सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 ल्यूमिनस एवं रंग विशेषताएँ
- 2.2 विद्युत पैरामीटर
- 2.3 ऊष्मीय विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्नों के उत्तर (FAQ)
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस अध्ययन
- 12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान एवं विकास
1. उत्पाद अवलोकन
यह तकनीकी विशिष्टता पुस्तिका LED डिवाइस के लिए व्यापक जानकारी प्रदान करती है, जिसमें उसके जीवनचक्र प्रबंधन और संशोधन इतिहास पर विशेष ध्यान दिया गया है। दस्तावेज़ संरचना इंजीनियरों और खरीद विशेषज्ञों के लिए एकीकरण और प्रमाणन की सुविधा हेतु स्पष्ट, क्रियान्वयन योग्य डेटा प्रदान करने के उद्देश्य से बनाई गई है। मुख्य जानकारी डिवाइस की औपचारिक रिलीज़ और संशोधन स्थिति के इर्द-गिर्द केंद्रित है, जो दर्शाता है कि यह एक स्पष्ट रूप से परिभाषित, स्थिर और परिपक्व उत्पाद है।
इस डिवाइस का मुख्य लाभ इसका सुव्यवस्थित और नियंत्रित जीवनचक्र है। "Revision: 2" की स्थिति का अर्थ है कि प्रारंभिक डिज़ाइन की समीक्षा की गई है और संभवतः उसे अनुकूलित किया गया है, जो प्रारंभिक संस्करण की तुलना में उच्च विश्वसनीयता या प्रदर्शन स्थिरता प्रदान करता है। "Obsolete: Never" का अंकन एक महत्वपूर्ण सूचना है, जो दर्शाता है कि इस विशिष्ट संशोधन के लिए कोई निर्धारित समाप्ति तिथि नहीं है, और यह दीर्घकालिक आपूर्ति के लिए अभिप्रेत है। यह उन उत्पादों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है जिन्हें स्थिर आपूर्ति श्रृंखला और लंबे सेवा जीवन की आवश्यकता होती है।
इस प्रकार के पूर्ण दस्तावेज़ीकरण वाले डिवाइस के लक्षित बाजारों में औद्योगिक प्रकाश व्यवस्था, automotive applications, consumer electronics और साइनेज जैसे क्षेत्र शामिल हैं, जहाँ प्रदर्शन स्थिरता, विश्वसनीयता और दीर्घकालिक खरीद स्थिरता की अत्यधिक मांग है। औपचारिक रिलीज़ तिथि उत्पाद परिवर्तनों और गुणवत्ता आश्वासन प्रक्रियाओं को ट्रैक करने के लिए एक स्पष्ट संदर्भ बिंदु प्रदान करती है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
हालाँकि प्रदान किया गया PDF अंश जीवनचक्र मेटाडेटा पर केंद्रित है, एक संपूर्ण LED उपकरण विशिष्टता पत्रक में विस्तृत तकनीकी पैरामीटर शामिल होने चाहिए। निम्नलिखित अनुभाग डिज़ाइन चयन के लिए आवश्यक विशिष्ट प्रमुख डेटा का प्रतिनिधित्व करते हैं।
2.1 ल्यूमिनस एवं रंग विशेषताएँ
ल्यूमिनस प्रदर्शन प्रकाश उत्पादन और गुणवत्ता को परिभाषित करता है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:
- ल्यूमिनस फ्लक्स:लुमेन (lm) में मापा जाता है, यह उत्सर्जित प्रकाश की कुल अनुभूत शक्ति को दर्शाता है। विशिष्ट मान संकेतक एलईडी के मिलीलुमेन से लेकर उच्च शक्ति प्रकाशन एलईडी के सैकड़ों लुमेन तक होते हैं। डेटाशीट में निर्दिष्ट परीक्षण धारा और तापमान पर न्यूनतम, विशिष्ट और अधिकतम मान निर्दिष्ट किए जाने चाहिए।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य / संबंधित रंग तापमान (CCT):रंगीन एलईडी के लिए, प्रमुख तरंगदैर्ध्य (नैनोमीटर में) अनुभूत रंग को परिभाषित करता है (उदाहरण के लिए, 630nm लाल)। सफेद एलईडी के लिए, CCT (केल्विन में, उदाहरण के लिए 3000K, 4000K, 6500K) यह परिभाषित करता है कि प्रकाश गर्म सफेद, तटस्थ सफेद या ठंडा सफेद है।
- रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI):श्वेत प्रकाश LED के लिए, CRI (Ra) एक आदर्श प्रकाश स्रोत की तुलना में वस्तुओं के रंगों के सटीक पुनरुत्पादन की क्षमता को मापता है। सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए 80 से अधिक CRI उपयुक्त है, जबकि उच्च निष्ठा वाले अनुप्रयोगों के लिए 90 से ऊपर के मान आवश्यक हैं।
- दृश्य कोण:वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता अधिकतम तीव्रता की आधी होती है (आमतौर पर 2θ½ के रूप में रिपोर्ट किया जाता है)। सामान्य कोणों में व्यापक प्रकीर्णन के लिए 120° या 180°, या केंद्रित बीम के लिए 30° जैसे संकीर्ण कोण शामिल हैं।
2.2 विद्युत पैरामीटर
सर्किट डिजाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए विद्युत विनिर्देश महत्वपूर्ण हैं।
- Forward Voltage (Vf):LED के निर्दिष्ट फॉरवर्ड करंट पर कार्य करते समय इसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप। यह अर्धचालक सामग्री के आधार पर भिन्न होता है (उदाहरण के लिए, लाल लगभग 2.0V, नीला/सफेद लगभग 3.2V), और आमतौर पर एक सहनशीलता सीमा होती है (जैसे 3.0V से 3.4V)। अधिकतम Vf से अधिक पर कार्य करने से LED क्षतिग्रस्त हो सकती है।
- Forward Current (If):अनुशंसित निरंतर डीसी ऑपरेटिंग करंट। एलईडी करंट-चालित उपकरण हैं। पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक होने पर लुमेन आउटपुट में त्वरित गिरावट और विनाशकारी विफलता हो सकती है।
- रिवर्स वोल्टेज (Vr):रिवर्स बायस कनेक्शन के तहत एलईडी द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम वोल्टेज। यह मान आमतौर पर कम होता है (जैसे 5V), क्योंकि एलईडी रिवर्स वोल्टेज को रोकने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं। एसी या रिवर्स पोलैरिटी स्थितियों में, आमतौर पर सुरक्षा सर्किट (जैसे समानांतर डायोड) की आवश्यकता होती है।
- पावर डिसिपेशन:गणना सूत्र Vf * If है, जो एलईडी चिप के भीतर उत्पन्न ऊष्मा निर्धारित करता है और इस प्रकार ऊष्मीय डिज़ाइन आवश्यकताओं को संचालित करता है।
2.3 ऊष्मीय विशेषताएँ
एलईडी का प्रदर्शन और जीवनकाल तापमान से गहराई से प्रभावित होता है।
- जंक्शन तापमान (Tj):अर्धचालक चिप का स्वयं का तापमान। यह विश्वसनीयता का सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर है। डेटाशीट में अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान (जैसे 125°C या 150°C) निर्दिष्ट किया गया है।
- थर्मल प्रतिरोध (Rth j-s या Rth j-c):यह पैरामीटर °C/W में मापा जाता है और एलईडी जंक्शन से संदर्भ बिंदु (आमतौर पर सोल्डर पॉइंट या केस) तक गर्मी के संचालन की दक्षता को दर्शाता है। कम मान का मतलब बेहतर ताप अपव्यय है। यह आवश्यक ताप अपव्यय की गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
- भंडारण तापमान सीमा:बिना बिजली आपूर्ति के एलईडी को संग्रहीत करने की तापमान सीमा।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
निर्माण विविधताओं के कारण, एक ही उत्पादन बैच के भीतर स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए LED को विभिन्न प्रदर्शन ग्रेड में वर्गीकृत किया जाता है।
- वेवलेंथ / CCT ग्रेडिंग:LED को उनकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य या CCT के आधार पर सख्त सीमाओं (जैसे, 2.5nm या 100K चरण) में समूहीकृत किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि सरणी में रंग एकरूपता बनी रहे।
- लुमेन आउटपुट ग्रेडिंग:LED को मानक परीक्षण स्थितियों में उनके प्रकाश उत्पादन के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। सामान्य प्रणालियाँ कोड (जैसे P1, P2, P3) का उपयोग करती हैं, जहाँ प्रत्येक चरण लगभग 5-10% लुमेन आउटपुट अंतर का प्रतिनिधित्व करता है।
- Forward Voltage Binning:Vf binning helps in designing efficient drive circuits, especially for series-connected lamp strings, to ensure current matching.
The datasheet should clearly define the binning codes and their corresponding parameter ranges.
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
ग्राफिकल डेटा एकल-बिंदु विनिर्देशों की तुलना में अधिक गहन अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।
- I-V (करंट-वोल्टेज) कर्व:यह फॉरवर्ड करंट और फॉरवर्ड वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है और एक नेक-इन वोल्टेज प्रदर्शित करता है। यह वक्र करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर चुनने या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
- Relative luminous flux vs. junction temperature:यह ग्राफ आमतौर पर दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश आउटपुट कम हो जाता है। ढलान थर्मल संवेदनशीलता को दर्शाती है।
- सापेक्ष प्रकाश प्रवाह बनाम अग्र धारा:यह दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन धारा में वृद्धि के साथ बढ़ता है, लेकिन उच्च धाराओं पर आमतौर पर प्रतिफल में कमी और ऊष्मा में वृद्धि होती है।
- स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन (SPD):विकिरण शक्ति और तरंगदैर्ध्य के बीच संबंध का ग्राफ बनाएं। सफेद एलईडी के लिए, यह नीला पंप शिखर और व्यापक फॉस्फर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम दिखाता है। यह रंग गुणवत्ता और सीआरआई को समझने की कुंजी है।
- कोणीय तीव्रता वितरण:एक ध्रुवीय आरेख जो दिखाता है कि प्रकाश की तीव्रता देखने के कोण के साथ कैसे बदलती है, जो बीम पैटर्न को परिभाषित करता है।
5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
Precise physical dimensions are essential for PCB layout and assembly.
- Package Dimensions:सभी महत्वपूर्ण आयामों (लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, लेंस आकार) और सहनशीलताओं वाला विस्तृत यांत्रिक चित्र। सामान्य पैकेजों में 2835, 3535, 5050 आदि शामिल हैं, जहां संख्याएं आमतौर पर मिलीमीटर के दसवें हिस्से में लंबाई और चौड़ाई का प्रतिनिधित्व करती हैं (उदाहरण के लिए, 2.8mm x 3.5mm)।
- पैड लेआउट (पैकेज आउटलाइन):अनुशंसित पीसीबी पैड पैटर्न, जिसमें पैड आकार, आकार और अंतर शामिल हैं। इस सिफारिश का पालन करने से सही सोल्डरिंग और ताप चालन सुनिश्चित होता है।
- ध्रुवीयता पहचान:एलईडी पैकेजिंग पर स्पष्ट चिह्न (जैसे, खांचा, कटा हुआ कोना, हरा बिंदु या लंबा एनोड पिन) एनोड (+) और कैथोड (-) को इंगित करने के लिए। गलत ध्रुवीयता से एलईडी नहीं जलेगी।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
सही हैंडलिंग विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है और क्षति को रोकती है।
- रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल:अनुशंसित प्रीहीट, सोक, रीफ्लो पीक तापमान और कूलिंग दर के लिए समय-तापमान आरेख निर्दिष्ट करें। पीक तापमान LED के अधिकतम सोल्डरिंग तापमान (आमतौर पर लगभग 260°C, 10 सेकंड के लिए) से अधिक नहीं होना चाहिए।
- हैंड सोल्डरिंग निर्देश:यदि अनुमति हो, तो सोल्डरिंग आयरन तापमान, टिप आकार और प्रत्येक पिन के लिए अधिकतम सोल्डरिंग समय के दिशानिर्देश प्रदान करें।
- ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) संवेदनशीलता:अधिकांश LED, ESD के प्रति संवेदनशील होते हैं। संचालन मानक ESD रोकथाम उपायों का पालन करना चाहिए: ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, रिस्ट स्ट्रैप और कंडक्टिव कंटेनर का उपयोग करें।
- सफाई:वेल्डिंग के बाद सफाई एजेंट (यदि कोई हो) के बारे में सुझाव, LED लेंस सामग्री के साथ संगत होना चाहिए।
- भंडारण की शर्तें:आमतौर पर, एलईडी को कमरे के तापमान, सूखे और अंधेरे वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। कुछ को आईपीसी/जेडेक मानकों के अनुसार नमी-संवेदनशील उपकरण (एमएसडी) प्रबंधन की आवश्यकता हो सकती है, और यदि नमी एक्सपोजर सीमा से अधिक हो जाती है, तो बेकिंग निर्देश प्रदान किए जाने चाहिए।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
लॉजिस्टिक्स और खरीद जानकारी।
- पैकेजिंग प्रारूप:LED की आपूर्ति विधि का वर्णन करें (उदाहरण के लिए, टेप और रील, ट्यूब या ट्रे में)। रील आकार, पॉकेट पिच और दिशा शामिल करें।
- प्रति पैकेज मात्रा:प्रति रील (उदाहरण के लिए 2000 टुकड़े), प्रति ट्यूब या प्रति ट्रे की मानक मात्रा।
- लेबलिंग और ट्रेसेबिलिटी:पैकेजिंग लेबल पर दी गई जानकारी की व्याख्या, जिसमें पार्ट नंबर, ग्रेड कोड, लॉट नंबर, डेट कोड और मात्रा शामिल हो सकती है।
- पार्ट नंबरिंग सिस्टम:उत्पाद मॉडल की व्याख्या, जो आमतौर पर महत्वपूर्ण विशेषताओं को एन्कोड करती है, जैसे पैकेज आकार, रंग, लुमेन आउटपुट ग्रेड, वोल्टेज ग्रेड और CCT (व्हाइट एलईडी के लिए)।
8. अनुप्रयोग सुझाव
सफल कार्यान्वयन के लिए मार्गदर्शन।
- विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट:स्कीमैटिक उदाहरण, जैसे कम शक्ति संकेतक लैंप के लिए एक साधारण श्रृंखला प्रतिरोधक सर्किट, या प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए एक स्थिर धारा ड्राइवर सर्किट।
- थर्मल प्रबंधन डिज़ाइन:PCB हीट डिसिपेशन डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण सुझाव: थर्मल वियास, पर्याप्त कॉपर एरिया और संभवतः एक्सटर्नल हीट सिंक का उपयोग करें। लक्ष्य जंक्शन तापमान को इसके अधिकतम रेटेड मूल्य से काफी नीचे रखना है ताकि लंबी आयु सुनिश्चित हो सके।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन विचार:सेकेंडरी ऑप्टिकल एलिमेंट्स (लेंस, डिफ्यूज़र) और LED के इनहेरेंट व्यूिंग एंगल के प्रभाव के बारे में स्पष्टीकरण।
- करंट ड्राइव:इष्टतम प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए निरंतर वोल्टेज स्रोत के बजाय निरंतर करंट स्रोत के उपयोग पर जोर दें। डिमिंग विधियों (PWM बनाम एनालॉग) पर चर्चा करें।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
हालांकि एकल स्पेसिफिकेशन शीट की सीधी तुलना नहीं की जा सकती, लेकिन उसके स्पेसिफिकेशन प्रतिस्पर्धी पोजिशनिंग का संकेत देते हैं।
- दक्षता (lm/W):उच्च लुमेन-प्रति-वाट अनुपात बेहतर ऊर्जा दक्षता को दर्शाता है और यह एक प्रमुख बाजार विभेदक कारक है।
- रंग एकरूपता (मैकएडम दीर्घवृत्त):अधिक कठोर बिनिंग (उदाहरण के लिए, 2-चरण या 3-चरण मैकएडम दीर्घवृत्त) एलईडी के बीच न्यूनतम दृश्यमान रंग अंतर सुनिश्चित करती है, जो एक उन्नत विशेषता है।
- जीवनकाल (L70/B50):वह घंटों की संख्या जब प्रकाश प्रवाह आउटपुट प्रारंभिक मान के 70% (L70) तक कम हो जाता है, नमूनों के एक निर्दिष्ट अनुपात (उदाहरण के लिए, B50 = 50% नमूनों) के लिए। लंबी रेटेड जीवनकाल (जैसे 50,000 घंटे) उच्च विश्वसनीयता दर्शाती है।
- रोबस्टनेस:उच्चतम अधिकतम जंक्शन तापमान, बेहतर नमी संरक्षण रेटिंग, या बेहतर ESD सहनशीलता कठोर वातावरण में लाभप्रद हो सकती है।
10. सामान्य प्रश्नों के उत्तर (FAQ)
