सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग
- 3.2 Luminous Flux Binning
- 3.3 White Light Chromaticity Coordinate Binning
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 स्पेक्ट्रम वितरण और विकिरण पैटर्न
- 4.2 फॉरवर्ड वोल्टेज vs. करंट और ल्यूमिनस फ्लक्स vs. करंट
- 4.3 कलर टेम्परेचर बनाम करंट और करंट डेरेटिंग
- 5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 पैड डिज़ाइन और पोलैरिटी पहचान
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 7. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
- 8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग के उदाहरण
- 11. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
CHIN श्रृंखला ELCH06-BJ4J6Z10-N0 एक उच्च-शक्ति सतह माउंट LED है, जिसे उच्च प्रकाश उत्पादन और दक्षता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए InGaN अर्धचालक तकनीक का उपयोग करता है। यह उपकरण कॉम्पैक्ट पैकेजिंग, उच्च लुमेन आउटपुट और पल्स ऑपरेशन मोड में मजबूत प्रदर्शन की विशेषता रखता है, जो इसे मांग वाले प्रकाश व्यवस्था कार्यों के लिए उपयुक्त बनाता है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
इस LED के प्रमुख लाभों में शामिल हैं: 1000 मिलीएम्पियर की ड्राइव धारा पर, 200 लुमेन तक की विशिष्ट चमकदार प्रवाह, और प्रति वाट लगभग 54 लुमेन की प्रकाशीय दक्षता। इसमें 8 किलोवोल्ट तक रेटेड अंतर्निहित ESD सुरक्षा है, जो इसकी हैंडलिंग विश्वसनीयता बढ़ाती है। इसकी नमी संवेदनशीलता स्तर 1 है, जो अच्छे भंडारण जीवनकाल के साथ मानक SMT असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है। यह उपकरण RoHS अनुपालन करता है और सीसा-मुक्त है। इसके प्रमुख लक्षित बाजार मोबाइल डिवाइस कैमरा फ्लैश, डिजिटल वीडियो फिल लाइटिंग, सामान्य इनडोर एवं सजावटी प्रकाश व्यवस्था, TFT बैकलाइट, और विभिन्न ऑटोमोटिव आंतरिक एवं बाह्य प्रकाश अनुप्रयोग हैं।
2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
यह खंड डेटाशीट में परिभाषित डिवाइस की प्रमुख तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
डिवाइस की परिचालन सीमाएँ विश्वसनीय डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं। अधिकतम निरंतर DC अग्र धारा 350 mA है। हालाँकि, विशिष्ट परिस्थितियों में, यह 1500 mA की शिखर स्पंद धारा सहन कर सकता है: स्पंद चौड़ाई 400 ms, बंद समय 3600 ms; या अधिकतम अवधि 50 ms, ड्यूटी साइकिल 10% से अधिक नहीं। अधिकतम जंक्शन तापमान 125°C है, और जंक्शन से केस तापीय प्रतिरोध 10°C/W है। परिचालन तापमान सीमा -40°C से +85°C है। ध्यान दें कि यह LED रिवर्स बायस परिचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। इन रेटिंग्स से अधिक, विशेष रूप से एक साथ या लंबे समय तक, स्थायी क्षति या विश्वसनीयता समस्याएं पैदा कर सकता है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
प्रमुख प्रदर्शन पैरामीटर पैड तापमान 25°C, पल्स स्थितियों (50 मिलीसेकंड पल्स) पर मापे जाते हैं। 1000 एमए करंट पर, ल्यूमिनस फ्लक्स का विशिष्ट मान 200 लुमेन, न्यूनतम 160 लुमेन, अधिकतम 250 लुमेन है, माप सहनशीलता ±10% है। 1000 एमए करंट पर, फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज न्यूनतम 2.95V से अधिकतम 4.45V है, माप सहनशीलता ±0.1V है। एक विशेष कम करंट, कम वोल्टेज पैरामीटर निर्दिष्ट है: 10 माइक्रोएम्पियर करंट पर, फॉरवर्ड वोल्टेज विशिष्ट मान 2.0V है। संबंधित रंग तापमान विशिष्ट मान 6000K है, जो 4500K से 7000K तक होता है।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
यह डिवाइस अनुप्रयोगों में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए विशिष्ट प्रदर्शन ग्रेड के भीतर आपूर्ति की जाती है।
3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग
फॉरवर्ड वोल्टेज को IF=1000mA पर मापा जाता है और पाँच ग्रेडों में विभाजित किया जाता है, प्रत्येक ग्रेड 0.3V की सीमा को कवर करता है। ग्रेड कोड और उनके संबंधित वोल्टेज रेंज हैं: 2932 (2.95V - 3.25V), 3235 (3.25V - 3.55V), 3538 (3.55V - 3.85V), 3841 (3.85V - 4.15V) और 4144 (4.15V - 4.45V)।
3.2 Luminous Flux Binning
IF=1000 mA पर ल्यूमिनस फ्लक्स को तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है: J4 (160 लुमेन - 180 लुमेन), J5 (180 लुमेन - 200 लुमेन), और J6 (200 लुमेन - 250 लुमेन)। मॉडल ELCH06-BJ4J6Z10-N0 इंगित करता है कि इसकी ल्यूमिनस फ्लक्स रेंज J6 है।
3.3 White Light Chromaticity Coordinate Binning
श्वेत प्रकाश बिंदु को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी आरेख पर विशिष्ट रंग निर्देशांक द्वारा परिभाषित किया जाता है, जिसे तीन संबंधित रंग तापमान रेंज में विभाजित किया गया है: रेंज (1) 4550K (4500K-5000K सीमा) से मेल खाती है, रेंज (2) 5057K (5000K-5700K सीमा) से मेल खाती है, और रेंज (3) 5770K (5700K-7000K सीमा) से मेल खाती है। रंग निर्देशांक मापन सहनशीलता ±0.01 है। मॉडल इंगित करता है कि यह उपकरण एक विशिष्ट श्वेत प्रकाश श्रेणीकरण संरचना से संबंधित है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है, जो विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत उपकरण के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
4.1 स्पेक्ट्रम वितरण और विकिरण पैटर्न
सापेक्ष स्पेक्ट्रम वितरण वक्र फॉस्फर-रूपांतरित सफेद LED की विशिष्ट व्यापक उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को दर्शाता है, जिसमें नीले क्षेत्र (InGaN चिप से) में एक शिखर और व्यापक पीले फॉस्फर उत्सर्जन होता है। विशिष्ट विकिरण पैटर्न लैम्बर्टियन होता है, जिसका अर्थ है कि दीप्त तीव्रता दृष्टिकोण कोण की कोज्या के समानुपाती होती है, जिससे एक व्यापक और समान प्रकाश पुंज उत्पन्न होता है। दृष्टिकोण कोण 120 डिग्री है, सहनशीलता ±5 डिग्री है।
4.2 फॉरवर्ड वोल्टेज vs. करंट और ल्यूमिनस फ्लक्स vs. करंट
फॉरवर्ड वोल्टेज करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है, जो डायोड की एक विशिष्ट विशेषता है। डिजाइनरों को सही ड्राइवर डिजाइन और थर्मल प्रबंधन सुनिश्चित करने के लिए इस पर विचार करना चाहिए। लुमेन आउटपुट फॉरवर्ड करंट में वृद्धि के साथ सब-लीनियर रूप से बढ़ता है। हालांकि उच्च करंट पर चलाने से अधिक प्रकाश उत्पन्न होता है, लेकिन यह अधिक ऊष्मा भी पैदा करता है, जो दक्षता और जीवनकाल को कम कर सकता है। यह वक्र करंट (1500mA तक) के साथ लुमेन आउटपुट में सापेक्ष परिवर्तन दर्शाता है।
4.3 कलर टेम्परेचर बनाम करंट और करंट डेरेटिंग
संबंधित रंग तापमान ड्राइव करंट के साथ थोड़ा सा शिफ्ट हो सकता है, आमतौर पर करंट बढ़ने के साथ बढ़ता है। यह रंग के लिए सख्त आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण विचार कारक है। फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व थर्मल डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। यह पैड तापमान के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट दिखाता है। जंक्शन तापमान को अधिकतम 125°C से नीचे बनाए रखने के लिए, पर्यावरण या बोर्ड तापमान बढ़ने के साथ ड्राइव करंट को कम करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 100°C पैड तापमान पर, अधिकतम अनुमत निरंतर करंट 25°C पर मूल्य से काफी कम है।
5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
5.1 Package Dimensions
यह LED एक कॉम्पैक्ट सरफेस माउंट पैकेज में एनकैप्सुलेटेड है। टॉप व्यू ड्राइंग से निकाले गए प्रमुख आयामों में शामिल हैं: पैकेज का कुल आकार लंबाई लगभग 2.04 मिलीमीटर और चौड़ाई लगभग 1.64 मिलीमीटर है। ऑप्टिकल सेंटर पैकेज किनारे के सापेक्ष स्थित है। ड्राइंग में चिप स्थान, साथ ही विद्युत कनेक्शन के लिए अलग-अलग एनोड और कैथोड पैड दर्शाए गए हैं। सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, मानक सहनशीलता ±0.1 मिलीमीटर है।
5.2 पैड डिज़ाइन और पोलैरिटी पहचान
इस पैकेज में दो स्पष्ट रूप से परिभाषित पैड हैं। एनोड और कैथोड पैड स्पष्ट रूप से अलग हैं। असेंबली प्रक्रिया के दौरान, रिवर्स कनेक्शन को रोकने के लिए सही पोलरिटी पहचान महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह डिवाइस रिवर्स बायस के लिए डिज़ाइन नहीं है। डायमेंशनल ड्राइंग सटीक पैड ज्यामिति और पिच प्रदान करती है, जो अच्छे सोल्डर जॉइंट गठन और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए पीसीबी पैड पैटर्न डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
यह डिवाइस रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त है, जिसकी अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 260°C है। यह अधिकतम दो रीफ्लो सोल्डरिंग चक्रों की अनुमति देता है, जो अधिकांश एसएमटी घटकों के लिए मानक आवश्यकता है। इसकी नमी संवेदनशीलता स्तर 1 है, जिसका अर्थ है कि इस डिवाइस को ≤30°C / 85% RH की स्थिति में अनिश्चित काल तक संग्रहीत किया जा सकता है और रीफ्लो से पहले बेकिंग की आवश्यकता नहीं है। उच्च नमी संवेदनशीलता स्तर वाले घटकों की तुलना में, यह लॉजिस्टिक्स और हैंडलिंग को सरल बनाता है। एलईडी को संचालित करते समय, दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए एक घंटे से अधिक समय तक लगातार अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान से अधिक होने से बचने की सलाह दी जाती है।
7. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- मोबाइल फोन कैमरा फ्लैश:इसकी उच्च पल्स करंट क्षमता और उच्च ल्यूमेन आउटपुट इसे मोबाइल डिवाइसों में कैमरा फ्लैश/स्ट्रोब एप्लिकेशन के लिए आदर्श बनाती है। डिज़ाइन को उच्च तात्कालिक बिजली खपत के प्रबंधन पर केंद्रित होना चाहिए।
- डिजिटल वीडियो फिल लाइट:डिजिटल वीडियो उपकरणों में स्थिर या परिवर्तनशील चमक वाले फिलर लाइट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त, रंग और आउटपुट स्थिरता की आवश्यकता होती है।
- सामान्य प्रकाश व्यवस्था:इनडोर लाइटिंग, सजावटी प्रकाश व्यवस्था या वास्तुकला एक्सेंट लाइटिंग के लिए सरणी में उपयोग किया जा सकता है। सरणी डिजाइन के लिए, PCB (मेटल कोर PCB) पर थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है।
- TFT बैकलाइट:इसकी उच्च चमक और छोटे आकार के कारण इसका उपयोग डायरेक्ट-लिट या एज-लिट बैकलाइट यूनिट्स में किया जा सकता है, संभवतः लाइट गाइड प्लेट के साथ संयोजन में।
- ऑटोमोटिव लाइटिंग:यह वाहन के आंतरिक रीडिंग लैंप, डोर लैंप या बाहरी सहायक लाइटिंग के लिए उपयुक्त है, इसके व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज पर विचार करने की आवश्यकता है।
7.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
- थर्मल प्रबंधन:यह सबसे महत्वपूर्ण कारक है। डेटाशीट में कहा गया है कि 1500mA संचालन के लिए, सभी विश्वसनीयता परीक्षण "अच्छे थर्मल प्रबंधन" की स्थिति में, 1.0x1.0 वर्ग सेंटीमीटर धातु-कोर PCB का उपयोग करके किए गए थे। डिज़ाइनरों को पैड से हीट सिंक तक पर्याप्त तापीय पथ प्रदान करना चाहिए। 10°C/W का जंक्शन-से-केस थर्मल प्रतिरोध इंगित करता है कि पैकेज से गर्मी को प्रभावी ढंग से बाहर निकाला जाना चाहिए।
- करंट ड्राइव:स्थिर प्रकाश उत्पादन और थर्मल रनवे को रोकने के लिए, कॉन्स्टेंट वोल्टेज स्रोत के बजाय कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग करें। डीसी और पल्स करंट के पूर्ण अधिकतम रेटिंग का सावधानीपूर्वक पालन करें।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:लैम्बर्टियन विकिरण पैटर्न एक व्यापक बीम प्रदान करता है। फोकस की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, द्वितीयक प्रकाशिकी (लेंस, परावर्तक) की आवश्यकता होती है। प्रकाशिकीय संरेखण के लिए, यांत्रिक चित्रों में प्रकाशिकीय केंद्र का स्थान प्रदान किया गया है।
- ESD सुरक्षा:हालांकि यह उपकरण 8 किलोवोल्ट ESD सुरक्षा से लैस है, फिर भी असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD संचालन सावधानियों का पालन करने की सिफारिश की जाती है।
8. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
हालांकि प्रत्यक्ष तुलना के लिए विशिष्ट प्रतिस्पर्धी डेटा की आवश्यकता होती है, लेकिन इस LED की प्रमुख विभेदी विशेषताओं को इसके विनिर्देशों से अनुमानित किया जा सकता है। कॉम्पैक्ट 2.04x1.64 मिलीमीटर पैकेज के भीतर अपेक्षाकृत उच्च लुमेन आउटपुट (200 लुमेन) प्राप्त करने का संयोजन, मोबाइल फोन जैसे सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ है। निर्दिष्ट 8 किलोवोल्ट ESD सुरक्षा एक मजबूत विशेषता है, जो कुछ प्रतिस्पर्धी उत्पादों से आगे निकल सकती है, जिससे असेंबली यील्ड और फील्ड विश्वसनीयता में सुधार होता है। लुमेन आउटपुट, वोल्टेज और रंग के लिए विस्तृत बिनिंग संरचना डिजाइनरों को पूर्वानुमेय प्रदर्शन प्रदान करती है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है जहां स्थिरता महत्वपूर्ण है। उच्च पल्स करंट (1500 मिलीएम्पियर) को संभालने की क्षमता इसे विशेष रूप से कैमरा फ्लैश अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है, जो एक मांग वाला बाजार खंड है।
9. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं इस LED को 1000 मिलीएम्पियर की धारा पर लगातार चला सकता हूँ?
उत्तर: डेटाशीट में 50 मिलीसेकंड पल्स स्थिति और 1000 मिलीएम्पियर धारा पर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ निर्दिष्ट हैं। अधिकतम निरंतर DC धारा रेटिंग 350 मिलीएम्पियर है। इसलिए, 1000 मिलीएम्पियर पर निरंतर संचालन पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक है और इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि इससे अत्यधिक गर्मी होने और LED क्षतिग्रस्त होने की संभावना है। उच्च चमक वाले निरंतर संचालन के लिए, वास्तविक पैड तापमान के आधार पर थर्मल डीरेटिंग वक्र के अनुसार धारा को डीरेट करना आवश्यक है।
प्रश्न: "लो करंट लो VF@10 µA" पैरामीटर का क्या अर्थ है?
उत्तर: यह पैरामीटर बहुत कम करंट (10 माइक्रोएम्पीयर) लगाने पर विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज को दर्शाता है। यह उन सर्किट डिजाइनरों के लिए उपयोगी है जो एलईडी की उपस्थिति का पता लगाने के लिए छोटे करंट का उपयोग कर सकते हैं, या अत्यंत कम बिजली खपत वाले स्टैंडबाई संकेत परिदृश्यों के लिए। यह ऑपरेटिंग करंट पर फॉरवर्ड वोल्टेज से काफी कम है।
प्रश्न: मॉडल ELCH06-BJ4J6Z10-N0 की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: हालांकि पूर्ण नामकरण नियम स्पष्ट रूप से विस्तृत नहीं है, बिनिंग चार्ट के अनुसार, "J6" संभवतः लुमेन आउटपुट बिन (200-250 लुमेन) को संदर्भित करता है, अन्य भाग रंग तापमान बिन, फॉरवर्ड वोल्टेज बिन और अन्य उत्पाद वेरिएंट को एनकोड कर सकते हैं। "CHIN सीरीज" और "ELCH06" उपसर्ग उत्पाद श्रृंखला की पहचान करते हैं।
प्रश्न: विश्वसनीयता परीक्षण 1000 घंटे और 30% से कम ल्यूमेन रखरखाव पर आधारित क्यों है?
उत्तर: यह LED उद्योग मानक विश्वसनीयता बेंचमार्क है। यह इंगित करता है कि निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत 1000 घंटे के संचालन के बाद, लुमेन रखरखाव 30% से कम गिरावट की गारंटी देता है। यह पैरामीटर वास्तविक उपयोग में उत्पाद के प्रकाश रखरखाव और जीवनकाल का अनुमान लगाने में मदद करता है।
10. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग के उदाहरण
मामला: मोबाइल फोन कैमरा फ्लैश मॉड्यूल डिजाइन करना
एक डिजाइनर ने स्मार्टफोन में उच्च शक्ति वाले फ्लैश को एकीकृत करने का कार्य किया। उन्होंने ELCH06-BJ4J6Z10-N0 को इसके उच्च पल्स आउटपुट और छोटे आकार के कारण चुना। डिजाइन प्रक्रिया में शामिल था:
1. PCB लेआउट:PCB पर LED सोल्डर पैड से मेल खाते थर्मल पैड पैटर्न बनाएं, गर्मी अपव्यय के लिए बड़े थर्मल वियाज़ का उपयोग करके इसे आंतरिक कॉपर लेयर या समर्पित मेटल कोर सबस्ट्रेट से कनेक्ट करें।
2. ड्राइवर सर्किट:स्विच-मोड या कैपेसिटर-आधारित ड्राइवर सर्किट लागू करें जो आवश्यक 1500mA पल्स (400ms अवधि) प्रदान कर सके और स्मार्टफोन के कैमरा प्रोसेसर द्वारा उचित नियंत्रण लॉजिक प्राप्त करे।
3. ऑप्टिकल घटक:LED के ऊपर रखने के लिए एक प्लास्टिक लेंस या डिफ्यूज़र को डिज़ाइन करें या चुनें, ताकि बीम पैटर्न को चौड़ा या आकार दिया जा सके, कैमरे के दृश्य क्षेत्र को पूरी तरह से रोशन किया जा सके, और यह सुनिश्चित किया जा सके कि LED का ऑप्टिकल केंद्र लेंस के साथ संरेखित हो।
4. थर्मल सिमुलेशन:थर्मल सिमुलेशन चलाएं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि बार-बार फ्लैश का उपयोग करने पर फोन का आवरण और आंतरिक घटक अधिक गर्म न हों, जिसके लिए सॉफ्टवेयर पर फ्लैश की अवधि या आवृत्ति को सीमित करने की आवश्यकता हो सकती है।
5. परीक्षण:वास्तविक उपयोग की स्थितियों का अनुकरण करने के लिए उच्च तापमान चैम्बर की स्थितियों में प्रकाश उत्पादन, रंग एकरूपता और विश्वसनीयता का सत्यापन करना।
11. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
ELCH06-BJ4J6Z10-N0 एक फॉस्फर-परिवर्तित सफेद एलईडी है। इसका मूल एक इंडियम गैलियम नाइट्राइड से बना अर्धचालक चिप है, जो विद्युत प्रवाह पारित होने पर (इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस) नीला प्रकाश उत्सर्जित करता है। इस नीले प्रकाश का सीधे उपयोग नहीं किया जाता है। इसके बजाय, यह चिप पर या उसके आसपास जमा फॉस्फर सामग्री (आमतौर पर सेरियम-डोप्ड यट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट, यानी YAG:Ce) की परत पर पड़ता है। फॉस्फर नीले फोटॉनों के एक हिस्से को अवशोषित करता है और लंबी तरंग दैर्ध्य (मुख्यतः पीले क्षेत्र में) पर पुनः प्रकाश उत्सर्जित करता है। शेष अवशोषित न हुआ नीला प्रकाश उत्सर्जित पीले प्रकाश के साथ मिलकर सफेद प्रकाश की धारणा उत्पन्न करता है। सटीक सफेद रंगत (संबंधित रंग तापमान) नीले और पीले प्रकाश के अनुपात से निर्धारित होती है, जो फॉस्फर की संरचना और मोटाई द्वारा नियंत्रित होती है। यह तकनीक एक ठोस-अवस्था उपकरण से उच्च गुणवत्ता वाला सफेद प्रकाश कुशलतापूर्वक उत्पन्न करने में सक्षम बनाती है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
यह उपकरण ठोस-अवस्था प्रकाश व्यवस्था द्वारा पारंपरिक प्रकाश स्रोतों के प्रतिस्थापन के व्यापक रुझान में मौजूद है। संबंधित प्रमुख रुझानों में शामिल हैं:
दक्षता वृद्धि:हालांकि यह एलईडी 54 लुमेन प्रति वाट की दक्षता प्रदान करती है, लेकिन उद्योग समान प्रकाश उत्पादन पर ऊर्जा खपत कम करने के लिए उच्च प्रकाश दक्षता की दिशा में प्रयास जारी रख रहा है।
रंग गुणवत्ता और एकरूपता:रंग प्रतिपादन के लिए महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों (जैसे खुदरा प्रकाश व्यवस्था या फोटोग्राफी) में, उच्च CRI और अधिक सख्त रंग ग्रेडिंग पर तेजी से जोर दिया जा रहा है।
लघुकरण और उच्च प्रकाश प्रवाह घनत्व:जैसा कि इस LED से पता चलता है, मोबाइल उपकरणों, ऑटोमोटिव हेडलाइट्स और अल्ट्रा-थिन डिस्प्ले जैसे अनुप्रयोगों के लिए, अधिक प्रकाश को छोटे पैकेज में समाहित करने की दिशा में प्रयास जारी है।
विश्वसनीयता और जीवनकाल:सामग्री, पैकेजिंग और थर्मल प्रबंधन में सुधार लगातार एलईडी के जीवनकाल और ल्यूमेन रखरखाव दर को बढ़ा रहे हैं, जिससे ये अधिक महत्वपूर्ण और लंबे जीवनकाल वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो रहे हैं।
स्मार्ट और इंटरकनेक्टेड लाइटिंग:एलईडी डिजिटल रूप से नियंत्रित लाइटिंग सिस्टम को साकार करने की एक महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकी है। हालांकि यह एक घटक-स्तरीय उपकरण है, यह ऐसी प्रणालियों का आधार बनता है जो गतिशील रूप से चमक और रंग को समायोजित कर सकती हैं।
एलईडी विनिर्देश शब्दावली विस्तृत व्याख्या
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाश-विद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म, अधिक मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य तय करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| Color Fidelity (SDCM) | मैकएडम अंडाकार चरण संख्या, जैसे "5-step" | रंग स्थिरता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक सुसंगत होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतत्व (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे कम समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता होती है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध; कम मान बेहतर ताप अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में ESD सुरक्षा उपाय करना आवश्यक है, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार। पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC में उत्कृष्ट ताप सहनशीलता और कम लागत होती है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु होती है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू LED चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित होता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने के लिए पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और श्रेणीकरण
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत के साथ मिलान करने में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदन श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहित करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | Estimating lifespan under actual usage conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |