विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
- 2.1 प्रकाशमितीय और विद्युत विशेषताएँ
- 2.2 तापीय विशेषताएँ
- 3. Absolute Maximum Ratings
- 4. Performance Curve Analysis
- 4.1 Wavelength and Spectral Distribution
- 4.2 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (I-V वक्र)
- 4.3 सापेक्ष दीप्तिमान फ्लक्स बनाम अग्र धारा
- 4.4 Temperature Dependence
- 4.5 Forward Current Derating Curve
- 5. Binning System Explanation
- 5.1 Luminous Flux Binning
- 5.2 Forward Voltage Binning
- 5.3 कलर (क्रोमैटिसिटी) बिनिंग
- 6. पार्ट नंबर और ऑर्डरिंग जानकारी
- 7. मैकेनिकल, असेंबली और पैकेजिंग
- 7.1 Mechanical Dimensions
- 7.2 Recommended Soldering Pad Layout
- 7.3 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
- 7.4 पैकेजिंग जानकारी
- 8. अनुप्रयोग दिशानिर्देश और डिज़ाइन विचार
- 8.1 उपयोग के लिए सावधानियाँ
- 8.2 Sulfur Robustness
- 8.3 अनुपालन सूचना
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 11. Design and Usage Case Study
- 12. Operating Principle
- 13. Technology Trends
1. उत्पाद अवलोकन
ALFS4J-C010001H-AM एक उच्च-शक्ति, सतह-माउंट LED है जिसे विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण ऑटोमोटिव बाह्य प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक मजबूत सिरेमिक पैकेज का उपयोग करके निर्मित है, जो कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों में उत्कृष्ट तापीय प्रबंधन और विश्वसनीयता प्रदान करता है। यह उपकरण ऑटोमोटिव उद्योग की कठोर आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अभियांत्रिकीकृत है।
मुख्य लाभ: इस एलईडी के प्राथमिक लाभों में 1000mA की ड्राइव करंट पर 1700 लुमेन का उच्च विशिष्ट चमकदार प्रवाह आउटपुट, उत्कृष्ट प्रकाश वितरण के लिए 120-डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल, और 8kV तक की ESD सुरक्षा सहित मजबूत निर्माण शामिल है। AEC-Q102 मानकों के अनुसार इसकी योग्यता और सल्फर रोबस्टनेस (क्लास A1) इसे ऑटोमोटिव वातावरण में दीर्घकालिक उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है, जहां संक्षारक तत्वों का संपर्क आम है।
Target Market & Applications: यह एलईडी विशेष रूप से ऑटोमोटिव एक्सटीरियर लाइटिंग सिस्टम के लिए लक्षित है। इसके प्रमुख अनुप्रयोगों में प्राथमिक हेडलैंप, डेटाइम रनिंग लाइट्स (DRL), और फॉग लैंप शामिल हैं। उच्च चमक और विश्वसनीयता का संयोजन इसे सुरक्षा-महत्वपूर्ण प्रकाश कार्यों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है, जिन्हें व्यापक तापमान सीमा और वाहन के पूरे जीवनकाल में सुसंगत प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
2.1 प्रकाशमितीय और विद्युत विशेषताएँ
The electrical and optical performance is defined under specific test conditions, primarily at a forward current (IF) 1000mA का और 25°C का थर्मल पैड तापमान।
- ल्यूमिनस फ्लक्स (Φv): विशिष्ट मान 1700 lm है, न्यूनतम 1500 lm और अधिकतम 2000 lm है। ±8% के मापन सहनशीलता पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है। यह पैरामीटर जंक्शन तापमान पर अत्यधिक निर्भर करता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): विशिष्ट अग्र वोल्टेज 13V है, जो 1000mA पर न्यूनतम 11.6V से अधिकतम 15.2V तक होता है, जिसमें ±0.05V का सटीक मापन सहनशीलता है। यह पैरामीटर सीधे ड्राइवर डिजाइन और शक्ति अपव्यय को प्रभावित करता है।
- अग्र धारा (IF): डिवाइस 1500mA तक की निरंतर अग्र धारा के लिए रेटेड है, जिसका विशिष्ट संचालन बिंदु 1000mA पर है। सभी फोटोमेट्रिक डेटा इस विशिष्ट धारा पर निर्दिष्ट किए गए हैं।
- दृश्य कोण (φ): नाममात्र देखने का कोण 120 डिग्री है, जिसमें ±5° की सहनशीलता है। यह विस्तृत कोण उन अनुप्रयोगों के लिए लाभदायक है जिनमें व्यापक प्रकाशन पैटर्न की आवश्यकता होती है।
- Color Temperature (K): संबंधित रंग तापमान (CCT) 5391K से 6893K तक है, जो इसे एक शीत श्वेत LED के रूप में वर्गीकृत करता है। सटीक बिनिंग संरचना बाद में विस्तार से दी गई है।
2.2 तापीय विशेषताएँ
एलईडी के प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। यह एलईडी दो प्रमुख थर्मल प्रतिरोध पैरामीटर प्रदान करती है।
- Thermal Resistance, Junction to Solder (RthJS): दो मान दिए गए हैं: RthJS_real (सामान्य 1.26 K/W, अधिकतम 1.6 K/W) और RthJS_el (सामान्य 0.8 K/W, अधिकतम 1 K/W)। "वास्तविक" मान वास्तविक तापीय पथ का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि "el" मान एक विद्युत समतुल्य है जिसका उपयोग कुछ मॉडलिंग उद्देश्यों के लिए किया जाता है। एक कम तापीय प्रतिरोध एलईडी जंक्शन से मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) तक अधिक कुशल ताप हस्तांतरण की अनुमति देता है।
3. Absolute Maximum Ratings
इन सीमाओं से अधिक होने पर डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि संचालन की स्थितियाँ इन सीमाओं के भीतर ही रहें।
- Power Dissipation (Pd): 22800 mW
- अग्र धारा (IF): 1500 mA (DC)
- जंक्शन तापमान (Tj): 150 °C
- ऑपरेटिंग तापमान (Topr): -40 °C से +125 °C
- भंडारण तापमान (Tstg): -40 °C से +125 °C
- ESD संवेदनशीलता (HBM): 8 kV (R=1.5kΩ, C=100pF)
- रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान: 260 °C (शिखर)
डिवाइस रिवर्स वोल्टेज ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। ऑटोमोटिव उत्पादन वातावरण में हैंडलिंग और असेंबली के लिए उच्च ESD रेटिंग आवश्यक है।
4. Performance Curve Analysis
4.1 Wavelength and Spectral Distribution
सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण ग्राफ तरंगदैर्ध्य के एक फलन के रूप में प्रकाश उत्पादन दर्शाता है। एक शीत श्वेत LED के लिए, वर्णक्रम में आमतौर पर LED चिप से स्वयं एक मजबूत नीला शिखर और फॉस्फर कोटिंग से एक व्यापक पीला/लाल उत्सर्जन होता है। सटीक आकार वर्ण प्रतिपादन गुणों और सटीक श्वेत बिंदु (वर्णिकता निर्देशांक) को निर्धारित करता है। ग्राफ 25°C केस तापमान और 1000mA पर मापा गया है।
4.2 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (I-V वक्र)
यह ग्राफ ड्राइवर डिजाइन के लिए मौलिक है। यह एलईडी से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप के बीच संबंध दर्शाता है। वक्र अरेखीय है। विशिष्ट 1000mA कार्य बिंदु पर, वोल्टेज लगभग 13V होता है। डिजाइनर इस वक्र का उपयोग आवश्यक ड्राइवर आउटपुट वोल्टेज की गणना करने और शक्ति क्षय (VF * IF) को समझने के लिए करते हैं।
4.3 सापेक्ष दीप्तिमान फ्लक्स बनाम अग्र धारा
यह ग्राफ दर्शाता है कि कैसे ड्राइव करंट के साथ प्रकाश उत्पादन बढ़ता है। संबंध आम तौर पर उप-रैखिक होता है; दक्षता में गिरावट और बढ़े हुए जंक्शन तापमान के कारण करंट को दोगुना करने से प्रकाश उत्पादन दोगुना नहीं होता है। ग्राफ को 1000mA पर फ्लक्स के लिए सामान्यीकृत किया गया है। यह डिजाइनरों को चमक, दक्षता और डिवाइस के जीवनकाल को संतुलित करने के लिए इष्टतम ड्राइव करंट चुनने में मदद करता है।
4.4 Temperature Dependence
कई ग्राफ तापमान के LED प्रदर्शन पर प्रभाव का विवरण देते हैं, जिन सभी को एक स्थिर 1000mA ड्राइव करंट पर मापा गया है।
- जंक्शन तापमान बनाम सापेक्ष अग्र वोल्टेज: जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ अग्र वोल्टेज रैखिक रूप से घटती है। इस गुण का उपयोग कभी-कभी जंक्शन तापमान का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है।
- जंक्शन तापमान बनाम सापेक्ष दीप्तिमान फ्लक्स: तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। यह ग्राफ उस कमी को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है, जो थर्मल डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है। सुसंगत चमक प्राप्त करने के लिए कम जंक्शन तापमान बनाए रखना आवश्यक है।
- Chromaticity Shift vs. Junction Temperature: तापमान के साथ रंग निर्देशांक (CIE x, y) खिसकते हैं। यह ग्राफ 25°C पर मान से डेल्टा (Δ) परिवर्तन दर्शाता है। स्थिर रंग उपस्थिति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए इस खिसकाव को कम करना महत्वपूर्ण है।
- क्रोमैटिसिटी शिफ्ट बनाम फॉरवर्ड करंट: इसी तरह, रंग निर्देशांक ड्राइव करंट के साथ बदल सकते हैं, यहां तक कि निरंतर तापमान पर भी।
4.5 Forward Current Derating Curve
यह विश्वसनीय सिस्टम डिजाइन के लिए सबसे महत्वपूर्ण ग्राफ़ में से एक है। यह सोल्डर पॉइंट (या केस) तापमान के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट दिखाता है। जैसे-जैसे परिवेश या बोर्ड का तापमान बढ़ता है, जंक्शन तापमान को उसकी 150°C सीमा से अधिक होने से रोकने के लिए अधिकतम सुरक्षित करंट कम हो जाता है। डिजाइनरों को अपने विशिष्ट थर्मल वातावरण के लिए उपयुक्त ड्राइव करंट का चयन करने के लिए इस कर्व का उपयोग करना चाहिए।
5. Binning System Explanation
निर्माण भिन्नताओं के कारण, उत्पादन लॉट के भीतर स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिवाइस एक बहु-पैरामीटर बिनिंग सिस्टम का उपयोग करता है।
5.1 Luminous Flux Binning
एलईडी को उनके टिपिकल फॉरवर्ड करंट पर मापे गए ल्यूमिनस फ्लक्स के आधार पर समूहीकृत किया जाता है। बिन संरचना एक ग्रुप अक्षर और एक बिन नंबर के संयोजन का उपयोग करती है।
- Group E: इसमें बिन 7 (1500-1600 lm), बिन 8 (1600-1700 lm), और बिन 9 (1700-1800 lm) शामिल हैं।
- Group F: इसमें बिन 0 (1800-1900 lm) और बिन 1 (1900-2000 lm) शामिल हैं।
ALFS4J-C010001H-AM का विशिष्ट फ्लक्स 1700 lm है, जो इसे ग्रुप E के बिन 9 में रखता है। मापन सहनशीलता ±8% है।
5.2 Forward Voltage Binning
एलईडी को उनके फॉरवर्ड वोल्टेज के आधार पर भी टाइपिकल करंट पर वर्गीकृत किया जाता है। यह समानांतर स्ट्रिंग्स डिजाइन करने और पावर सप्लाई आवश्यकताओं का प्रबंधन करने में सहायता करता है।
- Bin 4A: VF = 11.60V to 12.80V
- Bin 4B: VF = 12.80V to 14.00V
- Bin 4C: VF = 14.00V से 15.20V
The typical VF of 13V suggests the device falls within Bin 4B. The measurement tolerance is ±0.05V.
5.3 कलर (क्रोमैटिसिटी) बिनिंग
CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर रंग निर्देशांकों के लिए दो बिनिंग संरचनाएं प्रस्तुत की गई हैं: ECE और एक वैकल्पिक संरचना।
ECE Bin Structure: यह कूल व्हाइट एलईडी के लिए एक मल्टी-सेगमेंट बिन संरचना प्रतीत होती है। 63M, 61M, 58M, और 56M जैसे विशिष्ट बिन CIE चार्ट पर चतुर्भुजों द्वारा परिभाषित किए गए हैं, जिनमें से प्रत्येक के कोनों को परिभाषित करने वाले (x, y) निर्देशांकों के चार सेट हैं। यह बहुत समान क्रोमैटिसिटी वाले एलईडी को समूहित करके कठोर रंग नियंत्रण की अनुमति देता है। 5391K से 6893K का विशिष्ट कलर टेम्परेचर रेंज इन बिनों को कवर करता है। निर्देशांकों के लिए माप सहनशीलता ±0.005 है।
वैकल्पिक संरचना: बिन्स का एक अन्य सेट (65L, 65H, 61L, 61H) दिखाया गया है, जो संभवतः एक भिन्न छंटाई मानक या आंतरिक वर्गीकरण का प्रतिनिधित्व करता है, यह भी कूल व्हाइट एलईडी के लिए है।
6. पार्ट नंबर और ऑर्डरिंग जानकारी
पार्ट नंबर ALFS4J-C010001H-AM है। दस्तावेज़ की विषय सूची में पैकेजिंग मात्राओं (जैसे, टेप और रील विनिर्देशों) सहित पूर्ण ऑर्डर जानकारी का संदर्भ दिया गया है, लेकिन अंश में विशिष्ट विवरण प्रदान नहीं किए गए हैं। आम तौर पर, ऐसी जानकारी में रील का आकार, अभिविन्यास और प्रति रील मात्रा शामिल होती है।
7. मैकेनिकल, असेंबली और पैकेजिंग
7.1 Mechanical Dimensions
LED एक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) सिरेमिक पैकेज का उपयोग करता है। सटीक आयाम (लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पैड आकार और सहनशीलता) "Mechanical Dimension" अनुभाग में निहित हैं। प्लास्टिक पैकेज की तुलना में सिरेमिक पैकेज उत्कृष्ट तापीय चालकता और यांत्रिक स्थिरता प्रदान करते हैं, जो उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों और तापीय चक्रण के तहत विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।
7.2 Recommended Soldering Pad Layout
PCB के लिए एक अनुशंसित फुटप्रिंट प्रदान किया गया है। इसमें विद्युत टर्मिनलों और, महत्वपूर्ण रूप से, थर्मल पैड के लिए तांबे के पैड का आकार, आकृति और अंतर शामिल है। आंतरिक ग्राउंड प्लेन या हीटसिंक के लिए पर्याप्त वाया वाले एक उचित रूप से डिज़ाइन किए गए थर्मल पैड का होना, एलईडी से दूर गर्मी हस्तांतरित करने, कम जंक्शन तापमान बनाए रखने और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।
7.3 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
दस्तावेज़ 260°C के शिखर तापमान वाली एक रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल निर्दिष्ट करता है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने और एलईडी घटक को क्षति पहुंचाए बिना, प्रोफाइल का विवरण (प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग के समय और तापमान) महत्वपूर्ण है। थर्मल शॉक, विस्तारण या आंतरिक सामग्रियों के क्षय को रोकने के लिए इस प्रोफाइल का पालन आवश्यक है।
7.4 पैकेजिंग जानकारी
यहाँ LED कैसे आपूर्ति की जाती हैं (जैसे, उभरी हुई टेप की चौड़ाई, पॉकेट के आयाम, रील का व्यास और अभिविन्यास) के बारे में विवरण मिलेगा। स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरण स्थापित करने के लिए यह जानकारी आवश्यक है।
8. अनुप्रयोग दिशानिर्देश और डिज़ाइन विचार
8.1 उपयोग के लिए सावधानियाँ
विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए सामान्य हैंडलिंग और डिजाइन चेतावनियाँ प्रदान की गई हैं। संभावित प्रमुख सावधानियों में शामिल हैं:
- ESD सुरक्षा: 8kV HBM रेटिंग के बावजूद, हैंडलिंग के दौरान मानक ESD सावधानियों की सिफारिश की जाती है।
- थर्मल प्रबंधन: थर्मल पैड से सिस्टम हीटसिंक तक एक प्रभावी थर्मल पथ की महत्वपूर्ण आवश्यकता पर जोर देना।
- करंट कंट्रोल: थर्मल रनवे को रोकने के लिए LED को एक कॉन्स्टेंट वोल्टेज स्रोत द्वारा नहीं, बल्कि एक कॉन्स्टेंट करंट स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए।
- सफाई: सोल्डरिंग के बाद स्वीकार्य सफाई सॉल्वेंट्स और प्रक्रियाओं पर दिशानिर्देश।
8.2 Sulfur Robustness
LED को सल्फर रोबस्टनेस क्लास A1 के लिए रेट किया गया है। यह संक्षारक सल्फर-युक्त वातावरण के प्रति उच्च स्तर के प्रतिरोध को दर्शाता है, जो कुछ ऑटोमोटिव और औद्योगिक वातावरणों में आम है। यह सुरक्षा संपर्कों पर सिल्वर सल्फाइड के निर्माण को रोकती है, जिससे प्रतिरोध में वृद्धि और विफलता हो सकती है।
8.3 अनुपालन सूचना
उत्पाद को प्रमुख पर्यावरणीय नियमों के अनुपालन में बताया गया है:
- RoHS: हानिकारक पदार्थों के प्रतिबंध निर्देश के अनुरूप।
- EU REACH: रजिस्ट्रेशन, मूल्यांकन, प्राधिकरण और रसायनों के प्रतिबंध विनियमन के अनुपालन में।
- हैलोजन-मुक्त: Compliant with halogen-free requirements (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).
9. तकनीकी तुलना और विभेदन
While a direct comparison with other products is not in the datasheet, the ALFS4J-C010001H-AM's key differentiating features can be inferred:
- Automotive Grade (AEC-Q102): यह वाणिज्यिक-श्रेणी के एलईडी से एक महत्वपूर्ण अंतर है, जो तापमान चक्रण, आर्द्रता, उच्च-तापमान संचालन जीवन (एचटीओएल), और अन्य दबाव कारकों के लिए कठोर परीक्षण का संकेत देता है।
- Ceramic Package: यह मानक प्लास्टिक पैकेज की तुलना में बेहतर थर्मल प्रदर्शन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता प्रदान करता है, विशेष रूप से उच्च प्रकाशीय शक्ति घनत्व के तहत।
- एसएमडी प्रारूप में उच्च चमकदार प्रवाह: एसएमडी पैकेज से 1700+ एलएम प्रदान करना ऑटोमोटिव हेडलैंप में कॉम्पैक्ट ऑप्टिकल डिज़ाइन के लिए उपयुक्त है।
- सल्फर रोबस्टनेस: सभी ऑटोमोटिव एलईडी में एक औपचारिक सल्फर प्रतिरोध रेटिंग नहीं होती है; कठोर वातावरण के लिए क्लास A1 एक मजबूत विशेषता है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
Q1: मुझे किस ड्राइवर करंट का उपयोग करना चाहिए?
A: सामान्य ऑपरेटिंग पॉइंट 1000mA है, जिसका पूर्ण अधिकतम मान 1500mA है। वास्तविक करंट आपके सिस्टम के अधिकतम अपेक्षित सोल्डर पॉइंट तापमान के आधार पर डीरेटिंग कर्व का उपयोग करके निर्धारित किया जाना चाहिए ताकि T सुनिश्चित हो सके।j < 150°C.
Q2: मैं गर्मी का प्रबंधन कैसे करूं?
A> Use the recommended PCB pad layout with a large thermal pad connected via multiple thermal vias to an internal copper plane or external heatsink. Calculate the expected temperature rise using: ΔT = RthJS_real * (VF * IF). अंतिम सोल्डर पॉइंट तापमान सुनिश्चित करें कि वह डेरेटिंग कर्व सीमाओं के भीतर संचालन की अनुमति दे।
Q3: मेरे डिज़ाइन पर बिनिंग का क्या प्रभाव है?
A: ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग कुल प्रकाश उत्पादन को प्रभावित करती है; आपको एक विशिष्ट लुमेन लक्ष्य को पूरा करने के लिए एलईडी की संख्या या ड्राइवर करंट को समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है। वोल्टेज बिनिंग श्रृंखला स्ट्रिंग्स में कुल वोल्टेज ड्रॉप और पावर सप्लाई डिज़ाइन को प्रभावित करती है। कलर बिनिंग उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ कई एलईडी में रंग स्थिरता महत्वपूर्ण है (जैसे, हेडलैंप की उपस्थिति)।
Q4: क्या मैं इसे आंतरिक प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयोग कर सकता हूँ?
A: तकनीकी रूप से संभव होते हुए भी, यह एलईडी आंतरिक प्रकाश व्यवस्था के लिए अति-विशिष्ट और संभवतः लागत-प्रतिबंधक है। इसकी उच्च शक्ति, विस्तृत व्यूइंग एंगल और ऑटोमोटिव-ग्रेड योग्यताएँ बाहरी अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित हैं।
11. Design and Usage Case Study
परिदृश्य: एक डेटाइम रनिंग लाइट (DRL) मॉड्यूल का डिज़ाइन।
आवश्यकताएँ: DRL को ऑटोमोटिव नियमों के अनुसार एक विशिष्ट प्रकाश तीव्रता पैटर्न उत्पन्न करना चाहिए, -40°C से +85°C परिवेशी तापमान पर विश्वसनीय रूप से कार्य करना चाहिए, और इसका जीवनकाल 10,000 घंटे से अधिक होना चाहिए।
डिज़ाइन चरण:
- ऑप्टिकल डिज़ाइन: 120° व्यूइंग एंगल और 1700 lm की विशिष्ट फ्लक्स का उपयोग करते हुए, एक ऑप्टिकल इंजीनियर आवश्यक DRL पैटर्न में बीम को आकार देने के लिए एक सेकेंडरी लेंस या रिफ्लेक्टर डिज़ाइन करता है।
- थर्मल डिज़ाइन: मैकेनिकल इंजीनियर एक एल्यूमीनियम हीटसिंक डिजाइन करता है। एलईडी सोल्डर पॉइंट से परिवेश तक थर्मल रेजिस्टेंस (RthSA) की गणना की जाती है। RthJS (1.26 K/W) और शक्ति क्षय (Pd ≈ 13V * 1A = 13W), जंक्शन तापमान Tj = Tamb + (RthJS + RthSA) * Pd is verified to be below 125°C at the maximum ambient temperature of 85°C.
- Electrical Design: एक ऑटोमोटिव-ग्रेड कॉन्स्टेंट-करंट एलईडी ड्राइवर का चयन किया गया है। इसका आउटपुट वोल्टेज रेंज एलईडी स्ट्रिंग के अधिकतम फॉरवर्ड वोल्टेज (जैसे, श्रृंखला में 4 एलईडी * 15.2V अधिकतम = 60.8V) और हेडरूम को समायोजित करने में सक्षम होना चाहिए। ड्राइवर का करंट 1000mA पर सेट है, लेकिन गणना की गई अधिकतम सोल्डर पॉइंट तापमान के लिए डीरेटिंग कर्व के विरुद्ध इसका सत्यापन किया गया है।
- पीसीबी लेआउट: पीसीबी को सटीक अनुशंसित पैड लेआउट के साथ डिजाइन किया गया है। थर्मल पैड क्षेत्र को कई बड़े वायास से भरा गया है, जिन्हें प्लेटेड किया गया है और सोल्डर से भरा गया है, ताकि एक मोटी आंतरिक तांबे की परत से जुड़ा जा सके जो हीटसिंक से जुड़ी होती है।
- सत्यापन: प्रोटोटाइप का थर्मल चैम्बर में परीक्षण किया जाता है। उच्च और निम्न तापमान पर प्रकाश उत्पादन मापा जाता है। विनिर्देशों के विरुद्ध रंग परिवर्तन की जाँच की जाती है। AEC-Q102 लक्ष्यों के विरुद्ध डिज़ाइन को मान्य करने के लिए दीर्घकालिक विश्वसनीयता परीक्षण, जिसमें तापमान चक्रण और आर्द्र ऊष्मा परीक्षण शामिल हैं, किए जाते हैं।
12. Operating Principle
ALFS4J-C010001H-AM एक फॉस्फर-परिवर्तित सफेद LED है। इसका मूल संचालन सिद्धांत एक अर्धचालक चिप में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस से जुड़ा है। जब एक अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल चिप के सक्रिय क्षेत्र के भीतर पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन उत्सर्जित होते हैं। प्राथमिक चिप नीला प्रकाश उत्सर्जित करती है। इस नीले प्रकाश का एक हिस्सा चिप पर जमे फॉस्फर कोटिंग द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। फॉस्फर इस ऊर्जा को एक व्यापक स्पेक्ट्रम में, मुख्य रूप से पीले और लाल क्षेत्रों में, प्रकाश के रूप में पुनः उत्सर्जित करता है। शेष नीले प्रकाश और फॉस्फर-परिवर्तित पीले/लाल प्रकाश का मिश्रण मानव आंख द्वारा सफेद प्रकाश के रूप में अनुभव किया जाता है। नीले और फॉस्फर-परिवर्तित प्रकाश का सटीक अनुपात, और फॉस्फर की संरचना, सफेद प्रकाश आउटपुट के correlated color temperature (CCT) और color rendering index (CRI) को निर्धारित करते हैं।
13. Technology Trends
ALFS4J-C010001H-AM जैसे LED का विकास ऑटोमोटिव लाइटिंग और सामान्य रूप से सॉलिड-स्टेट लाइटिंग में कई प्रमुख रुझानों द्वारा प्रेरित है:
- बढ़ी हुई ल्यूमिनस एफिकेसी (लुमेन/वाट): चल रहे शोध का लक्ष्य प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक लुमेन उत्पन्न करना है, जिससे समान प्रकाश उत्पादन के लिए ऊर्जा खपत और थर्मल लोड कम हो।
- Higher Power Density & Miniaturization: छोटे, अधिक स्टाइलिश हेडलैंप डिज़ाइनों की मांग के लिए ऐसे एलईडी की आवश्यकता होती है जो और भी छोटे पैकेज फुटप्रिंट से बहुत अधिक फ्लक्स प्रदान कर सकें, जिससे थर्मल प्रबंधन की चुनौती बढ़ जाती है।
- एकीकृत ऑप्टिक्स के साथ उन्नत बीम आकारण: रुझानों में पैकेज स्तर पर एलईडी को प्राथमिक ऑप्टिक्स (जैसे, माइक्रो-लेंस) के साथ संयोजित करना शामिल है ताकि द्वितीयक ऑप्टिकल सिस्टम के लिए बेहतर नियंत्रित प्रकाश उत्पादन प्रदान किया जा सके।
- स्मार्ट और अनुकूली प्रकाश व्यवस्था: भविष्य में एलईडी को सेंसर और नियंत्रण प्रणालियों के साथ एकीकृत करना शामिल है, ताकि अनुकूली ड्राइविंग बीम (ADB) बनाई जा सके जो प्रकाश पैटर्न को गतिशील रूप से आकार देकर अन्य चालकों को चकाचौंध से बचाते हुए दृश्यता को अधिकतम कर सके।
- विश्वसनीयता के लिए पदार्थ विज्ञान: उच्च तापमान पर बेहतर स्थिरता और उच्च रूपांतरण दक्षता के लिए फॉस्फर सामग्री में निरंतर सुधार, साथ ही पैकेज सामग्री (जैसे सिरेमिक) और इंटरकनेक्ट प्रौद्योगिकियों में प्रगति जो अधिक थर्मल साइक्लिंग को सहन कर सकें।
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) | विद्युत के प्रति वाट प्रकाश उत्पादन, उच्च मान 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 का संकेत देते हैं। | 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। | रंग 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), jaise ki, 620nm (laal) | Wavelength jo rangdar LEDs ke rang se sambandhit hai. | Laal, peele, hare monochrome LEDs ke hue ko nirdhaarit karta hai. |
| 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 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, 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 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) | एलईडी 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 आयु। |
| 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 ऑप्टिकल 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 सहायता करता है, 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। | Market access requirement internationally. |
| ENERGY STAR / DLC | Energy efficiency certification | Energy efficiency and performance certification for lighting. | Used in government procurement, subsidy programs, enhances competitiveness. |