तकनीकी मापदंडों पर आधारित सामान्य डिज़ाइन प्रश्नों के उत्तर।
- प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 5V पावर स्रोत से चला सकता हूँ?उत्तर: सीधे चालित नहीं किया जा सकता। आपको करंट-सीमित रोकनेवाला या निरंतर-धारा ड्राइवर का उपयोग करना चाहिए। रोकनेवाला मान गणना सूत्र है R = (बिजली आपूर्ति वोल्टेज - LED Vf) / वांछित If। सुनिश्चित करें कि रोकनेवाला की रेटेड शक्ति पर्याप्त है।
- प्रश्न: मेरे अनुप्रयोग में, LED की चमक समय के साथ क्यों कम हो जाती है?उत्तर: सबसे आम कारण अपर्याप्त ताप अपव्यय के कारण जंक्शन तापमान का अत्यधिक होना है। अपने थर्मल डिज़ाइन की जाँच करें, सुनिश्चित करें कि Tj सीमा के भीतर है। उच्च तापमान लुमेन क्षय को तेज करता है।
- प्रश्न: क्या मैं कई LED को श्रृंखला में जोड़ सकता हूँ?उत्तर: हाँ, लेकिन ड्राइवर द्वारा प्रदान किया गया वोल्टेज कार्यशील धारा पर प्रत्येक Vf मान के योग से अधिक होना चाहिए। इसके अलावा, धारा संतुलन के लिए श्रृंखला में सभी एलईडी एक ही Vf बिन से होनी चाहिए, या अंतर की क्षतिपूर्ति करने वाले ड्राइवर का उपयोग करें।
- प्रश्न: लुमेनस फ्लक्स (लुमेन) और ल्यूमिनस इंटेंसिटी (कैंडेला) में क्या अंतर है?उत्तर: लुमेनस फ्लक्स सभी दिशाओं में कुल प्रकाश उत्पादन है। ल्यूमिनस इंटेंसिटी एक विशिष्ट दिशा में प्रकाश उत्पादन है। संकीर्ण देखने के कोण वाली एलईडी की उच्च तीव्रता (cd) हो सकती है, लेकिन कुल लुमेनस फ्लक्स (lm) मध्यम होता है।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस अध्ययन
विशिष्ट उपयोग पर आधारित काल्पनिक उदाहरण।
- केस स्टडी 1: भवन सजावटी प्रकाश व्यवस्था के लिए रैखिक LED लाइट स्ट्रिप
डिजाइन लक्ष्य:एक 24V, 5 मीटर लंबी लाइट स्ट्रिप बनाना, प्रति मीटर 60 एलईडी के साथ, समान गर्म सफेद प्रकाश (3000K) प्रदान करना।
कार्यान्वयन योजना:3.0V Vf वाले LED का चयन करें। उन्हें श्रृंखला-समानांतर संयोजन में व्यवस्थित किया गया है: प्रत्येक खंड में 8 LED श्रृंखला में (8 * 3.0V = 24V)। फिर इन खंडों को स्ट्रिप के साथ समानांतर में जोड़ा जाता है। पर्याप्त करंट क्षमता वाला एक कॉन्स्टेंट वोल्टेज 24V ड्राइवर स्ट्रिप को बिजली देता है। व्यक्तिगत LED बिंदुओं को निरंतर प्रकाश में मिलाने के लिए डिफ्यूज़र कवर का उपयोग करें। धातु आधारित MCPCB के माध्यम से थर्मल प्रबंधन प्राप्त किया जाता है, जो पूरी लंबाई के साथ गर्मी को दूर करता है। - केस स्टडी 2: उच्च विश्वसनीयता निर्गमन संकेतक
डिजाइन लक्ष्य:एक लाल निर्गमन संकेतक जिसे 10 वर्षों से अधिक समय तक निरंतर संचालन और न्यूनतम रखरखाव की आवश्यकता होती है।
कार्यान्वयन योजना:अत्यधिक लंबी L90 जीवन रेटिंग वाले कुशल लाल LED का चयन करें। उन्हें उनकी अधिकतम रेटेड धारा के केवल 70% पर चलाया जाता है, ताकि तापीय प्रतिबल में काफी कमी आए और सेवा जीवन बढ़े। ड्राइवर एक कुशल, आइसोलेटेड कॉन्स्टेंट करंट मॉड्यूल है जिसमें सर्ज प्रोटेक्शन है। डिज़ाइन में पर्याप्त हीट सिंकिंग और पर्यावरणीय सुरक्षा के लिए PCB पर कंफर्मल कोटिंग शामिल है।
12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
LED एक सेमीकंडक्टर डायोड है। जब p-n जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप सामग्री से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप सामग्री से होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस नामक प्रक्रिया के माध्यम से फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) प्रयुक्त सेमीकंडक्टर सामग्री के बैंडगैप द्वारा निर्धारित होती है (उदाहरण के लिए, लाल/नारंगी/पीले के लिए AlGaInP, नीले/हरे/सफेद के लिए InGaN)। सफेद LED आमतौर पर एक नीले LED चिप पर पीले फॉस्फर को लेपित करके बनाए जाते हैं; नीली और पीली रोशनी का मिश्रण सफेद प्रकाश उत्पन्न करता है। फॉस्फर संरचना को समायोजित करके कलर टेम्परेचर और CRI को नियंत्रित किया जाता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान एवं विकास
LED उद्योग उच्च दक्षता, बेहतर गुणवत्ता और नए अनुप्रयोगों की मांग के चलते निरंतर विकास कर रहा है।
- दक्षता वृद्धि (lm/W):आंतरिक क्वांटम दक्षता (IQE), प्रकाश निष्कर्षण दक्षता और फॉस्फर प्रौद्योगिकी में निरंतर सुधार से ल्यूमिनस दक्षता में निरंतर वृद्धि हो रही है, जिससे समान प्रकाश उत्पादन पर ऊर्जा खपत कम हो रही है।
- रंग गुणवत्ता में सुधार:荧光粉和多色LED组合(例如RGB、RGBW、紫光泵浦+多荧光粉)的开发,以实现超高CRI (Ra >95) 和出色的颜色保真度指标,如TM-30 (Rf, Rg)。
- लघुकरण और उच्च घनत्व:छोटे पैकेज आकारों (जैसे, माइक्रो LED, चिप-स्केल पैकेजिंग) की ओर रुझान, जो कम पिच वाले डायरेक्ट-व्यू डिस्प्ले और कॉम्पैक्ट लाइटिंग मॉड्यूल के लिए उच्च पिक्सेल घनत्व सक्षम करता है।
- मानव-केंद्रित प्रकाश व्यवस्था:Adjustable white LED can dynamically adjust CCT and intensity to simulate natural daylight cycle, supporting circadian rhythm and health.
- Reliability and Lifespan:Focus on understanding and mitigating failure mechanisms (e.g., phosphor thermal quenching, package degradation) to extend service life, especially under high-temperature operating conditions.
- Smart Integration:नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स, सेंसर और संचार इंटरफेस को सीधे LED मॉड्यूल में एकीकृत करना, बुद्धिमान और परस्पर जुड़ी प्रकाश व्यवस्था के लिए मार्ग प्रशस्त करता है।
LED विनिर्देश शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है; कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा दर्शाता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी आदि उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| Colour Fidelity (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक एकसमान होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्प अवधि में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर उसके डैमेज होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य का अर्थ है स्थैतिक बिजली से कम क्षति। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री के प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
IV. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप डिज़ाइन बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च ल्यूमिनस एफिशिएंसी प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की ऑप्टिकल संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | बिनिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडेशन | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standards | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | यह सरकारी खरीद और सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिससे बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ती है। |