सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 ल्यूमिनस एवं रंग विशेषताएँ
- 2.2 विद्युत पैरामीटर
- 2.3 ऊष्मीय एवं विश्वसनीयता पैरामीटर
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 IV Curve and Luminous Efficiency
- 4.2 Temperature Dependence
- 4.3 स्थानिक एवं स्पेक्ट्रमी वितरण
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 6. Soldering and Assembly Guide
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 11. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
- 12. कार्य सिद्धांत
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ CH2525-RGBY0401H-AM उच्च-प्रदर्शन मल्टी-कलर सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED का व्यापक तकनीकी विश्लेषण प्रस्तुत करता है। यह घटक कठोर परिस्थितियों में विश्वसनीयता और प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो मजबूत सिरेमिक पैकेजिंग का उपयोग करता है और चार स्वतंत्र रंग एमिटर को एक इकाई में एकीकृत करता है। इसका प्राथमिक डिज़ाइन लक्ष्य उन अनुप्रयोगों को पूरा करना है जिन्हें सटीक रंग मिश्रण, उच्च चमक और दीर्घकालिक स्थिरता की आवश्यकता होती है।
इस LED का मुख्य लाभ इसका एकीकरण है। लाल, हरा, नीला और पीला (RGBY) डायोड को एक कॉम्पैक्ट SMD पैकेज में संयोजित करके, यह PCB डिज़ाइन को सरल बनाता है, घटकों की संख्या कम करता है, और मानक RGB कलर गैमट रेंज से परे जटिल रंग उत्पन्न कर सकता है, विशेष रूप से वार्म व्हाइट और एम्बर टोन की अभिव्यक्ति को बढ़ाता है। यह डिवाइस विशेष रूप से कठोर AEC-Q101 डिस्क्रीट सेमीकंडक्टर मानक के अनुसार प्रमाणित है, जिससे यह ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक आदर्श विकल्प बन जाता है, क्योंकि ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रतिकूल परिस्थितियों में संचालन विश्वसनीयता महत्वपूर्ण है।
लक्षित बाजार मुख्य रूप से ऑटोमोटिव उद्योग है, विशेष रूप से इंटीरियर लाइटिंग सिस्टम जैसे इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर बैकलाइटिंग, स्विच इल्युमिनेशन और इन-केबिन एंबिएंट लाइटिंग के लिए। माध्यमिक अनुप्रयोगों में सामान्य सजावटी प्रकाश व्यवस्था, साइनेज और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स शामिल हैं जिन्हें मल्टी-कलर कार्यक्षमता और उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ LED के संचालन सीमाओं और प्रदर्शन अपेक्षाओं को परिभाषित करती हैं।
2.1 ल्यूमिनस एवं रंग विशेषताएँ
यह एलईडी चार अलग-अलग रंग उत्सर्जित करती है, प्रत्येक रंग की स्पष्ट प्रकाशिक विशेषताएं मानक परीक्षण धारा 40mA और पैड तापमान 25°C पर मापी गई हैं। चमकदार तीव्रता (एक विशिष्ट दिशा में अनुभूत चमक का माप) रंग के अनुसार भिन्न होती है: लाल रंग का विशिष्ट आउटपुट 1200 मिलिकैंडेला (mcd), हरा रंग 2300 mcd, नीला रंग 360 mcd और पीला रंग 1300 mcd है। यह ध्यान देना आवश्यक है कि चमकदार तीव्रता के मापन में सहनशीलता ±8% है।
व्यूइंग एंगल को वह ऑफ-एक्सिस कोण परिभाषित किया गया है जिस पर चमकदार तीव्रता शिखर मान की आधी रह जाती है; यह हरे और नीले एमिटर के लिए 150 डिग्री और लाल एवं पीले एमिटर के लिए 140 डिग्री है, जिसकी सहनशीलता ±5 डिग्री है। यह दर्शाता है कि इसकी विकिरण पैटर्न बहुत व्यापक है, जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है।
रंग चोटी तरंगदैर्ध्य (λp) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) द्वारा संयुक्त रूप से निर्दिष्ट किए जाते हैं। विशिष्ट प्रमुख तरंगदैर्ध्य हैं: लाल प्रकाश: 623 nm, हरा प्रकाश: 527 nm, नीला प्रकाश: 460 nm, पीला प्रकाश: 590 nm, प्रमुख तरंगदैर्ध्य में ±1 nm की सख्त सहनशीलता होती है। स्पेक्ट्रम वितरण आरेख प्रत्येक रंग के लिए स्पष्ट और अच्छी तरह से अलग चोटियाँ दर्शाता है, जो सटीक रंग मिश्रण के लिए महत्वपूर्ण है।
2.2 विद्युत पैरामीटर
फॉरवर्ड करंट (I_F) का कार्यशील सीमा 10 mA से 80 mA तक है, जिसमें 40 mA विशिष्ट परीक्षण स्थिति है। 10 mA से कम पर कार्य करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। अर्धचालक सामग्री विशेषताओं में भिन्नता के कारण, 40 mA पर, प्रत्येक रंग का फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) भी भिन्न होता है: लाल प्रकाश के लिए विशिष्ट मान 2.00V, हरे प्रकाश के लिए 2.80V, नीले प्रकाश के लिए 3.00V, और पीले प्रकाश के लिए 2.40V है, जिसकी माप सहनशीलता ±0.05V है। यह उपकरण रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है।
2.3 ऊष्मीय एवं विश्वसनीयता पैरामीटर
एलईडी के प्रदर्शन और आयु के लिए थर्मल मैनेजमेंट महत्वपूर्ण है। जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक थर्मल रेजिस्टेंस (Rth_JS) के वास्तविक और इलेक्ट्रिकल इक्विवेलेंट मान प्रदान किए गए हैं। उदाहरण के लिए, रेड एमिटर के लिए Rth_JS_real 33 K/W और Rth_JS_el 25 K/W है। ये मान पावर डिसिपेशन के आधार पर जंक्शन तापमान वृद्धि की गणना के लिए उपयोग किए जाते हैं।
पूर्ण अधिकतम रेटिंग कठोर सीमाएँ निर्धारित करती हैं: लाल/पीले प्रकाश के लिए शक्ति अपव्यय (P_d) 220 mW है, और हरे/नीले प्रकाश के लिए 280 mW है। अधिकतम जंक्शन तापमान (T_J) 125°C है। ऑपरेटिंग तापमान सीमा (T_opr) -40°C से +110°C है, जो इसकी ऑटोमोटिव-ग्रेड उपयुक्तता की पुष्टि करती है। यह डिवाइस 8 kV (ह्यूमन बॉडी मॉडल) तक के इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) को सहन कर सकता है।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
डेटाशीट में LED को उनके आउटपुट के आधार पर वर्गीकृत करने के लिए एक ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिनिंग संरचना शामिल है। बिन को अल्फ़ान्यूमेरिक कोड (L1, L2, M1... R1) से चिह्नित किया जाता है, जो न्यूनतम और अधिकतम ल्यूमिनस इंटेंसिटी की सीमा का प्रतिनिधित्व करता है। उदाहरण के लिए, L1 बिन 11.2 mcd से 14 mcd तक की तीव्रता वाले LED को कवर करता है, जबकि R1 बिन 112 mcd से शुरू होता है। यह प्रणाली डिजाइनरों को एक समान रूप प्राप्त करने के लिए सुसंगत चमक स्तर वाले घटकों को एक सरणी या प्रणाली के लिए चुनने की अनुमति देती है। प्रदान की गई तालिका एक सामान्य टेम्पलेट प्रतीत होती है, CH2525-RGBY0401H-AM के प्रत्येक रंग के लिए विशिष्ट बिनिंग विस्तृत उत्पाद विनिर्देश या ऑर्डरिंग गाइड में परिभाषित की जाएगी।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
करैक्टरिस्टिक कर्व चार्ट विभिन्न परिस्थितियों में एलईडी के व्यवहार के बारे में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
4.1 IV Curve and Luminous Efficiency
अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज का ग्राफ एक विशिष्ट डायोड घातांकीय संबंध दर्शाता है। प्रत्येक रंगीन ट्रेस का टर्न-ऑन वोल्टेज भिन्न है। सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम अग्र धारा का ग्राफ दर्शाता है कि आउटपुट धारा में वृद्धि के साथ बढ़ता है, लेकिन यह पूरी तरह से रैखिक नहीं हो सकता है, विशेष रूप से उच्च धाराओं पर, जहां तापन के कारण दक्षता में कमी आती है।
4.2 Temperature Dependence
सापेक्ष चमक तीव्रता और जंक्शन तापमान के बीच संबंध का ग्राफ थर्मल डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। कम होने की दर (थर्मल क्वेंचिंग) अर्धचालक सामग्री के आधार पर भिन्न होती है; उदाहरण के लिए, लाल और पीले एलईडी आमतौर पर नीले और हरे एलईडी की तुलना में तापमान के प्रति कम संवेदनशील होते हैं। प्रमुख तरंगदैर्ध्य और जंक्शन तापमान संबंध ग्राफ दर्शाता है कि तापमान बढ़ने के साथ रंग में बदलाव (आमतौर पर लंबी तरंगदैर्ध्य की ओर) होता है, जिसे रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में ध्यान में रखा जाना चाहिए।
फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व पैड तापमान के आधार पर अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट निर्धारित करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि जंक्शन तापमान 125°C से नीचे रहे, परिवेश/पैड तापमान बढ़ने के साथ करंट को कम करना आवश्यक है। यह ग्राफ रंग समूहों (लाल/पीला, हरा, नीला) के लिए विशिष्ट डेरेटिंग लाइनें प्रदान करता है।
4.3 स्थानिक एवं स्पेक्ट्रमी वितरण
प्रत्येक रंग के लिए विशिष्ट विकिरण पैटर्न (ध्रुवीय आरेख) व्यापक देखने के कोण की पुष्टि सहज रूप से करते हैं। सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण आरेख सामान्यीकृत तीव्रता को तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध आलेखित करता है, जो प्रत्येक रंग के डायोड के मुख्य उत्सर्जन शिखर को स्पष्ट रूप से दर्शाता है। यह मिश्रित रंग की संभावना और फिल्टर आवश्यकताओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण है।
5. Mechanical and Packaging Information
यह LED सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) सिरेमिक पैकेज में निर्मित है। प्लास्टिक पैकेजिंग की तुलना में, सिरेमिक पैकेजिंग में बेहतर थर्मल चालकता और यांत्रिक शक्ति होती है, जो उच्च शक्ति या उच्च विश्वसनीयता वाले अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है। विशिष्ट यांत्रिक आयाम, जिनमें लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई और पिन/पैड पिच शामिल हैं, "यांत्रिक आयाम" अनुभाग (पृष्ठ 17 देखें) में विस्तृत हैं। अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट (पृष्ठ 18) प्रदान किया गया है ताकि रिफ्लो सोल्डरिंग और संचालन के दौरान अच्छे सोल्डर जोड़ बनाने, ऊष्मा हस्तांतरण सुनिश्चित करने और यांत्रिक स्थिरता बनाए रखने में मदद मिल सके। चार रंग चैनलों की ध्रुवीयता या पिन असाइनमेंट और किसी भी कॉमन कैथोड/एनोड कॉन्फ़िगरेशन को इस खंड में परिभाषित किया जाएगा।
6. Soldering and Assembly Guide
यह उपकरण 260°C शिखर तापमान और 30 सेकंड से अधिक नहीं की अवधि के साथ रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए रेटेड है, जो मानक लीड-मुक्त (Pb-free) सोल्डरिंग प्रक्रिया के साथ संगत है। विस्तृत रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल चार्ट (पृष्ठ 18) का संदर्भ लेना चाहिए, जो आमतौर पर रैंप-अप, प्रीहीट, लिक्विडस, पीक और कूलिंग चरण दिखाता है। थर्मल शॉक, सोल्डरिंग दोषों या एलईडी चिप या पैकेज को नुकसान से बचने के लिए इस प्रोफाइल का पालन करना आवश्यक है। नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 2 है, जो इंगित करता है कि रिफ्लो सोल्डरिंग से पहले बेकिंग की आवश्यकता होने तक, यह पैकेज कारखाने की फ्लोर स्थितियों में एक वर्ष तक एक्सपोज किया जा सकता है। हैंडलिंग नोट्स (पृष्ठ 21) में ESD से बचने, भंडारण स्थितियों और सफाई सिफारिशें शामिल हो सकती हैं।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
पैकेजिंग जानकारी (पृष्ठ 19) निर्दिष्ट करती है कि एलईडी कैसे आपूर्ति की जाती है, आमतौर पर स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली के लिए टेप और रील में। विवरण में रील आयाम, पॉकेट पिच और ओरिएंटेशन शामिल हैं। पार्ट नंबर "CH2525-RGBY0401H-AM" एक संभावित आंतरिक कोडिंग प्रणाली का पालन करता है, जहां "CH2525" पैकेज प्रकार/आकार को दर्शा सकता है, "RGBY" रंग को दर्शाता है, "0401" प्रदर्शन बिनिंग या संस्करण से संबंधित हो सकता है, और "AM" ऑटोमोटिव ग्रेड को दर्शा सकता है। ऑर्डरिंग जानकारी (पृष्ठ 16) विभिन्न बिन या वेरिएंट को कैसे निर्दिष्ट करें, इसका विवरण देगी।
8. अनुप्रयोग सुझाव
मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र ऑटोमोटिव इंटीरियर प्रकाश व्यवस्था और एम्बिएंट लाइटिंग हैं। ऑटोमोटिव इंटीरियर में, इस एलईडी का उपयोग इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर, इन्फोटेनमेंट कंट्रोलर के मल्टी-कलर बैकलाइटिंग के लिए, और केबिन के भीतर अनुकूलन योग्य एम्बिएंट लाइटिंग क्षेत्र बनाने के लिए किया जा सकता है। एम्बिएंट लाइटिंग के लिए, मानक RGB एलईडी की तुलना में, इसकी RGBY क्षमता अधिक व्यापक रंग सीमा उत्पन्न करने की अनुमति देती है, जिसमें अधिक संतृप्त और गर्म सफेद रंग भी शामिल हैं।
डिज़ाइन विचार:
- ड्राइवर सर्किट:चार चैनलों को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करने में सक्षम एक स्थिर-धारा ड्राइवर की आवश्यकता है। विभिन्न फॉरवर्ड वोल्टेजों पर विचार करना आवश्यक है, जिसके लिए अलग-अलग करंट रेगुलेटर या एक जटिल मल्टी-चैनल LED ड्राइव IC की आवश्यकता हो सकती है।
- थर्मल प्रबंधन:बिजली की खपत, विशेष रूप से कई रंगों को एक साथ ड्राइव करते समय, पर्याप्त PCB कॉपर क्षेत्र (थर्मल पैड) की आवश्यकता होती है, और इष्टतम प्रकाश उत्पादन, रंग स्थिरता और सेवा जीवन प्राप्त करने के लिए कम जंक्शन तापमान बनाए रखने हेतु हीटसिंक से जुड़ने की आवश्यकता हो सकती है।
- ऑप्टिकल:विस्तृत देखने के कोण के लिए विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए प्रकाश किरण को आकार देने के लिए द्वितीयक ऑप्टिकल घटकों (लेंस, डिफ्यूज़र) की आवश्यकता हो सकती है।
- रंग मिश्रण एवं नियंत्रण:चूंकि प्रत्येक चैनल का आउटपुट करंट और तापमान के साथ बदलता है, इसलिए सुसंगत और वांछित रंग प्राप्त करने के लिए कैलिब्रेशन की आवश्यकता होती है और संभवतः सेंसर-आधारित क्लोज्ड-लूप रंग प्रतिक्रिया के उपयोग की आवश्यकता हो सकती है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
मानक प्लास्टिक SMD RGB LED की तुलना में, इस घटक का मुख्य अंतर इसके सिरेमिक पैकेजिंग (बेहतर ताप अपव्यय और विश्वसनीयता के लिए) और समर्पित पीले एमिटर के जोड़ में निहित है। पीला चिप सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) को काफी बढ़ाती है और सीधे एम्बर रंग बनाने की अनुमति देती है, बिना लाल और हरे रंग को मिलाने की आवश्यकता के, जो आमतौर पर अक्षम और मैला रंग पैदा कर सकता है। AEC-Q101 प्रमाणन ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए एक प्रमुख विभेदक कारक है, क्योंकि यह तापमान, आर्द्रता और सेवा जीवन परीक्षणों में प्रदर्शन को सत्यापित करता है, जो मानक वाणिज्यिक-ग्रेड LED में नहीं होता है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
प्रश्न: समान 40mA धारा पर, नीला प्रकाश उत्सर्जक की चमक तीव्रता (360 mcd) हरे प्रकाश (2300 mcd) की तुलना में इतनी कम क्यों है?
उत्तर: यह मुख्य रूप से मानव आँख की फोटोपिक संवेदनशीलता वक्र (V(λ)) के कारण है। मानव आँख हरे प्रकाश (~555 nm) के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होती है और नीले प्रकाश (~460 nm) के प्रति कम संवेदनशील होती है। इसलिए, समान विकिरण शक्ति (ऑप्टिकल वाट) के लिए, हरा प्रकाश फोटोमेट्रिक इकाइयों (लुमेन, कैंडेला) में काफी अधिक चमकीला प्रतीत होगा। अर्धचालक सामग्री की आंतरिक क्वांटम दक्षता में अंतर भी एक भूमिका निभाता है।
प्रश्न: क्या मैं इस LED को एक स्थिर वोल्टेज स्रोत से चला सकता हूँ?
उत्तर: ऐसा करने की दृढ़ता से अनुशंसा नहीं की जाती है। LED करंट-चालित उपकरण होते हैं। उनका फॉरवर्ड वोल्टेज सहनशीलता के अंतर्गत होता है और तापमान के साथ बदलता है। कॉन्स्टेंट वोल्टेज स्रोत से अत्यधिक करंट, ओवरहीटिंग और तीव्र विफलता हो सकती है। हमेशा कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर या करंट-लिमिटिंग सर्किट का उपयोग करें।
प्रश्न: थर्मल रेजिस्टेंस पैरामीटर में उल्लिखित Rth_JS_real और Rth_JS_el में क्या अंतर है?
उत्तर: Rth_JS_real सेमीकंडक्टर जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक का वास्तविक मापित थर्मल रेजिस्टेंस है। Rth_JS_el एक "इलेक्ट्रिकल" समतुल्य मान है, जो आमतौर पर तापमान-संवेदी फॉरवर्ड वोल्टेज पैरामीटर से प्राप्त किया जाता है। डिजाइनर आमतौर पर थर्मल मॉडलिंग के लिए Rth_JS_real का उपयोग करते हैं, जबकि Rth_JS_el का उपयोग इन-सर्किट जंक्शन तापमान अनुमान तकनीकों के लिए किया जा सकता है।
11. वास्तविक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण
उदाहरण 1: ऑटोमोटिव एम्बिएंट लाइट कंट्रोलर:एक मॉड्यूल में चार ऐसे एलईडी का उपयोग किया जाता है, जिन्हें कार के फुटवेल के चारों कोनों में लगाया जाता है। PWM आउटपुट वाला एक माइक्रोकंट्रोलर एक चार-चैनल कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर को संचालित करता है। फर्मवेयर उपयोगकर्ता को पूर्वनिर्धारित रंगों (जैसे, कोल्ड व्हाइट, वार्म व्हाइट, ब्लू, ऑरेंज) में से चयन करने या प्रत्येक चैनल के ड्यूटी साइकिल को समायोजित करके कस्टम रंग बनाने की अनुमति देता है। वाहन के फर्श के आसपास उच्च परिवेशी तापमान की संभावना के बावजूद, सिरेमिक पैकेजिंग विश्वसनीयता सुनिश्चित करती है।
उदाहरण 2: वास्तुशिल्प समायोज्य रंग डाउनलाइट:एक अंतर्निहित डाउनलाइट में, ऐसे एलईडी का एक सेट ताप अपव्यय में सहायता के लिए एक धातु कोर पीसीबी पर लगाया जाता है। रंग अंशशोधन और तापमान क्षतिपूर्ति कार्यों वाले उन्नत ड्राइवर का उपयोग किया जाता है। यह प्रणाली उच्च रंग प्रतिपादन क्षमता बनाए रखते हुए, सफेद बिंदु को सुबह के ठंडे, तरोताजा करने वाले सफेद (उच्च नीला/हरा मिश्रण) से शाम के गर्म, आरामदायक सफेद (उच्च लाल/पीला मिश्रण) में गतिशील रूप से बदल सकती है।
12. कार्य सिद्धांत
यह उपकरण अर्धचालक सामग्री में विद्युत-प्रकाश उत्सर्जन के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब डायोड के बैंडगैप ऊर्जा से अधिक का फॉरवर्ड बायस वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) प्रत्येक चिप में प्रयुक्त अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होती है: वांछित रंग प्राप्त करने के लिए विभिन्न यौगिक अर्धचालकों (उदाहरण के लिए, लाल/पीला रंग के लिए AlInGaP, हरे/नीले रंग के लिए InGaN) का उपयोग किया जाता है। चार चिप्स को एकल सिरेमिक पैकेज के भीतर संलग्न किया गया है, जिसमें स्वतंत्र नियंत्रण के लिए अलग-अलग विद्युत कनेक्शन हैं।
13. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
एकल पैकेज में कई रंग उत्सर्जकों (RGB से परे) को एकीकृत करना एक बढ़ता हुआ रुझान है, जो ऑटोमोटिव, पेशेवर प्रकाश व्यवस्था और डिस्प्ले अनुप्रयोगों में उच्च गुणवत्ता वाले प्रकाश और अधिक लचीले रंग नियंत्रण की मांग से प्रेरित है। समर्पित सफेद या एम्बर उत्सर्जक, या इस उदाहरण में पीले उत्सर्जक को शामिल करने से कुछ रंगों का रंग प्रतिपादन और दक्षता बेहतर होती है। साथ ही, उद्योग उच्च शक्ति घनत्व और दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) की ओर निरंतर धक्का दे रहा है, जिससे थर्मल प्रबंधन पर अधिक जोर दिया जा रहा है और सिरेमिक तथा अन्य उन्नत पैकेजिंग सामग्रियों को अधिक व्यापक बना दिया गया है। इसके अतिरिक्त, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स (जैसे, ड्राइवर IC) को सीधे LED पैकेज के साथ एकीकृत करना एक उभरता हुआ रुझान है, जिसका उद्देश्य सिस्टम डिजाइन को सरल बनाना है।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन/वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर लैंप की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली की लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लाइट फिक्स्चर पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण (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 एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (Kelvin), jaise 2700K/6500K | Prakash ka rang garam ya thanda, kam maan peela/garam, adhik maan safed/thanda hota hai. | Prakash ke mahaul aur upyukt sthan nirdharit karta hai. |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 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 जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Fidelity (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | एक ही बैच के लैंपों के रंग में कोई अंतर नहीं होने की गारंटी दें। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | Rang-bhedak LED ke rangon ke anukool tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek-rangi LED ke rang ka tone nirdhaarit karta hai. |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | यह प्रदर्शित करता है कि LED से उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता कैसे वितरित होती है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज Vf से अधिक या बराबर होना चाहिए, कई एलईडी श्रृंखला में जुड़े होने 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 पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट, जिसे थोड़े समय के लिए सहन किया जा सकता है। | स्पंद चौड़ाई और ड्यूटी चक्र को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth（°C/W） | चिप से सोल्डर जॉइंट 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 जाएगा। |
| Electrostatic Discharge Immunity (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति से उतना ही कम प्रभावित होगा। | उत्पादन में स्थिरवैद्युत निरोधी 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 से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मूल्य के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन मेंटेनेंस (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित उपयोग अवधि के बाद शेष रहने वाली चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता का वर्णन करता है। |
| रंग विस्थापन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिकीय, तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC गर्मी प्रतिरोधी अच्छा, लागत कम; सिरेमिक हीट डिसिपेशन बेहतर, जीवनकाल लंबा। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | उलटी स्थापना में बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जो आंशिक रूप से पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फोर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहित करें, प्रत्येक समूह का 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 समूहीकृत करें। | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banaye, system ki prashashtata badhaye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडेशन | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह का 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 जलाए रखकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | Life Projection Standard | Projecting lifespan under actual use conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल और थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद हानिकारक पदार्थों (जैसे सीसा, पारा) से मुक्त हो, यह सुनिश्चित करें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | Energy Efficiency and Performance Certification for lighting products. | Commonly used in government procurement and subsidy programs to enhance market competitiveness. |