एलईडी घटक तकनीकी दस्तावेज़ - जीवनचक्र चरण संशोधन 2 - रिलीज़ तिथि 2014-12-03 - अंग्रेज़ी

1. उत्पाद अवलोकन

यह तकनीकी दस्तावेज़ एक एलईडी घटक के एक विशिष्ट संशोधन से संबंधित है। प्रदान की गई प्राथमिक जानकारी घटक के जीवनचक्र चरण, संशोधन संख्या और जारी करने की तिथि को इंगित करती है। जीवनचक्र चरण को "संशोधन" नामित किया गया है, जो दर्शाता है कि यह दस्तावेज़ घटक के विनिर्देशों या संबंधित तकनीकी डेटा का एक अद्यतन संस्करण प्रस्तुत करता है। संशोधन संख्या 2 है, और इस संशोधन की आधिकारिक जारी करने की तिथि 3 दिसंबर, 2014 को 19:32:43 थी। दस्तावेज़ में "समाप्ति अवधि" "हमेशा के लिए" बताई गई है, जो आम तौर पर इंगित करती है कि दस्तावेज़ के इस संस्करण की कोई पूर्वनिर्धारित समाप्ति तिथि नहीं है और यह तब तक मान्य रहता है जब तक कि इसे एक नए संशोधन द्वारा प्रतिस्थापित नहीं कर दिया जाता। यह मूल जानकारी बाद के अनुभागों में विस्तृत तकनीकी मापदंडों के संस्करण नियंत्रण और वैधता को समझने का आधार बनाती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर व्याख्या

प्रदत्त अंश दस्तावेज़ मेटाडेटा पर केंद्रित है, लेकिन एक एलईडी घटक के पूर्ण तकनीकी डेटाशीट में आमतौर पर कई प्रमुख पैरामीटर श्रेणियां शामिल होती हैं। ये पैरामीटर डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए घटक को सर्किट या सिस्टम में ठीक से एकीकृत करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

2.1 प्रकाशमितीय और रंग विशेषताएँ

फोटोमेट्रिक विशेषताएं एलईडी के प्रकाश उत्पादन को परिभाषित करती हैं। प्रमुख पैरामीटर में ल्यूमिनस फ्लक्स शामिल है, जिसे लुमेन (lm) में मापा जाता है, जो प्रकाश की अनुभूत शक्ति को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करता है। एक अन्य महत्वपूर्ण पैरामीटर ल्यूमिनस एफिकेसी है, जिसे लुमेन प्रति वाट (lm/W) में मापा जाता है, जो विद्युत शक्ति को दृश्य प्रकाश में परिवर्तित करने की दक्षता को दर्शाता है। रंग विशेषताओं को मेट्रिक्स द्वारा परिभाषित किया जाता है, जैसे कि सफेद एलईडी के लिए करलेटेड कलर टेम्परेचर (CCT), जिसे केल्विन (K) में मापा जाता है, जो सफेद प्रकाश की गर्माहट या ठंडक का वर्णन करता है। रंगीन एलईडी के लिए, प्रमुख तरंगदैर्ध्य और रंग शुद्धता निर्दिष्ट की जाती है। क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स (उदाहरण के लिए, CIE 1931 डायग्राम पर) रंग बिंदु का एक सटीक, संख्यात्मक विवरण प्रदान करते हैं। विशिष्ट चमक स्तर और रंग गुणवत्ता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए इन पैरामीटर को समझना आवश्यक है।

2.2 विद्युत पैरामीटर

विद्युत मापदंड एलईडी के सुरक्षित और कुशल संचालन को नियंत्रित करते हैं। फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) एलईडी के पार वोल्टेज ड्रॉप है जब यह करंट का संचालन कर रही होती है। इसे आमतौर पर एक विशिष्ट टेस्ट करंट (If) पर निर्दिष्ट किया जाता है। फॉरवर्ड करंट (If) अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट है, और अधिकतम रेटेड फॉरवर्ड करंट से अधिक होने पर समय से पहले विफलता हो सकती है। रिवर्स वोल्टेज (Vr) अधिकतम वोल्टेज है जिसे एलईडी गैर-संचालन दिशा में बायस्ड होने पर सहन कर सकती है। स्थिर प्रदर्शन और लंबे जीवनकाल को सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स का चयन करने या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने के लिए ये मापदंड महत्वपूर्ण हैं।

2.3 Thermal Characteristics

LED के प्रदर्शन और दीर्घायु पर तापमान का गहरा प्रभाव पड़ता है। जंक्शन तापमान (Tj) अर्धचालक चिप का स्वयं का तापमान है। एक प्रमुख थर्मल पैरामीटर जंक्शन से परिवेशी वायु (RθJA) या सोल्डर पॉइंट (RθJS) तक की थर्मल रेजिस्टेंस है। यह मान, जो डिग्री सेल्सियस प्रति वाट (°C/W) में मापा जाता है, यह दर्शाता है कि चिप से ऊष्मा कितनी प्रभावी ढंग से विसर्जित होती है। कम जंक्शन तापमान बनाए रखना महत्वपूर्ण है, क्योंकि उच्च तापमान ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (समय के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी) को तेज करता है और LED के परिचालन जीवन को काफी कम कर सकता है। उचित हीट सिंकिंग और PCB थर्मल डिजाइन सीधे तौर पर इन थर्मल विशेषताओं से निर्देशित होते हैं।

3. Binning System Explanation

निहित निर्माण विविधताओं के कारण, LEDs को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। एक बिनिंग सिस्टम एक बैच के भीतर स्थिरता सुनिश्चित करता है।

3.1 Wavelength/Color Temperature Binning

रंगीन एलईडी के लिए, बिन को प्रमुख तरंगदैर्ध्य की सीमा द्वारा परिभाषित किया जाता है। सफेद एलईडी के लिए, बिन को सहसंबद्ध रंग तापमान (CCT) की सीमा द्वारा और कभी-कभी ब्लैक-बॉडी लोकस (Duv) से दूरी द्वारा परिभाषित किया जाता है। यह कई एलईडी का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों में रंग एकरूपता सुनिश्चित करता है।

3.2 Luminous Flux Binning

LEDs को उनके प्रकाशीय फ्लक्स आउटपुट के आधार पर एक मानक परीक्षण धारा पर वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को विशिष्ट चमक आवश्यकताओं को पूरा करने वाले घटकों का चयन करने और एक सरणी के कुल प्रकाश उत्पादन का अनुमान लगाने में सक्षम बनाता है।

3.3 Forward Voltage Binning

फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) को भी बिन किया जाता है। एक ही या समान Vf बिन से LED का उपयोग करने से ड्राइवर डिज़ाइन सरल हो सकता है, समानांतर स्ट्रिंग्स में करंट मिलान में सुधार हो सकता है, और समग्र सिस्टम दक्षता बढ़ सकती है।

4. परफॉर्मेंस कर्व एनालिसिस

ग्राफिकल डेटा विभिन्न परिस्थितियों में LED के व्यवहार की गहरी समझ प्रदान करता है।

4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) विशेषता वक्र

I-V वक्र एलईडी के माध्यम से फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट के बीच संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है, जो एक टर्न-ऑन वोल्टेज प्रदर्शित करता है जिसके नीचे बहुत कम करंट प्रवाहित होता है। ऑपरेटिंग क्षेत्र में वक्र की ढलान एलईडी के डायनामिक प्रतिरोध से संबंधित है। यह वक्र ड्राइवर डिजाइन के लिए मौलिक है।

4.2 तापमान निर्भरता विशेषताएँ

ग्राफ आम तौर पर दिखाते हैं कि कैसे फॉरवर्ड वोल्टेज बढ़ते जंक्शन तापमान के साथ घटता है (एक स्थिर धारा के लिए) और कैसे चमकदार फ्लक्स तापमान बढ़ने के साथ कम होता है। इन वक्रों का उन प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण महत्व है जो अपने इच्छित तापमान सीमा में विश्वसनीय रूप से कार्य करती हैं।

4.3 स्पेक्ट्रल पावर वितरण

स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन प्लॉट प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दर्शाता है। सफेद एलईडी के लिए, यह ब्लू पंप एलईडी और फॉस्फर उत्सर्जन के मिश्रण को प्रकट करता है। इसका उपयोग कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) और अन्य कलर क्वालिटी मेट्रिक्स की गणना के लिए किया जाता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

भौतिक विशिष्टताएँ उचित माउंटिंग और असेंबली सुनिश्चित करती हैं।

5.1 Dimensional Outline Drawing

एक विस्तृत ड्राइंग सभी महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करती है: लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, लीड स्पेसिंग और घटक सहनशीलता। यह PCB फुटप्रिंट डिजाइन और अंतिम असेंबली के भीतर फिट सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।

5.2 पैड लेआउट डिज़ाइन

विश्वसनीय सोल्डर जोड़ गठन सुनिश्चित करने और एलईडी से दूर ऊष्मा हस्तांतरण की सुविधा के लिए अनुशंसित पीसीबी लैंड पैटर्न (पैड ज्यामिति और आकार) प्रदान किया गया है।

5.3 पोलैरिटी पहचान

एनोड और कैथोड की पहचान करने की विधि (जैसे कि एक खाँचा, कटा हुआ कोना, या चिह्नित लीड) असेंबली के दौरान गलत ओरिएंटेशन को रोकने के लिए स्पष्ट रूप से इंगित की गई है।

6. Soldering and Assembly Guidelines

उचित हैंडलिंग और सोल्डरिंग विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण हैं।

6.1 Reflow Soldering Profile

एक अनुशंसित रीफ्लो तापमान प्रोफ़ाइल प्रदान की गई है, जिसमें प्रीहीट, सोक, रीफ्लो पीक तापमान और कूलिंग दरें शामिल हैं। इस प्रोफ़ाइल का पालन करने से एलईडी पैकेज या आंतरिक डाई को थर्मल शॉक और क्षति से बचाया जा सकता है।

6.2 सावधानियाँ और हैंडलिंग

दिशानिर्देशों में इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) से सुरक्षा, लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचाव और कुछ विशिष्ट सॉल्वेंट्स से सफाई के विरुद्ध सिफारिशें शामिल हैं जो सिलिकॉन या एपॉक्सी लेंस सामग्री को क्षति पहुँचा सकते हैं।

6.3 भंडारण की स्थितियाँ

घटक के उपयोग से पहले उसके क्षरण को रोकने के लिए, विशेष रूप से पैकेजिंग और आंतरिक सामग्रियों के लिए, आदर्श भंडारण स्थितियाँ (तापमान और आर्द्रता सीमा) निर्दिष्ट की गई हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

खरीद और रसद के लिए जानकारी।

7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली उपकरण के लिए रील आकार, टेप चौड़ाई, पॉकेट आयाम और प्रति रील मात्रा पर विवरण प्रदान किए गए हैं।

7.2 लेबलिंग जानकारी

रील या बक्सों पर लेबल का प्रारूप और सामग्री, जिसमें आमतौर पर पार्ट नंबर, मात्रा, लॉट नंबर और बिन कोड शामिल होते हैं।

7.3 पार्ट नंबर नामकरण

पार्ट नंबर कोडिंग सिस्टम की व्याख्या, जो रंग, फ्लक्स बिन, वोल्टेज बिन, पैकेज प्रकार और विशेष सुविधाओं जैसी जानकारी को एनकोड कर सकती है।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

घटक को प्रभावी ढंग से लागू करने के लिए मार्गदर्शन।

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

मूल ड्राइविंग सर्किट के स्कीमैटिक्स, जैसे कि एक स्थिर वोल्टेज स्रोत के साथ श्रृंखला प्रतिरोधक का उपयोग करना या एक समर्पित स्थिर-धारा LED ड्राइवर IC का उपयोग करना। समानांतर और श्रृंखला विन्यास के लिए विचारों पर चर्चा की गई है।

8.2 Design Considerations

मुख्य बिंदुओं में पीसीबी पर थर्मल प्रबंधन (थर्मल वायस, कॉपर पॉर्स का उपयोग करके), वांछित बीम पैटर्न के लिए ऑप्टिकल डिज़ाइन, और रिपल करंट को कम करने व स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए विद्युत डिज़ाइन शामिल हैं।

9. Technical Comparison

हालांकि विशिष्ट प्रतिस्पर्धी नामों को छोड़ दिया गया है, दस्तावेज़ इस घटक के मुख्य अंतरकारकों पर प्रकाश डाल सकता है। इनमें उच्च दीप्तिमान प्रभावकारिता के कारण बेहतर ऊर्जा दक्षता, कठोर वातावरण के लिए कार्यशील तापमान की व्यापक सीमा, श्रेष्ठ रंग स्थिरता (सघन बिनिंग), या थर्मल साइक्लिंग के तहत बेहतर विश्वसनीयता के लिए एक अधिक मजबूत पैकेज डिज़ाइन शामिल हो सकते हैं। ऐसे लाभ पिछले अनुभागों में सूचीबद्ध इसके विशिष्ट तकनीकी मापदंडों से प्राप्त होते हैं।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

मापदंडों के आधार पर सामान्य तकनीकी प्रश्नों के उत्तर।

प्रश्न: मुझे किस ड्राइवर करंट का उपयोग करना चाहिए?
उत्तर: हमेशा पूर्ण अधिकतम रेटिंग और अनुशंसित ऑपरेटिंग स्थितियों का संदर्भ लें। दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए निर्दिष्ट फॉरवर्ड करंट (If) पर या उससे नीचे संचालित करें। स्थिर प्रदर्शन के लिए एक स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करना अत्यधिक अनुशंसित है।

प्रश्न: आवश्यक श्रृंखला रोकनेवाला की गणना कैसे करूं?
A: ओम के नियम का उपयोग करें: R = (Vsupply - Vf) / If। अपनी गणना के लिए डेटाशीट से विशिष्ट या अधिकतम Vf का उपयोग करें, और सुनिश्चित करें कि रोकनेवाले की शक्ति रेटिंग पर्याप्त है (P = (If)^2 * R)।

Q: थर्मल प्रबंधन इतना महत्वपूर्ण क्यों है?
A: उच्च जंक्शन तापमान सीधे लुमेन ह्रास का कारण बनता है और परिचालन जीवन को कम करता है। अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक होने पर तत्काल विफलता हो सकती है। उचित हीट सिंकिंग Tj को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखती है।

Q: क्या मैं कई एलईडी को सीधे समानांतर में जोड़ सकता हूँ?
A: आमतौर पर इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है क्योंकि एलईडी के बीच Vf में भिन्नता होती है। छोटे अंतर भी धारा में महत्वपूर्ण असंतुलन पैदा कर सकते हैं, जिससे असमान चमक होती है और एक एलईडी पर अत्यधिक दबाव पड़ने की संभावना रहती है। अलग-अलग करंट लिमिटर का उपयोग करें या उच्च वोल्टेज आपूर्ति के साथ श्रृंखला कनेक्शन का प्रयोग करें।

11. व्यावहारिक उपयोग के मामले

एक मानक एलईडी के निहित तकनीकी मापदंडों के आधार पर, यहां सामान्यीकृत अनुप्रयोग उदाहरण दिए गए हैं।

केस 1: एक उपभोक्ता उपकरण पर संकेतक प्रकाश: एक कम-धारा एलईडी का उपयोग एक साधारण श्रृंखला अवरोधक के साथ किया जाता है। मुख्य विचार आवश्यक चमक (दृश्य कोण और ज्योति तीव्रता), रंग और उपकरण के पीसीबी पर उपलब्ध आपूर्ति वोल्टेज हैं।

केस 2: आर्किटेक्चरल लीनियर लाइटिंग: एक लंबी, संकरी PCB स्ट्रिप पर कई उच्च-दक्षता वाले LED लगे होते हैं। डिज़ाइन लंबाई के साथ समान रंग और चमक प्राप्त करने (जिसके लिए सख्त बिनिंग की आवश्यकता होती है), एल्यूमीनियम चैनल के माध्यम से कुशल थर्मल प्रबंधन, और माहौल नियंत्रण के लिए डिमिंग करने में सक्षम एक स्थिर-धारा ड्राइवर के उपयोग पर केंद्रित है।

केस 3: ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग: एलईडी को व्यापक तापमान सीमा (-40°C से +85°C या उससे अधिक) में विश्वसनीय रूप से कार्य करना चाहिए। डिज़ाइन को वाहन की विद्युत प्रणाली में संभावित वोल्टेज ट्रांसिएंट्स को ध्यान में रखना चाहिए और यह सुनिश्चित करना चाहिए कि सभी तापमानों पर प्रकाश उत्पादन और रंग सुसंगत बना रहे।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

एलईडी एक अर्धचालक डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो एन-टाइप अर्धचालक से इलेक्ट्रॉन और पी-टाइप अर्धचालक से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब इलेक्ट्रॉन होल के साथ पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) सक्रिय क्षेत्र में प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है। सफेद एलईडी आमतौर पर एक नीले या पराबैंगनी एलईडी चिप को फॉस्फर सामग्री से कोटिंग करके बनाई जाती हैं। फॉस्फर कुछ नीली/यूवी प्रकाश को अवशोषित करता है और इसे लंबी तरंगदैर्ध्य (पीला, लाल) के व्यापक स्पेक्ट्रम के रूप में पुनः उत्सर्जित करता है, जो शेष नीले प्रकाश के साथ मिलकर सफेद प्रकाश उत्पन्न करता है।

13. Technology Trends

LED उद्योग का विकास जारी है। प्रमुख रुझानों में दीप्त दक्षता में निरंतर सुधार शामिल है, जो विद्युत-से-प्रकाश रूपांतरण की सैद्धांतिक सीमाओं को आगे बढ़ा रहा है। रंग गुणवत्ता को बढ़ाने पर जोर दिया जा रहा है, जैसे कि उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) मान और अधिक सुसंगत कलर पॉइंट्स प्राप्त करना। प्रकाश उत्पादन को बनाए रखते हुए या बढ़ाते हुए पैकेजों का लघुरूपण एक और रुझान है, जो नई डिजाइन संभावनाओं को सक्षम बना रहा है। नए फॉस्फर सामग्रियों का विकास अधिक कुशल और स्थिर श्वेत प्रकाश स्पेक्ट्रा बनाने का लक्ष्य रखता है। इसके अलावा, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स का सीधे LED चिप के साथ एकीकरण (जैसे, IC-on-board) ड्राइवर डिजाइन को सरल बना रहा है और अधिक बुद्धिमान, एड्रेस करने योग्य प्रकाश व्यवस्था प्रणालियों को सक्षम कर रहा है। ये उन्नतियाँ प्रकाश अनुप्रयोगों में अधिक ऊर्जा बचत, बेहतर प्रकाश गुणवत्ता और विस्तारित कार्यक्षमता की मांगों द्वारा संचालित हैं।