1. उत्पाद अवलोकन
ELS611-G श्रृंखला उच्च-गति, लॉजिक गेट आउटपुट फोटोकपलर (ऑप्टो-आइसोलेटर) के एक परिवार का प्रतिनिधित्व करती है, जो डिजिटल सिग्नल अलगाव के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। ये उपकरण एक इन्फ्रारेड उत्सर्जक डायोड को एक उच्च-गति एकीकृत फोटोडिटेक्टर के साथ प्रकाशीय रूप से युग्मित करते हैं, जिसमें एक संग्रहणीय लॉजिक गेट आउटपुट होता है। एक कॉम्पैक्ट 6-पिन स्मॉल ड्यूल इन-लाइन पैकेज (SDIP) में निर्मित, इन्हें पल्स ट्रांसफॉर्मर को प्रतिस्थापित करने और शोर वाले विद्युत वातावरण में मजबूत ग्राउंड लूप उन्मूलन प्रदान करने के लिए अभियांत्रिक किया गया है।
मूल कार्य इनपुट और आउटपुट सर्किट के बीच विद्युत अलगाव प्रदान करना है, जो ग्राउंड लूप, वोल्टेज स्पाइक्स और शोर के प्रसार को रोकता है। लॉजिक गेट आउटपुट स्वच्छ डिजिटल सिग्नल संचरण सुनिश्चित करता है, जिससे यह विभिन्न लॉजिक परिवारों या वोल्टेज डोमेन के बीच इंटरफेसिंग के लिए उपयुक्त बनता है।
1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार
The primary advantages of the ELS611-G series include its high-speed capability of up to 10MBit/s, which supports fast digital communication protocols. It offers a high isolation voltage of 5000Vrms, providing excellent protection for sensitive circuits. The devices are compliant with halogen-free requirements (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), are lead-free, and meet RoHS and EU REACH directives. They carry approvals from major international safety agencies including UL, cUL, VDE, NEMKO, FIMKO, SEMKO, DEMKO, and CQC, facilitating their use in global markets.
लक्षित अनुप्रयोग मुख्य रूप से औद्योगिक स्वचालन, बिजली आपूर्ति प्रणालियों (जैसे, फीडबैक अलगाव के लिए स्विचिंग पावर सप्लाई), कंप्यूटर परिधीय इंटरफेस, डेटा ट्रांसमिशन सिस्टम, डेटा मल्टीप्लेक्सिंग, और किसी भी ऐसे परिदृश्य में हैं जिसमें डिजिटल संकेतों के लिए विश्वसनीय, उच्च-गति वाले गैल्वेनिक अलगाव की आवश्यकता होती है।
2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण
निम्नलिखित अनुभाग डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत और प्रदर्शन पैरामीटरों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करते हैं।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। डिवाइस को इन सीमाओं पर या उनके निकट लगातार संचालित करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।
- Input Forward Current (IF): 20 mA. इनपुट LED के माध्यम से अनुमत अधिकतम निरंतर धारा।
- इनपुट रिवर्स वोल्टेज (VR): 5 V. इनपुट LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स-बायस वोल्टेज।
- इनपुट पावर डिसिपेशन (PD): 40 mW. इनपुट साइड द्वारा डिसिपेट की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति।
- आउटपुट सप्लाई वोल्टेज (VCC): 7.0 V. आउटपुट साइड सप्लाई पिन पर लगाया जा सकने वाला पूर्ण अधिकतम वोल्टेज।
- Output Voltage (VO): 7.0 V. आउटपुट पिन पर प्रकट हो सकने वाला अधिकतम वोल्टेज।
- आउटपुट करंट (IO): 50 mA. आउटपुट पिन द्वारा सिंक या सोर्स किया जा सकने वाला अधिकतम करंट।
- आइसोलेशन वोल्टेज (VISO)5000 Vrms for 1 minute. This is a critical safety rating, tested with input pins (1,2,3,4) shorted together and output pins (5,6) shorted together.
- Operating Temperature (TOPR): -40°C to +85°C. The ambient temperature range for normal operation.
- Soldering Temperature (TSOL): 260°C for 10 seconds. This defines the reflow soldering profile tolerance.
2.2 Electrical Characteristics
ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत गारंटीकृत प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
2.2.1 इनपुट विशेषताएँ (LED साइड)
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): आमतौर पर 1.45V, अधिकतम 1.8V IF=10mA पर। यह इनपुट करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
- रिवर्स करंट (IR): अधिकतम 10 µA VR=5V. यह LED की बंद अवस्था में लीकेज करंट को दर्शाता है।
- इनपुट कैपेसिटेंस (CIN): आमतौर पर 60pF. यह पैरामीटर इनपुट साइड पर हाई-फ़्रीक्वेंसी स्विचिंग परफॉर्मेंस को प्रभावित करता है।
2.2.2 आउटपुट विशेषताएँ
- सप्लाई करंट, हाई लेवल (ICCH)जब I 7mA से 13mA होता हैF=0mA (LED बंद) और VCC=5.5V. यह निष्क्रिय धारा है जब आउटपुट लॉजिक हाई स्थिति में होता है।
- सप्लाई करंट, लो लेवल (ICCL): 9mA से 15mA जब IF=10mA (LED चालू) और VCC=5.5V. यह वह ऑपरेटिंग करंट है जब आउटपुट सक्रिय रूप से लो पर खींचा जाता है।
- Low Level Output Voltage (VOL): Typically 0.4V, maximum 0.6V under the condition VCC=5.5V, IF=5mA, IOL=13mA. यह निम्न अवस्था में करंट सिंक करते समय आउटपुट वोल्टेज को परिभाषित करता है।
- Input Threshold Current (IFT): अधिकतम 5mA. यह निर्दिष्ट VOL <= 0.6V) under the specified VCC स्थितियों के तहत आउटपुट को एक वैध निम्न लॉजिक स्तर (VOL <= 0.6V) पर स्विच करने की गारंटी देने के लिए आवश्यक न्यूनतम इनपुट LED धारा है। यह आवश्यक ड्राइव धारा निर्धारित करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
2.3 स्विचिंग विशेषताएँ
ये पैरामीटर फोटोकपलर के टाइमिंग प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं, जो उच्च-गति डेटा ट्रांसमिशन के लिए महत्वपूर्ण है। परीक्षण की स्थितियाँ VCC=5V, IF=7.5mA, CL=15pF, RL=350Ω unless noted.
- Propagation Delay to High Level (tPHL): आमतौर पर 40ns, अधिकतम 100ns। इनपुट LED के बंद होने से आउटपुट के लॉजिक हाई तक बढ़ने का समय।
- Propagation Delay to Low Level (tPLH)आमतौर पर 50ns, अधिकतम 100ns। इनपुट LED के चालू होने से आउटपुट के लॉजिक लो स्तर पर गिरने तक का समय।
- पल्स चौड़ाई विरूपण (|tPHL – tPLH|)आमतौर पर 10ns, अधिकतम 50ns। दो प्रसार विलंबों के बीच का अंतर। सिग्नल अखंडता और ड्यूटी साइकिल को बनाए रखने के लिए एक कम मान बेहतर होता है।
- Output Rise Time (tr): Typically 50ns. Time for output to rise from 10% to 90% of its final high value.
- Output Fall Time (tf): Typically 10ns. Time for output to fall from 90% to 10% of its initial high value.
- Common Mode Transient Immunity (CMH, CML): Minimum 5 kV/µs. This measures the device's immunity to fast voltage transients between the input and output grounds. CMH applies when the output is high, and CML applies when the output is low. A high value indicates strong rejection of noise coupled through the isolation barrier.
3. Performance Curve Analysis
The datasheet references typical electro-optical characteristic curves. While the specific graphs are not detailed in the provided text, they typically include the following, which are essential for design:
- करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) बनाम फॉरवर्ड करंट: ऑप्टोकपलर की दक्षता दर्शाता है। एक लॉजिक गेट प्रकार के लिए, यह स्विचिंग पैरामीटर में एम्बेडेड होता है लेकिन तापमान और करंट पर प्रदर्शन को इंगित कर सकता है।
- प्रोपेगेशन डिले बनाम फॉरवर्ड करंट: Illustrates how switching speed varies with the LED drive current. Higher IF generally decreases propagation delay but increases power dissipation.
