LED डिवाइस स्पेसिफिकेशन शीट - लाइफसाइकल रिविज़न 2 - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह तकनीकी दस्तावेज़ एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) उपकरण की व्यापक विशिष्टताएं और मार्गदर्शन प्रदान करता है। इस संशोधन का मुख्य उद्देश्य इसके जीवनचक्र चरण को औपचारिक रूप से दर्ज करना और वर्तमान विनिर्माण मानकों एवं प्रदर्शन विशेषताओं को प्रतिबिंबित करने के लिए तकनीकी मापदंडों को अद्यतन करना है। LED एक अर्धचालक उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को दृश्य प्रकाश में परिवर्तित करता है, और इसकी उच्च दक्षता, लंबी सेवा जीवन और विश्वसनीयता के कारण, यह संकेतक लाइट्स, बैकलाइटिंग, सामान्य प्रकाश व्यवस्था और ऑटोमोटिव लाइटिंग जैसे क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

इस उपकरण का मुख्य लाभ इसका मानकीकृत डिजाइन है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रदर्शन की स्थिरता सुनिश्चित करता है। यह स्वचालित सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) असेंबली प्रक्रियाओं के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में एकीकरण के लिए उपयुक्त है। लक्षित बाजारों में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियाँ, ऑटोमोटिव इंटीरियर और ऐसे साइनेज अनुप्रयोग शामिल हैं जिन्हें विश्वसनीय, कम बिजली खपत वाली प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है।

2. तकनीकी मापदंडों की गहन एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या

प्रदान किए गए PDF अंश की सीमित सामग्री के बावजूद, एक विस्तृत LED डिवाइस तकनीकी विशिष्टता पत्रक में आमतौर पर निम्नलिखित प्रमुख पैरामीटर अनुभाग शामिल होते हैं। निम्नलिखित मान एक सामान्य मध्यम-शक्ति SMD LED पैकेजिंग के लिए उद्योग मानक सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं; विशिष्ट मान पूर्ण विशिष्टता पत्रक में परिभाषित किए जाएंगे।

2.1 प्रकाशमिति और रंग विशेषताएँ

प्रकाशमितीय विशेषताएँ प्रकाश उत्पादन और गुणवत्ता को परिभाषित करती हैं। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:

• ल्यूमिनस फ्लक्स (Φ_v):प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल दृश्यमान प्रकाश, जिसे लुमेन (lm) में मापा जाता है। मानक उपकरणों के लिए विशिष्ट मान रेंज रंग और ड्राइव करंट के आधार पर 20 lm से 120 lm तक हो सकती है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λ_D):प्रकाश का अनुभव किया गया रंग, नैनोमीटर (nm) में व्यक्त। श्वेत प्रकाश एलईडी के लिए, यह पैरामीटर संबंधित रंग तापमान (CCT) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।
• संबंधित रंग तापमान (CCT):श्वेत प्रकाश एलईडी के लिए, यह पैरामीटर प्रकाश के रंग की उपस्थिति का वर्णन करता है, गर्म श्वेत प्रकाश (उदाहरण के लिए, 2700K-3000K) से लेकर ठंडे श्वेत प्रकाश (उदाहरण के लिए, 5000K-6500K) तक।
• रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI):यह प्राकृतिक प्रकाश स्रोत की तुलना में किसी प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के रंगों को सटीक रूप से प्रस्तुत करने की क्षमता को मापता है। सामान्य प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए आमतौर पर CRI 80 या उससे अधिक की आवश्यकता होती है।

2.2 विद्युत पैरामीटर

विद्युत मापदंड सर्किट डिजाइन और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):जब LED निर्दिष्ट फॉरवर्ड करंट पर प्रकाश उत्सर्जित करता है, तो उसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप। यह रंग और अर्धचालक सामग्री के अनुसार बदलता है (उदाहरण के लिए, लाल लगभग 2.0V, नीला/सफेद लगभग 3.2V)। सफेद LED के लिए, सामान्य सीमा 2.8V से 3.4V तक होती है।
• फॉरवर्ड करंट (I_F):अनुशंसित कार्यशील धारा, विभिन्न पैकेज आकारों के लिए, आमतौर पर 20mA, 60mA या 150mA होती है। अधिकतम रेटेड धारा से अधिक होने पर स्थायी क्षति हो सकती है।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):LED को नुकसान पहुंचाए बिना लागू की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, आमतौर पर लगभग 5V होती है।

2.3 ऊष्मीय विशेषताएँ

LED का प्रदर्शन और जीवनकाल जंक्शन तापमान पर अत्यधिक निर्भर करता है।

• थर्मल प्रतिरोध (R_θJCया R_θJA):एलईडी जंक्शन से केस (JC) या परिवेशी वायु (JA) तक ऊष्मा प्रवाह के लिए थर्मल प्रतिरोध। कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। SMD पैकेज के लिए, विशिष्ट R_θJAयह 100-200 °C/W के बीच हो सकता है।
• अधिकतम जंक्शन तापमान (T_J):अर्धचालक जंक्शन के लिए अनुमत अधिकतम तापमान, आमतौर पर 125°C या 150°C। दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन के लिए इस तापमान से नीचे रहना चाहिए।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को विभिन्न ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है।

• तरंगदैर्ध्य/रंग तापमान ग्रेडिंग:एलईडी को मुख्य तरंगदैर्ध्य या CCT के आधार पर समूहित किया जाता है। सफेद एलईडी के लिए एक विशिष्ट ग्रेडिंग योजना एक निश्चित CCT सीमा (जैसे 3000K, 3200K, 3500K) के भीतर 100K या 200K के चरणों में हो सकती है।
• प्रकाश प्रवाह ग्रेडिंग:मानक परीक्षण धारा पर LED के प्रकाश उत्पादन के आधार पर ग्रेडिंग की जाती है। ग्रेड न्यूनतम और अधिकतम ल्यूमेन मानों द्वारा परिभाषित किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, ग्रेड A: 80-90 lm, ग्रेड B: 90-100 lm)।
• फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग:विशिष्ट धारा पर आधारित V_Fग्रेडिंग करने से कुशल ड्राइव सर्किट डिजाइन करने और समानांतर लाइट स्ट्रिंग्स में एकसमान चमाक प्राप्त करने में मदद मिलती है। सामान्य ग्रेडिंग स्टेप 0.1V हो सकता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

विभिन्न परिस्थितियों में प्रदर्शन को समझने के लिए ग्राफिकल डेटा महत्वपूर्ण है।

• I-V (करंट-वोल्टेज) कर्व:यह ग्राफ फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है, और करंट के तेजी से बढ़ने से पहले एक थ्रेशोल्ड वोल्टेज मौजूद होता है। यह कर्व करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर चुनने या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
• तापमान विशेषताएँ:ग्राफ आमतौर पर दिखाते हैं कि कैसे लुमेन आउटपुट और फॉरवर्ड वोल्टेज जंक्शन तापमान के साथ बदलते हैं। प्रकाश उत्पादन आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटता है (थर्मल क्वेंचिंग), जबकि फॉरवर्ड वोल्टेज थोड़ा कम हो जाता है।
• स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन (SPD):प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश उत्सर्जन की सापेक्ष तीव्रता दिखाने वाला ग्राफ। व्हाइट LED (फॉस्फर-कन्वर्टेड) के लिए, यह ब्लू पंप LED के पीक और फॉस्फर के व्यापक उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को दर्शाता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

सटीक मैकेनिकल डेटा PCB डिजाइन और असेंबली को सही सुनिश्चित करता है।

• पैकेज आयाम:मुख्य आयामों (जैसे लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और पिन पिच) सहित विस्तृत ड्राइंग। सामान्य SMD पैकेज जैसे 2835, जिसका नाममात्र आकार 2.8mm x 3.5mm होता है।
• पैड लेआउट (पैकेज आउटलाइन):PCB पर सोल्डरिंग के लिए अनुशंसित कॉपर पैड पैटर्न। इसमें पैड का आकार, आकार और पिच शामिल है, ताकि सही सोल्डर जोड़ बने और पर्याप्त यांत्रिक शक्ति हो।
• Polarity Identification:एलईडी पैकेजिंग पर स्पष्ट चिह्न (आमतौर पर कैथोड साइड पर एक खांचा, कटा हुआ कोना या हरा निशान), एनोड और कैथोड को इंगित करने के लिए, ताकि सही विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित हो सके।

6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका

सही संचालन क्षति को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है।

• रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल:प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग चरणों के लिए समय-तापमान प्रोफाइल निर्दिष्ट करें। प्लास्टिक लेंस या आंतरिक बॉन्डिंग को नुकसान से बचने के लिए शिखर तापमान LED की अधिकतम सहनशीलता (आमतौर पर 260°C, कुछ सेकंड के लिए) से अधिक नहीं होना चाहिए।
• सावधानियाँ:लेंस पर यांत्रिक तनाव न डालें। कम क्लोरीन वाले, क्लीनर-फ्री फ्लक्स का उपयोग करें। सोल्डरिंग के बाद अल्ट्रासोनिक विधि से सफाई न करें। यदि हाथ से सोल्डरिंग करनी हो, तो सुनिश्चित करें कि सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान नियंत्रित हो।
• भंडारण की शर्तें:LED应储存在干燥、防静电、温湿度受控的环境中（例如，温度<40°C，相对湿度<60%），以防止引脚吸湿和氧化。

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

लॉजिस्टिक्स और खरीद जानकारी।

• पैकेजिंग विनिर्देश:यह आमतौर पर स्वचालित प्लेसमेंट मशीनों के लिए उपयुक्त कैरियर टेप और रील के रूप में आपूर्ति की जाती है। रील आकार (उदाहरण के लिए, 7 इंच, 13 इंच) और प्रति रील मात्रा (उदाहरण के लिए, 2000 टुकड़े, 4000 टुकड़े) निर्दिष्ट किए जाते हैं।
• लेबल जानकारी:रील लेबल में पार्ट नंबर, मात्रा, बैच नंबर, तिथि कोड और ग्रेडिंग जानकारी शामिल होती है।
• पार्ट नंबरिंग नियम:मॉडल कोड प्रमुख विशेषताओं को एन्कोड करता है, जैसे पैकेज आकार, रंग, CCT, लुमेन बिन और वोल्टेज बिन (उदाहरण के लिए, LED2835-W-50-80-C1)।

8. अनुप्रयोग सुझाव

प्रभावी कार्यान्वयन के लिए मार्गदर्शन।

• विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट:कम वोल्टेज डीसी बिजली आपूर्ति के लिए, श्रृंखला में करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग किया जा सकता है; या इष्टतम प्रदर्शन और दक्षता के लिए, विशेष रूप से बहु-एलईडी सरणी या मेन्स-संचालित अनुप्रयोगों में, समर्पित निरंतर-धारा एलईडी ड्राइवर द्वारा संचालित किया जा सकता है।
• डिज़ाइन विचार:जंक्शन तापमान का प्रबंधन करने के लिए पीसीबी पर पर्याप्त थर्मल उपाय (जैसे थर्मल वाया, कॉपर फ़ॉयल क्षेत्र) सुनिश्चित करें। वांछित बीम वितरण प्राप्त करने के लिए ऑप्टिकल डिज़ाइन (लेंस, डिफ्यूज़र) पर विचार करें। समानांतर एलईडी स्ट्रिंग्स डिज़ाइन करते समय, करंट असंतुलन को रोकने के लिए फॉरवर्ड वोल्टेज भिन्नताओं पर विचार करें।

9. तकनीकी तुलना

एक मानकीकृत SMD LED के रूप में, यह उपकरण प्रदर्शन, लागत और विश्वसनीयता के बीच संतुलन के माध्यम से स्वयं को अलग करता है। थ्रू-होल LED की तुलना में, इसने लघुरूपण और स्वचालित संयोजन हासिल किया है। पुराने LED पैकेजिंग की तुलना में, कुछ डिज़ाइनों में खुले थर्मल पैड के उपयोग के कारण, यह आमतौर पर उच्च प्रकाश दक्षता (लुमेन प्रति वाट) और बेहतर ताप प्रबंधन प्रदान करता है। विशिष्ट जीवनचक्र संशोधन (संशोधन: 2) इंगित करता है कि उत्पाद में निरंतर सुधार किया जा रहा है, जिसमें दक्षता बढ़ाने या पहले के संस्करणों की तुलना में बेहतर रंग स्थिरता प्राप्त करने के लिए सामग्री (जैसे, अधिक मजबूत सिलिकॉन लेंस) या सेमीकंडक्टर एपिटैक्सी में सुधार शामिल हो सकते हैं।

10. सामान्य प्रश्नों के उत्तर

विशिष्ट तकनीकी मापदंड परामर्श पर आधारित उत्तर।

• प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 5V बिजली आपूर्ति से चला सकता हूँ?उत्तर: नहीं। आपको श्रृंखला में करंट सीमित करने वाला रोकनेवाला या स्थिर धारा ड्राइवर का उपयोग करना चाहिए। रोकनेवाला मान गणना सूत्र है R = (बिजली आपूर्ति वोल्टेज - V_F) / I_F3.2V फॉरवर्ड वोल्टेज और 20mA करंट वाले LED के लिए, 5V पावर सप्लाई का उपयोग करते समय, R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 ओम।
• प्रश्न: समानांतर में जुड़े LED के लिए अलग-अलग रोकनेवाला (रेसिस्टर) की आवश्यकता क्यों होती है?उत्तर: V_Fप्राकृतिक विविधताएँ होती हैं, सीधे समानांतर में जुड़े LED समान रूप से धारा साझा नहीं करेंगे। V_Fथोड़ा कम वोल्टेज वाला LED अधिक धारा खींचेगा, जिससे अत्यधिक गर्मी और विफलता हो सकती है। अलग-अलग प्रतिरोधक धारा संतुलन में सहायता करते हैं।
• प्रश्न: "Lifecycle Stage: Revision" का क्या अर्थ है?उत्तर: यह इंगित करता है कि उत्पाद एक सक्रिय, समर्थित स्थिति में है, और इसके दस्तावेज़ और विनिर्देश उत्पाद के रूप, फिट या मूल कार्यक्षमता को बदले बिना किए गए मामूली सुधारों, स्पष्टीकरणों या प्रक्रिया परिवर्तनों को प्रतिबिंबित करने के लिए अद्यतन किए जा सकते हैं।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण

केस: औद्योगिक कंट्रोल पैनल डिस्प्ले बैकलाइट।डिजाइनरों को एक 5-इंच LCD के लिए समान, विश्वसनीय और टिकाऊ बैकलाइट प्रदान करने की आवश्यकता थी। उन्होंने इस LED डिवाइस के कोल्ड व्हाइट (6500K) वेरिएंट का चयन किया। कई LEDs को एक फ्लेक्सिबल PCB स्ट्रिप पर डिस्प्ले के किनारे पर एक सरणी में व्यवस्थित किया गया, जिसमें एज-लिट या डायरेक्ट-लिट बैकलाइट ऑप्टिकल डिजाइन का उपयोग किया गया। एक कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर को डिजाइन किया गया, जो 6 LEDs की प्रत्येक स्ट्रिंग को 60mA करंट (कुल V_F~19.2V)। थर्मल वाया एलईडी पैड को मुख्य पीसीबी के बड़े ग्राउंड प्लेन से जोड़ता है ताकि ऊष्मा का प्रसार हो सके। उच्च CRI डिस्प्ले पर रंगों के सटीक प्रतिपादन को सुनिश्चित करता है। "रिविज़न 2" की स्थिति डिजाइनर को इस लंबी अवधि के औद्योगिक अनुप्रयोग में डिवाइस की परिपक्वता और आपूर्ति स्थिरता पर विश्वास दिलाती है।

12. सिद्धांत परिचय

एलईडी एक ठोस-अवस्था अर्धचालक उपकरण है। यह अशुद्धियों से डोप किए गए अर्धचालक पदार्थ के चिप से बना होता है, जो एक PN जंक्शन बनाता है। जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो N-क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और P-क्षेत्र से होल जंक्शन के भीतर पुनर्संयोजित होते हैं और ऊर्जा को फोटॉन के रूप में मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक पदार्थ के बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) का उपयोग नीले और हरे एलईडी के लिए किया जाता है, जबकि एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlGaInP) का उपयोग लाल और एम्बर एलईडी के लिए किया जाता है। सफेद एलईडी आमतौर पर नीले या पराबैंगनी एलईडी चिप पर फॉस्फर सामग्री की कोटिंग करके बनाई जाती है; फॉस्फर आंशिक नीले प्रकाश को अवशोषित करता है और इसे पीले प्रकाश या व्यापक स्पेक्ट्रम के रूप में पुनः उत्सर्जित करता है, जिसके संयोजन से सफेद प्रकाश उत्पन्न होता है।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

LED उद्योग का निरंतर विकास जारी है, जिसमें कई स्पष्ट प्रवृत्तियाँ दिखाई देती हैं। प्रकाश दक्षता (लुमेन प्रति वाट) में स्थिर वृद्धि से प्रकाश व्यवस्था की ऊर्जा खपत कम हो रही है। उद्योग रंग गुणवत्ता में सुधार पर अत्यधिक ध्यान केंद्रित कर रहा है, जिसमें उच्च CRI मान (90+) और अधिक सटीक रंग स्थिरता (सख्त बिनिंग) शामिल हैं। लघुरूपण जारी है, जिससे अति-सघन उपकरणों में नए अनुप्रयोग संभव हो रहे हैं। स्मार्ट, इंटरकनेक्टेड प्रकाश व्यवस्था, जहाँ LED को सेंसर और नियंत्रकों के साथ एकीकृत किया जाता है, एक बढ़ता हुआ क्षेत्र है। इसके अलावा, पेरोव्स्काइट और क्वांटम डॉट्स जैसी नई सामग्रियों पर शोध उच्च दक्षता, बेहतर रंग प्रतिपादन और कम लागत हासिल करने का लक्ष्य रखता है। प्रवृत्तियों में उच्च ड्राइव करंट और ऑपरेटिंग तापमान पर विश्वसनीयता और जीवनकाल बढ़ाना भी शामिल है।