सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 स्पेक्ट्रम वितरण (चित्र 1)
- 4.2 फॉरवर्ड करंट vs. फॉरवर्ड वोल्टेज (चित्र 3)
- 4.3 फॉरवर्ड करंट vs. परिवेश तापमान (चित्र 2)
- 4.4 相对辐射强度 vs. 环境温度(图4) & vs. 正向电流(图5)
- 4.5 विकिरण पैटर्न (चित्र 6)
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
- 6. सोल्डरिंग एवं असेंबली गाइड
- 7. अनुप्रयोग सुझाव
- 7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 7.2 डिज़ाइन विचार
- 8. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
- 9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10. वास्तविक उपयोग के उदाहरण
- 11. कार्य सिद्धांत
- 12. तकनीकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
LTE-3271BL एक उच्च-शक्ति वाला इन्फ्रारेड एमिटिंग डायोड है, जो मजबूत प्रकाशीय आउटपुट की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मूल डिज़ाइन दर्शन संचालन दक्षता बनाए रखते हुए उच्च विकिरण तीव्रता प्रदान करना है, विशेष रूप से उच्च धारा और पल्स ड्राइव स्थितियों में। यह उपकरण एक विशिष्ट नीले रंग के पारदर्शी आवरण में संलग्न है, जो असेंबली और निरीक्षण प्रक्रिया के दौरान दृश्य पहचान की सुविधा प्रदान करता है।
इस घटक के प्रमुख लक्षित बाजारों में औद्योगिक स्वचालन, सुरक्षा प्रणालियाँ (जैसे निगरानी कैमरा प्रकाश पूरक), प्रकाशीय सेंसर और इन्फ्रारेड सिग्नल का उपयोग करने वाली संचार प्रणालियाँ शामिल हैं। उच्च चरम अग्र धारा को संभालने की इसकी क्षमता इसे दूरी मापन, वस्तु पहचान और डेटा संचरण में सामान्य पल्स संचालन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त बनाती है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो उपकरण को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन सीमाओं के निकट या उन पर पहुँचकर लंबे समय तक संचालन करने की अनुशंसा नहीं की जाती है।
- शक्ति अपव्यय (PD):150 mW। यह परिवेश के तापमान (TA) 25°C पर डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है। इस सीमा से अधिक होने पर थर्मल रनवे और विफलता का जोखिम होता है।
- शिखर अग्र धारा (IFP):2 A। यह अधिकतम अनुमेय तात्कालिक अग्र धारा है, जो प्रति सेकंड 300 स्पंद, 10 µs स्पंद चौड़ाई की स्पंद स्थितियों के तहत निर्दिष्ट है। रिमोट कंट्रोल या प्रॉक्सिमिटी सेंसर जैसे स्पंदित अवरक्त अनुप्रयोगों के लिए यह रेटिंग महत्वपूर्ण है।
- सतत अग्र धारा (IF):100 mA। शक्ति अपव्यय रेटिंग को पार किए बिना लगाई जा सकने वाली अधिकतम सतत डीसी धारा।
- विपरीत वोल्टेज (VR):5 V. इससे अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- कार्य एवं भंडारण तापमान:क्रमशः -40°C से +85°C और -55°C से +100°C। ये सीमाएँ प्रतिकूल परिस्थितियों में विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करती हैं।
- पिन सोल्डरिंग तापमान:पैकेज बॉडी से 1.6 मिमी की दूरी पर, 260°C पर 5 सेकंड के लिए। यह असेंबली प्रक्रिया के दौरान थर्मल प्रोफाइल सहनशीलता को परिभाषित करता है।
2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
ये पैरामीटर TA=25°C पर मापे गए हैं, जो विशिष्ट कार्य स्थितियों में डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- विकिरण तीव्रता (IE):यह मुख्य प्रकाशिक आउटपुट पैरामीटर है, जिसे मिलीवाट प्रति स्टेरेडियन (mW/sr) में मापा जाता है। डिवाइस को IF= 100mA पर इस मान के आधार पर बिन ग्रेड (B, C, D, E) में वर्गीकृत किया जाता है, न्यूनतम मान 30 mW/sr (BIN B) से 62 mW/sr (BIN E) तक होता है। यह बिनिंग आवश्यक आउटपुट शक्ति के अनुसार चयन की अनुमति देती है।
- पीक एमिशन वेवलेंथ (λP):940 nm है। यह LED को नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में रखता है, जो मानव आँखों के लिए अदृश्य है लेकिन सिलिकॉन फोटोडायोड और कई इमेजिंग सेंसर द्वारा पता लगाया जा सकता है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):50 nm (टाइपिकल)। यह स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ को दर्शाता है; संकीर्ण चौड़ाई प्रकाश स्रोत की बेहतर मोनोक्रोमैटिसिटी को इंगित करती है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):दो निर्दिष्ट शर्तों के तहत दिया गया है: 50mA पर टाइपिकल 1.6V और 500mA पर टाइपिकल 2.3V। करंट बढ़ने के साथ वोल्टेज में वृद्धि डायोड के आंतरिक प्रतिरोध के कारण होती है। कम VFविद्युत दक्षता में सुधार करने में मदद करता है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर अधिकतम 100 µA। यह डिवाइस रिवर्स बायस्ड होने पर लीकेज करंट है।
- व्यू एंगल (2θ1/2):50 डिग्री (टाइपिकल)। यह वह पूर्ण कोण है जब रेडिएंट इंटेंसिटी अपने अधिकतम मान (अक्षीय) के आधे तक गिर जाती है। चौड़ा व्यू एंगल उन अनुप्रयोगों के लिए बहुत फायदेमंद है जिन्हें बड़े क्षेत्र में प्रकाश की आवश्यकता होती है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
LTE-3271BL प्रदर्शन-आधारित बिन सिस्टम का उपयोग करता है, जो मुख्य रूप सेरेडिएंट इंटेंसिटी। यह एक महत्वपूर्ण गुणवत्ता नियंत्रण और चयन विशेषता है।
- BIN B:I मेंF=100mA पर, न्यूनतम विकिरण तीव्रता 30 mW/sr है।
- BIN C:I मेंF=100mA पर, न्यूनतम विकिरण तीव्रता 44 mW/sr है।
- BIN D:I मेंF=100mA पर, न्यूनतम विकिरण तीव्रता 52 mW/sr है।
- BIN E:I मेंF=100mA पर, न्यूनतम विकिरण तीव्रता 62 mW/sr है।
यह प्रणाली डिजाइनरों को ऐसे घटकों का चयन करने की अनुमति देती है जो उनके अनुप्रयोग के लिए आवश्यक न्यूनतम प्रकाशीय आउटपुट की गारंटी देते हैं, विशेष रूप से बड़े पैमाने पर उत्पादन में, प्रणाली प्रदर्शन की स्थिरता सुनिश्चित करते हुए। इस डेटाशीट में फॉरवर्ड वोल्टेज या पीक वेवलेंथ के बिनिंग का उल्लेख नहीं किया गया है; ये पैरामीटर विशिष्ट/अधिकतम मानों के रूप में दिए गए हैं।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है जो डिवाइस के व्यवहार को सारणीबद्ध एकल-बिंदु विनिर्देशों से परे दर्शाती हैं।
4.1 स्पेक्ट्रम वितरण (चित्र 1)
यह वक्र तरंग दैर्ध्य के साथ सापेक्ष विकिरण तीव्रता में परिवर्तन दर्शाता है। यह 940 nm पर शिखर और लगभग 50 nm के स्पेक्ट्रम आधी चौड़ाई की पुष्टि करता है। यह वक्र आकार AlGaAs-आधारित अवरक्त LED की विशिष्ट विशेषता है।
4.2 फॉरवर्ड करंट vs. फॉरवर्ड वोल्टेज (चित्र 3)
यह मूल I-V वक्र है। यह कम धारा पर घातीय संबंध दर्शाता है, और उच्च धारा पर श्रेणीक्रम प्रतिरोध के कारण अधिक रैखिक संबंध में परिवर्तित हो जाता है। डिजाइनर लक्ष्य कार्यकारी धारा के लिए आवश्यक ड्राइव वोल्टेज निर्धारित करने हेतु इस वक्र का उपयोग करते हैं।
4.3 फॉरवर्ड करंट vs. परिवेश तापमान (चित्र 2)
यह डेरेटिंग वक्र थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट, परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ कम हो जाता है। 85°C पर, अधिकतम IF25°C पर 100mA की रेटेड वैल्यू की तुलना में काफी कम है। इस वक्र का पालन न करने से अत्यधिक गर्मी हो सकती है।
4.4 相对辐射强度 vs. 环境温度(图4) & vs. 正向电流(图5)
चित्र 4 दर्शाता है कि ऑप्टिकल आउटपुट तापमान बढ़ने के साथ घटता है (नकारात्मक तापमान गुणांक), जो LED की एक सामान्य विशेषता है। चित्र 5 दर्शाता है कि कम धारा पर, आउटपुट धारा के साथ सुपरलीनियर रूप से बढ़ता है, और फिर उच्च धारा पर थर्मल प्रभावों और दक्षता में गिरावट के कारण संतृप्त हो जाता है।
4.5 विकिरण पैटर्न (चित्र 6)
यह ध्रुवीय आरेख प्रकाश के स्थानिक वितरण (दृष्टिकोण) को स्पष्ट रूप से दर्शाता है। संकेंद्रित वृत्त सापेक्ष तीव्रता (0 से 1.0 तक) का प्रतिनिधित्व करते हैं। आरेख लगभग 50 डिग्री के अर्ध-कोण की पुष्टि करता है, जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त एक चिकनी, विस्तृत बीम पैटर्न प्रदर्शित करता है।
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
यह उपकरण यांत्रिक स्थिरता और ताप अपव्यय प्रदान करने के लिए एक फ्लैंज के साथ मानक LED पैकेजिंग प्रारूप में निर्मित है।
- पैकेज प्रकार:नीला पारदर्शी एपॉक्सी।
- पिन प्लेटिंग:टिन डुबकी, जो अच्छी सोल्डर क्षमता प्रदान करती है।
- पैकेजिंग:स्वचालित असेंबली के लिए टेप और रील (एम्बॉस्ड कैरियर टेप) पैकेजिंग का उपयोग किया जाता है।
- महत्वपूर्ण आयाम सहनशीलता:जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य आयाम सहनशीलता ±0.25mm है। लीड पिच लीड पैकेज से बाहर निकलने के बिंदु पर मापी जाती है। फ्लैंज के नीचे अधिकतम 1.5mm रेजिन प्रोट्रूज़न की अनुमति है।
- ध्रुवीयता पहचान:आम तौर पर, लंबा लीड एनोड (+) को दर्शाता है। स्पष्ट पहचान के लिए स्पेसिफिकेशन शीट आरेख का संदर्भ लें, आमतौर पर पैकेज पर एक फ्लैट या नॉच द्वारा इंगित किया जाता है।
6. सोल्डरिंग एवं असेंबली गाइड
उचित हैंडलिंग विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।
- रीफ्लो सोल्डरिंग:हालांकि विशिष्ट तापमान प्रोफ़ाइल विवरण प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन लीड सोल्डरिंग के पूर्ण रेटेड मान (बॉडी से 1.6 मिमी दूर, 260°C पर 5 सेकंड) का पालन किया जाना चाहिए। आम तौर पर 260°C से कम पीक तापमान वाली मानक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफ़ाइल का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन लिक्विडस तापमान से ऊपर के समय को न्यूनतम रखा जाना चाहिए।
- हैंड सोल्डरिंग:तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। पैकेज बॉडी के बजाय लीड को गर्म करें और सोल्डरिंग 3 सेकंड के भीतर पूरी करें।
- ESD सावधानियां:हालांकि स्पष्ट रूप से उल्लेखित नहीं है, LED एक अर्धचालक उपकरण है और इसे संभालते समय मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।
- भंडारण स्थितियां:निर्दिष्ट तापमान सीमा (-55°C से +100°C) के भीतर, सूखे और गैर-संक्षारक वातावरण में संग्रहित करें। यदि रीफ्लो सोल्डरिंग की योजना है, तो नमी-संवेदनशील उपकरणों को डिसिकेंट युक्त सीलबंद बैग में संग्रहित किया जाना चाहिए।
7. अनुप्रयोग सुझाव
7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- इन्फ्रारेड प्रकाश:कम रोशनी या अंधेरी स्थितियों में सीसीटीवी कैमरों के लिए। चौड़ा दृश्य कोण व्यापक कवरेज प्रदान करता है।
- ऑप्टिकल सेंसर:प्रॉक्सिमिटी सेंसर, वस्तु काउंटर, तरल स्तर डिटेक्टर में प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है।
- डेटा ट्रांसमिशन:शॉर्ट-रेंज, लाइन-ऑफ-साइट इन्फ्रारेड डेटा लिंक (जैसे रिमोट कंट्रोल, IrDA) के लिए उपयुक्त, विशेष रूप से पल्स मोड में चलाए जाने पर इसकी उच्च पीक करंट रेटिंग के कारण।
- औद्योगिक स्वचालन:मशीन विजन लाइटिंग, पोजिशन सेंसिंग और सेफ्टी लाइट कर्टन ट्रांसमीटर।
7.2 डिज़ाइन विचार
- करंट लिमिटिंग:हमेशा एक सीरीज़ करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइव सर्किट का उपयोग करें। कम फॉरवर्ड वोल्टेज का मतलब है कि वोल्टेज स्रोत से सीधे कनेक्शन डिवाइस को आसानी से नुकसान पहुंचा सकता है।
- थर्मल मैनेजमेंट:对于大电流(例如>70mA)下的连续运行,请考虑降额曲线(图2)。连接到引脚的足够PCB铜面积(散热焊盘)有助于散热。
- पल्स ड्राइव:2A तक के पल्स ऑपरेशन के लिए, सुनिश्चित करें कि ड्राइव सर्किट आवश्यक पीक करंट को तेज राइज/फॉल टाइम के साथ प्रदान कर सकता है। ड्यूटी साइकिल पर्याप्त रूप से कम होनी चाहिए ताकि औसत बिजली अपव्यय सीमा के भीतर रहे।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:दूर की अनुप्रयोगों के लिए बीम को कोलिमेट करने हेतु, विस्तृत व्यूइंग एंगल को लेंस या रिफ्लेक्टर की आवश्यकता हो सकती है। नीला पैकेज इन्फ्रारेड प्रकाश को फ़िल्टर नहीं करता; यह 940nm तरंगदैर्ध्य के प्रति पारदर्शी है।
8. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
LTE-3271BL का अपने समकक्षों में प्रमुख विभेदक लाभ इसकीउच्च विकिरण तीव्रता(अधिकतम BIN E: न्यूनतम 62 mW/sr) औरउच्च शिखर धारा क्षमता(2A) का संयोजन। कई मानक अवरक्त LED कम शिखर धारा रेटिंग (जैसे 1A या उससे कम) प्रदान करते हैं। यह इसे उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उत्कृष्ट बनाता है जहाँ चमकदार, स्पंदित अवरक्त फ्लैश की आवश्यकता होती है। 50 डिग्री का चौड़ा दृश्य कोण कुछ प्रतिस्पर्धियों की तुलना में अधिक चौड़ा है जो अधिक केंद्रित बीम प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिससे यह क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था कार्यों में लाभ प्रदान करता है। समान धारा पर उच्च VFवाले उपकरणों की तुलना में, कम अग्र वोल्टेज बिजली दक्षता में सुधार करने में मदद करता है।
9. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
Q1: क्या मैं इस LED को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?
A: नहीं। माइक्रोकंट्रोलर पिन आमतौर पर केवल 20-40mA धारा प्रदान कर सकते हैं। यहाँ तक कि अगर यह 100mA प्रदान कर सकता है, तो LED का अग्र वोल्टेज केवल लगभग 1.6-2.3V होता है। सीधे जोड़ने से अत्यधिक धारा खींचने का प्रयास होगा, जिससे LED और माइक्रोकंट्रोलर क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। धारा सीमित प्रतिरोधक वाले चालन सर्किट (ट्रांजिस्टर/MOSFET) का उपयोग अवश्य करें।
Q2: BIN B और BIN E में क्या अंतर है?
A: BIN E की गारंटीकृत न्यूनतम विकिरण तीव्रता BIN B की कम से कम दोगुनी है (100mA पर, 62 बनाम 30 mW/sr)। इसका अर्थ है कि समान विद्युत परिस्थितियों में, BIN E डिवाइस स्पष्ट रूप से चमकीली अवरक्त किरण पुंज उत्पन्न करेगा। BIN E भागों को आमतौर पर अधिकतम दूरी या सिग्नल शक्ति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए चुना जाता है।
Q3: 2A की पीक करंट रेटिंग का उपयोग कैसे करें?
A: यह रेटिंग केवल पल्स ऑपरेशन (300pps, 10µs पल्स चौड़ाई) के लिए लागू होती है। औसत करंट अभी भी निरंतर करंट और शक्ति अपव्यय सीमाओं का पालन करना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक 2A, 10µs, 300Hz पल्स का ड्यूटी साइकिल 0.3% होता है, जिससे औसत करंट केवल 6mA होता है, जो पूरी तरह से सीमा के भीतर है। यह लंबी दूरी के संवेदन के लिए बहुत चमकीले, छोटे पल्स संचालित करने की अनुमति देता है।
Q4: यदि यह अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करता है, तो पैकेज नीला क्यों है?
A: एपॉक्सी में नीला डाई आंतरिक सेमीकंडक्टर चिप द्वारा उत्पन्न 940nm अवरक्त प्रकाश के लिए पारदर्शी है। रंग मानवीय दृश्य पहचान और ब्रांड भेद के लिए है; यह ऑप्टिकल आउटपुट तरंगदैर्ध्य को प्रभावित नहीं करता है।
10. वास्तविक उपयोग के उदाहरण
लंबी दूरी के पैसिव इन्फ्रारेड सेंसर-ट्रिगर इल्लुमिनेटर का डिजाइन:
एक सुरक्षा प्रणाली एक PIR मोशन सेंसर का उपयोग करती है जिसकी दिन के उजाले में 15 मीटर की पहचान सीमा होती है, लेकिन पूर्ण अंधेरे में केवल 5 मीटर होती है। इसकी रात्रि पहचान सीमा बढ़ाने के लिए, एक इन्फ्रारेड इल्लुमिनेटर जोड़ा जाता है।
1. घटक चयन:LTE-3271BL (BIN E) का चयन इसकी उच्च विकिरण तीव्रता के कारण किया गया है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि पर्याप्त अवरक्त प्रकाश दूर की वस्तु तक पहुँचे।
2. सर्किट डिज़ाइन:LED को सिस्टम माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित MOSFET स्विच के माध्यम से चलाया जाता है। एक श्रृंखला रोकनेवाला निरंतर धारा को 80mA पर सेट करता है, जिसका उपयोग सामान्य क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है। संभावित गति का पता चलने पर "बूस्ट" मोड में जाने के लिए, माइक्रोकंट्रोलर LED को 1.5A (2A की रेटिंग के भीतर), 20µs पल्स चौड़ाई और 100Hz आवृत्ति के साथ पल्स करता है, जिससे सेंसर पुष्टि के लिए तात्कालिक प्रकाश व्यवस्था में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
3. थर्मल डिज़ाइन:PCB में LED कैथोड पिन से जुड़े बड़े तांबे के क्षेत्र को हीट सिंक के रूप में शामिल किया गया है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि 60°C के अपेक्षित अधिकतम परिवेश तापमान पर, 80mA का निरंतर संचालन डी-रेटेड धारा सीमा के भीतर बना रहे।
4. ऑप्टिकल प्रभाव:LED के 50-डिग्री चौड़े व्यूइंग एंगल ने सेंसर के फील्ड ऑफ व्यू को पूरी तरह से कवर कर लिया, जिससे सिस्टम की रात्रि पहचान सीमा को सफलतापूर्वक 15 मीटर तक बहाल कर दिया गया।
11. कार्य सिद्धांत
LTE-3271BL एक सेमीकंडक्टर फोटॉनिक डिवाइस है। जब इसके जंक्शन विभव (VF) से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन p-n जंक्शन के पार इंजेक्ट किए जाते हैं। ये इलेक्ट्रॉन सेमीकंडक्टर सामग्री (आमतौर पर एल्युमिनियम गैलियम आर्सेनाइड - AlGaAs) के सक्रिय क्षेत्र में होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। AlGaAs मिश्र धातु के विशिष्ट संघटन को इस प्रकार डिज़ाइन किया गया है कि इसका बैंडगैप लगभग 940 नैनोमीटर के फोटॉन तरंगदैर्ध्य से मेल खाता है, जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के निकट-अवरक्त क्षेत्र में स्थित है। उत्पन्न प्रकाश पारदर्शी एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन के माध्यम से उत्सर्जित होता है। विकिरण तीव्रता सीधे वाहक पुनर्संयोजन दर से संबंधित होती है, जो फॉरवर्ड करंट (IF) के समानुपाती होती है।
12. तकनीकी रुझान
अवरक्त एमिटर प्रौद्योगिकी व्यापक LED और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक रुझानों के साथ विकसित हो रही है। मुख्य दिशाओं में शामिल हैं:
दक्षता बढ़ाएँ:अनुसंधान का ध्यान इन्फ्रारेड LED की वॉल-प्लग दक्षता (आउटपुट ऑप्टिकल पावर/इनपुट इलेक्ट्रिकल पावर) बढ़ाने, और बैटरी से चलने वाले उपकरणों में ऊष्मा उत्पादन एवं बिजली खपत कम करने पर है।
उच्च शक्ति घनत्व:चिप-स्केल पैकेजिंग और उन्नत थर्मल प्रबंधन सामग्रियों के विकास ने छोटे आकार के उपकरणों में उच्चतर निरंतर और पल्स शक्ति प्राप्त करना संभव बना दिया है।
एकीकृत समाधान:इन्फ्रारेड एमिटर को ड्राइवर IC, फोटोडायोड और यहाँ तक कि माइक्रोकंट्रोलर के साथ एकल मॉड्यूल में एकीकृत करने की प्रवृत्ति बढ़ रही है, जिससे स्मार्ट सेंसर और IoT उपकरणों की प्रणाली डिजाइन सरल हो गई है।
तरंगदैर्ध्य सटीकता एवं विविधता:हालांकि 940nm आम है (परिवेशी प्रकाश व्यवधान कम करने के लिए सौर स्पेक्ट्रम के शिखर से बचने हेतु), लेकिन 850nm (आमतौर पर हल्की दिखने वाली लाल रोशनी के साथ) और 1050nm या 1550nm जैसे लंबे तरंगदैर्ध्य वाले एमिटर विशिष्ट अनुप्रयोगों (जैसे आँखों के लिए सुरक्षित लिडार या गैस सेंसिंग) में ध्यान आकर्षित कर रहे हैं। मूल कार्य सिद्धांत वही रहता है, लेकिन पदार्थ विज्ञान में प्रगति ने इन नए तरंगदैर्ध्य और बेहतर प्रदर्शन विशेषताओं को संभव बनाया है।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित दीप्त फ्लक्स, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| दीप्त फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (Lumen) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लाइट फिक्स्चर पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle (प्रकाश उत्सर्जन कोण) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी हो जाती है, यह प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के विस्तार और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडापन, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य का निर्धारण करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत 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 प्रयुक्त। |
| क्रोमैटिकिटी टॉलरेंस (SDCM) | मैकएडम एलिप्स स्टेप्स, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, स्टेप्स जितने कम होंगे, रंग उतने ही अधिक सुसंगत होंगे। | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन LED के रंग से संबंधित तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक LED के रंगतान (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
2. विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी 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 पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | अल्प अवधि में सहन करने योग्य शिखर धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे 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 ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा 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 शॉक प्रतिरोध क्षमता, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की संभावना कम। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवन दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक के प्रारंभिक मूल्य के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन 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। |
| Color Shift | Δu′v′ या MacAdam Ellipse | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य की रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार। एनकैप्सुलेशन और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| एनकैप्सुलेशन प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च तापसहिष्णुता, कम लागत; सिरेमिक बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप चिप में बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च ल्यूमिनस एफिशिएंसी होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, जो प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहों में विभाजित, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइव पावर मिलान की सुविधा और सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग ग्रेडिंग | 5-चरण MacAdam दीर्घवृत्त | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकरण करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा हो। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयुक्त)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | Environmental Certification | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सामान्यतः सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |