LED डिवाइस स्पेसिफिकेशन शीट - लाइफसाइकल रिवीजन 2 - रिलीज तिथि 2014-12-05 - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह तकनीकी दस्तावेज़ एक विशिष्ट एलईडी उपकरण के लिए व्यापक विनिर्देश पैरामीटर और मार्गदर्शन प्रदान करता है। दस्तावेज़ का मुख्य फोकस उत्पाद के वर्तमान परिपक्व जीवनचक्र चरण पर है, अर्थात् संशोधन 2। यह संशोधन इंगित करता है कि उत्पाद डिजाइन परिपक्व और स्थिर है, और पहली रिलीज़ के बाद से आवश्यक अपडेट और सुधार किए गए हैं। उत्पाद को दीर्घकालिक आपूर्ति के लिए डिज़ाइन किया गया है, जैसा कि इसकी "सदैव" वैधता अवधि से पता चलता है, और यह उन परियोजनाओं के लिए उपयुक्त है जिन्हें दीर्घकालिक स्थिर आपूर्ति और डिजाइन स्थिरता की आवश्यकता होती है। इसका मुख्य लाभ इसकी विश्वसनीयता और निश्चित विनिर्देश सेट की गारंटी है, जो निर्माण स्थिरता और उत्पाद प्रदर्शन की पूर्वानुमेयता के लिए महत्वपूर्ण है।

इस उपकरण का लक्षित बाजार सामान्य प्रकाश अनुप्रयोगों, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, संकेतक रोशनी और विभिन्न एम्बेडेड सिस्टम को शामिल करता है जिन्हें विश्वसनीय, मानकीकृत प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता होती है। इसका डिजाइन प्रदर्शन पैरामीटरों की स्थिरता को प्राथमिकता देता है, ताकि बड़े पैमाने पर उत्पादन में समान प्रकाश उत्पादन और विद्युत विशेषताओं को सुनिश्चित किया जा सके।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

हालांकि प्रदान किया गया PDF अंश जीवनचक्र मेटाडेटा पर केंद्रित है, एक संपूर्ण LED डिवाइस स्पेसिफिकेशन शीट में आमतौर पर निम्नलिखित विस्तृत तकनीकी पैरामीटर शामिल होते हैं। यह विश्लेषण इस प्रकार के उपकरणों के मानक उद्योग विनिर्देशों पर आधारित है।

2.1 ल्यूमिनस एवं रंग विशेषताएँ

प्रकाशमितीय विशेषताएँ प्रकाश उत्पादन और गुणवत्ता को परिभाषित करती हैं। प्रमुख पैरामीटर में लुमेनस फ्लक्स शामिल है, जो लुमेन (lm) में मापा जाता है और उत्सर्जित प्रकाश की कुल अनुभूत शक्ति को दर्शाता है। संबंधित रंग तापमान (CCT), केल्विन (K) में, यह निर्दिष्ट करता है कि प्रकाश का रंग गर्म सफेद, तटस्थ सफेद या ठंडा सफेद है। रंगीन एलईडी के लिए, प्रमुख तरंगदैर्ध्य नैनोमीटर (nm) में प्रदान किया जाता है। रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI) एक और महत्वपूर्ण पैरामीटर है, विशेष रूप से सफेद एलईडी के लिए, जो प्राकृतिक प्रकाश की तुलना में वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रकट करने में प्रकाश स्रोत की सटीकता को दर्शाता है। सामान्य-उद्देश्य वाले सफेद एलईडी के लिए विशिष्ट CRI मान 70 से 90+ तक होते हैं। व्यूइंग एंगल डिग्री में, प्रकाश तीव्रता के कोणीय वितरण का वर्णन करता है।

2.2 विद्युत पैरामीटर

विद्युत विनिर्देश सर्किट डिजाइन का आधार हैं। फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) एलईडी के पार वोल्टेज ड्रॉप है जब यह अपने निर्दिष्ट करंट पर काम कर रहा होता है। यह आमतौर पर एक मानक परीक्षण धारा (जैसे 20mA, 150mA) पर दिया जाता है और इसकी एक सीमा (जैसे 2.8V से 3.4V) हो सकती है। फॉरवर्ड करंट (If) रेटेड लुमेनस फ्लक्स और जीवनकाल प्राप्त करने के लिए अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट है। अधिकतम फॉरवर्ड करंट से अधिक होने पर एलईडी के सेवा जीवन में काफी कमी आ सकती है। रिवर्स वोल्टेज (Vr) वह अधिकतम वोल्टेज है जिसे एलईडी रिवर्स बायस कनेक्शन में बिना क्षति के सहन कर सकता है। बिजली की खपत Vf * If के रूप में गणना की जाती है और इसे अधिक गर्म होने से रोकने के लिए प्रबंधित किया जाना चाहिए।

2.3 ऊष्मीय विशेषताएँ

एलईडी का प्रदर्शन और जीवनकाल तापमान प्रबंधन पर अत्यधिक निर्भर करता है। जंक्शन तापमान (Tj) अर्धचालक चिप का स्वयं का तापमान है। Tj को उसके अधिकतम रेटेड मान (आमतौर पर 125°C) से नीचे बनाए रखना महत्वपूर्ण है। जंक्शन से सोल्डर पॉइंट (Rth j-sp) या परिवेश (Rth j-a) तक थर्मल रेजिस्टेंस, चिप से गर्मी के संचालन की दक्षता को मापता है। कम थर्मल रेजिस्टेंस मान बेहतर ताप अपव्यय क्षमता को दर्शाता है। उचित हीट सिंक और पीसीबी डिजाइन, विशेष रूप से हाई-पावर एलईडी के लिए, थर्मल प्रदर्शन के प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, उत्पादन प्रक्रिया के दौरान मापे गए मुख्य मापदंडों के आधार पर LED को विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 वेवलेंथ/कलर टेम्परेचर ग्रेडिंग

LED को उनकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य (मोनोक्रोमैटिक LED के लिए) या संबंधित वर्ण तापमान (सफेद प्रकाश LED के लिए) के आधार पर बिन में विभाजित किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि एक ही बिन के LED का रंग लगभग समान दिखाई दे। बिन को विशिष्ट तरंगदैर्ध्य या CCT सीमा द्वारा परिभाषित किया जाता है (उदाहरण के लिए 450-455nm, 6000-6500K)। किसी उत्पाद में एक ही बिन के LED का उपयोग करना दृश्यमान रंग अंतर से बचने के लिए महत्वपूर्ण है।

3.2 चमकदार प्रवाह ग्रेडिंग

प्रकाश प्रवाह आउटपुट को भी ग्रेड किया जाता है। एलईडी को मानक परीक्षण धारा पर मापे गए उनके प्रकाश आउटपुट के आधार पर समूहीकृत किया जाता है। इससे डिजाइनर विशिष्ट चमक आवश्यकताओं को पूरा करने वाले घटकों का चयन कर सकते हैं और बहु-एलईडी असेंबली में एकरूपता सुनिश्चित कर सकते हैं।

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग

समान Vf विशेषताओं वाले एलईडी को समूहित करने के लिए फॉरवर्ड वोल्टेज को ग्रेड किया जाता है। यह कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ने वाले डिजाइनों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह एक समान धारा वितरण बनाए रखने में मदद करता है और ड्राइवर डिजाइन को सरल बनाता है क्योंकि ड्राइवर को समायोजित करने के लिए आवश्यक वोल्टेज रेंज कम हो जाती है।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

ग्राफिकल डेटा विभिन्न परिस्थितियों में LED के व्यवहार की गहन जानकारी प्रदान करता है।

4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) विशेषता वक्र

I-V वक्र फॉरवर्ड वोल्टेज और LED से प्रवाहित होने वाली धारा के बीच संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है। थ्रेशोल्ड वोल्टेज से नीचे, लगभग कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है। एक बार थ्रेशोल्ड पार हो जाने पर, वोल्टेज में मामूली वृद्धि के साथ धारा तेजी से बढ़ती है। यह वक्र कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवरों को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है, जो स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए कॉन्स्टेंट वोल्टेज ड्राइवरों की तुलना में LED के लिए पसंदीदा हैं।

4.2 तापमान निर्भरता

ग्राफ आमतौर पर दिखाते हैं कि कैसे ल्यूमिनस फ्लक्स और फॉरवर्ड वोल्टेज जंक्शन तापमान के साथ बदलते हैं। ल्यूमिनस फ्लक्स आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटता है। फॉरवर्ड वोल्टेज आमतौर पर तापमान बढ़ने के साथ घटता है। इन संबंधों को समझना उन प्रणालियों को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है जो अपने कार्यशील तापमान सीमा के भीतर प्रदर्शन बनाए रखती हैं।

3.3 स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन (SPD)

SPD ग्राफ प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता को दर्शाता है। श्वेत प्रकाश LED के लिए, यह नीले LED चिप पर फॉस्फर कोटिंग द्वारा उत्पन्न व्यापक स्पेक्ट्रम प्रदर्शित करता है। यह ग्राफ रंग गुणवत्ता, CRI और LED की विशिष्ट स्पेक्ट्रम चोटी को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

भौतिक पैकेजिंग विश्वसनीय स्थापना और विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित करती है।

5.1 Dimension Outline Drawing

विस्तृत चित्र सभी महत्वपूर्ण आयाम प्रदान करते हैं: लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, लेंस आकार और पिन पिच। प्रत्येक आयाम के लिए सहनशीलता निर्दिष्ट की गई है। सटीक PCB पैकेज बनाने और अंतिम असेंबली में सही स्थापना सुनिश्चित करने के लिए यह चित्र आवश्यक है।

5.2 पैड लेआउट डिज़ाइन

अनुशंसित PCB पैड पैटर्न (पैकेज) प्रदान करता है, जिसमें पैड आकार, आकार और अंतर शामिल हैं। इस अनुशंसा का पालन करने से रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान अच्छे सोल्डर जोड़ बनाने और पर्याप्त यांत्रिक शक्ति एवं तापीय चालकता सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।

5.3 पोलैरिटी पहचान

एनोड और कैथोड को स्पष्ट रूप से चिह्नित किया जाता है। सामान्य संकेतकों में पैकेज पर खाँचा, कैथोड तरफ हरा बिंदु या अलग-अलग पिन लंबाई शामिल हैं। एलईडी के सही ढंग से काम करने के लिए सही ध्रुवीयता महत्वपूर्ण है।

6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड

सही संचालन और वेल्डिंग विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण हैं।

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

एक अनुशंसित रीफ्लो वेल्डिंग तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है, जिसमें प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग चरण शामिल हैं। मुख्य पैरामीटर पीक तापमान (आमतौर पर कुछ सेकंड के लिए 260°C से अधिक नहीं), लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय (TAL) और तापमान वृद्धि/कमी दर हैं। इस प्रोफाइल का पालन करने से थर्मल शॉक और LED पैकेज तथा आंतरिक चिप को नुकसान से बचा जा सकता है।

6.2 सावधानियाँ एवं संचालन

LED स्थैतिक विद्युत निर्वहन (ESD) के प्रति संवेदनशील है। संचालन एंटीस्टैटिक कार्य स्टेशन पर ग्राउंडेड उपकरणों का उपयोग करके किया जाना चाहिए। लेंस पर यांत्रिक तनाव डालने से बचें। सिलिकॉन लेंस या एपॉक्सी पैकेजिंग को नुकसान पहुंचा सकने वाले सॉल्वेंट्स से सफाई न करें।

6.3 भंडारण की शर्तें

LED को सूखे, प्रकाश से सुरक्षित और तापमान-आर्द्रता नियंत्रित वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए, आमतौर पर पैकेजिंग पर निर्दिष्ट Moisture Sensitivity Level (MSL) आवश्यकताओं के अनुसार। यह नमी अवशोषण को रोकता है, जो रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव (पैकेज क्रैकिंग) का कारण बन सकता है।

7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ

यह घटक स्वचालित असेंबली के लिए टेप और रील के रूप में आपूर्ति किया जाता है। रील के आकार, कैरियर टेप की चौड़ाई, पॉकेट के आकार और कैरियर टेप पर घटक की दिशा निर्दिष्ट की गई है। प्रति रील मात्रा (उदाहरण के लिए, 2000 टुकड़े प्रति रील) भी प्रदान की गई है।

7.2 लेबल और पार्ट नंबर

पार्ट नंबर की संरचना महत्वपूर्ण विशेषताओं को कोडित करने के लिए बनाई गई है। एक सामान्य संरचना में शामिल हो सकते हैं: सीरीज़ कोड, रंग/कलर टेम्परेचर, ल्यूमेन आउटपुट ग्रेड, वोल्टेज ग्रेड और पैकेजिंग कोड। इस संरचना को समझना आवश्यक विनिर्देशों वाले घटकों को सटीक रूप से ऑर्डर करने में सहायता करता है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिपथ

मूल अनुप्रयोग सर्किट में एक स्थिर वोल्टेज स्रोत का उपयोग करते समय करंट को सीमित करने के लिए श्रृंखला में जुड़ा एक रोकनेवाला शामिल होता है। इष्टतम प्रदर्शन के लिए, विशेष रूप से कई LED या उच्च-शक्ति LED के लिए, समर्पित निरंतर-धारा LED ड्राइवर IC के उपयोग की सिफारिश की जाती है। आमतौर पर दो विन्यासों के सर्किट आरेख शामिल होते हैं।

8.2 डिज़ाइन विचार

प्रमुख डिज़ाइन विचारों में थर्मल प्रबंधन (PCB कॉपर एरिया, थर्मल वाया, संभावित हीट सिंक), ऑप्टिकल डिज़ाइन (लेंस चयन, डिफ्यूज़र) और इलेक्ट्रिकल डिज़ाइन (ड्राइवर चयन, डिमिंग विधि, रिवर्स पोलैरिटी और ओवरवोल्टेज सुरक्षा) शामिल हैं। विश्वसनीयता के लिए यह प्राथमिक शर्त है कि LED अपने पूर्ण अधिकतम रेटिंग के भीतर कार्य करे।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदन

पिछले संशोधनों या वैकल्पिक उत्पादों की तुलना में, इस LED डिवाइस के संशोधन 2 में कई पहलुओं में सुधार हो सकता है। इन सुधारों में उच्च प्रकाश दक्षता (लुमेन प्रति वाट), अधिक कठोर बिनिंग के माध्यम से बेहतर रंग स्थिरता, विस्तारित जीवनकाल परीक्षण पर आधारित बेहतर विश्वसनीयता डेटा, या अधिक मजबूत पैकेजिंग डिज़ाइन शामिल हो सकते हैं। इसकी "स्थायी" जीवनचक्र स्थिति, दीर्घकालिक आपूर्ति स्थिरता प्रदान करके, इसे बंद (EOL) या बाज़ार में अप्रमाणित नए उत्पादों से अलग करती है, जो औद्योगिक और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: "जीवनचक्र चरण: संशोधन 2" का क्या अर्थ है?
उत्तर: यह दर्शाता है कि यह उत्पाद विनिर्देश/तकनीकी दस्तावेज़ का दूसरा प्रमुख संशोधन है। उत्पाद डिज़ाइन स्थिर और परिपक्व है, अद्यतन अधिक सूक्ष्म विनिर्देशों, सुधारित परीक्षण डेटा या फ़ील्ड अनुभव पर आधारित स्पष्टीकृत दिशानिर्देशों पर केंद्रित हो सकता है।

प्रश्न: "वैधता अवधि: स्थायी" का क्या अर्थ है?
उत्तर: यह दर्शाता है कि निर्माता इस विशिष्ट मॉडल के घटक का अनिश्चित काल तक या निकट भविष्य में निरंतर उत्पादन और समर्थन करना चाहता है। इसे बंद करने की योजना नहीं है, जो दीर्घकालिक परियोजनाओं के लिए आपूर्ति सुरक्षा प्रदान करता है।

प्रश्न: मुझे रिलीज़ तिथि की व्याख्या कैसे करनी चाहिए?
उत्तर: रिलीज़ की तारीख (2014-12-05) इस विशिष्ट संशोधन (Rev. 2) दस्तावेज़ की प्रकाशन तिथि है। नवीनतम विनिर्देश जानकारी के लिए हमेशा नवीनतम संशोधन का संदर्भ लें।

प्रश्न: क्या मैं अपने डिज़ाइन में विभिन्न ग्रेड के LED मिला सकता हूँ?
उत्तर: ऐसा करने की दृढ़ता से अनुशंसा नहीं की जाती है, विशेष रूप से रंग और लुमेन आउटपुट ग्रेड के लिए। विभिन्न ग्रेड मिलाने से अंतिम उत्पाद में दृश्यमान रंग और चमक अंतर हो सकते हैं। एक समान परिणाम प्राप्त करने के लिए, हमेशा एक ही ग्रेड के LED निर्दिष्ट करें और उपयोग करें।

11. वास्तविक अनुप्रयोग केस विश्लेषण

एक कार्यालय वातावरण के लिए डिज़ाइन किए गए टास्क लाइटिंग फिक्स्चर पर विचार करें। इस डिज़ाइन को एक समान, उच्च रंग प्रतिपादन सूचकांक वाली सफेद रोशनी की आवश्यकता है। इस संशोधित संस्करण 2 के LED का उपयोग करते हुए, डिज़ाइन टीम निम्नलिखित कार्य करेगी:
1. 从订购代码中选择特定的CCT档位（例如4000K）和高CRI档位（例如>80）。
2. एक PCB डिज़ाइन करें जिसमें पर्याप्त थर्मल पैड और कॉपर पोर हो, ताकि फिक्स्चर के बंद वातावरण में जंक्शन तापमान 105°C से नीचे बनाए रखा जा सके।
3. एक कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर मॉड्यूल का उपयोग करें जिसकी रेटिंग आवश्यक करंट पर LED ऐरे के कुल फॉरवर्ड वोल्टेज को पूरा करती हो।
4. आवश्यक बीम वितरण प्राप्त करने और चकाचौंध को समाप्त करने के लिए एलईडी के देखने के कोण के अनुसार ऑप्टिकल घटक (परावर्तक या विसारक) लागू करें।
"स्थायी" जीवनचक्र गारंटी ल्यूमिनेयर निर्माताओं को घटकों के उत्पादन बंद होने की चिंता किए बिना कई वर्षों के उत्पादन चक्र की योजना बनाने में सक्षम बनाती है।

12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त 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 पुनर्संयोजित होते हैं और ऊर्जा को फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) उपयोग किए गए अर्धचालक सामग्री के ऊर्जा बैंड अंतराल द्वारा निर्धारित की जाती है (उदाहरण के लिए, नीली/हरी रोशनी के लिए InGaN, लाल/एम्बर रोशनी के लिए AlInGaP)। सफेद एलईडी आमतौर पर एक नीले एलईडी चिप पर फॉस्फर सामग्री को लेपित करके बनाई जाती है; फॉस्फर कुछ नीली रोशनी को अवशोषित करता है और व्यापक पीली रोशनी स्पेक्ट्रम के रूप में पुनः उत्सर्जित करता है; नीली और पीली रोशनी का मिश्रण मानव आंख द्वारा सफेद प्रकाश के रूप में माना जाता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान एवं विकास

ठोस-राज्य प्रकाश उद्योग का निरंतर विकास जारी है। समग्र रुझानों में दक्षता में वृद्धि, प्रति लुमेन लागत में कमी और रंग गुणवत्ता एवं एकरूपता में सुधार शामिल हैं। पैकेजिंग का निरंतर लघुकरण उच्च घनत्व वाले डिस्प्ले और प्रकाश व्यवस्था को सक्षम बना रहा है। साथ ही, एकीकृत सेंसर और नियंत्रण वाली स्मार्ट, कनेक्टेड लाइटिंग की ओर एक मजबूत रुझान है। इसके अतिरिक्त, पेरोव्स्काइट और क्वांटम डॉट्स जैसी नई सामग्रियों पर शोध उत्कृष्ट रंग शुद्धता और दक्षता वाले एलईडी बनाने का लक्ष्य रखता है। इस संशोधन 2 घटक जैसे परिपक्व उत्पादों की दीर्घकालिक उपलब्धता अगली पीढ़ी की प्रौद्योगिकियों के तेजी से विकास के साथ सह-अस्तित्व में है, जो प्रदर्शन, लागत और आपूर्ति स्थिरता की आवश्यकताओं के आधार पर विभिन्न बाजार खंडों की सेवा करते हैं।