विषय सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
- 2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
- 2.3 Reliability and Handling
- 3. Binning System Explanation
- 3.1 Forward Voltage Binning
- 3.2 Luminous Flux Binning
- 3.3 Color (White) Binning
- 4. Performance Curve Analysis
- 4.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट (VF-IF कर्व)
- 4.2 ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.3 सहसंबद्ध रंग तापमान (CCT) बनाम अग्र धारा
- 4.4 अग्र धारा डीरेटिंग वक्र
- 4.5 Relative स्पेक्ट्रम वितरण & Radiation Pattern
- 5. Mechanical & Package Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. Soldering & Assembly Guidelines
- 7. Packaging & Ordering Information
- 7.1 टेप और रील पैकेजिंग
- 7.2 लेबल स्पष्टीकरण
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- 9. Technical Comparison & Differentiation
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 10.1 क्या मैं इस एलईडी को लगातार 1000mA पर चला सकता हूँ?
- 10.2 J6 और J7 फ्लक्स बिन में क्या अंतर है?
- 10.3 वोल्टेज बिन कोड "2932" की व्याख्या कैसे करूं?
- 10.4 क्या हीटसिंक बिल्कुल आवश्यक है?
- 11. Design-in Case Study
- 12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
- 13. Industry Trends & Context
1. उत्पाद अवलोकन
ELCH07-5070J6J7294310-N8 एक उच्च-शक्ति वाला सफेद LED घटक है जिसे उच्च प्रकाशमान आउटपुट और विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह CHIN श्रृंखला से संबंधित है और अपने कॉम्पैक्ट सरफेस-माउंट पैकेज की विशेषता रखता है। यह उपकरण बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए निर्दिष्ट है, जो बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए इसकी परिपक्वता और स्थिरता को दर्शाता है।
मूल प्रौद्योगिकी InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) अर्धचालक सामग्री पर आधारित है, जिसे सफेद प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए इंजीनियर किया गया है। यह एलईडी रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, जो सर्किट डिजाइनरों के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है।
2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
Absolute maximum ratings उन सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं पर या उनके निकट लगातार संचालन करने की दृढ़तापूर्वक अनुशंसा नहीं की जाती है।
- DC Forward Current (IF): 350 mA. यह अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट है जिसे LED संभाल सकता है।
- Peak Pulse Current (IPulse): 1500 mA. यह उच्च धारा केवल विशिष्ट स्पंदित स्थितियों में अनुमेय है: अधिकतम स्पंद चौड़ाई 400ms और अधिकतम ड्यूटी साइकिल 10% (उदाहरण के लिए, 400ms ON, 3600ms OFF)। यह मोड आमतौर पर कैमरा फ्लैश अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट है।
- ESD Resistance (VB): 8000 V (Human Body Model). यह उच्च रेटिंग मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सुरक्षा को दर्शाती है, जो असेंबली के दौरान और अंतिम अनुप्रयोग में हैंडलिंग के लिए महत्वपूर्ण है।
- Junction Temperature (TJ)125 °C. सेमीकंडक्टर जंक्शन की स्वयं की अधिकतम अनुमेय तापमान सीमा।
- थर्मल रेजिस्टेंस (Rθ): 10 °C/W (जंक्शन से लीड तक)। यह पैरामीटर थर्मल मैनेजमेंट डिज़ाइन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि प्रति वाट विद्युत क्षय पर, जंक्शन का तापमान लीड (सोल्डर पैड) के तापमान से 10°C बढ़ जाएगा। TJ को सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए प्रभावी हीट सिंकिंग आवश्यक है।
- Operating & भंडारण Temperature: -40°C से +85°C / -40°C से +110°C, क्रमशः।
- पावर डिसिपेशन (पल्स मोड): 6 W. यह पल्स ऑपरेशन में पैकेज द्वारा संभाले जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है, जो पीक पल्स करंट रेटिंग से संबंधित है।
- Soldering Temperature: 260°C maximum, with a limit of 2 reflow cycles.
- Viewing Angle (2θ1/2): 125 डिग्री (±5°). यह विस्तृत दृश्य कोण एक लैम्बर्टियन या निकट-लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न की विशेषता है।
2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
ये मापदंड मानक स्थितियों (Tसोल्डर पैड = 25°C, 50ms pulse) और विशिष्ट प्रदर्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं।
- Luminous Flux (Φv): 200-300 lm, with a typical value of 240 lm at IF = 1000mA. ±10% मापन सहनशीलता लागू होती है। यह उच्च आउटपुट इसे प्रकाशन कार्यों के लिए उपयुक्त बनाता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): I = 1000mA पर 2.95V से 4.35VF = 1000mA, ±0.1V मापन सहनशीलता के साथ। व्यापक सीमा के कारण सावधानीपूर्वक ड्राइवर डिज़ाइन की आवश्यकता होती है और इसे बिनिंग के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है।
- Correlated Color Temperature (CCT): 5000K से 7000K तक। विशिष्ट मान 6000K है, जो इसे "कूल व्हाइट" श्रेणी में रखता है।
- Optical Efficiency: 1000mA पर 65 lm/W। यह ऊर्जा दक्षता के लिए एक प्रमुख गुणवत्ता सूचक है।
2.3 Reliability and Handling
- Moisture Sensitivity Level (MSL): Class 1. यह सबसे मजबूत स्तर है, जिसका अर्थ है कि डिवाइस की ≤30°C/85% RH पर असीमित फ्लोर लाइफ है और मानक परिस्थितियों में रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले बेकिंग की आवश्यकता नहीं होती।
- विश्वसनीयता परीक्षण: सभी विशिष्टताएँ 1000-घंटे के विश्वसनीयता परीक्षण द्वारा सुनिश्चित की जाती हैं, जिसका मानदंड यह है कि दीप्तिमान फ्लक्स ह्रास 30% से कम हो।
- परीक्षण स्थिति नोटसभी विश्वसनीयता और सहसंबंध डेटा 1.0 x 1.0 cm² मेटल कोर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (MCPCB) का उपयोग करके "उत्कृष्ट थर्मल प्रबंधन" के तहत परीक्षण किए गए हैं। यदि थर्मल प्रबंधन कम प्रभावी है तो वास्तविक दुनिया का प्रदर्शन भिन्न हो सकता है।
3. Binning System Explanation
बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर छांटा (बिन किया) जाता है। पार्ट नंबर ELCH07-5070J6J7294310-N8 इनमें से कुछ बिन को एन्कोड करता है।
3.1 Forward Voltage Binning
फॉरवर्ड वोल्टेज को पांच कोड (2932, 3235, 3538, 3841, 4143) में वर्गीकृत किया गया है। कोड वोल्ट के दसवें हिस्से में न्यूनतम और अधिकतम वोल्टेज को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, बिन "2932" VF 2.95V से 3.25V तक को कवर करता है। पार्ट नंबर में "2932" यह दर्शाता है कि यह विशिष्ट LED इस वोल्टेज बिन में आता है।
3.2 Luminous Flux Binning
Luminous flux ko 1000mA par do primary codes mein bina kiya gaya hai: J6 (200-250 lm) aur J7 (250-300 lm). Part number mein "J6" luminous flux bin ko specify karta hai.
3.3 Color (White) Binning
सफेद रंग बिंदु को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर परिभाषित किया गया है और एक कलर टेम्परेचर (CCT) रेंज से सहसंबद्ध है। दो प्राथमिक बिन परिभाषित हैं:
- बिन 5057: CCT रेंज 5000K से 5700K। CIE चार्ट पर एक चतुर्भुज द्वारा परिभाषित।
- बिन 5770: CCT range 5700K to 7000K. Defined by a different quadrilateral.
4. Performance Curve Analysis
डेटाशीट प्रदर्शन रुझानों को दर्शाने वाले कई ग्राफ़ प्रदान करती है। इन्हें समझना डिज़ाइन अनुकूलन के लिए महत्वपूर्ण है।
4.1 Forward Voltage vs. Forward Current (VF-IF Curve)
वक्र एक गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। VF I के साथ बढ़ता हैF, बहुत कम धारा पर लगभग 2.4V से शुरू होकर और 1500mA पर लगभग 4.0V तक पहुँचता है। यह वक्र एक उपयुक्त नियत-धारा ड्राइवर का चयन करने और शक्ति क्षय (Pd = VF * I) की गणना करने के लिए आवश्यक है।F).
4.2 ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट
सापेक्ष दीप्त फ्लक्स धारा के साथ उप-रैखिक रूप से बढ़ता है। हालांकि आउटपुट धारा के साथ बढ़ता है, दक्षता (lm/W) आमतौर पर उच्च धाराओं पर अधिक गर्मी और सेमीकंडक्टर में "ड्रूप" प्रभावों के कारण घट जाती है। वक्र सापेक्ष आउटपुट दर्शाता है, जिसमें 1000mA संदर्भ बिंदु (Y-अक्ष पर 1.0) के रूप में है।
4.3 सहसंबद्ध रंग तापमान (CCT) बनाम अग्र धारा
CCT ड्राइव करंट के साथ मामूली भिन्नता दर्शाता है, जो कम करंट पर लगभग 5600K से बढ़कर 1000mA पर लगभग 6000K हो जाता है। यह परिवर्तन उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ सुसंगत रंग महत्वपूर्ण है।
4.4 अग्र धारा डीरेटिंग वक्र
यह विश्वसनीय संचालन के लिए संभवतः सबसे महत्वपूर्ण ग्राफ है। यह सोल्डर पैड तापमान (T) के एक फलन के रूप में अधिकतम अनुमेय निरंतर फॉरवर्ड करंट दर्शाता है।सोल्डर पैडयह वक्र जंक्शन तापमान (T) को उसके अधिकतम 125°C पर या उससे नीचे बनाए रखने पर आधारित है।Jउदाहरण के लिए:
- T परसोल्डर पैड = 25°C, अधिकतम धारा ~600mA है।
- T परसोल्डर पैड = 75°C, अधिकतम धारा घटकर ~300mA हो जाती है।
- T परसोल्डर पैड = 100°C, अधिकतम धारा लगभग 0mA है।
4.5 Relative स्पेक्ट्रम वितरण & Radiation Pattern
स्पेक्ट्रल ग्राफ इनगैन चिप से नीले क्षेत्र (लगभग 450nm) में एक व्यापक उत्सर्जन शिखर दिखाता है, जो एक व्यापक पीले फॉस्फर उत्सर्जन के साथ संयुक्त है, जिसके परिणामस्वरूप सफेद प्रकाश प्राप्त होता है। विकिरण पैटर्न ग्राफ लैम्बर्टियन वितरण (कोसाइन नियम) की पुष्टि करते हैं, जिसमें X और Y अक्षों पर समान तीव्रता पैटर्न होते हैं, जो 125 डिग्री का एक विस्तृत, समान दृश्य कोण प्रदान करते हैं।
5. Mechanical & Package Information
5.1 Package Dimensions
LED एक सरफेस-माउंट पैकेज में है जिसका फुटप्रिंट लगभग 7.0mm x 7.0mm है (जैसा कि पार्ट नंबर में "5070" द्वारा इंगित किया गया है, संभवतः 5.0mm x 7.0mm या 7.0mm x 7.0mm)। सटीक आयामी चित्र मुख्य विशेषताओं को दर्शाता है जिसमें सोल्डर पैड, लेंस आकार और पोलैरिटी इंडिकेटर शामिल हैं। सहनशीलता आमतौर पर ±0.1mm होती है जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। पैकेज में एक एकीकृत लेंस शामिल है जो 125-डिग्री व्यूइंग एंगल को आकार देता है।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
पैकेज में एनोड और कैथोड की पहचान करने के लिए चिह्न या भौतिक विशेषताएं (जैसे कि एक बेवल कोना) शामिल हैं। रिवर्स कनेक्शन से होने वाली क्षति को रोकने के लिए असेंबली के दौरान सही पोलैरिटी आवश्यक है।
6. Soldering & Assembly Guidelines
- रीफ्लो सोल्डरिंग: अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 260°C है। घटक अधिकतम 2 रीफ्लो चक्र सहन कर सकता है। मानक लीड-मुक्त रीफ्लो प्रोफाइल (IPC/JEDEC J-STD-020) लागू होते हैं।
- थर्मल प्रबंधन: यह सर्वोच्च चिंता का विषय है। कम थर्मल प्रतिरोध (10°C/W) केवल तभी प्रभावी होता है जब सोल्डर पैड PCB पर पर्याप्त आकार के थर्मल पैड से जुड़े हों, जो बदले में एक हीट सिंक से जुड़ा होना चाहिए। एलईडी को उसकी अधिकतम रेटिंग के निकट चलाने वाले किसी भी अनुप्रयोग के लिए MCPCB या इंसुलेटेड मेटल सबस्ट्रेट (IMS) के उपयोग की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है।
- ESD सावधानियाँ: हालांकि 8kV HBM के लिए रेटेड है, फिर भी मानक ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं (ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, कलाई पट्टियाँ) का पालन किया जाना चाहिए।
- भंडारण: एक MSL Level 1 उपकरण के रूप में, सामान्य कारखाना स्थितियों में किसी विशेष शुष्क भंडारण की आवश्यकता नहीं है।
7. Packaging & Ordering Information
7.1 टेप और रील पैकेजिंग
एलईडी को नमी-रोधी पैकेजिंग में उभरे हुए कैरियर टेप पर आपूर्ति की जाती है। प्रत्येक रील में 2000 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप के आयाम स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली के दौरान सुरक्षित पकड़ और उचित अभिविन्यास (पोलैरिटी) सुनिश्चित करने के लिए होते हैं। स्वचालित असेंबली उपकरणों में एकीकरण के लिए रील के आयाम प्रदान किए गए हैं।
7.2 लेबल स्पष्टीकरण
पैकेजिंग लेबल में कई महत्वपूर्ण फ़ील्ड शामिल हैं:
- P/N: पूर्ण पार्ट नंबर (उदाहरण: ELCH07-5070J6J7294310-N8)।
- LOT NO: निर्माण बैच के लिए ट्रेसबिलिटी कोड।
- QTYपैकेज में मात्रा।
- CAT (ल्यूमिनस फ्लक्स बिन)उदाहरण के लिए, J6।
- HUE (कलर बिन): e.g., 72943.
- REF (Forward Voltage Bin): e.g., 2932.
- MSL-X: Moisture Sensitivity Level.
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
The datasheet lists several applications, which can be prioritized based on the LED's characteristics:
- Mobile Phone Camera Flash / Strobe Light: उच्च शिखर स्पंद धारा (1500mA) और उच्च प्रकाश प्रवाह इसे एक प्राथमिक अनुप्रयोग बनाते हैं। संक्षिप्त, उच्च-शक्ति स्पंद फोटोग्राफी के लिए दृश्यों को प्रकाशित करने के लिए आदर्श हैं।
- DV के लिए टॉर्च लाइट / पोर्टेबल लाइटिंग: उच्च निरंतर आउटपुट (जब उचित रूप से हीटसिंक किया जाता है) हाथ में पकड़े जाने वाले वीडियो लाइट या टॉर्च के लिए उपयुक्त है।
- विशेष इंडोर/आउटडोर लाइटिंग: इसमें ओरिएंटेशन मार्कर लाइट्स (एग्जिट साइन, स्टेप लाइट्स), सजावटी प्रकाश व्यवस्था और ऑटोमोटिव इंटीरियर/एक्सटीरियर प्रकाश व्यवस्था शामिल है। चौड़ा व्यूइंग एंगल क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए लाभदायक है।
- TFT बैकलाइटिंग: उच्च चमक की आवश्यकता वाले बड़े डिस्प्ले के लिए, हालांकि प्रकाश को निर्देशित करने के लिए सेकेंडरी ऑप्टिक्स की आवश्यकता होगी।
8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार
- ड्राइवर चयन: A constant-current driver is mandatory. The driver must be capable of supplying up to the required current (considering derating) and withstand the maximum VF चयनित बिन के लिए। फ्लैश अनुप्रयोगों के लिए, उच्च-धारा पल्स देने में सक्षम ड्राइवर की आवश्यकता होती है।
- थर्मल डिज़ाइन: इसे अधिक महत्व नहीं दिया जा सकता। अपेक्षित शक्ति क्षय (VF * I) की गणना करने के लिए आवश्यक है।F). थर्मल प्रतिरोध (Rθ) और डीरेटिंग कर्व का उपयोग आवश्यक हीट सिंकिंग निर्धारित करने के लिए करें ताकि सोल्डर पैड का तापमान इच्छित ड्राइव करंट की अनुमति देने के लिए पर्याप्त नीचा रखा जा सके। महत्वपूर्ण डिज़ाइनों के लिए फाइनाइट एलिमेंट एनालिसिस (FEA) थर्मल सिमुलेशन की सिफारिश की जाती है।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन: लैम्बर्टियन पैटर्न व्यापक कवरेज प्रदान करता है। फोकस्ड बीम (उदाहरण के लिए, एक टॉर्च) के लिए, एक सेकेंडरी रिफ्लेक्टर या कोलिमेटिंग लेंस की आवश्यकता होगी।
- बिनिंग संगति: उन अनुप्रयोगों के लिए जहां कई एलईडी एक साथ उपयोग की जाती हैं (जैसे, वीडियो लाइट के लिए एक सरणी में), फॉरवर्ड वोल्टेज, फ्लक्स और विशेष रूप से रंग के लिए सख्त बिन निर्दिष्ट करें ताकि एक समान उपस्थिति और संतुलित करंट शेयरिंग सुनिश्चित हो सके।
9. Technical Comparison & Differentiation
हालांकि डेटाशीट में प्रत्यक्ष प्रतिस्पर्धी तुलना नहीं है, इस एलईडी की प्रमुख भिन्न विशेषताओं का अनुमान लगाया जा सकता है:
- उच्च पल्स करंट क्षमता: 1500mA की पल्स रेटिंग कैमरा फ्लैश अनुप्रयोगों के लिए तैयार एक उल्लेखनीय विशेषता है, जिस पर कई सामान्य-उद्देश्य वाली हाई-पावर एलईडी जोर नहीं देती हैं।
- मजबूत ESD सुरक्षा: 8kV HBM एक उच्च स्तर का संरक्षण है, जो अंतिम उपयोगकर्ता द्वारा हैंडलिंग और असेंबली में विश्वसनीयता में सुधार करता है।
- MSL Level 1: उच्च MSL रेटिंग (3, 2a, आदि) वाले एलईडी की तुलना में इन्वेंट्री प्रबंधन और असेंबली प्रक्रिया को सरल बनाता है, जिनके लिए सूखी पैकिंग और बेकिंग की आवश्यकता होती है।
- Explicit Reliability Data: The mention of a 1000-hour test with a <30% flux degradation criterion provides a quantitative reliability claim.
- Comprehensive Binningवोल्टेज, फ्लक्स और रंग के लिए विस्तृत बिनिंग संरचना डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए आवश्यक सटीक प्रदर्शन ग्रेड का चयन करने की अनुमति देती है, जिससे अंतिम उत्पाद में उच्च गुणवत्ता और स्थिरता सुनिश्चित होती है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
10.1 क्या मैं इस एलईडी को लगातार 1000mA पर चला सकता हूँ?
उत्तर: असाधारण थर्मल प्रबंधन के बिना नहीं। 1000mA रेटिंग विशिष्ट परीक्षण स्थितियों (50ms पल्स, Tसोल्डर पैड=25°C) के तहत दी गई है। डीरेटिंग कर्व दर्शाता है कि निरंतर संचालन (DC) के लिए, अधिकतम धारा काफी कम है—लगभग 600mA 25°C सोल्डर पैड तापमान पर, और उच्च तापमान पर और भी कम। 1000mA पर निरंतर संचालन लगभग निश्चित रूप से अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक हो जाएगा, जिससे तेजी से गिरावट और विफलता होगी।
10.2 J6 और J7 फ्लक्स बिन में क्या अंतर है?
उत्तर: J6 बिन 1000mA पर 200 से 250 लुमेन के दीप्त फ्लक्स को कवर करता है, जबकि J7 बिन 250 से 300 लुमेन को कवर करता है। पार्ट नंबर में "J6" यह निर्दिष्ट करता है कि इस विशिष्ट डिवाइस के लिए न्यूनतम गारंटीकृत फ्लक्स निचली रेंज में है। अधिकतम चमक की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, J7 बिन निर्दिष्ट करना आवश्यक है।
10.3 वोल्टेज बिन कोड "2932" की व्याख्या कैसे करूं?
उत्तर: कोड "2932" का अर्थ है कि इस बिन में एलईडी का फॉरवर्ड वोल्टेज 2.95 वोल्ट ("29" 2.9 का प्रतिनिधित्व करता है, अंतिम अंक सौवें हिस्से को निर्दिष्ट करता है) और 3.25 वोल्ट ("32") के बीच होता है। यह डिजाइनरों को बिजली की खपत और आवश्यक ड्राइवर वोल्टेज हेडरूम को अधिक सटीक रूप से अनुमान लगाने की अनुमति देता है।
10.4 क्या हीटसिंक बिल्कुल आवश्यक है?
उत्तर: हाँ, बहुत कम धाराओं से परे किसी भी संचालन के लिए। 10°C/W के तापीय प्रतिरोध का अर्थ है कि मामूली 350mA और 3.5V के V पर भी (लगभग 1.23W का क्षय), जंक्शन तापमान सोल्डर पैड तापमान से 12.3°C ऊपर होगा।F हीटसिंक के बिना, सोल्डर पैड का तापमान परिवेश तापमान और इस डेल्टा के योग की ओर तेजी से बढ़ेगा, जिससे जंक्शन तापमान अपनी सीमा की ओर बढ़ जाएगा। प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए उचित तापीय डिजाइन गैर-परक्राम्य है।
11. Design-in Case Study
परिदृश्य: एक स्मार्टफोन कैमरा फ्लैश मॉड्यूल डिजाइन करना।
- आवश्यकता: Need a very bright, short-duration flash. Assume a pulse width of 300ms, with a duty cycle < 10%.
- LED चयन: यह LED अपनी 1500mA पीक पल्स रेटिंग और उच्च दीप्तिमान आउटपुट के कारण उपयुक्त है।
- ड्राइव कंडीशन: पल्स के दौरान इसे 1200mA पर चलाने का निर्णय लें। V की जाँच करेंF-IF वक्र: VF ~ 4.1V. पल्स पावर = 4.92W.
- थर्मल चेक: पल्स छोटी (300ms) है, इसलिए कम ड्यूटी साइकिल के कारण औसत शक्ति कम है। मुख्य थर्मल चिंता फोटो के एक बर्स्ट के दौरान जमा होने वाली गर्मी है। फोन का छोटा आकार हीटसिंकिंग को सीमित करता है। डिज़ाइन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि फोटो सत्र के दौरान सोल्डर पैड का तापमान, उदाहरण के लिए, डीरेटिंग कर्व का संदर्भ देते हुए 80°C से अधिक न हो।
- ड्राइवरएक कॉम्पैक्ट, Li-ion बैटरी संगत फ्लैश LED ड्राइवर IC चुनें जो 1200mA पल्स दे सकता हो और जिसमें सुरक्षा टाइमर हों।
- ऑप्टिक्सप्रकाश को फैलाने और तस्वीरों में हॉटस्पॉट से बचने के लिए एक साधारण डिफ्यूज़र या रिफ्लेक्टर का उपयोग करें।
- बिनिंग: एक सख्त रंग बिन (जैसे, 5770) और एकल वोल्टेज बिन (जैसे, 3538) निर्दिष्ट करें ताकि सभी निर्मित फोन में फ्लैश रंग और ड्राइवर प्रदर्शन सुसंगत रहे।
12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
यह एलईडी एक सामान्य और कुशल विधि का उपयोग करके सफेद प्रकाश उत्पन्न करती है: फॉस्फर-परिवर्तित श्वेत प्रकाश.
- InGaN से निर्मित एक अर्धचालक चिप विद्युत धारा प्रवाहित होने पर (इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस) उच्च-ऊर्जा नीला प्रकाश उत्सर्जित करती है।
- यह नीला प्रकाश चिप पर या उसके निकट सीधे लगी पीले (या पीले और लाल) फॉस्फर पदार्थ की एक परत द्वारा आंशिक रूप से अवशोषित कर लिया जाता है।
- फॉस्फर अवशोषित ऊर्जा को फोटोलुमिनेसेंस नामक प्रक्रिया के माध्यम से कम ऊर्जा वाली पीली (और लाल) रोशनी के रूप में पुनः उत्सर्जित करता है।
- शेष बिना अवशोषित नीली रोशनी उत्सर्जित पीली/लाल रोशनी के साथ मिल जाती है, और मानव आँख इस मिश्रण को सफेद प्रकाश के रूप में देखती है। सटीक अनुपात Correlated Color Temperature (CCT) निर्धारित करते हैं—अधिक नीला "कूल व्हाइट" (उच्च CCT, जैसे 6000K) का परिणाम देता है, जबकि अधिक पीला/लाल "वार्म व्हाइट" (निम्न CCT) का परिणाम देता है।
13. Industry Trends & Context
यह डेटाशीट हाई-पावर एलईडी उद्योग में चल रहे कई रुझानों को दर्शाती है:
- विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए बढ़ी हुई एकीकरण: एक सामान्य घटक होने के बजाय, यह एलईडी स्पष्ट रूप से कैमरा फ्लैश और पोर्टेबल लाइटिंग के लिए अनुकूलित है, जिसमें उच्च पल्स करंट जैसे विनिर्देश अत्यधिक निरंतर ड्राइव रेटिंग्स पर प्राथमिकता लेते हैं। यह एप्लिकेशन-विशिष्ट अनुकूलन की ओर एक कदम दर्शाता है।
- विश्वसनीयता और मात्रात्मकता पर जोर: The inclusion of explicit reliability test criteria (1000hr, <30% degradation) and detailed thermal derating data responds to market demand for predictable longevity, especially in consumer electronics where warranty costs are a concern.
- गुणवत्ता के लिए उन्नत बिनिंग: बहु-पैरामीटर बिनिंग (फ्लक्स, वोल्टेज, रंग) अंतिम उत्पादों में उच्च गुणवत्ता और स्थिरता सुनिश्चित करती है। यह डिस्प्ले बैकलाइटिंग या आर्किटेक्चरल लाइटिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है, जहाँ रंग की एकरूपता दृश्यमान और महत्वपूर्ण होती है।
- स्वचालित असेंबली के लिए मजबूतीMSL Level 1, टेप-एंड-रील पैकेजिंग और स्पष्ट पोलैरिटी मार्किंग जैसी विशेषताएं उच्च-गति, स्वचालित सरफेस-माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) असेंबली लाइनों के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन की गई हैं, जिससे विनिर्माण लागत और दोष दर कम होती है।
- थर्मल मैनेजमेंट एक प्रथम-क्रम डिज़ाइन बाधा के रूप मेंथर्मल डेटा (Rθ, डीरेटिंग कर्व्स) की प्रमुखता इस बात को रेखांकित करती है कि आधुनिक उच्च-शक्ति एलईडी का प्रदर्शन मूल रूप से ऊष्मा अपव्यय द्वारा सीमित है, न कि केवल विद्युत या प्रकाशीय गुणों द्वारा। सफल डिज़ाइन एलईडी और उसके हीटसिंक को एक एकीकृत प्रणाली के रूप में मानते हैं।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की संपूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | बिजली के प्रति वाट प्रकाश उत्पादन, अधिक होने 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 जहां प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin), जैसे, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट लिए, अधिक मान सफेदी/ठंडक लिए। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 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, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, उदाहरण के लिए, "5-step" | Color consistency metric, छोटे steps का मतलब है अधिक सुसंगत रंग। | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), e.g., 620nm (red) | Rangin LEDs ke rang ke anuroop wavelength. | Laal, peela, hara monochrome LEDs ke hue ka nirdhaaran karta hai. |
| स्पेक्ट्रम वितरण | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्यों पर तीव्रता वितरण दर्शाता 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 से अधिक या बराबर होना चाहिए, श्रृंखला में जुड़े एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| फॉरवर्ड करंट | If | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | छोटी अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जिसका उपयोग डिमिंग या फ्लैशिंग के लिए किया जाता 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. | Circuit must prevent reverse connection or voltage spikes. |
| थर्मल रेजिस्टेंस | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए 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 है, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
थर्मल प्रबंधन & Reliability
| शब्द | Key Metric | सरल व्याख्या | Impact |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| लुमेन मूल्यह्रास | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के दौरान चमक बनाए रखने को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग | सामग्री क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता 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 ताप प्रतिरोधकता, कम लागत; सिरेमिक: बेहतर ताप अपव्यय, 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 ढकता है, कुछ को पीले/लाल रंग में परिवर्तित करता है, सफेद रंग में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | Flat, Microlens, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & बिनिंग
| शब्द | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिन | कोड उदाहरणार्थ, 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 | Grouped by forward voltage range. | ड्राइवर मिलान सुविधाजनक बनाता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक 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 etc. | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | मानक/परीक्षण | सरल व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen maintenance test | स्थिर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय का रिकॉर्डिंग। | एलईडी 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 आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | Energy efficiency and performance certification for lighting. | Used in government procurement, subsidy programs, enhances competitiveness. |