LED डिवाइस स्पेसिफिकेशन शीट - लाइफसाइकल स्टेज रिविज़न 3 - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह तकनीकी दस्तावेज़ एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) उपकरण की व्यापक विशिष्टताओं और जीवनचक्र जानकारी प्रदान करता है। इस उपकरण का प्राथमिक कार्य विद्युत धारा प्रवाहित होने पर प्रकाश उत्सर्जित करना है, जो विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक और प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों में एक मौलिक निर्माण खंड के रूप में कार्य करता है। इसके मुख्य लाभों में उच्च ऊर्जा दक्षता, लंबा परिचालन जीवनकाल और निर्दिष्ट परिचालन स्थितियों के तहत उच्च विश्वसनीयता शामिल है। लक्षित बाजार में व्यापक उद्योग शामिल हैं, जिनमें सामान्य प्रकाश व्यवस्था, ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, साइनेज और ऐसे संकेतक अनुप्रयोग शामिल हैं जिन्हें सटीक और टिकाऊ प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

हालांकि प्रदान किया गया PDF अंश डेटा प्रबंधन पर केंद्रित है, एक पूर्ण LED स्पेसिफिकेशन शीट में आमतौर पर विस्तृत तकनीकी मापदंड शामिल होते हैं जो डिज़ाइन इंजीनियर के लिए महत्वपूर्ण होते हैं। निम्नलिखित अनुभाग एक पूर्ण स्पेसिफिकेशन शीट में शामिल होने वाले मानक मापदंडों का अवलोकन प्रस्तुत करता है।

2.1 ल्यूमिनस एवं रंग विशेषताएँ

फोटोमेट्रिक गुण प्रकाश उत्पादन और गुणवत्ता को परिभाषित करते हैं। प्रमुख मापदंडों में लुमेनस फ्लक्स शामिल है, जो लुमेन (lm) में मापा जाता है और उत्सर्जित प्रकाश की कुल अनुभवी शक्ति को दर्शाता है। लुमेनस एफिशिएंसी, जो लुमेन प्रति वाट (lm/W) में मापी जाती है, ऊर्जा दक्षता को मापती है। रंग विशेषताएँ क्रोमैटिसिटी निर्देशांक (उदाहरण के लिए, CIE x, y) या व्हाइट LED के संबंधित कलर टेम्परेचर (CCT) द्वारा परिभाषित की जाती हैं, जिसे केल्विन (K) में मापा जाता है। रंगीन LED के लिए, डोमिनेंट वेवलेंथ और कलर प्योरिटी निर्दिष्ट की जाती है। कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) व्हाइट LED के लिए महत्वपूर्ण है, जो उनके प्रकाश में रंगों के प्राकृतिक रूप से प्रकट होने की डिग्री को दर्शाता है।

2.2 विद्युत पैरामीटर

विद्युत वैशिष्ट्ये सुरक्षा आणि इष्टतम कार्य सुनिश्चित करतात. फॉरवर्ड व्होल्टेज (Vf) हा निर्दिष्ट चाचणी प्रवाहावर LED च्या दोन टोकांमधील व्होल्टेज ड्रॉप आहे, जो सामान्यतः व्होल्ट (V) मध्ये मोजला जातो. फॉरवर्ड करंट (If) ही शिफारस केलेली ऑपरेटिंग करंट आहे, जी मिलीअँपिअर (mA) मध्ये मोजली जाते. रिव्हर्स व्होल्टेज (Vr) हे LED ने नॉन-कंडक्टिंग दिशेने नुकसान न होता सहन करू शकणारे कमाल व्होल्टेज दर्शवते. डायनॅमिक रेझिस्टन्स आणि कॅपॅसिटन्स देखील उच्च-फ्रिक्वेंसी स्विचिंग अनुप्रयोगांसाठी निर्दिष्ट केले जाऊ शकतात.

2.3 ऊष्मीय विशेषताएँ

LED का प्रदर्शन और जीवनकाल तापमान पर अत्यधिक निर्भर करता है। जंक्शन तापमान (Tj) अर्धचालक चिप का स्वयं का तापमान है। थर्मल प्रतिरोध (Rth j-s या Rth j-a), जिसे डिग्री सेल्सियस प्रति वाट (°C/W) में मापा जाता है, यह मात्रात्मक रूप से बताता है कि जंक्शन से सोल्डर पॉइंट (s) या परिवेशी वायु (a) तक ऊष्मा का संचालन कितना कठिन है। अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान एक महत्वपूर्ण सीमा है। हीट सिंक और PCB डिज़ाइन सहित उचित थर्मल प्रबंधन, Tj को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है, जो प्रकाश अभिवाह के त्वरित क्षय और रंग विस्थापन को रोकता है।

3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण

निर्माण भिन्नताओं के कारण, एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए LED को विभिन्न प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 वेवलेंथ/कलर टेम्परेचर ग्रेडिंग

LED को CIE चार्ट पर उनके क्रोमैटिसिटी निर्देशांक के आधार पर ग्रेड किया जाता है। सफेद एलईडी के लिए, ग्रेड को छोटे आयतों (मैकएडम एलिप्स) द्वारा परिभाषित किया जाता है जो ध्यान देने योग्य रंग अंतर का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिन्हें आमतौर पर 2-स्टेप, 3-स्टेप या 5-स्टेप मैकएडम एलिप्स के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है। सख्त ग्रेड (उदाहरण के लिए, 2-स्टेप) बेहतर रंग एकरूपता प्रदान करते हैं।

3.2 चमकदार प्रवाह ग्रेडिंग

कुल प्रकाश उत्पादन को लुमेन आउटपुट बिन में वर्गीकृत किया जाता है, जिसे आमतौर पर एक विशिष्ट परीक्षण धारा और तापमान पर न्यूनतम लुमेन आउटपुट मान (जैसे, ≥ 100 lm @ 350mA, Tj=25°C) के रूप में व्यक्त किया जाता है। यह डिजाइनरों को ऐसे उपकरणों का चयन करने में सक्षम बनाता है जो उनकी चमक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग

एलईडी को उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर भी परीक्षण धारा पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। सामान्य बिन Vf @ 350mA: 2.8V - 3.0V, 3.0V - 3.2V आदि हो सकते हैं। Vf बिन का मिलान करने से ड्राइवर डिजाइन सरल हो सकता है और समानांतर सरणियों में धारा का समान वितरण सुनिश्चित हो सकता है।

4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण

ग्राफ़िकल डेटा विभिन्न परिस्थितियों में LED के व्यवहार की गहन अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

4.1 करंट-वोल्टेज (I-V) विशेषता वक्र

यह वक्र फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। यह एक्सपोनेंशियल संबंध, टर्न-ऑन वोल्टेज और डायनेमिक रेजिस्टेंस (ऑपरेटिंग क्षेत्र में वक्र की ढलान) को प्रदर्शित करता है। यह करंट-लिमिटिंग सर्किट चुनने के लिए महत्वपूर्ण है।

4.2 तापमान निर्भरता वक्र

ये ग्राफ़ दर्शाते हैं कि महत्वपूर्ण पैरामीटर जंक्शन तापमान के साथ कैसे बदलते हैं। आमतौर पर, वे ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान (तापमान बढ़ने पर फ्लक्स घटता है), फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान (Vf रैखिक रूप से घटता है) और पीक वेवलेंथ का तापमान के साथ विस्थापन दिखाते हैं।

4.3 स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन (SPD)

SPD ग्राफ प्रत्येक तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दिखाता है। फॉस्फर-रूपांतरित सफेद एलईडी के लिए, यह नीले पंप एलईडी के शिखर और व्यापक फॉस्फर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को दर्शाता है। यह ग्राफ रंग गुणवत्ता और CRI को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

भौतिक पैकेजिंग विश्वसनीय स्थापना साथ ही तापीय और प्रकाशीय प्रदर्शन सुनिश्चित करती है।

5.1 Dimensions and Outline Drawing

शीर्ष दृश्य, पार्श्व दृश्य और तल दृश्य सहित विस्तृत चित्र, जिसमें सभी महत्वपूर्ण आयाम (लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, लेंस आकार आदि) और उनकी सहनशीलता शामिल है। यह PCB पैड डिज़ाइन और यांत्रिक एकीकरण के लिए आवश्यक है।

5.2 पैड लेआउट और पैड डिज़ाइन

अनुशंसित PCB पैड पैटर्न (पैकेज) प्रदान करता है, जिसमें पैड आकार, आकार और अंतर शामिल हैं। यह रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान अच्छे सोल्डर जोड़ों के निर्माण और PCB को इष्टतम तापीय चालन को सुनिश्चित करता है।

5.3 पोलैरिटी अंकन

एनोड (+) और कैथोड (-) टर्मिनलों की पहचान करने की विधि स्पष्ट रूप से बताई गई है, जो आमतौर पर पैकेजिंग पर अंकन (जैसे, खांचे, बिंदु या कोरा कट) या असममित पैड डिज़ाइन के माध्यम से की जाती है।

6. वेल्डिंग और असेंबली मार्गदर्शिका

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

अनुशंसित रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है, जिसमें प्रीहीट, सोक, रीफ्लो पीक तापमान और कूलिंग रेट शामिल हैं। अधिकतम पीक तापमान (लीड-फ्री सोल्डर के लिए आमतौर पर 260°C) और लिक्विडस टेम्परेचर से ऊपर का समय (TAL) LED पैकेज और आंतरिक बॉन्डिंग को क्षति से बचाने के लिए महत्वपूर्ण सीमाएं हैं।

6.2 सावधानियाँ एवं संचालन

मार्गदर्शिका में चेतावनियाँ शामिल हैं: लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचें, संचालन के दौरान ESD सुरक्षा उपाय अपनाएं, लेंस की सतह को दूषित होने से बचाएं, और सफाई के लिए उन विशिष्ट सॉल्वेंट्स का उपयोग न करें जो सिलिकॉन या एपॉक्सी को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

6.3 भंडारण की शर्तें

推荐的存储环境，以保持可焊性并防止吸湿（MSL等级 - 湿度敏感等级）。这通常涉及将器件存储在干燥环境（例如，<相对湿度10%）中，并置于带有干燥剂的密封防潮袋中。

7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विनिर्देश

एलईडी आपूर्ति विधि के बारे में विस्तृत जानकारी: रील प्रकार (उदाहरण के लिए, 12mm, 16mm), कैरियर टेप की चौड़ाई, पॉकेट आकार, कैरियर टेप में अभिविन्यास, और प्रति रील मात्रा (उदाहरण के लिए, 1000 पीस/रील, 4000 पीस/रील)।

7.2 लेबल और चिह्न

डिवाइस बॉडी पर मार्किंग (आमतौर पर क्यूआर कोड या अल्फ़ान्यूमेरिक स्ट्रिंग) और रील लेबल पर मार्किंग की व्याख्या करता है, जिसमें आमतौर पर पार्ट नंबर, बिनिंग कोड, बैच नंबर और डेट कोड शामिल होते हैं।

7.3 मॉडल नामकरण नियम

पार्ट नंबर कोड का विघटनात्मक विवरण, यह समझाते हुए कि प्रत्येक भाग रंग, लुमेन बिनिंग, वोल्टेज बिनिंग, CCT बिनिंग, पैकेज प्रकार और विशेष विशेषताओं जैसे गुणों को कैसे दर्शाता है।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

मूल ड्राइवर सर्किट का सिद्धांत आरेख, जैसे कम धारा संकेतक लैंप के लिए एक साधारण श्रृंखला प्रतिरोध, या पावर LED के लिए निरंतर धारा ड्राइवर (रैखिक या स्विच-मोड)। श्रृंखला/समानांतर कनेक्शन के विचारों पर चर्चा की गई है।

8.2 डिज़ाइन विचार

प्रमुख डिज़ाइन कारकों में थर्मल मैनेजमेंट (PCB कॉपर एरिया, थर्मल वाया, एक्सटर्नल हीटसिंक), ऑप्टिकल डिज़ाइन (लेंस चयन, बीम शेपिंग के लिए सेकेंडरी ऑप्टिक्स) और इलेक्ट्रिकल डिज़ाइन (ड्राइवर चयन, डिमिंग मेथड - PWM या एनालॉग, EMI सप्रेशन) शामिल हैं।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

इस LED उपकरण की तुलना इसके विशिष्ट तकनीकी मापदंडों के आधार पर विकल्पों से की जाएगी। संभावित विभेदीकरण के क्षेत्रों में उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर रंग स्थिरता (सख्त क्रोमैटिसिटी बिन), उच्चतम अधिकतम जंक्शन तापमान जो अधिक कॉम्पैक्ट डिजाइन की अनुमति देता है, बेहतर ताप प्रबंधन के लिए कम तापीय प्रतिरोध, या विशिष्ट असेंबली प्रक्रियाओं या ऑप्टिकल डिजाइन के लिए अनुकूलित विशिष्ट पैकेज आकार (उदाहरण के लिए, 2835, 3030, 5050) शामिल हैं।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: दस्तावेज़ में "जीवनचक्र चरण: संशोधन 3" का क्या अर्थ है?
उत्तर: यह दस्तावेज़ के संशोधन नियंत्रण स्थिति को दर्शाता है। "संशोधन 3" इस विनिर्देश का तीसरा औपचारिक संस्करण है, जिसमें किसी भी तकनीकी अद्यतन या सुधार को शामिल किया गया है। "जीवनचक्र चरण" उत्पाद की परिपक्वता अवस्था को संदर्भित कर सकता है (उदाहरण के लिए, बड़े पैमाने पर उत्पादन, उत्पादन बंद)।

प्रश्न: इस LED के लिए सही ड्राइव करंट कैसे निर्धारित करें?
उत्तर: पूर्ण अधिकतम रेटेड करंट और अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट विद्युत मापदंड अनुभाग में स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट हैं। लंबी आयु सुनिश्चित करने और निर्दिष्ट प्रदर्शन बनाए रखने के लिए हमेशा अनुशंसित करंट या उससे कम पर कार्य करें।

प्रश्न: LED के लिए थर्मल प्रबंधन इतना महत्वपूर्ण क्यों है?
उत्तर: अत्यधिक जंक्शन तापमान सीधे तौर पर लुमेन रखरखाव (प्रकाश उत्पादन में गिरावट), रंग बदलाव का कारण बनता है और डिवाइस के ऑपरेटिंग जीवन को काफी कम कर देता है। विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए उचित हीट सिंकिंग एक अनिवार्य आवश्यकता है।

प्रश्न: क्या मैं सीधे कई एलईडी को समानांतर में जोड़ सकता हूँ?
उत्तर: फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) में भिन्नता के कारण, बिना अलग करंट बैलेंसिंग (जैसे, रेसिस्टर) के सीधे समानांतर में जोड़ने की सलाह आमतौर पर नहीं दी जाती है। Vf में मामूली अंतर भी महत्वपूर्ण करंट असंतुलन पैदा कर सकता है, जिससे चमक में असमानता आती है और किसी एक एलईडी पर अत्यधिक भार पड़ सकता है। श्रृंखला कनेक्शन या स्वतंत्र कॉन्स्टेंट-करंट चैनलों का उपयोग करना बेहतर है।

11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस विश्लेषण

केस स्टडी 1: कार्यालय प्रकाश व्यवस्था के लिए रैखिक एलईडी ल्यूमिनेयर
डिजाइनरों ने इस एलईडी का चयन इसकी उच्च दक्षता और सख्त CCT बिनिंग (एक समान श्वेत प्रकाश प्राप्त करने के लिए) के आधार पर किया। उन्होंने पर्याप्त तापीय क्षमता वाला एक एल्यूमीनियम-आधारित PCB डिजाइन किया, जिसमें अनुशंसित पैड पैटर्न का उपयोग किया गया। अनुशंसित धारा पर श्रृंखला में जुड़े एलईडी की एक स्ट्रिंग को बिजली देने के लिए एक निरंतर-धारा ड्राइवर चुना गया। यह सत्यापित करने के लिए SPD डेटा का उपयोग किया गया कि CRI कार्यालय प्रकाश मानकों को पूरा करता है।

केस स्टडी 2: ऑटोमोटिव आंतरिक सजावटी प्रकाश व्यवस्था
रंगीन परिवेश प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए, डिजाइनर मुख्य तरंगदैर्ध्य और देखने के कोण के डेटा का उपयोग करते हैं। समायोज्य रंग तीव्रता प्राप्त करने के लिए, LED को वाहन बॉडी कंट्रोल मॉड्यूल से PWM डिमिंग द्वारा संचालित किया जाता है। LED की उच्च तापमान रेटिंग ऑटोमोटिव वातावरण में विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।

12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय

LED एक अर्धचालक डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार के अर्धचालक से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार के अर्धचालक से होल सक्रिय क्षेत्र (p-n जंक्शन) में इंजेक्ट किए जाते हैं। जब इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, तो ऊर्जा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है (उदाहरण के लिए, नीली/हरी रोशनी के लिए InGaN, लाल/अंबर 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 सफेद प्रकाश के रूप में अनुभव किया जाता है।

13. तकनीकी रुझान एवं विकास

LED行业持续发展，呈现出几个明显的趋势。效率（流明每瓦）稳步提高，在相同光输出下降低了能耗。颜色质量正在改善，高CRI LED（CRI >90， 甚至 >95）在需要准确显色的应用中变得越来越普遍。小型化持续进行，使得直显显示器的像素间距更密集。在专业领域也有显著发展，例如用于消毒的UV-C LED、用于下一代显示器的Micro-LED，以及为植物生长定制光谱的园艺LED。此外，智能互联照明，将传感器和控制器直接集成到LED模块中，是一个不断增长的应用领域。