विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
- 2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
- 3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण
- 4. Performance Curve Analysis
- 5. Mechanical and Package Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Pad Configuration and Polarity
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
- 6.2 भंडारण की स्थितियाँ
- 7. पैकेजिंग और आर्डर संबंधी जानकारी
- 8. अनुप्रयोग नोट्स और डिज़ाइन संबंधी विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 8.2 थर्मल प्रबंधन
- 8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
- 11. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी
- 12. Technical Principle Introduction
- 13. Technology Trends
1. उत्पाद अवलोकन
HIR-C19D-1N90/L649-P03/TR एक उच्च-शक्ति इन्फ्रारेड उत्सर्जक डायोड है जिसे मजबूत और कुशल इन्फ्रारेड प्रकाश व्यवस्था की मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक कॉम्पैक्ट सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज में रखा गया है, जो इसे स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त बनाता है। डिवाइस को पानी की तरह स्पष्ट सिलिकॉन सामग्री के साथ ढाला गया है जिसमें एक गोलाकार शीर्ष लेंस है, जो इसके निर्दिष्ट व्यूइंग एंगल और रेडिएंट इंटेंसिटी प्रोफाइल को प्राप्त करने में सहायता करता है।
इस एलईडी का मुख्य लाभ इसके छोटे आकार और उच्च प्रकाशिक आउटपुट दक्षता के संयोजन में निहित है। यह GaAlAs (गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड) चिप सामग्री का उपयोग करके निर्मित है, जो निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम में उत्सर्जन के लिए अनुकूलित है। इसकी एक प्रमुख विशेषता सिलिकॉन फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर के साथ इसकी वर्णक्रमीय अनुरूपता है, जो इसे उन संवेदन और इमेजिंग प्रणालियों के लिए एक आदर्श प्रकाश स्रोत बनाती है जो इन सामान्य सिलिकॉन-आधारित डिटेक्टरों का उपयोग करती हैं। यह लक्षित अनुप्रयोग में अधिकतम प्रतिसादशीलता और सिग्नल-टू-शोर अनुपात सुनिश्चित करता है।
प्राथमिक लक्षित बाजार और अनुप्रयोगों में निगरानी और सुरक्षा प्रणालियाँ, विशेष रूप से नाइट विजन के लिए सीसीडी-आधारित कैमरे, और विभिन्न अवरक्त-अनुप्रयोग प्रणालियाँ जैसे प्रॉक्सिमिटी सेंसर, औद्योगिक स्वचालन और मशीन विजन शामिल हैं। RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त आवश्यकताओं जैसे पर्यावरणीय मानकों के साथ इसकी अनुपालनशीलता इसे सख्त नियामक मांगों वाले उत्पादों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
डिवाइस 1500 mA की निरंतर अग्र धारा (IF) के लिए रेटेड है। स्पंदित संचालन के लिए, यह एक शिखर अग्र धारा (IFP) विशिष्ट परिस्थितियों में 5000 mA की (पल्स चौड़ाई ≤100μs, ड्यूटी साइकिल ≤1%)। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V है, जो एलईडी के लिए एक विशिष्ट मान है और इंगित करता है कि डिवाइस पर महत्वपूर्ण रिवर्स बायस नहीं लगाया जाना चाहिए। कार्यशील और भंडारण तापमान सीमा -40°C से +100°C तक निर्दिष्ट है, जिसमें अधिकतम जंक्शन तापमान (Tj) 125°C है। इन रेटिंग्स से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।
जंक्शन से लीड फ्रेम तक का थर्मल प्रतिरोध (Rth(j-L)) 18 K/W है। यह पैरामीटर थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। यह परिभाषित करता है कि प्रति वाट विद्युत क्षय पर जंक्शन तापमान कितना बढ़ता है। I पर 3W के निर्दिष्ट विद्युत क्षय (Pd) के साथF=700mA, प्रभावी हीट सिंकिंग जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए आवश्यक है, विशेष रूप से उच्च ड्राइव धाराओं पर।
2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
प्राथमिक ऑप्टिकल पैरामीटर 25°C के मानक परिवेश तापमान पर मापे जाते हैं। शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) 850 nm है, जो निकट-अवरक्त क्षेत्र में है और मानव आँख के लिए अदृश्य है लेकिन सिलिकॉन सेंसर द्वारा अत्यधिक पहचान योग्य है। स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ) आम तौर पर 25 nm होती है, जो उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाती है।
चमकदार प्रदर्शन ड्राइव करंट के साथ स्केल करता है:
- IF=350 mA: Total Radiated Power (Po) is 500 mW (typ), Radiant Intensity (IE) is 200 mW/sr (typ).
- IF=700 mA: Po is 900 mW (typ), IE is 400 mW/sr (typ).
- IF=1 A: Po 1300 mW (typ), IE 560 mW/sr (typ).
The forward voltage (VF) increases with current due to the diode's inherent resistance:
- 3.0V (typ) at 350 mA.
- 700 mA पर 3.3V (typ)।
- 1 A पर 3.5V (typ)।
- 3.8V (typ) at 5 A (pulsed).
The reverse current (IR) is a maximum of 10 μA at VR=5V. The viewing angle (2θ1/2), जिसे पूर्ण तीव्रता के आधे पर पूर्ण कोण के रूप में परिभाषित किया गया है, 90 डिग्री है, जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त अपेक्षाकृत चौड़ी बीम पैटर्न प्रदान करता है।
3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण
यह उत्पाद 1000 mA (1A) की ड्राइव धारा पर मापी गई कुल विकिरित शक्ति के लिए एक बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है। यह प्रणाली एलईडी को उनके प्रकाशीय आउटपुट के आधार पर वर्गीकृत करती है ताकि अनुप्रयोग प्रदर्शन में स्थिरता सुनिश्चित की जा सके। बिन कोड और उनकी संबंधित शक्ति सीमाएँ (±10% परीक्षण सहनशीलता सहित) हैं:
- Bin G: न्यूनतम 800 mW, अधिकतम 1260 mW.
- Bin H: न्यूनतम 1000 mW, अधिकतम 1600 mW.
- Bin I: न्यूनतम 1260 mW, अधिकतम 2000 mW.
यह डिजाइनरों को ऐसे घटकों का चयन करने की अनुमति देता है जो उनके सिस्टम के लिए विशिष्ट न्यूनतम चमक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। इस विशिष्ट पार्ट नंबर के लिए डेटाशीट में तरंगदैर्ध्य या फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए अलग-अलग बिन का संकेत नहीं दिया गया है, जो निर्माण में इन मापदंडों पर कड़े नियंत्रण का सुझाव देता है।
4. Performance Curve Analysis
डेटाशीट कई विशिष्ट विशेषता वक्रों का संदर्भ देती है जो विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (चित्र.1): यह IV वक्र एक डायोड के विशिष्ट घातांकीय संबंध को दर्शाता है। यह करंट ड्राइव सर्किट डिजाइन करने और बिजली की खपत (VF * मैंF). वक्र तापमान के साथ खिसकेगा।
Forward Current vs. Radiant Intensity / Total Power (Fig.2 & Fig.3): ये ग्राफ ड्राइव करंट के एक फलन के रूप में प्रकाश उत्पादन को दर्शाते हैं। यह संबंध आम तौर पर कम धाराओं पर रैखिक होता है, लेकिन थर्मल और विद्युत प्रभावों के कारण बहुत अधिक धाराओं पर दक्षता ड्रूप (उप-रैखिक वृद्धि) के संकेत दिखा सकता है। यह आउटपुट और दक्षता/ऊष्मा को संतुलित करने के लिए इष्टतम कार्य बिंदु चुनने में मदद करता है।
Relative Radiant Intensity vs. Angular Displacement (Fig.4): यह ध्रुवीय आरेख स्थानिक विकिरण पैटर्न को परिभाषित करता है। 90-डिग्री का दृश्य कोण यहाँ पुष्टि की गई है। वक्र का आकार (जैसे, लैम्बर्टियन, बैटविंग) इस बात को प्रभावित करता है कि लक्ष्य क्षेत्र पर प्रकाश कैसे वितरित होता है।
Forward Current vs. Ambient Temperature (Fig.5): यह डिरेटिंग वक्र विश्वसनीयता के लिए सबसे महत्वपूर्ण में से एक है। यह दर्शाता है कि परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ जंक्शन तापमान को 125°C से नीचे रखने के लिए अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट क्या है। 100°C के परिवेश तापमान पर, अनुमेय निरंतर करंट में उल्लेखनीय कमी आती है। गैर-25°C वातावरण में संचालित होने वाले किसी भी डिज़ाइन के लिए इस ग्राफ का उपयोग अवश्य किया जाना चाहिए।
