमेय पल्स हैंडलिंग क्षमता चार्ट दर्शाता है कि बहुत कम पल्स चौड़ाई (माइक्रोसेकंड से मिलीसेकंड) के लिए, एलईडी 30mA डीसी अधिकतम से काफी अधिक धारा सहन कर सकता है, बशर्ते कि ड्यूटी साइकिल इतनी कम हो कि अधिक गर्म होने से रोका जा सके।
4.4 स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन
The Relative Spectral Distribution ग्राफ प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता को दर्शाता है। एक हरे एलईडी के लिए, यह हरे क्षेत्र (~525nm) में एक चरम दिखाता है जबकि अन्य रंग बैंड में बहुत कम उत्सर्जन होता है। इस चरम की संकीर्णता रंग की शुद्धता में योगदान करती है। Typical Diagram Characteristics of Radiation (polar plot) दृश्य कोण 120 डिग्री का दृश्य प्रतिनिधित्व करता है, यह दर्शाता है कि तीव्रता स्थानिक रूप से कैसे वितरित होती है।
5. Mechanical, Packaging & Assembly Information
5.1 Mechanical Dimensions and Polarity
घटक 1608 (1.6mm x 0.8mm) फुटप्रिंट के साथ एक मानक PLCC-2 सरफेस-माउंट पैकेज का उपयोग करता है। यांत्रिक चित्र (PDF में संदर्भित) पैकेज बॉडी, लीड स्थितियों और लेंस के लिए सटीक आयाम प्रदान करता है। सही ध्रुवता आवश्यक है। PLCC-2 पैकेज में आमतौर पर एक चिह्नित कैथोड होता है (अक्सर लेंस पर एक खांचा, बिंदु, या हरा निशान या पैकेज पर एक बेवल कोना)। अनुशंसित सोल्डरिंग पैड लेआउट रीफ्लो के दौरान उचित सोल्डर जोड़ गठन और थर्मल रिलीफ सुनिश्चित करता है।
5.2 सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
LED को 30 सेकंड के लिए 260°C के पीक तापमान के साथ रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए रेट किया गया है, जो लीड-फ्री सोल्डरिंग के लिए सामान्य IPC मानकों के अनुरूप है। थर्मल शॉक से बचने के लिए एक विस्तृत रीफ्लो प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए। सावधानियों में लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचना, ऑप्टिकल सतह के संदूषण को रोकना और उपयुक्त सोल्डर पेस्ट और स्टेंसिल डिजाइन के उपयोग को सुनिश्चित करना शामिल है। Moisture Sensitivity Level (MSL) 2 है, जिसका अर्थ है कि रीफ्लो से पहले बेकिंग की आवश्यकता होने तक घटक को ≤30°C/60% RH पर एक वर्ष तक संग्रहीत किया जा सकता है।
5.3 पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
घटक स्वचालित असेंबली के लिए टेप और रील पर आपूर्ति किया जाता है। पैकेजिंग जानकारी रील के आयाम, टेप की चौड़ाई, पॉकेट स्पेसिंग और ओरिएंटेशन निर्दिष्ट करती है। पार्ट नंबर 1608-UG0100M-AM एक संभावित कोडिंग कन्वेंशन का पालन करता है: आकार के लिए "1608", रंग के लिए "U" (संभवतः अल्ट्राग्रीन), हरे रंग के लिए "G", "0100" तीव्रता या संस्करण से संबंधित हो सकता है, "M" पैकेजिंग इंगित कर सकता है, और "AM" संभवतः ऑटोमोटिव ग्रेड दर्शाता है। ऑर्डरिंग जानकारी सटीक प्रदर्शन विशेषताओं को वितरित करने के लिए चमकदार तीव्रता, तरंगदैर्ध्य और फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए आवश्यक बिन कोड निर्दिष्ट करेगी।
6. एप्लिकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार
6.1 प्राथमिक अनुप्रयोग: ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग
यह LED विशेष रूप से ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग के लिए डिज़ाइन की गई है। इसमें इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर बैकलाइटिंग, सेंटर कंसोल बटन, एंबिएंट फुटवेल लाइटिंग, डोर हैंडल इल्युमिनेशन और गियर शिफ्ट इंडिकेटर जैसे अनुप्रयोग शामिल हैं। AEC-Q101 योग्यता, व्यापक ऑपरेटिंग तापमान सीमा (-40°C से +110°C), और उच्च विश्वसनीयता इसे इन चुनौतीपूर्ण वातावरणों के लिए उपयुक्त बनाती है, जहाँ विफलता कोई विकल्प नहीं है।
6.2 सर्किट डिज़ाइन विचार
करंट ड्राइविंग: एलईडी करंट-चालित उपकरण हैं। थर्मल रनअवे को रोकने के लिए वोल्टेज स्रोत के साथ श्रृंखला में एक स्थिर करंट स्रोत या करंट-सीमित रोकनेवाला अनिवार्य है। डिजाइन विशिष्ट Vf और वांछित If पर आधारित होना चाहिए, बिनिंग भिन्नताओं को ध्यान में रखते हुए।
थर्मल डिजाइन: पीसीबी लेआउट में पर्याप्त थर्मल रिलीफ शामिल होना चाहिए। सोल्डर पैड, विशेष रूप से यदि मौजूद हो तो थर्मल पैड, गर्मी को दूर करने के लिए कॉपर पोर से जुड़ा होना चाहिए। फॉरवर्ड करंट को अपेक्षित ऑपरेटिंग परिवेश तापमान और पीसीबी के थर्मल प्रतिरोध के अनुसार डीरेट किया जाना चाहिए।
ईएसडी सुरक्षा: हालांकि LED में 2kV HBM ESD संरक्षण है, उच्च ESD घटनाओं के प्रति संवेदनशील वातावरणों में, जैसे कि ऑटोमोटिव वायरिंग हार्नेस, अतिरिक्त बाह्य संरक्षण (जैसे, TVS डायोड या रेसिस्टर) आवश्यक हो सकता है।
6.3 प्रकाशीय डिज़ाइन विचार
120-डिग्री व्यूइंग एंगल प्रत्यक्ष देखने के लिए या लाइट गाइड और डिफ्यूज़र के साथ उपयोग होने पर उपयुक्त है। अधिक केंद्रित बीम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस) की आवश्यकता होगी। हरा रंग स्टेटस इंडिकेटर के लिए प्रभावी है और अक्सर मल्टी-कलर डिस्प्ले के लिए अन्य रंगों के संयोजन में उपयोग किया जाता है।
7. तकनीकी तुलना और विभेदन
मानक वाणिज्यिक-ग्रेड ग्रीन एलईडी की तुलना में, 1608-UG0100M-AM की मुख्य विशेषता इसकी automotive qualification (AEC-Q101). इसमें उच्च-तापमान संचालन जीवन (HTOL), तापमान चक्रण, आर्द्रता प्रतिरोध और अन्य दबावों के लिए कठोर परीक्षण शामिल है जो सामान्य घटक नहीं करते हैं। इसकी 700mcd की विशिष्ट दीप्त तीव्रता इसके पैकेज आकार के लिए प्रतिस्पर्धी है। PLCC-2 पैकेज 0402 जैसे छोटे चिप-आकार वाले पैकेजों की तुलना में बेहतर लीड कठोरता और संभावित रूप से बेहतर थर्मल प्रदर्शन प्रदान करता है, जो इसे ऑटोमोटिव कंपन के लिए अधिक मजबूत बनाता है। निर्दिष्ट बिनिंग संरचना डिजाइनरों को अनुमानित प्रदर्शन पैरामीटर प्रदान करती है, जो ऑटोमोटिव लाइटिंग सिस्टम में स्थिरता बनाए रखने के लिए आवश्यक है जहां कई इकाइयों में रंग और चमक मिलान महत्वपूर्ण है।
8. Frequently Asked Questions (FAQs)
Q: What is the minimum drive current for this LED?
A: डेटाशीट में स्पष्ट रूप से कहा गया है "3mA से कम करंट का उपयोग न करें।" फॉरवर्ड करंट (IF) की न्यूनतम रेटिंग 3mA है। इससे कम पर संचालन से अस्थिर या कोई प्रकाश उत्पादन नहीं हो सकता है।
Q: क्या मैं इस एलईडी को बिना रेसिस्टर के 3.3V सप्लाई से चला सकता हूँ?
A: नहीं। 2.65V के विशिष्ट Vf के साथ, इसे सीधे 3.3V से जोड़ने पर एलईडी के माध्यम से एक अनियंत्रित करंट प्रवाहित करने का प्रयास होगा, जो संभवतः 30mA की पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक हो जाएगा और तत्काल विफलता का कारण बनेगा। एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर हमेशा आवश्यक है।
Q: "U2" ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिन कोड की व्याख्या कैसे करें?
A: बिन कोड "U2" बिनिंग टेबल में परिभाषित एक विशिष्ट ल्यूमिनस इंटेंसिटी रेंज को संदर्भित करता है। ग्रुप "U" के लिए, बिन "2" मानक परिस्थितियों (IF=10mA, Tj=25°C) में मापे जाने पर न्यूनतम 520 mcd और अधिकतम 610 mcd से मेल खाता है।
Q: क्या यह LED बाहरी ऑटोमोटिव लाइटिंग के लिए उपयुक्त है?
A: डेटाशीट में एप्लिकेशन के रूप में "ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग" निर्दिष्ट है। एक्सटीरियर लाइटिंग (जैसे टेल लाइट्स, टर्न सिग्नल) के लिए आमतौर पर अलग पैकेज, उच्च शक्ति, अलग रंग और अक्सर नमी प्रवेश और यूवी प्रतिरोध के लिए अलग योग्यता परीक्षणों की आवश्यकता होती है। यह घटक बाहरी उपयोग के लिए निर्दिष्ट नहीं है।
Q: "रियल" और "इलेक्ट्रिकल" थर्मल रेजिस्टेंस मानों में क्या अंतर है?
A: "रियल" थर्मल रेजिस्टेंस (210 K/W) को भौतिक विधियों (जैसे तापमान सेंसर) का उपयोग करके सीधे मापा जाता है। "इलेक्ट्रिकल" थर्मल रेजिस्टेंस (190 K/W) को फॉरवर्ड वोल्टेज में तापमान के साथ परिवर्तन (Vf तापमान गुणांक का उपयोग करके) मापकर अप्रत्यक्ष रूप से गणना की जाती है। विद्युत विधि अक्सर तेज होती है लेकिन इसकी अलग धारणाएं हो सकती हैं। रूढ़िवादी थर्मल डिजाइन के लिए, उच्चतर (रियल) मान का उपयोग किया जाना चाहिए।
9. Practical Design and Usage Examples
उदाहरण 1: डैशबोर्ड स्विच बैकलाइटिंग। एक डिज़ाइनर को 10 हरे संकेतक स्विचों को रोशन करने की आवश्यकता है। वे कार में 5V रेल से प्रत्येक LED को 10mA पर चलाने की योजना बनाते हैं। 2.65V के विशिष्ट Vf का उपयोग करते हुए, आवश्यक श्रृंखला रोकनेवाला मान R = (5V - 2.65V) / 0.01A = 235 ओम है। एक मानक 240 ओम रोकनेवाला चुना जाएगा। प्रत्येक रोकनेवाला में व्यय शक्ति (5V-2.65V)*0.01A = 0.0235W है, इसलिए एक छोटा 1/10W रोकनेवाला पर्याप्त है। PCB लेआउट में LED और रोकनेवाला एक साथ करीब रखे जाएंगे, ताप फैलाव के लिए LED के सोल्डर पैड के नीचे थर्मल वायस को एक आंतरिक ग्राउंड प्लेन से जोड़ा जाएगा।
उदाहरण 2: डिमिंग के लिए पल्स-विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM)। परिवेश प्रकाश व्यवस्था के लिए जिसमें चमक नियंत्रण की आवश्यकता होती है, LED को PWM सिग्नल से चलाया जा सकता है। "ऑन" पल्स के दौरान फॉरवर्ड करंट को 15-20mA पर सेट किया जा सकता है ताकि उच्च शिखर चमक प्राप्त हो, जबकि औसत करंट (और इस प्रकार चमक और ऊष्मा) ड्यूटी साइकिल द्वारा नियंत्रित होती है। यह सुनिश्चित करने के लिए पल्स हैंडलिंग क्षमता चार्ट से परामर्श लेना चाहिए कि चुनी गई पल्स चौड़ाई और शिखर करंट चुने गए ड्यूटी साइकिल के लिए सुरक्षित सीमा के भीतर हैं।
10. संचालन सिद्धांत और प्रौद्योगिकी रुझान
10.1 मूल संचालन सिद्धांत
एक प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार की सामग्री से इलेक्ट्रॉन सक्रिय क्षेत्र में p-प्रकार की सामग्री से होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री (उदाहरण के लिए, हरे रंग के लिए इंडियम गैलियम नाइट्राइड) के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है। PLCC पैकेज अर्धचालक डाई को रखता है, लीड के माध्यम से विद्युत कनेक्शन प्रदान करता है, और एक ढला हुआ प्लास्टिक लेंस शामिल करता है जो प्रकाश उत्पादन को आकार देता है और डाई की सुरक्षा करता है।
10.2 उद्योग रुझान
ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग एलईडी में प्रवृत्ति उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) की ओर है, जिससे बिजली की खपत और थर्मल लोड कम होता है। अधिक सूक्ष्म प्रकाश व्यवस्था और सघन एकीकरण के लिए छोटे पैकेज आकार (जैसे, 1006/0402) की ओर भी बढ़ाव है। उन्नत सुविधाओं में सरलीकृत नियंत्रण के लिए एलईडी पैकेज के भीतर एकीकृत ड्राइवर आईसी शामिल हैं। इसके अलावा, व्यापक तापमान सीमा में सटीक और सुसंगत रंग प्रतिपादन की मांग बढ़ रही है, जो फॉस्फर प्रौद्योगिकी (सफेद एलईडी के लिए) और एपिटैक्सियल वेफर विकास स्थिरता (इस हरे रंग जैसे मोनोक्रोमैटिक एलईडी के लिए) में सुधार को प्रेरित कर रही है। गतिशील मल्टी-कलर ज़ोन के साथ अधिक परिष्कृत एंबिएंट लाइटिंग की मांग भी टाइटर बिनिंग और बेहतर प्रदर्शन स्थिरता वाले एलईडी के विकास को प्रभावित करती है।
LED Specification Terminology
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, अधिक होने का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | प्रकाश पर्याप्त चमकदार है या नहीं, यह निर्धारित करता है। |
| देखने का कोण | ° (degrees), e.g., 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, यह बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट की ओर, अधिक मान सफेदी/ठंडक की ओर संकेत करते हैं। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीकता से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में प्रयोग किया जाता है। |
| SDCM | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, उदाहरण के लिए, "5-चरण" | रंग स्थिरता मापदंड, छोटे चरण अधिक सुसंगत रंग का संकेत देते हैं। | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ, 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम LED के रंग का निर्धारण करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | Affects color rendering and quality. |
विद्युत मापदंड
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | सामान्य LED संचालन के लिए करंट मान। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | अल्प अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जो मंदन या चमक के लिए प्रयुक्त होती है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Max reverse voltage LED can withstand, beyond may cause breakdown. | 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 मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की स्थिरता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश 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, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में परिवर्तित करता है, सफेद में मिश्रित करता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली सतह पर प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | कोड उदाहरणार्थ, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह के न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikrit. | Driver matching ko sahaj banata hai, system efficiency ko sudhaarta hai. |
| 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 इत्यादि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्त्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर 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 | Life estimation standard | Estimates life under actual conditions based on LM-80 data. | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणीकरण | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच की 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। |