- Propagation Delay vs. Temperatureऑपरेटिंग तापमान रेंज में टाइमिंग पैरामीटर भिन्नता दर्शाता है।
- सप्लाई करंट बनाम तापमानआउटपुट साइड पर बिजली की खपत तापमान के साथ कैसे बदलती है, इसे दर्शाता है।
डिजाइनरों को अपने विशिष्ट एप्लिकेशन स्थितियों के लिए प्रदर्शन सीमाओं और डीरेटिंग आवश्यकताओं को समझने के लिए पूर्ण डेटाशीट ग्राफ़ से परामर्श करना चाहिए।
4. Mechanical and Package Information
4.1 Pin Configuration and Function
डिवाइस 6-पिन SDIP पैकेज का उपयोग करता है। पिनआउट निम्नानुसार है:
- पिन 1: इनपुट LED का एनोड।
- पिन 2: कोई कनेक्शन नहीं (N.C.)।
- Pin 3: इनपुट LED का कैथोड।
- Pin 4: आउटपुट साइड के लिए ग्राउंड (GND)।
- Pin 5: Output (VOUT). This is the open-collector or totem-pole output of the internal logic gate.
- Pin 6: Supply Voltage (VCC) आउटपुट साइड के लिए।
महत्वपूर्ण डिज़ाइन नोट: पिन 6 (V) और 4 (GND) के बीच, पैकेज के यथासंभव निकट रखते हुए, 0.1µF (या अधिक) का एक बाईपास कैपेसिटर जिसमें अच्छी उच्च-आवृत्ति विशेषताएँ हों, जोड़ा जाना चाहिए।CC) यह स्थिर संचालन और निर्दिष्ट स्विचिंग प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।
4.2 पैकेज आयाम और पीसीबी लेआउट
डेटाशीट "P" प्रकार (सरफेस माउंट लीड फॉर्म) पैकेज के लिए विस्तृत यांत्रिक चित्र प्रदान करती है। मुख्य आयामों में समग्र पैकेज बॉडी का आकार, लीड पिच और स्टैंडऑफ़ ऊंचाई शामिल हैं। विश्वसनीय सोल्डरिंग और यांत्रिक शक्ति सुनिश्चित करने के लिए सरफेस-माउंट असेंबली के लिए एक अनुशंसित पैड लेआउट भी प्रदान किया गया है। डिजाइनरों को टॉम्बस्टोनिंग या खराब सोल्डर जोड़ों को रोकने के लिए इन लेआउट दिशानिर्देशों का पालन करना चाहिए।
5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
सोल्डरिंग तापमान के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग 10 सेकंड के लिए 260°C है। यह सामान्य लीड-मुक्त रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के अनुरूप है। निम्नलिखित सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए:
- प्रयुक्त विशिष्ट सोल्डर पेस्ट के लिए अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि शिखर तापमान और लिक्विडस से ऊपर का समय डिवाइस की रेटिंग से अधिक न हो।
- हैंडलिंग के दौरान पैकेज पर अत्यधिक यांत्रिक तनाव से बचें।
- सोल्डर ब्रिजिंग या अपर्याप्त फिलेट्स को रोकने के लिए अनुशंसित PCB पैड डिज़ाइन का पालन करें।
- भंडारण की स्थिति निर्दिष्ट भंडारण तापमान सीमा -55°C से +125°C के भीतर होनी चाहिए, और सतह-माउंट उपकरणों के लिए मानक नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) आवश्यकताओं के अनुसार शुष्क वातावरण में होनी चाहिए (विशिष्ट MSL उद्धरण में निर्दिष्ट नहीं है)।
6. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
6.1 मॉडल नंबरिंग नियम
पार्ट नंबर इस प्रारूप का अनुसरण करता है: ELS611X(Y)-VG
- EL: निर्माता उपसर्ग।
- S611: आधार भाग संख्या।
- X: लीड प्रकार। "P" सतह माउंट लीड फॉर्म को दर्शाता है।
- (Y): टेप और रील विकल्प। "TA" या "TB" अलग-अलग रील पैकेजिंग शैलियों को निर्दिष्ट करते हैं।
- V: वैकल्पिक, VDE अनुमोदन को दर्शाता है।
- G: हैलोजन-मुक्त निर्माण को दर्शाता है।
Example: ELS611P(TA)-VG is a surface mount device on TA tape and reel, VDE approved, halogen-free.
6.2 पैकिंग विशिष्टताएँ
यह डिवाइस स्वचालित असेंबली के लिए टेप और रील पैकेजिंग में उपलब्ध है। TA और TB दोनों विकल्पों में प्रति रील 1000 यूनिट होती हैं। डेटाशीट में टेप के आयाम, पॉकेट स्पेसिंग और रील के आकार को निर्दिष्ट करने वाले आरेख शामिल हैं।
6.3 डिवाइस मार्किंग
पैकेज पर एक कोड अंकित है जो निर्माण स्थल, डिवाइस नंबर और तिथि कोड दर्शाता है। प्रारूप में शामिल हैं: फैक्ट्री कोड ("T" ताइवान के लिए), निर्माता के लिए "EL", डिवाइस के लिए "S611", एक अंकीय वर्ष कोड, दो अंकीय सप्ताह कोड, और VDE के लिए वैकल्पिक "V"।
7. एप्लिकेशन सुझाव और डिज़ाइन विचार
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
इसका प्राथमिक अनुप्रयोग डिजिटल सिग्नल अलगाव है। एक विशिष्ट सर्किट में शामिल है:
- इनपुट साइड: LED (पिन 1 और 3) के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर, फॉरवर्ड करंट I सेट करने के लिएF. इसका मान ड्राइविंग वोल्टेज और वांछित I के आधार पर गणना की जाती हैF (आमतौर पर थ्रेशोल्ड करंट I के बीचFT और अधिकतम रेटिंग)। उच्च-गति संचालन के लिए, एक तीव्र ड्राइवर की सिफारिश की जाती है।
- आउटपुट साइड: VCC (पिन 6) वांछित लॉजिक आपूर्ति वोल्टेज (7V तक) से जुड़ा है। पिन 4 (GND) आउटपुट ग्राउंड से जुड़ा है। आउटपुट पिन 5 प्राप्त करने वाले लॉजिक इनपुट से जुड़ा है। V तक एक बाह्य पुल-अप रेसिस्टरCC आंतरिक आउटपुट संरचना के आधार पर आवश्यक हो सकता है (डेटाशीट स्कीमैटिक एक सक्रिय पुल-डाउन दिखाता है, जो एक टोटेम-पोल आउटपुट का सुझाव देता है, लेकिन डिज़ाइन को यह सत्यापित करना चाहिए कि क्या पुल-अप की आवश्यकता है)। VCC और GND के बीच महत्वपूर्ण 0.1µF बाईपास कैपेसिटर अनिवार्य है।
7.2 डिज़ाइन विचार
- गति बनाम धारा: उच्च IF प्रसार विलंब में सुधार करता है लेकिन शक्ति क्षय बढ़ाता है और दीर्घकालिक विश्वसनीयता कम कर सकता है। I का अनुकूलन करेंF आवश्यक गति और तापीय बाधाओं के आधार पर।
- Noise Immunity: उच्च कॉमन-मोड ट्रांजिएंट इम्यूनिटी (5kV/µs) इसे मोटर ड्राइव और पावर सप्लाई जैसे शोरग्रस्त वातावरण के लिए उपयुक्त बनाती है। आइसोलेशन बैरियर के आसपास पैरासिटिक कपलिंग को कम करने के लिए उचित PCB लेआउट सुनिश्चित करें।
- Load Considerations: अधिकतम आउटपुट करंट (I) और वोल्टेज (V) रेटिंग का सम्मान करें। आउटपुट को स्टैंडर्ड लॉजिक इनपुट (TTL, CMOS) को ड्राइव करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, भारी लोड के लिए नहीं।Oपावर सप्लाई बायपासिंग:Oपावर सप्लाई बायपासिंग:
- पावर सप्लाई बायपासिंग: अनुशंसित बायपास कैपेसिटर की उपेक्षा करने से दोलन, गलत ट्रिगरिंग और स्विचिंग प्रदर्शन में गिरावट हो सकती है।
8. Technical Comparison and Differentiation
मानक ट्रांजिस्टर-आउटपुट फोटोकपलर की तुलना में, ELS611-G के एकीकृत लॉजिक गेट कई प्रमुख लाभ प्रदान करते हैं:
- उच्च गति: 10MBit/s डेटा दर और 100ns से कम प्रसार विलंब, सामान्य ट्रांजिस्टर कपलर (अक्सर µs रेंज में) की तुलना में काफी तेज हैं।
- स्वच्छ डिजिटल आउटपुट: लॉजिक गेट आउटपुट बाहरी श्मिट ट्रिगर की आवश्यकता के बिना तीव्र किनारे और सुस्पष्ट लॉजिक स्तर प्रदान करता है, जिससे सर्किट डिज़ाइन सरल हो जाता है।
- कम पल्स विरूपण: निर्दिष्ट पल्स चौड़ाई विरूपण कम है, जो क्लॉक और डेटा लाइनों में सिग्नल अखंडता को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।
- एकीकृत कार्यक्षमता: फोटोडिटेक्टर, एम्पलीफायर और लॉजिक गेट को एक चिप में संयोजित करता है, जिससे बाहरी घटकों की संख्या कम हो जाती है।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- Q: आउटपुट को लो स्विच करने की गारंटी के लिए आवश्यक न्यूनतम इनपुट करंट क्या है?
A: पैरामीटर IFT (इनपुट थ्रेशोल्ड करंट) का परीक्षण स्थितियों (VCC=5.5V, VO=0.6V, IOL=13mA). सभी परिस्थितियों में विश्वसनीय स्विचिंग सुनिश्चित करने के लिए, डिज़ाइन में एक I का उपयोग करना चाहिए।F इस मान से अधिक, आमतौर पर स्विचिंग विशेषताओं में दर्शाए गए अनुसार 7.5mA से 10mA। - प्रश्न: क्या मैं आउटपुट पर 3.3V लॉजिक सप्लाई के साथ इसका उपयोग कर सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, यह डिवाइस V के साथ कार्य कर सकता है।CC आंतरिक लॉजिक गेट के कार्य करने के लिए आवश्यक न्यूनतम स्तर तक (स्पष्ट रूप से नहीं बताया गया, लेकिन आमतौर पर CMOS के लिए ~2.7V से 3V)। आउटपुट लॉजिक स्तर इस V के सापेक्ष होंगे।CCअधिकतम VCC 7.0V है। - प्रश्न: 0.1µF बाईपास कैपेसिटर कितना महत्वपूर्ण है?
A: यह स्थिर, उच्च-गति संचालन के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह आउटपुट स्टेज की स्विचिंग धाराओं के लिए एक स्थानीय चार्ज भंडार प्रदान करता है, जो आपूर्ति रेल में गिरावट और दोलनों को रोकता है जो खराबी का कारण बन सकते हैं। - Q: \"storable output\" का क्या अर्थ है?
A: It likely refers to a latch or flip-flop function that can hold the output state. However, the truth table in the PDF shows a simple inverter function (Input H -> Output L, Input L -> Output H). The term may indicate the output can maintain its state during brief interruptions or has good noise immunity. The schematic should be consulted for clarification.
10. Practical Application Example
परिदृश्य: एक औद्योगिक नियंत्रक में UART सिग्नल को अलग करना।
एक औद्योगिक माइक्रोकंट्रोलर 115200 बॉड पर UART के माध्यम से एक परिधीय उपकरण के साथ संचार करता है। परिधीय उपकरण एक अलग ग्राउंड विभव वाले अलग बिजली आपूर्ति पर कार्य करता है, जिससे ग्राउंड लूप का जोखिम उत्पन्न होता है।
कार्यान्वयन:
दो ELS611-G उपकरणों का उपयोग किया जाता है, एक TX लाइन (नियंत्रक से परिधीय) के लिए और एक RX लाइन (परिधीय से नियंत्रक) के लिए। TX आइसोलेटर पर, माइक्रोकंट्रोलर का TX पिन I के लिए सेट किए गए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से LED को ड्राइव करता है।F=10mA। आइसोलेटर का आउटपुट पिन परिधीय के RX इनपुट से जुड़ता है। आइसोलेटर का VCC परिधीय की 5V या 3.3V रेल से आपूर्ति की जाती है, जिसमें अनिवार्य बाईपास कैपेसिटर होता है। RX लाइन के लिए यह प्रक्रिया दर्पण की तरह दोहराई जाती है। यह सेटअप ग्राउंड कनेक्शन को तोड़ता है, शोर युग्मन को रोकता है, और परिधीय पक्ष पर वोल्टेज ट्रांजिएंट से माइक्रोकंट्रोलर की सुरक्षा करता है, और यह सब हाई-स्पीड सीरियल डेटा की अखंडता बनाए रखते हुए किया जाता है।
11. कार्य सिद्धांत
एक फोटोकपलर विद्युत पृथक्करण प्राप्त करने के लिए प्रकाशीय युग्मन के सिद्धांत पर कार्य करता है। ELS611-G में:
- इनपुट पक्ष पर लगाया गया एक विद्युत संकेत इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (LED) को धारा के समानुपाती प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए प्रेरित करता है।
- यह प्रकाश पैकेज के भीतर एक पारदर्शी अलगाव बाधा (आमतौर पर एक मोल्ड कंपाउंड) से होकर गुजरता है।
- आउटपुट पक्ष पर, एक सिलिकॉन फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर प्रकाश का पता लगाता है और इसे वापस विद्युत धारा में परिवर्तित करता है।
- इस छोटी फोटोकरंट को एक हाई-स्पीड इंटीग्रेटेड सर्किट द्वारा प्रवर्धित और संसाधित किया जाता है जिसमें एक लॉजिक गेट (इस मामले में, संभवतः एक इन्वर्टर या बफर) शामिल होता है। IC एक साफ, डिजिटल आउटपुट सिग्नल प्रदान करता है जो इनपुट स्थिति की नकल करता है लेकिन उससे विद्युत रूप से अलग होता है।
- आइसोलेशन बैरियर उच्च डाइइलेक्ट्रिक स्ट्रेंथ (5000Vrms) प्रदान करता है, जो दोनों पक्षों के बीच करंट फ्लो और वोल्टेज अंतर को रोकता है।
12. Technology Trends
ELS611-G जैसे फोटोकपलर का विकास इलेक्ट्रॉनिक्स में कई प्रमुख रुझानों द्वारा संचालित है:
- बढ़ी हुई डेटा दरें: औद्योगिक संचार (Profibus, EtherCAT), ऑटोमोटिव नेटवर्क और नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में उच्च-गति वाले इन्सुलेशन की मांग कम प्रसार विलंब और उच्च कॉमन-मोड इम्यूनिटी वाले उपकरणों की ओर धकेलती है।
- लघुरूपण: PCB स्थान बचाने के लिए समान या बेहतर अलगाव रेटिंग वाले छोटे पैकेजों (जैसे, SOIC-4, LSSOP) की ओर एक निरंतर प्रवृत्ति है।
- उन्नत एकीकरण: भविष्य के उपकरण एकल पैकेज में अधिक कार्यों को एकीकृत कर सकते हैं, जैसे कि डेटा अलगाव के साथ बिजली अलगाव (पृथक DC-DC कन्वर्टर्स), या बहु-चैनल आइसोलेटर्स।
- सामग्री और प्रक्रिया नवाचार: LED दक्षता, डिटेक्टर संवेदनशीलता और मोल्ड कंपाउंड शुद्धता में विकास कम बिजली खपत, उच्च गति और बेहतर दीर्घकालिक विश्वसनीयता में योगदान करते हैं।
- वैकल्पिक अलगाव प्रौद्योगिकियाँ: हालांकि ऑप्टोकप्लर परिपक्व हैं, लेकिन कुछ उच्च-गति, उच्च-घनत्व अनुप्रयोगों में संधारित्र अलगाव (SiO2 अवरोधों का उपयोग करके) और चुंबकीय (GMR) अलगाव जैसी प्रौद्योगिकियाँ प्रतिस्पर्धा करती हैं। प्रत्येक प्रौद्योगिकी की गति, प्रतिरक्षा, बिजली की खपत और लागत के मामले में अपनी स्वयं की समझौते हैं।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED 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 एलईडी के रंग का निर्धारण 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 में जुड़े एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | Current value for normal LED operation. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | कम समय के लिए सहन करने योग्य शिखर धारा, जिसका उपयोग मंद प्रकाश या चमक 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. | 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 | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | हर 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 स्थिरता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री अवक्रमण | 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 बदलता 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 सामग्री | 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 | Forward voltage range ke anusaar vargikrit. | Driver matching ko sahaj banata hai, system efficiency ko sudhaarta hai. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के अनुसार 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 | Long-term lighting at constant temperature, recording brightness decay. | Used to estimate LED life (with TM-21). |
| 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। |