LED डिवाइस स्पेसिफिकेशन शीट - लाइफसाइकल संस्करण 3 - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह तकनीकी दस्तावेज़ एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) उपकरण के लिए व्यापक विनिर्देश पैरामीटर और मार्गदर्शन सिद्धांत प्रदान करता है। दस्तावेज़ का मुख्य फोकस उपकरण के जीवनचक्र प्रबंधन पर है, विशेष रूप से इसकी वर्तमान संशोधन स्थिति और रिलीज़ जानकारी का विस्तृत विवरण देता है। यह दस्तावेज़ इंजीनियरों, डिजाइनरों और खरीद विशेषज्ञों के लिए इस उपकरण को इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में एकीकृत करते समय एक महत्वपूर्ण संदर्भ सामग्री है। यह सही चयन, सर्किट डिजाइन और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक मूलभूत विशेषताओं और पैरामीटर्स का रूपरेखा प्रस्तुत करता है।

इस उपकरण का मुख्य लाभ इसका दर्ज और नियंत्रित जीवनचक्र है, जो विभिन्न उत्पादन बैचों के बीच स्थिरता और अनुरेखण सुनिश्चित करता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिन्हें दीर्घकालिक विश्वसनीयता और न्यूनतम प्रदर्शन विचलन की आवश्यकता होती है। लक्षित बाजार सामान्य प्रकाश व्यवस्था, ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स बैकलाइट और औद्योगिक संकेतक अनुप्रयोगों सहित व्यापक उद्योगों को शामिल करता है, जहां प्रदर्शन स्थिरता और प्रलेखित गुणवत्ता की उच्च मांग है।

2. तकनीकी मापदंडों की गहन एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या

हालांकि प्रदान की गई PDF अंश डेटा प्रबंधन पर केंद्रित है, एक पूर्ण LED डिवाइस स्पेसिफिकेशन शीट में विस्तृत तकनीकी मापदंड शामिल होने चाहिए। निम्नलिखित अनुभाग इंजीनियरिंग डिजाइन के लिए आवश्यक विशिष्ट, मुख्य डेटा का प्रतिनिधित्व करते हैं।

2.1 प्रकाशमिति और रंग विशेषताएँ

प्रकाशमितीय विशेषताएँ एलईडी के प्रकाश उत्पादन को परिभाषित करती हैं। मुख्य मापदंडों में चमकदार प्रवाह शामिल है, जो लुमेन (एलएम) में मापा जाता है और मानव आँख द्वारा अनुभव की जाने वाली प्रकाश शक्ति को मात्रात्मक रूप दर्शाता है। संबंधित रंग तापमान (सीसीटी), जो केल्विन (के) में मापा जाता है, यह दर्शाता है कि प्रकाश गर्म स्वर का है (कम के मान, जैसे 2700K-3000K) या ठंडा स्वर का है (उच्च के मान, जैसे 5000K-6500K)। रंगीनता निर्देशांक (उदाहरण के लिए, CIE x, y) रंग चित्र पर रंग बिंदु को सटीक रूप से परिभाषित करते हैं। देखने का कोण, डिग्री में, चमकदार तीव्रता के कोणीय वितरण का वर्णन करता है (उदाहरण के लिए 120°)।

2.2 विद्युत मापदंड

विद्युत मापदंड सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं। अग्र वोल्टेज (Vf) एक निर्दिष्ट अग्र धारा (If) पर कार्य करते समय एलईडी के सिरों पर वोल्टेज पात है। इस पैरामीटर का एक विशिष्ट मान और एक सीमा होती है (उदाहरण के लिए, Vf = 3.2V ± 0.2V @ If=20mA)। पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो स्थायी क्षति का कारण बन सकती हैं, जिनमें अधिकतम अग्र धारा, पश्च वोल्टेज और शक्ति अपव्यय शामिल हैं। जंक्शन से सोल्डर पॉइंट या परिवेश तक तापीय प्रतिरोध (Rth) ताप प्रबंधन गणना के लिए महत्वपूर्ण है।

2.3 ऊष्मीय विशेषताएँ

LED का प्रदर्शन और जीवनकाल काफी हद तक जंक्शन तापमान (Tj) पर निर्भर करता है। प्रमुख थर्मल पैरामीटर में जंक्शन-टू-एनवायरनमेंट थर्मल रेजिस्टेंस (Rth J-A) और जंक्शन-टू-सोल्डर पॉइंट थर्मल रेजिस्टेंस (Rth J-Sp) शामिल हैं। अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान (Tj max) एक महत्वपूर्ण डिजाइन बाधा है। डिरेटिंग कर्व दिखाता है कि Tj को सुरक्षित सीमा के भीतर रखने के लिए, अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट परिवेश के तापमान में वृद्धि के साथ कैसे कम होता है।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

LED निर्माण प्रक्रिया में स्वाभाविक भिन्नताएं होती हैं। बिनिंग प्रणाली महत्वपूर्ण मापदंडों के आधार पर उपकरणों को समूहों में वर्गीकृत करती है, ताकि बैच के भीतर एकरूपता सुनिश्चित की जा सके।

3.1 वेवलेंथ/कलर टेम्परेचर ग्रेडिंग

LED को उनकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य (मोनोक्रोमैटिक LED के लिए) या संबंधित वर्ण तापमान (सफेद LED के लिए) के आधार पर विभिन्न ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्येक ग्रेड क्रोमैटिसिटी चार्ट पर एक छोटे से क्षेत्र (जैसे, मैकएडम दीर्घवृत्त) का प्रतिनिधित्व करता है। यह कई LED का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों में रंग की एकरूपता सुनिश्चित करता है।

3.2 चमकदार प्रवाह ग्रेडिंग

उपकरणों को मानक परीक्षण धारा के तहत उनके ल्यूमेन आउटपुट के आधार पर ग्रेड किया जाता है। ग्रेड को आमतौर पर कोड (जैसे FL1, FL2, FL3) से चिह्नित किया जाता है, जो न्यूनतम और अधिकतम ल्यूमेन मानों का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त चमक स्तर चुनने में सक्षम बनाता है।

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग

LED को निर्दिष्ट परीक्षण धारा पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) के आधार पर भी समूहीकृत किया जाता है। कुशल ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने के लिए यह महत्वपूर्ण है, खासकर जब कई LED श्रृंखला में जुड़े हों, ताकि समान धारा वितरण और इष्टतम बिजली खपत सुनिश्चित हो सके।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) विशेषता वक्र

I-V वक्र LED के माध्यम से अग्र धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच संबंध को दर्शाता है। यह चालू वोल्टेज और उस बिंदु के बाद धारा की घातीय वृद्धि को दर्शाता है। यह वक्र करंट-सीमित घटक (जैसे रोकनेवाला) चुनने या निरंतर-धारा ड्राइवर डिजाइन करने का मूल आधार है।

4.2 तापमान विशेषता

कई ग्राफ़ तापमान के साथ प्रदर्शन में परिवर्तन का वर्णन करते हैं। अग्र वोल्टेज आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ घटता है। चमकदार प्रवाह आउटपुट आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ गिरता है; यह संबंध सापेक्ष चमकदार प्रवाह बनाम जंक्शन तापमान ग्राफ़ में दिखाया गया है। स्थिर प्रकाश उत्पादन बनाए रखने के लिए थर्मल डिजाइन के लिए इन वक्रों को समझना महत्वपूर्ण है।

4.3 स्पेक्ट्रल पावर वितरण

व्हाइट एलईडी के लिए, स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन (SPD) ग्राफ़ प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दर्शाता है। यह ब्लू एलईडी चिप और फॉस्फर कन्वर्जन की चोटियों को प्रकट करता है, जिससे कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) और सफेद प्रकाश की विशिष्ट वर्णक्रमीय संरचना में अंतर्दृष्टि मिलती है।

5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी

5.1 Outline Dimension Drawing

Detailed mechanical drawings provide precise package dimensions, including length, width, height, and any curvature. Critical tolerances are specified. This drawing is essential for PCB pad design and ensuring proper fit within the assembly.

5.2 पैड लेआउट डिज़ाइन

अनुशंसित PCB पैड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किए गए हैं, जो कॉपर पैड के आकार, आकृति और अंतराल को दर्शाते हैं। यह रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ों के निर्माण को सुनिश्चित करता है। डिज़ाइन में आमतौर पर ताप अपव्यय के लिए थर्मल पैड सिफारिशें शामिल होती हैं।

5.3 पोलैरिटी पहचान

एनोड (+) और कैथोड (-) पिन की पहचान करने के तरीकों को स्पष्ट रूप से इंगित करता है। यह आमतौर पर पैकेज पर अंकन (उदाहरण के लिए, खांचा, बिंदु, हरा निशान या कटा हुआ कोना) या एक पिन को दूसरे से छोटा बनाकर किया जाता है। उपकरण के काम करने के लिए सही ध्रुवीयता महत्वपूर्ण है।

6. वेल्डिंग और असेंबली मार्गदर्शिका

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

विस्तृत रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल निर्दिष्ट की गई है, जिसमें प्रीहीट ज़ोन, सोक ज़ोन, रीफ्लो ज़ोन और कूलिंग ज़ोन शामिल हैं। मुख्य पैरामीटर्स में पीक तापमान (आमतौर पर 260°C से अधिक नहीं, एक विशिष्ट समय के लिए, उदाहरण के लिए 10 सेकंड), लिक्विडस ऊपर का समय (TAL) और तापमान वृद्धि/कमी दर शामिल हैं। इस प्रोफ़ाइल का पालन करने से LED पैकेज और सोल्डर जोड़ों को थर्मल क्षति से बचाया जा सकता है।

6.2 सावधानियाँ एवं संचालन प्रक्रियाएँ

दिशानिर्देशों में स्थैतिक विद्युत निर्वहन (ESD) की रोकथाम, लेंस पर यांत्रिक प्रतिबल से बचाव और प्रकाशीय सतहों के प्रदूषण को रोकना शामिल है। संधान योग्यता और प्रदर्शन बनाए रखने के लिए भंडारण स्थितियों (तापमान और आर्द्रता) के सुझाव प्रदान किए गए हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विनिर्देश

यह डिवाइस उद्योग-मानक पैकेजिंग प्रारूपों में उपलब्ध है, जैसे कि टेप और रील। विनिर्देशों में रील व्यास, कैरियर टेप चौड़ाई, पॉकेट पिच और दिशा शामिल हैं। प्रति रील मात्रा निर्दिष्ट है (उदाहरण के लिए, 7-इंच रील प्रति रील 2000 टुकड़े)।

7.2 लेबल जानकारी और मॉडल नामकरण नियम

रील या पैकेजिंग बॉक्स पर लेबल में पार्ट नंबर, मात्रा, तिथि कोड और बैच नंबर शामिल होते हैं। मॉडल नामकरण नियम पार्ट नंबर को डिकोड करते हैं, जो रंग, लुमेन फ्लक्स ग्रेड, वोल्टेज ग्रेड और पैकेज प्रकार जैसे महत्वपूर्ण गुणों को इंगित करता है, जिससे सटीक ऑर्डरिंग संभव होती है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

मूल ड्राइव सर्किट का सिद्धांत आरेख प्रदर्शित करता है, जैसे कम करंट अनुप्रयोगों के लिए सरल श्रृंखला प्रतिरोध सर्किट, या उच्च प्रदर्शन और स्थिरता के लिए निरंतर करंट ड्राइव सर्किट। करंट-सीमित प्रतिरोध की गणना के लिए डिज़ाइन सूत्र प्रदान करता है।

8.2 डिज़ाइन विचार के मुख्य बिंदु

प्रमुख विचार बिंदुओं में थर्मल प्रबंधन (पर्याप्त PCB कॉपर फ़ॉयल क्षेत्र या हीट सिंक का उपयोग), ऑप्टिकल डिज़ाइन (आवश्यक बीम पैटर्न के लिए लेंस का चयन) और विद्युत डिज़ाइन (यह सुनिश्चित करना कि ड्राइवर LED के फॉरवर्ड वोल्टेज और करंट आवश्यकताओं, सहनशीलता सहित, को संभाल सके) शामिल हैं।

9. तकनीकी तुलना

हालांकि विशिष्ट प्रतिस्पर्धी डेटा शामिल नहीं है, लेकिन इस उपकरण का विभेदक लाभ निम्नलिखित पहलुओं में प्रकट हो सकता है: उच्च प्रकाश उत्सर्जन दक्षता (लुमेन प्रति वाट), उन्नत बिनिंग तकनीक के कारण अधिक कठोर रंग एकरूपता, बेहतर थर्मल प्रदर्शन के कारण लंबा जीवनकाल (L70, L90 ग्रेड), या नमी और थर्मल चक्र के प्रति अधिक मजबूत और सहनशील पैकेजिंग डिजाइन। ये कारक समग्र प्रणाली की विश्वसनीयता और प्रदर्शन को बढ़ाने में सहायक होते हैं।

10. Frequently Asked Questions (FAQ)

प्रश्न: "जीवनचक्र चरण: संशोधन 3" का क्या अर्थ है?
उत्तर: यह इंगित करता है कि दस्तावेज़ और उसके द्वारा वर्णित डिवाइस स्पेसिफिकेशन तीसरे संशोधन की स्थिति में हैं। इसका मतलब है कि प्रारंभिक जारी होने के बाद से इसमें अपडेट, सुधार या सुधार किए गए हैं।

प्रश्न: "वैधता अवधि: स्थायी" का क्या महत्व है?
उत्तर: इसका मतलब यह हो सकता है कि इस दस्तावेज़ की कोई निर्धारित समाप्ति तिथि नहीं है और यह तब तक प्रभावी रहेगा जब तक कि इसे एक अद्यतन संशोधन द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जाता। यह तकनीकी डेटा इस विशिष्ट संशोधन वाले डिवाइस के लिए संदर्भ का आधार है।

प्रश्न: सही करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का चयन कैसे करें?
उत्तर: ओम के नियम का उपयोग करें: R = (पावर सप्लाई वोल्टेज - Vf) / If। यहाँ, पावर सप्लाई वोल्टेज आपके सर्किट का वोल्टेज है, Vf LED का फॉरवर्ड वोल्टेज है (सुरक्षित डिज़ाइन के लिए, डेटाशीट में दिए गए अधिकतम मान का उपयोग करें), और If वांछित फॉरवर्ड करंट है। सुनिश्चित करें कि रेसिस्टर की पावर रेटिंग पर्याप्त है: P = (पावर सप्लाई वोल्टेज - Vf) * If।

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे वोल्टेज स्रोत से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। LED एक करंट-चालित उपकरण है। करंट रेगुलेशन के बिना वोल्टेज स्रोत, एक बार फॉरवर्ड वोल्टेज पार हो जाने पर, अनियंत्रित रूप से करंट बढ़ा देगा, जिससे LED क्षतिग्रस्त होने की संभावना है। करंट-लिमिटिंग मैकेनिज्म (रोकनेवाला या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर) का उपयोग अवश्य करें।

11. Practical Application Cases

केस 1: उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स डिवाइस डिस्प्ले बैकलाइट:एक ही लुमेन आउटपुट और कलर बिन के कई एलईडी को लाइट गाइड प्लेट के पीछे एक सरणी में व्यवस्थित किया जाता है। समान चमक सुनिश्चित करने के लिए कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग किया जाता है। पीसीबी में थर्मल वाया गर्मी अपव्यय में सहायता करते हैं, ताकि उपकरण के ऑपरेटिंग तापमान रेंज के भीतर स्थिर रंग और प्रकाश उत्पादन बनाए रखा जा सके।

केस 2: आर्किटेक्चरल कोव लाइटिंग:एलईडी को लंबे, रैखिक पीसीबी लाइट स्ट्रिप्स पर स्थापित किया जाता है। सटीक रंग प्रतिपादन के लिए उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) मॉडल चुने जाते हैं। डिज़ाइन में डिमेबल कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर का उपयोग किया जाता है, और पैकेज का कम थर्मल प्रतिरोध अत्यधिक तापमान वृद्धि के बिना आवश्यक लुमेन आउटपुट प्राप्त करने के लिए उच्च ड्राइव करंट के उपयोग की अनुमति देता है।

12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय

LED एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार की सामग्री से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार की सामग्री से होल विलुप्ति क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है (उदाहरण के लिए, नीली रोशनी के लिए InGaN, लाल रोशनी के लिए AlInGaP)। सफेद LED आमतौर पर नीले LED चिप पर पीले फॉस्फोर को लेपित करके बनाई जाती है; नीली और पीली रोशनी का मिश्रण मानव आंख द्वारा सफेद प्रकाश के रूप में माना जाता है। इस विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन प्रक्रिया की दक्षता को बाह्य क्वांटम दक्षता (EQE) द्वारा चित्रित किया जाता है।

13. विकास प्रवृत्तियाँ

LED उद्योग का निरंतर विकास जारी है, जिसमें कई स्पष्ट प्रवृत्तियाँ दिखाई देती हैं। दक्षता (लुमेन प्रति वाट) में स्थिर वृद्धि हो रही है, जिससे समान प्रकाश उत्पादन पर ऊर्जा खपत कम हो रही है। रंग गुणवत्ता में सुधार हो रहा है, उच्च CRI मान और अधिक सटीक रंग ट्यूनिंग मानक बनते जा रहे हैं। लघुरूपण जारी है, जिससे डिस्प्ले और प्रकाश व्यवस्था के क्षेत्रों में नए रूप सामने आ रहे हैं। विभिन्न प्रतिबल स्थितियों के तहत विश्वसनीयता और जीवनकाल पूर्वानुमान को उच्च प्राथमिकता दी जा रही है। इसके अलावा, एकीकरण एक प्रमुख प्रवृत्ति है, जहाँ LED ड्राइवर, सेंसर और संचार इंटरफेस (जैसे Li-Fi) को "स्मार्ट" प्रकाश व्यवस्था प्रणालियों में समाहित कर रहे हैं। अगली पीढ़ी के LED के लिए नई सामग्रियों (जैसे पेरोव्स्काइट) का विकास भी एक सक्रिय शोध क्षेत्र है।