सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग
- 2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 प्रकाशविद्युत विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य
- 4.2 दिशात्मक पैटर्न
- 4.3 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 4.4 रिलेटिव इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.5 ऊष्मीय विशेषताएँ
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 पिन फॉर्मिंग
- 6.2 वेल्डिंग प्रक्रिया
- 6.3 सफाई
- 6.4 भंडारण की शर्तें
- 7. थर्मल प्रबंधन और इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा
- 7.1 थर्मल प्रबंधन
- 7.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) संवेदनशीलता
- 8. पैकेजिंग एवं आर्डर सूचना
- 8.1 पैकेजिंग विनिर्देश
- 8.2 लेबल विवरण
- 9. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
- 9.1 सर्किट डिज़ाइन
- 9.2 PCB लेआउट
- 9.3 चमक एकरूपता
- 10. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 11. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 12. डिज़ाइन केस स्टडी
- 13. तकनीकी सिद्धांत परिचय
- 14. उद्योग रुझान और पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
523-2UYD/S530-A3 एक उच्च चमक वाला थ्रू-होल एलईडी लैंप है, जो सामान्य संकेतक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह AlGaInP चिप तकनीक का उपयोग करता है और चमकीले पीले प्रकीर्णित प्रकाश का उत्सर्जन करता है। यह उपकरण अपनी विश्वसनीय प्रदर्शन, व्यापक देखने के कोण और RoHS, REACH तथा हैलोजन-मुक्त आवश्यकताओं जैसे प्रमुख पर्यावरणीय निर्देशों के अनुपालन की विशेषता के लिए जाना जाता है।
1.1 मुख्य लाभ
- उच्च चमक:उच्च प्रकाश तीव्रता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया।
- व्यापक देखने का कोण:विशिष्ट 120-डिग्री अर्ध-तीव्रता कोण विभिन्न कोणों से अच्छी दृश्यता सुनिश्चित करता है।
- पर्यावरण अनुपालन:यह उत्पाद EU RoHS और REACH नियमों का अनुपालन करता है। साथ ही यह एक हेलोजन-मुक्त उत्पाद है, जिसमें ब्रोमीन (Br) और क्लोरीन (Cl) की मात्रा प्रत्येक 900 ppm से कम है और इनका कुल योग 1500 ppm से कम है।
- पैकेजिंग लचीलापन:टेप और रील पैकेजिंग प्रदान करता है, जो स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है।
- मजबूत संरचना:विश्वसनीय और टिकाऊ संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो सामान्य इलेक्ट्रॉनिक वातावरण में काम करता है।
1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग
यह एलईडी मुख्य रूप से उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और सूचना प्रौद्योगिकी क्षेत्र के लिए है। इसके प्रमुख अनुप्रयोगों में टेलीविजन, कंप्यूटर मॉनिटर, टेलीफोन और सामान्य कंप्यूटर परिधीय उपकरणों में स्थिति संकेतक, बैकलाइट और पैनल प्रकाश व्यवस्था शामिल हैं।
2. तकनीकी मापदंड: गहन एवं वस्तुनिष्ठ विश्लेषण
निम्नलिखित खंड में, डेटाशीट के अनुसार LED की प्रमुख तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण किया गया है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी मान परिवेश तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन स्थितियों में या इनसे परे संचालन की गारंटी नहीं है, और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए इनसे बचना चाहिए।
- निरंतर अग्र धारा (IF):25 mA - लगातार लागू की जा सकने वाली अधिकतम DC धारा।
- शिखर अग्र धारा (IFP):60 mA - केवल 1/10 ड्यूटी साइकिल और 1 kHz आवृत्ति की पल्स स्थितियों के लिए लागू।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V - लागू की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज।
- शक्ति खपत (Pd):60 mW - डिवाइस द्वारा अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति।
- कार्य तापमान (Topr):-40°C से +85°C - सामान्य संचालन के लिए परिवेश का तापमान सीमा।
- भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +100°C।
- वेल्डिंग तापमान (Tsol):260°C, 5 सेकंड के लिए - वेव सोल्डरिंग या हैंड सोल्डरिंग के दौरान अनुमत अधिकतम तापमान।
2.2 प्रकाशविद्युत विशेषताएँ
ये पैरामीटर विशिष्ट संचालन स्थितियों (IF= 20 mA) के तहत डिवाइस के प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- ल्यूमिनस तीव्रता (Iv):12.5 mcd (विशिष्ट), 6.3 mcd (न्यूनतम)। यह LED की अनुभूत चमक है। मापन अनिश्चितता ±10% है।
- दृष्टिकोण (2θ)1/2):120° (टाइपिकल)। वह कोणीय सीमा जिसमें चमकदार तीव्रता शिखर तीव्रता की कम से कम आधी हो।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λp):591 nm (typical value). The wavelength at which spectral emission is strongest.
- Dominant Wavelength (λd):589 nm (typical value). The single wavelength perceived by the human eye, defining the color. Measurement uncertainty is ±1.0 nm.
- Spectral Radiant Bandwidth (Δλ):15 nm (typical). Full width at half maximum of the emission spectrum.
- Forward voltage (VF):2.0 V (typical), ranging from 1.7 V (min) to 2.4 V (max). Measurement uncertainty is ±0.1 V.
- Reverse current (IR):10 μA (max), at VR= 5 V की स्थिति में।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
डेटाशीट इंगित करती है कि एक ग्रेडिंग सिस्टम का उपयोग किया गया है, जो महत्वपूर्ण प्रदर्शन अंतरों के आधार पर एलईडी को वर्गीकृत करता है। यह उत्पादन बैच के भीतर महत्वपूर्ण डिजाइन मापदंडों की स्थिरता सुनिश्चित करता है। संदर्भित लेबल में शामिल हैं:
- CAT:ल्यूमिनस तीव्रता (Iv) ग्रेड। मापी गई चमक आउटपुट के आधार पर एलईडी को समूहों में वर्गीकृत करना।
- HUE:Dominant Wavelength (λd) ग्रेड। सटीक रंग बिंदु के आधार पर एलईडी को समूहित करना।
- REF:Forward voltage (VF) ग्रेड। निर्दिष्ट करंट के तहत वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर एलईडी को समूहों में वर्गीकृत करना।
डिज़ाइनर को रंग या चमक की सख्त आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों में, सटीक चयन के लिए निर्माता से विशिष्ट बिनिंग जानकारी का परामर्श लेना चाहिए।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में कई विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं, जो विभिन्न परिस्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को दर्शाते हैं। यह मजबूत सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
4.1 सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य
यह वक्र स्पेक्ट्रल पावर वितरण दर्शाता है, जिसका शिखर 591 nm (पीला) के आसपास है, जिसकी विशिष्ट बैंडविड्थ 15 nm है, जो AlGaInP चिप की एकवर्णीयता की पुष्टि करता है।
4.2 दिशात्मक पैटर्न
ध्रुवीय आरेख एक विशिष्ट 120-डिग्री व्यूइंग एंगल प्रदर्शित करता है, जो विसरित LED के लिए सामान्य लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न दिखाता है, जो व्यापक और समान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है।
4.3 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
यह कर्व एक विशिष्ट डायोड घातीय संबंध प्रदर्शित करता है। अनुशंसित 20 mA ऑपरेटिंग बिंदु पर, फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 2.0V है। यह कर्व करंट-सीमित रोकनेवाला डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
4.4 रिलेटिव इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
प्रकाश उत्पादन धारा के साथ अतिरेकीय रूप से बढ़ता है। यद्यपि डिवाइस की निरंतर धारा रेटिंग 25 mA है, 20 mA पर प्रकाश उत्पादन ही मानकीकरण का आधार है। 20 mA से अधिक पर संचालन से चमक बढ़ती है, लेकिन बिजली की खपत और जंक्शन तापमान भी बढ़ जाता है।
4.5 ऊष्मीय विशेषताएँ
दो महत्वपूर्ण वक्र प्रदान किए गए हैं:
सापेक्ष तीव्रता बनाम परिवेश तापमान:दर्शाता है कि परिवेश तापमान बढ़ने के साथ, प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। यह उच्च तापमान वाले वातावरण में एक महत्वपूर्ण डीरेटिंग कारक है।
Forward Current vs. Ambient Temperature:यह उच्च तापमान पर विश्वसनीयता बनाए रखने और प्रकाश अभिवाह के त्वरित क्षय को रोकने के लिए करंट डीरेटिंग की आवश्यकता को दर्शाता है।
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग जानकारी
5.1 Package Dimensions
यह LED एक मानक 5mm गोल रेडियल लीड पैकेज है। ड्राइंग में महत्वपूर्ण आयामों के विवरण में शामिल हैं:
- सभी आयाम मिलीमीटर (mm) में हैं।
- फ्लैंज (गुंबद के आधार का किनारा) की ऊंचाई 1.5mm से कम होनी चाहिए।
- अनिर्दिष्ट आयामों के लिए डिफ़ॉल्ट सहनशीलता ±0.25mm है।
- ड्राइंग में पिन पिच, गुंबद व्यास और ऊंचाई, पिन लंबाई और व्यास निर्दिष्ट हैं, जो थ्रू-होल PCB माउंटिंग के लिए मानक आयाम हैं।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
कैथोड को आमतौर पर LED प्लास्टिक फ्लैंज के किनारे पर एक सपाट बिंदु या छोटे पिन द्वारा पहचाना जाता है। एनोड लंबा पिन होता है। स्थापना के दौरान सही ध्रुवीयता का ध्यान रखना आवश्यक है।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
उचित हैंडलिंग LED क्षति को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है।
6.1 पिन फॉर्मिंग
- बेंडिंग पॉइंट एपॉक्सी रेजिन लैंप बॉडी के आधार से कम से कम 3 मिमी दूर होना चाहिए।
- सोल्डरिंग से पहले पिन को फॉर्म करें।
- पैकेज पर तनाव लागू करने से बचें। PCB होल मिसअलाइनमेंट के कारण पिन पर तनाव पड़ने से एपॉक्सी राल का क्षरण हो सकता है।
- कमरे के तापमान पर पिन काटें।
6.2 वेल्डिंग प्रक्रिया
हैंड वेल्डिंग:सोल्डरिंग आयरन टिप का अधिकतम तापमान 300°C (अधिकतम 30W आयरन के लिए), वेल्डिंग समय अधिकतम 3 सेकंड। एपॉक्सी लैंप बॉडी से वेल्ड पॉइंट की न्यूनतम दूरी 3mm रखें।
वेव (DIP) सोल्डरिंग:प्रीहीटिंग अधिकतम तापमान 100°C (अधिकतम 60 सेकंड)। सोल्डर बाथ अधिकतम तापमान 260°C, 5 सेकंड के लिए। न्यूनतम दूरी 3mm बनाए रखें।
सामान्य नियम:उच्च तापमान पर पिन पर तनाव न डालें। बार-बार सोल्डरिंग न करें। एलईडी को कमरे के तापमान तक ठंडा होने से पहले, झटके से बचाएं। तेजी से ठंडा होने से बचें। अनुशंसित सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल आरेख प्रदान किया गया है, जो क्रमिक तापन, 5 सेकंड के लिए 260°C शिखर तापमान और नियंत्रित शीतलन प्रक्रिया दर्शाता है।
6.3 सफाई
यदि आवश्यक हो, तो केवल कमरे के तापमान पर आइसोप्रोपिल अल्कोहल से सफाई करें, और समय एक मिनट से अधिक न हो। जब तक किसी विशिष्ट घटक के लिए अल्ट्रासोनिक सफाई के प्रभाव का पूर्व-सत्यापन न किया गया हो, तब तक अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग न करें, क्योंकि अल्ट्रासोनिक ऊर्जा LED संरचना को क्षतिग्रस्त कर सकती है।
6.4 भंडारण की शर्तें
डिलीवरी के बाद, LED को ≤30°C तापमान और ≤70% सापेक्ष आर्द्रता वाले वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। अनुशंसित भंडारण जीवनकाल 3 महीने है। लंबे समय तक भंडारण (अधिकतम एक वर्ष) के लिए, नाइट्रोजन वातावरण और नमी अवशोषक के साथ एक सीलबंद कंटेनर का उपयोग किया जाना चाहिए।
7. थर्मल प्रबंधन और इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा
7.1 थर्मल प्रबंधन
उचित थर्मल डिज़ाइन अत्यंत महत्वपूर्ण है। परिवेश के तापमान के आधार पर, डेरेटिंग कर्व का संदर्भ लेते हुए ऑपरेटिंग करंट को उचित रूप से कम किया जाना चाहिए। एप्लिकेशन में LED के आसपास के तापमान को नियंत्रित करने से इसका जीवनकाल बढ़ाया जा सकता है और प्रकाश उत्पादन बनाए रखा जा सकता है।
7.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) संवेदनशीलता
यह उत्पाद इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज या सर्ज वोल्टेज के प्रति संवेदनशील है। संचालन और असेंबली प्रक्रिया के दौरान, ग्राउंडेड वर्कबेंच और रिस्ट स्ट्रैप के उपयोग सहित मानक ESD रोकथाम उपायों का पालन किया जाना चाहिए।
8. पैकेजिंग एवं आर्डर सूचना
8.1 पैकेजिंग विनिर्देश
LED को एंटीस्टैटिक और नमी-रोधी सामग्री में पैक किया जाता है।
- इकाई पैकेजिंग:प्रति एंटीस्टैटिक बैग न्यूनतम 200 से 500 टुकड़े।
- आंतरिक बॉक्स:प्रति आंतरिक बॉक्स 5 बैग।
- बाहरी कार्टन:प्रत्येक बाहरी बॉक्स में 10 आंतरिक बॉक्स होते हैं।
8.2 लेबल विवरण
पैकेजिंग पर लेबल में निम्नलिखित जानकारी शामिल है:
- CPN:ग्राहक उत्पादन संख्या।
- P/N:उत्पादन संख्या (निर्माता भाग संख्या)।
- मात्रा:पैकेजिंग मात्रा।
- CAT/HUE/REF:क्रमशः चमक तीव्रता, प्रमुख तरंगदैर्ध्य और फॉरवर्ड वोल्टेज के लिए ग्रेडिंग कोड।
- LOT No:ट्रेस करने योग्य बैच संख्या।
9. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
9.1 सर्किट डिज़ाइन
LED के माध्यम से धारा को सीमित करने के लिए एक साधारण श्रृंखला अवरोधक की आवश्यकता होती है। अवरोधक मान (R) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है: R = (Vबिजली की आपूर्ति- VF) / IF। एक विशिष्ट V का उपयोग करेंFमान 2.0V, अपेक्षित IFमान 20 mA, आपूर्ति वोल्टेज 5V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω। रोकनेवाला की रेटेड शक्ति I2²R = (0.02)²2* 150 = 0.06W होनी चाहिए, इसलिए मानक 1/8W या 1/4W रोकनेवाला पर्याप्त है।
9.2 PCB लेआउट
सुनिश्चित करें कि PCB छिद्र का व्यास पिन व्यास से मेल खाता है और उचित सहिष्णुता है। छिद्रों को संरेखित होना चाहिए ताकि पिन डालते समय उन पर तनाव न पड़े। इष्टतम सोल्डरिंग के लिए, एपॉक्सी रेजिन लैंप बॉडी से कम से कम 3mm की दूरी का नियम पालन करें।
9.3 चमक एकरूपता
ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जहां कई संकेतक लैंपों की उपस्थिति एक समान होनी चाहिए, आपूर्तिकर्ता को चमकदार तीव्रता (CAT) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (HUE) के सख्त ग्रेडिंग का निर्दिष्ट करना चाहिए।
10. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
523-2UYD/S530-A3 अपने विशिष्ट गुणों के संयोजन के माध्यम से विभेदीकरण प्राप्त करता है:
- चिप प्रौद्योगिकी:AlGaInP का उपयोग करता है, जो GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में पीले, नारंगी और लाल रंग के लिए उच्च दक्षता प्रदान करता है।
- रंग और चमक:मानक 5mm LED के लिए "चमकीला पीला" रंग और अच्छी चमक तीव्रता (विशिष्ट मान 12.5 mcd) प्रदान करता है।
- देखने का कोण:120 डिग्री चौड़ा देखने का कोण संकीर्ण देखने के कोण वाले LED से बेहतर है, उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जहां ऑफ-एक्सिस दृश्यता महत्वपूर्ण है।
- अनुपालन:व्यापक पर्यावरणीय अनुपालन (RoHS, REACH, हैलोजन मुक्त) आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक विनिर्माण का एक प्रमुख लाभ है।
11. सामान्य प्रश्नोत्तर (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
प्रश्न: क्या मैं इस LED को इसकी अधिकतम निरंतर धारा 25 mA से चला सकता हूँ?
उत्तर: हाँ, किंतु ध्यान दें कि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ 20 mA पर निर्दिष्ट हैं। 25 mA पर संचालन से उच्च प्रकाश उत्पादन होगा, लेकिन यह बिजली की खपत (Pd= VF* IF) और जंक्शन तापमान भी बढ़ाएगा, जो दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकता है और लुमेन रखरखाव में तेजी से गिरावट का कारण बन सकता है। थर्मल प्रबंधन पर विचार अवश्य करें।
प्रश्न: पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
उत्तर: पीक वेवलेंथ (591 nm) LED उत्सर्जन स्पेक्ट्रम का भौतिक शिखर है। डोमिनेंट वेवलेंथ (589 nm) मानव आंख द्वारा अनुभव किए गए रंग से मेल खाने वाली एकल तरंग दैर्ध्य है, जिसकी गणना पूर्ण स्पेक्ट्रम और मानव आंख की संवेदनशीलता के आधार पर की जाती है। रंग विनिर्देश के लिए डोमिनेंट वेवलेंथ अधिक प्रासंगिक है।
प्रश्न: सोल्डरिंग के दौरान 3mm दूरी नियम कितना महत्वपूर्ण है?
उत्तर: बहुत महत्वपूर्ण है। वेल्डिंग बिंदु एपॉक्सी राल लैंप बॉडी से 3 मिमी से कम की दूरी पर होने पर एलईडी पैकेज में अत्यधिक गर्मी स्थानांतरित कर देगा, जिससे सेमीकंडक्टर चिप क्षतिग्रस्त हो सकती है, एपॉक्सी लेंस खराब हो सकता है या आंतरिक बॉन्डिंग तार टूट सकते हैं, जिससे तत्काल या संभावित विफलता हो सकती है।
12. डिज़ाइन केस स्टडी
परिदृश्य:चार पीले एलईडी वाले नेटवर्क राउटर के लिए एक स्टेटस इंडिकेटर पैनल डिज़ाइन करें।
आवश्यकताएँ:चमक और रंग में एकरूपता, व्यापक कोण से दृश्यता, और 60°C तक के वातावरण में विश्वसनीय संचालन।
डिज़ाइन चरण:
- चयन:523-2UYD/S530-A3 का चयन करें, क्योंकि इसकी चमकीली पीली आउटपुट, 120° व्यूइंग एंगल और -40 से +85°C ऑपरेटिंग रेंज है।
- ग्रेडिंग:दृश्यात्मक एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, ऑर्डर में CAT (ल्यूमिनस इंटेंसिटी) और HUE (डोमिनेंट वेवलेंथ) के लिए सख्त बिनिंग निर्दिष्ट की गई है।
- सर्किट डिज़ाइन:3.3V सिस्टम पावर का उपयोग करते हुए, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω (68 Ω मानक मान का उपयोग)। पावर: (0.02²)*68 = 0.027W।
- थर्मल विचार:60°C परिवेश तापमान पर, डेरेटिंग कर्व का संदर्भ लेना चाहिए। जीवनकाल बनाए रखने के लिए ड्राइव करंट को 20 mA से नीचे कम करने की आवश्यकता हो सकती है, या PCB लेआउट यह सुनिश्चित करे कि LED अन्य हीट स्रोतों के निकट न हो।
- असेंबली:PCB ड्रिलिंग विनिर्देशों के अनुरूप है। वेव सोल्डरिंग के दौरान, अनुशंसित 260°C को 5 सेकंड के लिए बनाए रखने के लिए तापमान प्रोफ़ाइल सेट की गई थी, यह सुनिश्चित करते हुए कि LED लैंप बॉडी 3mm चिह्न से अधिक गहराई तक न डूबे।
13. तकनीकी सिद्धांत परिचय
यह LED AlGaInP (एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप पर आधारित है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल चिप के सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं और ऊर्जा को फोटॉन (प्रकाश) के रूप में मुक्त करते हैं। AlGaInP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) से संबंधित होती है - इस मामले में पीला (लगभग 589-591 nm)। चिप को एक विसरित पीले एपॉक्सी राल में एनकैप्सुलेट किया गया है। राल में मौजूद विसरण कण प्रकाश को बिखेरते हैं, जिससे पारदर्शी लेंस की तुलना में 120 डिग्री का व्यापक देखने का कोण और एक नरम, अधिक समान उपस्थिति बनती है।
14. उद्योग रुझान और पृष्ठभूमि
हालांकि सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी अपने छोटे आकार और स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली के लिए उपयुक्तता के कारण नए डिज़ाइनों में प्रभावी हैं, फिर भी थ्रू-होल एलईडी जैसे 5mm राउंड पैकेज का अपना स्थान है। शिक्षण किट और प्रोटोटाइपिंग में आसान हैंड सोल्डरिंग के कारण, अत्यधिक विश्वसनीयता और मजबूत यांत्रिक कनेक्शन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों, पुराने उत्पादों के रखरखाव और निर्माण, और बड़े लेंस आकार द्वारा प्रकाश उत्पादन या देखने के कोण को लाभ पहुंचाने वाले मामलों में इसकी मांग बनी हुई है। ऐसे घटकों के लिए रुझान उच्च दक्षता, प्रति इनपुट पावर उच्च चमक और वैश्विक पर्यावरणीय और सामग्री विनियमों का सख्ती से पालन है, जो इस डेटाशीट के मापदंडों में परिलक्षित होते हैं।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (ल्यूमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य को निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| Color Tolerance (SDCM) | मैकएडम अंडाकार चरण, जैसे "5-step" | रंग स्थिरता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक सुसंगत होगा। | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतान (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए, अल्प अवधि में सहन करने योग्य शिखर धारा। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | एलईडी सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मूल्य बेहतर ऊष्मा अपव्यय को 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 | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप प्रबंधन एवं 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 प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन का कारण बनता 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। |
| ल्यूमेन 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। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री 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। |
चार। पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC की ऊष्मा प्रतिरोध क्षमता अच्छी और लागत कम है; सिरेमिक की ऊष्मा अपव्यय क्षमता बेहतर और जीवनकाल लंबा है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू LED चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित कर देता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिश्रित हो जाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने के लिए पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और श्रेणीकरण
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत के साथ मिलान करने में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदीकरण श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग एक अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 2700K, 3000K आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | Estimating lifespan under actual usage conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |