एलईडी घटक डेटाशीट - संशोधन 4 - जीवनचक्र सूचना - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह तकनीकी दस्तावेज़ एक विशिष्ट एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड) घटक के लिए व्यापक विशिष्टताएँ और अनुप्रयोग दिशानिर्देश प्रदान करता है। प्रदान की गई सामग्री का प्राथमिक ध्यान दस्तावेज़ की जीवनचक्र स्थिति के औपचारिक घोषणा पर है, जिसे "Revision 4" के रूप में पहचाना गया है। यह इस डेटाशीट के चौथे आधिकारिक संस्करण को दर्शाता है, जिसमें पिछले संस्करणों पर अद्यतन, सुधार या वृद्धि शामिल है। दस्तावेज़ को "Forever" की "Expired Period" के साथ नामित किया गया है, जो भविष्य में किसी भी प्रतिस्थापन संशोधन को छोड़कर, अनिश्चित अवधि के लिए इसकी इच्छित वैधता और प्रासंगिकता को दर्शाता है। इस संशोधन के लिए आधिकारिक रिलीज़ टाइमस्टैम्प 16 अक्टूबर, 2015 को 11:07:50 पर दर्ज किया गया है। यह जानकारी इंजीनियरों, खरीद विशेषज्ञों और गुणवत्ता आश्वासन कर्मियों के लिए यह सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि वे डिजाइन, सोर्सिंग और विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए घटक की विशिष्टताओं के सही और सबसे वर्तमान संस्करण का संदर्भ ले रहे हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

जबकि मुख्य अंश जीवनचक्र डेटा पर जोर देता है, एक पूर्ण LED डेटाशीट में आमतौर पर कई महत्वपूर्ण तकनीकी पैरामीटर अनुभाग होते हैं जो इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन में उचित एकीकरण के लिए आवश्यक होते हैं। अंतिम उत्पाद के इष्टतम प्रदर्शन, विश्वसनीयता और दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए इन पैरामीटरों पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाना चाहिए।

2.1 प्रकाशमितीय और रंग विशेषताएँ

फोटोमेट्रिक गुण LED के प्रकाश उत्पादन को परिभाषित करते हैं। मुख्य पैरामीटर में प्रमुख तरंगदैर्ध्य या सहसंबद्ध रंग तापमान (CCT) शामिल है, जो प्रकाश के अनुभव किए गए रंग (जैसे, ठंडा सफेद, गर्म सफेद, लाल, नीला, हरा) निर्धारित करता है। लुमेन (lm) में मापी गई चमकदार फ्लक्स, उत्सर्जित दृश्य प्रकाश की कुल मात्रा को मात्रात्मक रूप से व्यक्त करती है। अन्य महत्वपूर्ण मापदंड चमकदार तीव्रता (कैंडेला) है, जो एक विशिष्ट दिशा में प्रकाश उत्पादन का वर्णन करती है, और रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI) है, जो दर्शाता है कि प्रकाश स्रोत कितनी सटीकता से वस्तुओं के वास्तविक रंगों को एक प्राकृतिक प्रकाश स्रोत की तुलना में प्रकट करता है। देखने का कोण उस कोणीय सीमा को निर्दिष्ट करता है जिस पर चमकदार तीव्रता कम से कम अपने अधिकतम मूल्य की आधी होती है, जो बीम प्रसार को परिभाषित करती है।

2.2 विद्युत पैरामीटर

विद्युत विनिर्देश सर्किट डिजाइन के लिए मौलिक हैं। अग्र वोल्टेज (Vf) एलईडी के पार वोल्टेज पात है जब वह अपने निर्दिष्ट धारा पर संचालित हो रहा होता है। यह आवश्यक ड्राइव वोल्टेज निर्धारित करने और तापीय प्रबंधन गणनाओं के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है, क्योंकि शक्ति क्षय अग्र वोल्टेज और धारा का गुणनफल होता है। अग्र धारा (If) निर्दिष्ट फोटोमेट्रिक आउटपुट प्राप्त करने के लिए अनुशंसित संचालन धारा है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग, जैसे अधिकतम रिवर्स वोल्टेज और शिखर अग्र धारा, संचालन सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिन्हें स्थायी क्षति को रोकने के लिए पार नहीं किया जाना चाहिए। एलईडी का गतिशील प्रतिरोध भी कुछ ड्राइवर टोपोलॉजी के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है।

2.3 Thermal Characteristics

LED performance and lifespan are highly dependent on operating temperature. The junction temperature (Tj) is the temperature at the semiconductor chip itself. Key thermal parameters include the thermal resistance from the junction to the solder point or ambient (Rth j-s or Rth j-a), which indicates how effectively heat is conducted away from the chip. The maximum allowable junction temperature (Tj max) must not be exceeded. Proper heat sinking and PCB design are essential to maintain Tj within safe limits, as elevated temperatures lead to reduced light output (lumen depreciation), color shift, and accelerated failure.

3. Binning System Explanation

अर्धचालक निर्माण में अंतर्निहित विविधताओं के कारण, एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। एक बिनिंग सिस्टम अंतिम उपयोगकर्ता के लिए स्थिरता सुनिश्चित करता है।

3.1 Wavelength/Color Temperature Binning

LEDs को उनकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य (मोनोक्रोमैटिक LEDs के लिए) या संबंधित रंग तापमान (सफेद LEDs के लिए) के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि किसी एक उत्पाद या बैच में उपयोग किए गए सभी LEDs एक संकीर्ण, पूर्वनिर्धारित रंग सीमा के भीतर आते हैं, जिससे व्यक्तिगत LEDs के बीच दृश्यमान रंग अंतर को रोका जा सके।

3.2 Luminous Flux Binning

एलईडी को एक मानक परीक्षण धारा पर उनके मापित प्रकाश उत्पादन के आधार पर भी वर्गीकृत किया जाता है। फ्लक्स बिन समान चमकदार फ्लक्स मान वाले एलईडी को समूहित करते हैं, जिससे डिजाइनर ऐसे घटकों का चयन कर सकते हैं जो विशिष्ट चमक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं और अंतिम अनुप्रयोग में एकरूपता सुनिश्चित करते हैं।

3.3 Forward Voltage Binning

फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग के अधीन एक और पैरामीटर है। Vf द्वारा एलईडी को समूहीकृत करने से अधिक कुशल ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने में मदद मिलती है, खासकर जब कई एलईडी श्रृंखला में जुड़े होते हैं, क्योंकि यह करंट असंतुलन और बिजली हानि को कम करता है।

4. परफॉर्मेंस कर्व एनालिसिस

ग्राफिकल डेटा विभिन्न परिस्थितियों में एलईडी के व्यवहार में गहरी अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) विशेषता वक्र

I-V वक्र एलईडी के माध्यम से प्रवाहित फॉरवर्ड करंट और उसके आर-पार वोल्टेज के बीच संबंध को दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है, जो एक थ्रेशोल्ड वोल्टेज दिखाता है जिसके नीचे बहुत कम करंट प्रवाहित होता है। यह वक्र उपयुक्त करंट-सीमित सर्किटरी, जैसे कि रेसिस्टर्स या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर्स, का चयन करने के लिए आवश्यक है।

4.2 तापमान निर्भरता

जंक्शन तापमान के विरुद्ध दीप्त फ्लक्स और जंक्शन तापमान के विरुद्ध अग्र वोल्टेज दर्शाने वाले ग्राफ़ महत्वपूर्ण हैं। आम तौर पर, तापमान बढ़ने पर दीप्त आउटपुट कम हो जाता है। बढ़ते तापमान के साथ अग्र वोल्टेज भी कम हो जाता है, जो साधारण प्रतिरोधक ड्राइव सर्किट के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।

4.3 स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन

श्वेत एलईडी के लिए, एसपीडी ग्राफ दृश्यमान स्पेक्ट्रम में प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दर्शाता है। यह नीले पंप एलईडी के शिखर और व्यापक फॉस्फर उत्सर्जन को प्रकट करता है, जो रंग गुणवत्ता और संभावित अनुप्रयोगों के बारे में जानकारी प्रदान करता है।

5. मैकेनिकल और पैकेज सूचना

PCB लेआउट और असेंबली के लिए भौतिक आयाम और निर्माण विवरण आवश्यक हैं।

5.1 Outline Dimension Drawing

एक विस्तृत यांत्रिक चित्र पैकेज की सटीक लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और किसी भी महत्वपूर्ण सहनशीलता को निर्दिष्ट करता है। इसमें लेंस का आकार और आयाम शामिल हैं।

5.2 पैड लेआउट और फुटप्रिंट डिज़ाइन

अनुशंसित PCB लैंड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है, जिसमें पैड के आयाम, अंतर और आकार शामिल हैं। इस डिजाइन का पालन करने से उचित सोल्डर जोड़ निर्माण और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित होती है।

5.3 ध्रुवीयता पहचान

एनोड और कैथोड की पहचान करने की विधि स्पष्ट रूप से इंगित की गई है, आमतौर पर पैकेज पर एक चिह्न (जैसे कि एक खांचा, बिंदु, या कटा हुआ कोना) या असममित लीड लंबाई के माध्यम से। सही ध्रुवता डिवाइस के संचालन के लिए आवश्यक है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

उचित हैंडलिंग और असेंबली विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण हैं।

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

एक अनुशंसित रीफ्लो तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है, जिसमें प्रीहीट, सोक, रीफ्लो पीक तापमान और कूलिंग दरें शामिल हैं। सोल्डरिंग के दौरान अधिकतम अनुमेय बॉडी तापमान प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड को नुकसान से बचाने के लिए निर्दिष्ट किया गया है।

6.2 हैंडलिंग और स्टोरेज सावधानियां

दिशानिर्देश इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) से सुरक्षा को कवर करते हैं, जो सेमीकंडक्टर जंक्शन को नुकसान पहुंचा सकता है। नमी अवशोषण को रोकने के लिए भंडारण स्थितियों (तापमान और आर्द्रता) के लिए सिफारिशें भी शामिल हैं, जो अक्सर MSL (मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल) रेटिंग्स का संदर्भ देती हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

यह खंड विस्तार से बताता है कि घटक कैसे आपूर्ति किए जाते हैं।

7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

जानकारी में रील प्रकार (जैसे, टेप चौड़ाई, पॉकेट आकार), प्रति रील घटकों की संख्या और रील आयाम शामिल हैं। अन्य प्रारूपों के लिए, ट्रे या ट्यूब पर विवरण प्रदान किया जाता है।

7.2 लेबलिंग और पार्ट नंबरिंग

रील या पैकेज पर लेबलिंग समझाई गई है। पार्ट नंबर संरचना को डिकोड किया गया है, जो दर्शाता है कि पूर्ण ऑर्डरिंग कोड के भीतर फ्लक्स, रंग और वोल्टेज के लिए विशिष्ट बिन कोड की पहचान कैसे करें।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

घटक का सर्वोत्तम उपयोग कैसे करें, इस पर मार्गदर्शन।

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ

मूल ड्राइव सर्किट के स्कीमैटिक्स अक्सर दिखाए जाते हैं, जैसे कि एक स्थिर वोल्टेज स्रोत के साथ श्रृंखला रोकनेवाला का उपयोग करना या बेहतर दक्षता और नियंत्रण के लिए एक समर्पित constant-current LED driver IC का उपयोग करना।

8.2 डिज़ाइन संबंधी विचार

प्रमुख डिज़ाइन सलाह में PCB पर पर्याप्त हीट सिंकिंग सुनिश्चित करना (थर्मल वायस, कॉपर पॉर्स का उपयोग करके), सही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना करना, डिमिंग के प्रभावों (PWM बनाम एनालॉग) पर विचार करना और यह सुनिश्चित करना शामिल है कि ऑप्टिकल डिज़ाइन (लेंस, डिफ्यूज़र) LED के व्यूइंग एंगल और इंटेंसिटी प्रोफाइल के अनुकूल है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

हालांकि विशिष्ट प्रतिस्पर्धी नामों को छोड़ दिया गया है, डेटाशीट इस घटक के फायदों को उजागर कर सकती है। इनमें उच्च दीप्ति दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर रंग स्थिरता (सख्त बिनिंग), श्रेष्ठ विश्वसनीयता डेटा (लंबी L70/B50 आयु), अधिक सघन डिजाइनों को सक्षम करने वाला अधिक कॉम्पैक्ट पैकेज आकार, या कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त कार्यशील तापमान की व्यापक सीमा शामिल हो सकते हैं।

10. Frequently Asked Questions (FAQ)

पैरामीटर्स के आधार पर सामान्य तकनीकी प्रश्नों के उत्तर।

प्र: यदि मैं LED को अधिकतम फॉरवर्ड करंट से ऊपर चलाता हूं तो क्या होता है?
A: If(max) से अधिक होने पर अत्यधिक जंक्शन तापमान होगा, जिससे लुमेन मूल्यह्रास तेजी से होगा, स्थायी रंग परिवर्तन होगा, और अंततः विनाशकारी विफलता होगी। हमेशा एक सुरक्षा मार्जिन के साथ डिजाइन करें।

Q: मैं सही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का चयन कैसे करूं?
A: ओम के नियम का उपयोग करें: R = (Vsupply - Vf_total) / If। जहां Vf_total श्रृंखला में जुड़े एलईडी के फॉरवर्ड वोल्टेज का योग है। सुनिश्चित करें कि रेसिस्टर की पावर रेटिंग पर्याप्त है: P = (If)^2 * R।

Q: एलईडी के लिए थर्मल मैनेजमेंट इतना महत्वपूर्ण क्यों है?
A: तापदीप्त बल्बों के विपरीत, एलईडी गर्मी के प्रति संवेदनशील होते हैं। उच्च Tj सीधे प्रकाश उत्पादन और जीवनकाल को कम कर देता है। प्रभावी हीट सिंकिंग प्रदर्शन बनाए रखती है और यह सुनिश्चित करती है कि उत्पाद अपने रेटेड जीवनकाल को पूरा करे।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडीज़

Case Study 1: Architectural Linear Lighting
कोव लाइटिंग के लिए एक सतत एलईडी स्ट्रिप में, रन के साथ दृश्यमान भिन्नताओं से बचने के लिए सुसंगत कलर टेम्परेचर (टाइट सीसीटी बिनिंग) सर्वोपरि है। रिटेल अनुप्रयोगों के लिए माल के रंग को वास्तविक दिखाने सुनिश्चित करने हेतु हाई सीआरआई बिन्स का चयन किया जाएगा। डिज़ाइन को लचीले पीसीबी की पूरी लंबाई के साथ ऊष्मा का प्रबंधन करना चाहिए।

केस स्टडी 2: ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग
डैशबोर्ड बैकलाइटिंग के लिए, एलईडी को व्यापक तापमान सीमा (-40°C से +85°C एम्बिएंट) में विश्वसनीय रूप से कार्य करना चाहिए। डिमिंग सर्किट के लिए स्थिर फॉरवर्ड वोल्टेज विशेषताएं महत्वपूर्ण हैं। पैकेज को कंपन और आर्द्रता के लिए ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता परीक्षणों का सामना भी करना चाहिए।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

एक LED एक सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन सक्रिय परत के भीतर p-टाइप क्षेत्र के होल्स के साथ पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है, एक प्रक्रिया जिसे इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस कहा जाता है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) प्रयुक्त सेमीकंडक्टर सामग्री (जैसे, नीले/हरे के लिए InGaN, लाल/एम्बर के लिए AlInGaP) के ऊर्जा बैंडगैप द्वारा निर्धारित की जाती है। सफेद एलईडी आमतौर पर एक नीले एलईडी चिप को पीले फॉस्फर से कोटिंग करके बनाई जाती है; नीली और पीली रोशनी का मिश्रण सफेद प्रकाश उत्पन्न करता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान और विकास

LED उद्योग उच्च दक्षता, बेहतर गुणवत्ता और कम लागत की मांग से प्रेरित होकर निरंतर विकसित हो रहा है। प्रमुख रुझानों में चमकदार दक्षता का निरंतर सुधार शामिल है, जो वाणिज्यिक सफेद एलईडी के लिए 200 लुमेन प्रति वाट से आगे बढ़ रहा है। रंग गुणवत्ता को बढ़ाने पर जोर दिया जा रहा है, जहां उच्च-सीआरआई और फुल-स्पेक्ट्रम एलईडी उन अनुप्रयोगों के लिए अधिक सामान्य होते जा रहे हैं जहां रंग सत्यता महत्वपूर्ण है। लघुरूपण जारी है, जिससे डायरेक्ट-व्यू डिस्प्ले में और भी छोटे पिक्सेल पिच संभव हो रहे हैं। इसके अलावा, स्मार्ट सुविधाओं, जैसे कि पैकेज के भीतर बिल्ट-इन ड्राइवर और कलर-ट्यूनिंग क्षमताओं का एकीकरण, कनेक्टेड लाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए सिस्टम डिजाइन को सरल बना रहा है। नई सामग्रियों, जैसे कि अगली पीढ़ी के रंग रूपांतरण के लिए पेरोव्स्काइट्स, में शोध भविष्य के प्रदर्शन में छलांग की ओर इशारा करता है।