1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन, शीत श्वेत प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) के विनिर्देशों का विवरण देता है, जिसे कॉम्पैक्ट आकार में उच्च दीप्तिमान आउटपुट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण InGaN चिप तकनीक का उपयोग करके शीत श्वेत प्रकाश उत्पन्न करता है, जिसका सहसंबद्ध रंग तापमान (CCT) आमतौर पर 5000K और 6000K के बीच होता है। इसके प्राथमिक लाभों में 1 एम्पीयर की अग्र धारा पर 245 लुमेन का उच्च विशिष्ट दीप्तिमान फ्लक्स शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप लगभग 72 लुमेन प्रति वाट की प्रकाशीय दक्षता प्राप्त होती है। यह LED RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त मानकों का अनुपालन करता है, जो इसे पर्यावरण-सचेत डिज़ाइनों और वैश्विक बाजारों के लिए उपयुक्त बनाता है।
1.1 लक्षित अनुप्रयोग
यह LED विविध प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किया गया है जहाँ चमकदार, कुशल प्रकाश व्यवस्था महत्वपूर्ण है। प्रमुख लक्षित बाजारों में मोबाइल इलेक्ट्रॉनिक्स, सामान्य प्रकाश व्यवस्था और ऑटोमोटिव क्षेत्र शामिल हैं। विशिष्ट अनुप्रयोगों में मोबाइल फोन और डिजिटल वीडियो कैमरों के लिए कैमरा फ्लैश और टॉर्च लाइट कार्य, TFT-LCD बैकलाइटिंग यूनिट्स, इनडोर और आउटडोर सामान्य प्रकाश जुड़नार, सजावटी और मनोरंजन प्रकाश व्यवस्था, साथ ही ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था जैसे कि अभिविन्यास मार्कर, स्टेप लाइट्स और सिग्नल ल्यूमिनेरीज़ शामिल हैं।
2. Technical Parameter Analysis
यह खंड एलईडी के प्रदर्शन और संचालन सीमाओं को परिभाषित करने वाले प्रमुख विद्युत, प्रकाशीय और तापीय मापदंडों की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है।
2.1 Absolute Maximum Ratings
Absolute Maximum Ratings उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। ये अनुशंसित संचालन स्थितियाँ नहीं हैं। टॉर्च मोड संचालन के लिए अधिकतम निरंतर DC फॉरवर्ड करंट 350 mA है। पल्स्ड ऑपरेशन के लिए, एक विशिष्ट ड्यूटी साइकिल (30,000 चक्रों के लिए 400 ms ऑन, 3600 ms ऑफ) के तहत 1000 mA का पीक करंट अनुमत है। डिवाइस 2 kV (Human Body Model, JEDEC 3b) तक के इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) को सहन कर सकता है। अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान 145°C है, जिसमें संचालन परिवेश तापमान सीमा -40°C से +85°C है। LED रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। जंक्शन से सोल्डर पैड तक थर्मल रेजिस्टेंस 8.5 °C/W निर्दिष्ट है, जो थर्मल मैनेजमेंट डिज़ाइन के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ एक मानक परीक्षण स्थिति में निर्दिष्ट की गई हैं, जहां सोल्डर पैड का तापमान (Ts) 25°C है। 1000 mA के फॉरवर्ड करंट (IF) पर विशिष्ट ल्यूमिनस फ्लक्स (Iv) 245 lm है, जिसका न्यूनतम गारंटीकृत मान 220 lm है। इस करंट पर फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) न्यूनतम 2.95V से अधिकतम 3.95V तक होता है, जिसका विशिष्ट मान वोल्टेज बिन पर निर्भर करता है। इस कूल व्हाइट वेरिएंट के लिए संबंधित कलर टेम्परेचर (CCT) 5000K और 6000K के बीच निर्दिष्ट है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि सभी विद्युत और प्रकाशीय डेटा का परीक्षण 50 ms पल्स स्थिति के तहत किया जाता है ताकि माप के दौरान स्व-तापन प्रभाव को कम किया जा सके, यह सुनिश्चित करते हुए कि डेटा LED चिप के आंतरिक प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करता है।
2.3 थर्मल और विश्वसनीयता संबंधी विचार
Proper thermal management is paramount for achieving stated performance and long-term reliability. The specified thermal resistance of 8.5°C/W indicates the temperature rise per watt of power dissipated. For example, at 1A and a typical VF of ~3.5V (3.5W), the junction temperature rise above the solder pad would be approximately 30°C. The datasheet explicitly warns against operating at the maximum junction temperature for more than one hour. All reliability specifications, including less than 30% IV degradation over 1000 hours, are assured under conditions of good thermal management using a 1.0 cm² Metal Core Printed Circuit Board (MCPCB).
3. Binning System Explanation
The LED is sorted into bins based on three key parameters: luminous flux, forward voltage, and chromaticity (color coordinates). This binning ensures consistency within a production lot and allows designers to select parts that meet specific application requirements.
3.1 चमकदार फ्लक्स बिनिंग
चमकदार फ्लक्स बिन को अल्फ़ान्यूमेरिक कोड (J6, J7, J8) द्वारा नामित किया जाता है। J6 बिन के लिए, IF=1000mA पर चमकदार फ्लक्स की सीमा 220 lm से 250 lm तक होती है। J7 बिन 250 lm से 300 lm तक को कवर करता है, और J8 बिन 300 lm से 330 lm तक को कवर करता है। विशिष्ट पार्ट नंबर इंगित करता है कि डिवाइस J6 फ्लक्स बिन से संबंधित है।
3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग
फॉरवर्ड वोल्टेज बिन चार-अंकीय कोड (2932, 3235, 3539) द्वारा परिभाषित किए जाते हैं। कोड वोल्ट के दसवें हिस्से में वोल्टेज रेंज को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, बिन 2932, VF को 2.95V से 3.25V तक कवर करता है, बिन 3235, 3.25V से 3.55V तक, और बिन 3539, 3.55V से 3.95V तक। पार्ट नंबर 2932 वोल्टेज बिन को निर्दिष्ट करता है।
3.3 क्रोमैटिसिटी (कलर) बिनिंग
क्रोमैटिसिटी को एक बिन कोड (इस मामले में 5060) द्वारा परिभाषित किया गया है जो CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर एक विशिष्ट चतुर्भुज क्षेत्र से मेल खाता है। 5060 बिन शीर्षों के निर्देशांक प्रदान किए गए हैं, जो इस बिन के भीतर उपकरणों के लिए स्वीकार्य रंग भिन्नता को परिभाषित करते हैं, जो 5000K से 6000K की CCT सीमा से मेल खाता है। रंग निर्देशांक IF=1000mA पर मापे जाते हैं।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
ग्राफिकल डेटा विभिन्न परिस्थितियों में एलईडी के व्यवहार में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, जो सर्किट डिजाइन और सिस्टम एकीकरण के लिए महत्वपूर्ण है।
4.1 Forward Voltage vs. Forward Current (IV Curve)
IV कर्व फॉरवर्ड वोल्टेज और फॉरवर्ड करंट के बीच संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है, जो एक डायोड की विशिष्ट विशेषता है। कम करंट पर, वोल्टेज कम होता है, जो करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है। यह करंट किसी दिए गए करंट के लिए एलईडी को उसके निर्दिष्ट वोल्टेज रेंज के भीतर संचालित सुनिश्चित करने के लिए करंट-लिमिटिंग ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।
4.2 Relative Luminous Flux vs. Forward Current
यह वक्र दर्शाता है कि ड्राइव करंट के साथ प्रकाश उत्पादन कैसे बदलता है। ल्यूमिनस फ्लक्स आम तौर पर करंट के साथ बढ़ता है, लेकिन उच्च करंट पर दक्षता में गिरावट और जंक्शन तापमान में वृद्धि के कारण एक उप-रैखिक संबंध प्रदर्शित करता है। इस संबंध को समझने से चमक और दक्षता/बिजली खपत के बीच समझौते को अनुकूलित करने में मदद मिलती है।
4.3 CCT vs. Forward Current
संबंधित रंग तापमान ड्राइव करंट में परिवर्तन के साथ थोड़ा बदल सकता है। यह वक्र ऑपरेटिंग करंट रेंज में CCT की स्थिरता या भिन्नता दर्शाता है, जो रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ सुसंगत व्हाइट पॉइंट आवश्यक है।
4.4 Relative Spectral Distribution
स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन ग्राफ प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दर्शाता है। एक फॉस्फर कोटिंग युक्त ब्लू चिप पर आधारित कूल व्हाइट एलईडी के लिए, स्पेक्ट्रम में आमतौर पर चिप से एक प्रमुख नीला शिखर और फॉस्फर से एक व्यापक पीला/हरा/लाल उत्सर्जन बैंड दिखाई देता है। शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) और स्पेक्ट्रल चौड़ाई कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) और प्रकाश के माने जाने वाले रंग को प्रभावित करते हैं।
4.5 Typical Radiation Pattern
ध्रुवीय विकिरण पैटर्न प्रकाश तीव्रता के स्थानिक वितरण को दर्शाता है। यह एलईडी एक लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न की विशेषता रखता है, जहाँ दीप्त तीव्रता देखने के कोण की कोज्या के समानुपाती होती है। देखने का कोण (2θ1/2) 120 डिग्री के रूप में निर्दिष्ट है, जिसका अर्थ है कि वह कोण जिस पर तीव्रता अपने शिखर मान से आधी हो जाती है, केंद्रीय अक्ष से ±60 डिग्री है।
5. Mechanical and Package Information
भौतिक आयाम और पैकेज डिज़ाइन पीसीबी लेआउट, प्रकाशीय डिज़ाइन और तापीय प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण हैं।
5.1 Package Dimensions
डेटाशीट में LED पैकेज का एक विस्तृत आयामी चित्र शामिल है। सभी आयाम मिलीमीटर में दिए गए हैं। इस चित्र में समग्र लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई, सोल्डर पैड का स्थान और आकार, और किसी भी यांत्रिक संदर्भ या सहनशीलता जैसी प्रमुख विशेषताएं शामिल हैं। सटीक PCB फुटप्रिंट निर्माण के लिए डिज़ाइनरों को इस चित्र का संदर्भ लेना चाहिए।
5.2 Polarity Identification
पैकेज ड्राइंग या संबंधित नोट्स में एनोड और कैथोड टर्मिनलों को स्पष्ट रूप से दर्शाया जाना चाहिए। डिवाइस के संचालन के लिए सही पोलैरिटी कनेक्शन आवश्यक है। आमतौर पर, कैथोड को पीसीबी फुटप्रिंट पर एक नॉच, एक डॉट, एक छोटा लीड, या एक अलग पैड आकार द्वारा चिह्नित किया जा सकता है।
6. Soldering and Assembly Guidelines
डिवाइस की अखंडता और विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए उचित हैंडलिंग और सोल्डरिंग आवश्यक है।
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
LED को अधिकतम 260°C सोल्डरिंग तापमान के लिए रेट किया गया है और यह अधिकतम 2 रीफ्लो चक्रों को सहन कर सकता है। एक मानक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए, जिसमें प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड को नुकसान से बचाने के लिए पीक तापमान और लिक्विडस से ऊपर के समय को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है।
6.2 नमी संवेदनशीलता और भंडारण
डिवाइस में एक Moisture Sensitivity Level (MSL) रेटिंग है। डेटाशीट में Level 1 रेटिंग निर्दिष्ट है, जिसका अर्थ है कि बैग खोलने से पहले डिवाइस को ≤30°C/85% RH पर अनिश्चित काल तक संग्रहीत किया जा सकता है। हालांकि, विशिष्ट भंडारण स्थितियों की सिफारिश की गई है: खोलने से पहले, ≤30°C/≤90% RH पर संग्रहीत करें; खोलने के बाद, ≤30°C/≤85% RH पर संग्रहीत करें। यदि निर्दिष्ट फ्लोर लाइफ से अधिक हो जाता है या डिसिकेंट इंडिकेटर नमी के प्रवेश को दर्शाता है, तो रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले 60±5°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग प्री-ट्रीटमेंट की आवश्यकता होती है।
6.3 एप्लिकेशन में थर्मल मैनेजमेंट
विश्वसनीय संचालन और उच्च प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए, LED को एक मेटल कोर PCB (MCPCB) या उत्कृष्ट तापीय चालकता वाले किसी अन्य सबस्ट्रेट पर माउंट किया जाना चाहिए। सोल्डर पैड से हीटसिंक तक के तापीय पथ को इस तरह डिजाइन किया जाना चाहिए कि निरंतर संचालन के दौरान जंक्शन तापमान अधिकतम रेटिंग से काफी नीचे रहे। थर्मल इंटरफेस सामग्री और पर्याप्त हीटसिंकिंग के उपयोग की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है।
6.4 विद्युत सुरक्षा
यद्यपि डिवाइस में कुछ एकीकृत ESD सुरक्षा हो सकती है, यह रिवर्स बायस संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। वोल्टेज स्पाइक्स, रिवर्स कनेक्शन, या अन्य विद्युत अतिभार स्थितियों से क्षति को रोकने के लिए, सर्किट डिज़ाइन में बाहरी सुरक्षा, जैसे कि श्रृंखला में करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स और/या समानांतर में ट्रांजिएंट वोल्टेज सप्रेशन डायोड्स, पर विचार किया जाना चाहिए।
7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
एलईडी स्वचालित असेंबली के लिए नमी-प्रतिरोधी पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती हैं।
7.1 कैरियर टेप और रील विशिष्टताएँ
उपकरणों को रीलों पर लपेटी गई उभरी हुई वाहक टेप में पैक किया जाता है। प्रति रील मानक लोड मात्रा 2000 टुकड़े है, और न्यूनतम ऑर्डर मात्रा 1000 टुकड़े है। पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए डेटाशीट में वाहक टेप पॉकेट्स, कवर टेप और रील के विस्तृत आयाम प्रदान किए गए हैं।
7.2 उत्पाद लेबलिंग
रील लेबल में ट्रेसबिलिटी और सही अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण जानकारी होती है: ग्राहक पार्ट नंबर (CPN), निर्माता पार्ट नंबर (P/N), लॉट नंबर, पैकिंग मात्रा (QTY), और ल्यूमिनस फ्लक्स (CAT), रंग (HUE), और फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) के लिए विशिष्ट बिन कोड। नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL-X) भी इंगित किया गया है।
8. अनुप्रयोग डिजाइन विचार
8.1 ड्राइवर सर्किट डिजाइन
1A तक की धारा प्रदान करने में सक्षम एक उपयुक्त स्थिर-धारा LED ड्राइवर IC या सर्किट का चयन करें। ड्राइवर को फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज (2.95V-3.95V) को ध्यान में रखना चाहिए और आवश्यक सुरक्षाएं (ओवर-करंट, ओवर-टेम्परेचर, ओपन/शॉर्ट सर्किट) शामिल होनी चाहिए। फ्लैश अनुप्रयोगों के लिए, सुनिश्चित करें कि ड्राइवर उच्च पीक पल्स करंट को संभाल सकता है।
8.2 ऑप्टिकल डिज़ाइन
120-डिग्री लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न कई सामान्य प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। केंद्रित बीम (जैसे, टॉर्च लाइट) के लिए, द्वितीयक ऑप्टिक्स जैसे रिफ्लेक्टर या लेंस की आवश्यकता होगी। छोटे पैकेज आकार से कॉम्पैक्ट ऑप्टिकल सिस्टम डिज़ाइन सुविधाजनक होता है।
8.3 थर्मल डिजाइन
अपेक्षित शक्ति क्षय (IF * VF) की गणना करें और जंक्शन तापमान वृद्धि का PCB के थर्मल संदर्भ बिंदु से ऊपर अनुमान लगाने के लिए थर्मल प्रतिरोध (Rth) का उपयोग करें। सुनिश्चित करें कि सिस्टम की हीटसिंकिंग Tj को सुरक्षित सीमा के भीतर रखने के लिए पर्याप्त है, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान वाले वातावरण या बंद फिक्स्चर में। उच्च-शक्ति निरंतर संचालन के लिए सक्रिय शीतलन (पंखे) आवश्यक हो सकता है।
9. Technical Comparison and Positioning
यह एलईडी संभावित रूप से कॉम्पैक्ट एसएमडी पैकेज में उच्च ल्यूमिनस फ्लक्स (245 एलएम) और उच्च दक्षता (72 एलएम/डब्ल्यू) के संयोजन के माध्यम से बाजार में अपनी स्थिति बनाती है। इसके प्रमुख अंतरों में क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त 120-डिग्री का व्यापक व्यूइंग एंगल, रंग और फ्लक्स स्थिरता के लिए एक सुस्पष्ट बिनिंग संरचना, और कठोर पर्यावरणीय मानकों (RoHS, REACH, Halogen-Free) का अनुपालन शामिल है। मानक मिड-पावर एलईडी की तुलना में, यह उच्च सिंगल-पॉइंट चमक प्रदान करती है, जो इसे कैमरा फ्लैश जैसे केंद्रित प्रकाश स्रोत की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है। समर्पित फ्लैश एलईडी की तुलना में, यह सामान्य प्रकाश व्यवस्था कार्यों के लिए बेहतर दक्षता और व्यापक व्यूइंग एंगल प्रदान कर सकती है।
10. Frequently Asked Questions (FAQ)
10.1 टॉर्च मोड और पल्स मोड करंट रेटिंग्स में क्या अंतर है?
टॉर्च मोड (350 एमए अधिकतम) निरंतर डीसी ऑपरेशन को संदर्भित करता है। पल्स मोड (1000 एमए अधिकतम) कैमरा फ्लैश में उपयोग किए जाने वाले अल्प अवधि, उच्च-धारा के विस्फोटों को संदर्भित करता है, जिसमें ओवरहीटिंग को रोकने के लिए पल्स चौड़ाई, ड्यूटी साइकिल और चक्रों की संख्या पर सख्त सीमाएं होती हैं।
10.2 इस एलईडी के लिए थर्मल प्रबंधन इतना महत्वपूर्ण क्यों है?
छोटे पैकेज में उच्च शक्ति अपव्यय (1A पर ~4W तक) उच्च ऊष्मा प्रवाह की ओर ले जाता है। अत्यधिक जंक्शन तापमान लुमेन ह्रास (समय के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी) को तेज करता है और रंग निर्देशांक को बदल सकता है। यह अंततः विनाशकारी विफलता का कारण भी बन सकता है। विश्वसनीयता के लिए उचित हीटसिंकिंग अनिवार्य है।
10.3 क्या मैं इस एलईडी को सीधे लिथियम-आयन बैटरी से चला सकता हूँ?
नहीं। लिथियम-आयन बैटरी का वोल्टेज (आमतौर पर 3.0V-4.2V) अनियमित होता है और यह LED के अधिकतम अग्र वोल्टेज से अधिक हो सकता है या अत्यधिक धारा का कारण बन सकता है। स्थिर, सुरक्षित और एकसमान प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए एक नियत-धारा ड्राइवर सर्किट अनिवार्य है।
10.4 मैं पार्ट नंबर ELCS14G-NB5060J6J8293910-F3X की व्याख्या कैसे करूँ?
पार्ट नंबर प्रमुख बिन जानकारी को एनकोड करता है: 'NB5060' 5060 कलर बिन (5000-6000K CCT) को इंगित करता है। 'J6' ल्यूमिनस फ्लक्स बिन (220-250 lm) को इंगित करता है। '2932' (इस पार्ट के लिए स्पेक टेबल में संदर्भ से निहित) फॉरवर्ड वोल्टेज बिन (2.95-3.25V) को इंगित करता है। 'F3X' एक विशिष्ट ऑप्टिकल या पैकेज वेरिएंट को संदर्भित कर सकता है।
11. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडीज़
11.1 मोबाइल फोन कैमरा फ्लैश मॉड्यूल
इस अनुप्रयोग में, एलईडी को एक समर्पित फ्लैश ड्राइवर IC द्वारा संचालित किया जाता है। डिज़ाइन एक चमकदार फ्लैश उत्पन्न करने के लिए कम अवधि (जैसे, 400ms) के लिए बहुत अधिक तात्कालिक धारा (1A पल्स तक) प्रदान करने पर केंद्रित है। प्रमुख चुनौतियों में मोबाइल फोन के सीमित स्थान के भीतर उच्च शिखर शक्ति अपव्यय का तापीय प्रबंधन करना और यह सुनिश्चित करना शामिल है कि ड्राइवर बैटरी से आवश्यक धारा प्राप्त कर सके। एलईडी की उच्च दक्षता फ्लैश की चमक को अधिकतम करते हुए बैटरी ड्रेन को कम करने में मदद करती है।
11.2 पोर्टेबल वर्क लाइट या टॉर्च
एक हैंडहेल्ड टॉर्च के लिए, MCPCB पर कई एलईडी का उपयोग किया जा सकता है। एक बक या बूस्ट कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर (बैटरी कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करते हुए) समायोज्य चमक स्तर प्रदान करता है। डिज़ाइन मजबूत थर्मल प्रबंधन पर जोर देता है—MCPCB एक भारी एल्यूमीनियम आवास से जुड़ा होता है जो हीटसिंक का काम करता है। 120-डिग्री का चौड़ा बीम कोण अच्छा क्षेत्र कवरेज प्रदान करता है, जिससे जटिल ऑप्टिक्स की आवश्यकता संभावित रूप से कम हो जाती है।
12. Operational Principle
यह एक फॉस्फर-परिवर्तित सफेद एलईडी है। इसका मूल एक अर्धचालक चिप है जो इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) से बनी है और फॉरवर्ड बायस्ड होने पर (इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस) नीला प्रकाश उत्सर्जित करती है। यह नीला प्रकाश चिप पर लगी सीरियम-डोप्ड यिट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (YAG:Ce) फॉस्फर की एक परत द्वारा आंशिक रूप से अवशोषित कर लिया जाता है। फॉस्फर कुछ नीले फोटॉनों को पीले/हरे स्पेक्ट्रम में लंबी तरंगदैर्ध्य में डाउन-कन्वर्ट कर देता है। शेष नीले प्रकाश और परिवर्तित पीले प्रकाश का मिश्रण मानव आंख द्वारा सफेद प्रकाश के रूप में अनुभव किया जाता है। नीले और पीले उत्सर्जन का सटीक अनुपात, जो फॉस्फर संरचना और मोटाई द्वारा नियंत्रित होता है, संबंधित रंग तापमान (CCT) निर्धारित करता है—इस मामले में, कूल व्हाइट (5000-6000K)।
13. प्रौद्योगिकी रुझान और संदर्भ
यह उपकरण ठोस-अवस्था प्रकाश व्यवस्था में चल रहे रुझानों को दर्शाता है: बढ़ती हुई दीप्त प्रभावकारिता (लुमेन प्रति वाट), सख्त बिनिंग के माध्यम से बेहतर रंग स्थिरता, और पर्यावरणीय नियमों का पालन। छोटे पैकेजों से उच्चतर फ्लक्स प्राप्त करने की दिशा में प्रयास तापीय प्रबंधन और फॉस्फर प्रौद्योगिकी की सीमाओं को चुनौती देते हैं। भविष्य का विकास उच्चतर CRI और तापमान व समय के साथ बेहतर रंग स्थिरता के लिए नए फॉस्फर पदार्थों, साथ ही चिप-स्केल पैकेज (CSP) डिज़ाइनों को शामिल कर सकता है जो पैकेज आकार और तापीय प्रतिरोध को और कम करते हैं। IoT अनुप्रयोगों के लिए इन उच्च-चमक वाले एलईडी को बुद्धिमान, संयोजित प्रकाश व्यवस्था प्रणालियों में एकीकृत करना भी एक महत्वपूर्ण रुझान है।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | 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 स्वर के। | प्रकाश वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | Unitless, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीक रूप से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, इसका उपयोग उच्च मांग वाले स्थानों जैसे मॉल, संग्रहालयों में किया जाता है। |
| 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), e.g., 620nm (red) | Wavelength corresponding to color of colored LEDs. | Determines hue of red, yellow, green monochrome LEDs. |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | तरंगदैर्ध्य के पार तीव्रता वितरण दिखाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | Minimum voltage to turn on LED, like "starting threshold". | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| फॉरवर्ड करंट | यदि | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम स्पंद धारा | Ifp | छोटी अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जिसका उपयोग मंद प्रकाश या चमकने 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 होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | 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 लगा 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 रिटेंशन 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 इंटरफ़ेस 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 | Grouped by brightness, each group has min/max lumen values. | Ensures uniform brightness in same batch. |
| 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 द्वारा 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 | ल्यूमेन 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 टेस्ट 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 | Energy efficiency certification | Energy efficiency and performance certification for lighting. | Used in government procurement, subsidy programs, enhances competitiveness. |