5. Mechanical and Package Information
5.1 Package Dimensions
LED को एक सरफेस-माउंट पैकेज में रखा गया है। ड्राइंग से प्रमुख आयामों में बॉडी का आकार, लेंस की ऊंचाई और लीड स्पेसिंग शामिल हैं। सहनशीलता आमतौर पर ±0.1mm होती है जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। एक महत्वपूर्ण हैंडलिंग नोट लेंस पर बल लगाने के खिलाफ चेतावनी देता है, क्योंकि यह आंतरिक संरचना को नुकसान पहुंचा सकता है और डिवाइस विफलता का कारण बन सकता है। असेंबली के दौरान डिवाइस को उसकी बॉडी या लीड्स द्वारा संभाला जाना चाहिए।
5.2 Pad Configuration and Polarity
डिवाइस में तीन इलेक्ट्रिकल पैड हैं: Pad 1 एनोड (+) है, Pad 2 कैथोड (-) है, और Pad P एक समर्पित थर्मल पैड है। थर्मल पैड LED जंक्शन से प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) तक गर्मी स्थानांतरित करने के लिए महत्वपूर्ण है। इष्टतम थर्मल और इलेक्ट्रिकल प्रदर्शन के लिए, PCB लेआउट में इस पैड से जुड़े उचित आकार के कॉपर पोअर को शामिल करना चाहिए, और यदि आवश्यक हो तो आंतरिक या निचली परतों तक थर्मल वाया भी होने चाहिए। संचालन के लिए सही पोलैरिटी कनेक्शन (एनोड को पॉजिटिव सप्लाई से) अनिवार्य है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
यह उपकरण मानक SMT रीफ्लो प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है। एक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है:
- रैंप-अप दर: 2~3 °C/sec.
- प्रीहीट: 150~200°C for 60~120 seconds.
- Liquidous Temperature (TL): 217°C.
- Time Above TL: 60~90 seconds.
- Peak Temperature (TP): 240 ±5°C.
- शिखर समय (tP): अधिकतम 20 सेकंड।
- रैंप-डाउन दर: 3~5 °C/sec.
पैकेज और आंतरिक बॉन्ड्स पर तापीय प्रतिबल को कम करने के लिए, रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक न करने की सिफारिश की जाती है। हीटिंग के दौरान एलईडी पर प्रतिबल से बचना चाहिए, और सोल्डरिंग के बाद सर्किट बोर्ड को नहीं मोड़ना चाहिए ताकि सोल्डर जोड़ों या एलईडी को यांत्रिक क्षति से बचाया जा सके।
6.2 भंडारण की स्थितियाँ
डिवाइस को नमी-प्रतिरोधी पैकेजिंग में भेजा जाता है, जिसमें डिसिकेंट के साथ एक एल्यूमीनियम नमी-रोधी बैग शामिल होता है। यदि पैकेजिंग खोली जाती है, तो डिवाइस नमी अवशोषण के प्रति संवेदनशील होते हैं और उन्हें एक निर्दिष्ट समय के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए या रीफ्लो से पहले मानक MSL (Moisture Sensitivity Level) प्रक्रियाओं के अनुसार बेक किया जाना चाहिए ताकि सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्निंग" क्षति को रोका जा सके। प्रदत्त अंश में विशिष्ट MSL स्तर निर्दिष्ट नहीं है।
7. पैकेजिंग और आर्डर संबंधी जानकारी
डिवाइस स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली के लिए कैरियर टेप और रील पर आपूर्ति की जाती है। प्रत्येक रील में 400 टुकड़े होते हैं। फीडर उपकरण के साथ संगतता सुनिश्चित करने के लिए कैरियर टेप के आयाम प्रदान किए जाते हैं। पैकेजिंग लेबल में ट्रेसबिलिटी के लिए पार्ट नंबर (P/N), मात्रा (QTY), और लॉट नंबर (LOT No.) जैसी मानक जानकारी शामिल होती है। रेडिएंट पावर (CAT) के लिए बिन कोड भी यहां दर्शाया जाएगा।
8. अनुप्रयोग नोट्स और डिज़ाइन संबंधी विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
इस इन्फ्रारेड LED को स्थिर संचालन के लिए एक स्थिर धारा स्रोत की आवश्यकता होती है, न कि स्थिर वोल्टेज की। कम-धारा अनुप्रयोगों के लिए एक साधारण श्रृंखला रोकनेवाला का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इस डिवाइस की उच्च धारा क्षमता के लिए, सुसंगत प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करने और LED को करंट स्पाइक्स से बचाने के लिए एक समर्पित LED ड्राइवर IC या ट्रांजिस्टर-आधारित करंट रेगुलेटर की सिफारिश की जाती है। ड्राइवर को आवश्यक अग्र धारा तक की आपूर्ति करने और अग्र वोल्टेज ड्रॉप को संभालने में सक्षम होना चाहिए।
8.2 थर्मल प्रबंधन
इस उच्च-शक्ति एलईडी का उपयोग करने का यह सबसे महत्वपूर्ण पहलू है। डेटाशीट स्पष्ट रूप से एक हीट सिंक जोड़ने का सुझाव देती है। पीसीबी डिजाइन में एलईडी के थर्मल पैड से पर्याप्त तांबे के क्षेत्र के साथ जुड़े एक महत्वपूर्ण थर्मल पैड को शामिल करना चाहिए। गर्मी को अन्य पीसीबी परतों या एक बाहरी हीटसिंक तक पहुंचाने के लिए थर्मल वायस के उपयोग की अत्यधिक सिफारिश की जाती है। 125°C के अधिकतम जंक्शन तापमान को पार नहीं किया जाना चाहिए; इसलिए, वास्तविक संचालन धारा, परिवेश के तापमान और पीसीबी के थर्मल गुणों के आधार पर थर्मल गणना या माप किए जाने चाहिए।
8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन
कैमरा इल्लुमिनेशन जैसे अनुप्रयोगों के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस या रिफ्लेक्टर) का उपयोग 90-डिग्री बीम को कोलिमेट या आकार देने के लिए किया जा सकता है ताकि इसे अधिक केंद्रित पैटर्न में बदलकर थ्रो डिस्टेंस या दक्षता बढ़ाई जा सके। वाटर-क्लियर लेंस अवरक्त प्रकाश के न्यूनतम अवशोषण को सुनिश्चित करता है। दूरी पर इल्लुमिनेशन के लिए डिज़ाइन करते समय, डिज़ाइनरों को केवल कुल शक्ति के बजाय रेडिएंट इंटेंसिटी (mW/sr) पर विचार करना चाहिए।
9. तकनीकी तुलना और विभेदन
मानक 5mm या 3mm थ्रू-होल इन्फ्रारेड एलईडी की तुलना में, यह एसएमडी डिवाइस अधिक कॉम्पैक्ट और विनिर्माण योग्य पैकेज में काफी अधिक ऑप्टिकल पावर आउटपुट (1300+ mW तक बनाम दसियों mW) प्रदान करता है। एसएमडी एलईडी के लिए इसका 18 K/W थर्मल रेजिस्टेंस अपेक्षाकृत कम है, जो एक अच्छे थर्मल पथ का संकेत देता है, लेकिन फिर भी मेटल-कोर पीसीबी पर लगे या इंटीग्रेटेड हीटसिंक वाले एलईडी की तुलना में सावधानीपूर्वक प्रबंधन की आवश्यकता है। 850nm वेवलेंथ एक सामान्य मानक है, जो सिलिकॉन डिटेक्टर संवेदनशीलता और 940nm एलईडी (जो लगभग अदृश्य होते हैं लेकिन कम सेंसर प्रतिक्रिया उत्पन्न करते हैं) की तुलना में कम दृश्यता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
Q: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 5V आपूर्ति से एक रेसिस्टर के साथ चला सकता हूँ?
A: संभवतः, लेकिन इसकी सावधानीपूर्वक गणना की आवश्यकता है। 1A पर, VF लगभग 3.5V है। एक श्रृंखला रेसिस्टर को 1A पर 1.5V ड्रॉप करने की आवश्यकता होगी, जिसका अर्थ है R = 1.5Ω और यह 1.5W का अपव्यय करेगा। यह अक्षम है और अधिक ऊष्मा उत्पन्न करता है। 350mA से अधिक धाराओं के लिए एक समर्पित करंट रेगुलेटर को दृढ़ता से प्राथमिकता दी जाती है।
Q: हीट सिंक क्यों आवश्यक है?
A: 700mA पर, पावर डिसिपेशन लगभग 3.3V * 0.7A = 2.31W होती है। 18 K/W थर्मल रेजिस्टेंस के साथ, जंक्शन का तापमान लीड तापमान से 2.31W * 18 K/W = ~41.6°C बढ़ जाएगा। यदि PCB/लीड को ठंडा नहीं किया जाता है, तो जंक्शन आसानी से 125°C से अधिक हो सकता है, जिससे तेजी से गिरावट या विफलता हो सकती है।
Q: टोटल रेडिएटेड पावर (mW) और रेडिएंट इंटेंसिटी (mW/sr) में क्या अंतर है?
A: टोटल रेडिएंट पावर सभी दिशाओं में उत्सर्जित एकीकृत ऑप्टिकल पावर है। रेडिएंट इंटेंसिटी एक विशिष्ट दिशा (आमतौर पर ऑन-एक्सिस) में प्रति यूनिट सॉलिड एंगल उत्सर्जित पावर है। निर्देशित अनुप्रयोगों के लिए इंटेंसिटी अधिक प्रासंगिक है, जबकि समग्र सिस्टम दक्षता के लिए टोटल पावर मायने रखती है।
Q: क्या यह LED आंखों के संपर्क के लिए सुरक्षित है?
A: इन्फ्रारेड LED, विशेष रूप से उच्च-शक्ति वाले, आंखों के लिए खतरनाक हो सकते हैं। वे अदृश्य विकिरण उत्सर्जित करते हैं जो पलक झपकने की प्रतिक्रिया से पहले रेटिना को क्षति पहुंचा सकते हैं। अंतिम उत्पाद में हमेशा संबंधित लेजर/इन्फ्रारेड उत्पाद सुरक्षा मानकों (जैसे IEC 62471) का पालन करें और उचित सुरक्षा उपाय (डिफ्यूज़र, आवरण, तीव्रता सीमाएं) लागू करें।
11. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी
Scenario: Night Vision Illumination for a Security Camera.
एक डिज़ाइनर सिलिकॉन-आधारित इमेज सेंसर का उपयोग करके नाइट विज़न क्षमता वाला एक कॉम्पैक्ट आईपी कैमरा बना रहा है। उच्च आउटपुट और स्पेक्ट्रल मिलान के लिए वे इस 850nm एलईडी का चयन करते हैं। कैमरा लेंस के चारों ओर चार एलईडी लगाई जाती हैं। बैटरी वोल्टेज में परिवर्तन होने पर स्थिर आउटपुट सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक को एक कॉम्पैक्ट स्विचिंग एलईडी ड्राइवर आईसी द्वारा 700mA पर चलाया जाता है। पीसीबी एक 4-लेयर बोर्ड है जिसके आंतरिक ग्राउंड प्लेन को हीट स्प्रेडिंग के लिए प्रत्येक एलईडी के नीचे बड़े कॉपर पैड से कई थर्मल वायाओं के माध्यम से जोड़ा गया है। बीम को मिलाने और छवि में हॉटस्पॉट कम करने के लिए एलईडी के ऊपर एक हल्का डिफ्यूज़र फिल्म लगाई जाती है। थर्मल डिज़ाइन को एक थर्मल कैमरे से सत्यापित किया जाता है, जो पुष्टि करता है कि 40°C के परिवेशी वातावरण में एलईडी केस का तापमान 85°C से नीचे रहता है, जिससे जंक्शन अपनी सीमा से सुरक्षित रूप से नीचे रहता है। परिणामस्वरूप सिस्टम 30 मीटर तक स्पष्ट, समान रूप से प्रकाशित नाइट विज़न फुटेज प्रदान करता है।
12. Technical Principle Introduction
इन्फ्रारेड एलईडी दृश्यमान एलईडी के समान मूलभूत सिद्धांत पर कार्य करती हैं: एक अर्धचालक p-n जंक्शन में विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन। जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में अंतःक्षिप्त होते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है। GaAlAs (गैलियम एल्यूमीनियम आर्सेनाइड) एक यौगिक अर्धचालक है जिसकी बैंडगैप को एल्यूमीनियम सामग्री को बदलकर समीपस्थ-अवरक्त सीमा में, विशेष रूप से लगभग 850nm पर उत्सर्जन के लिए समंजित किया जा सकता है। वाटर-क्लियर सिलिकॉन एनकैप्सुलेशन इस तरंगदैर्ध्य के लिए पारदर्शी होता है और आउटपुट बीम को आकार देने के लिए एक लेंस के रूप में ढाला जाता है। उच्च-शक्ति क्षमता एक बड़े अर्धचालक डाई और ऊष्मा निष्कर्षण के लिए डिज़ाइन किए गए एक कुशल पैकेज का उपयोग करके प्राप्त की जाती है।
13. Technology Trends
इन्फ्रारेड एलईडी में प्रवृत्ति, विशेष रूप से संवेदन और इमेजिंग के लिए, उच्च दक्षता (प्रति विद्युत वाट अधिक विकिरण शक्ति) की ओर है, जिससे ऊष्मा उत्पादन और बिजली की खपत कम होती है। यह एपिटैक्सियल परत डिजाइन और प्रकाश निष्कर्षण तकनीकों में प्रगति के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। साथ ही, अधिक सघन एकीकरण की ओर भी रुझान है, जैसे कि अंतर्निर्मित ड्राइवर वाले एलईडी या एक ही पैकेज में फोटोडिटेक्टर के साथ संयुक्त। 940nm जैसी तरंगदैर्ध्य "गुप्त" प्रकाश व्यवस्था के लिए लोकप्रिय हो रही हैं क्योंकि ये 850nm की तुलना में मानव आंख को कम दिखाई देती हैं, हालांकि इन्हें उच्च संवेदनशीलता वाले सेंसर की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, लघुकरण का दबाव जारी है, जो अत्यंत छोटे एसएमडी पैकेजों में उच्च शक्ति के लिए प्रेरित करता है, और इससे पीसीबी और सिस्टम स्तर पर उन्नत ताप प्रबंधन समाधानों का महत्व बढ़ जाता है।
LED Specification Terminology
एलईडी 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। |
| Viewing Angle | ° (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, अधिक मान सफेदी/ठंडक दर्शाते 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 प्रयुक्त। |
| SDCM | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, उदाहरण के लिए, "5-चरण" | रंग स्थिरता मापदंड, छोटे चरण अधिक सुसंगत रंग का संकेत देते हैं। | एलईडी के समान बैच में एकसमान 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 स्वर निर्धारित 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. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | कम समय के लिए सहन करने योग्य 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, कम होना बेहतर है। | 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 | मुख्य मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | प्रत्येक 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 लगा 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 निरंतरता 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 | सामग्री का क्षरण | 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 मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग कंटेंट | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | कोड उदाहरण के लिए, 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 | Grouped by forward voltage range. | Facilitates driver matching, improves system efficiency. |
| 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 अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्त्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन 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 | 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 | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय 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 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। |