सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
- 3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4. Mechanical Structure and Packaging Information
- 5. Soldering and Assembly Guide
- 6. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 6.1 टाइपिकल एप्लीकेशन सर्किट
- 6.2 डिज़ाइन विचार
- 7. तकनीकी तुलना और लाभ
- 8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 9. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी
- 10. कार्य सिद्धांत
- 11. प्रौद्योगिकी विकास प्रवृत्तियाँ
1. उत्पाद अवलोकन
LTH-306-09S एक फोटोइंटरप्टर है, जो एक प्रकार का ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जिसे प्रकाश किरण के अवरोध का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह विभिन्न संवेदन अनुप्रयोगों में पारंपरिक यांत्रिक स्विच के प्रत्यक्ष, ठोस-अवस्था विकल्प के रूप में कार्य करता है। इसका मुख्य लाभ संपर्क-रहित संचालन है, जो यांत्रिक घिसाव, संपर्क उछाल और समय के साथ होने वाली भौतिक गिरावट से जुड़ी समस्याओं को समाप्त करता है। यह इसे उन वातावरणों में चलाने के लिए अत्यधिक विश्वसनीय बनाता है जहाँ लगातार ट्रिगरिंग की आवश्यकता होती है या जहाँ धूल, नमी या कंपन यांत्रिक संपर्कों को नुकसान पहुँचा सकते हैं। यह उपकरण व्यापक बाजारों के लिए उपयुक्त है, जिनमें औद्योगिक स्वचालन (स्थिति संवेदन, लिमिट स्विच), उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (प्रिंटर पेपर डिटेक्शन, ऑप्टिकल डिस्क ट्रे सेंसिंग) और सुरक्षा प्रणालियाँ (दरवाज़ा इंटरलॉक डिटेक्शन) शामिल हैं।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- इनपुट एलईडी:
- पावर खपत:75 mW। यह निर्दिष्ट परिवेश तापमान पर एलईडी द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम निरंतर शक्ति है।
- शिखर अग्र धारा:1 A (पल्स स्थितियों में: 300 pps, 10 μs पल्स चौड़ाई)। यह रेटिंग संक्षिप्त, उच्च-तीव्रता वाले पल्स के साथ LED को चलाने के लिए महत्वपूर्ण है।
- निरंतर अग्र धारा:50 mA। यह विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए अधिकतम डीसी धारा है।
- रिवर्स वोल्टेज:5 V। इस मान से अधिक होने पर LED जंक्शन क्षतिग्रस्त हो सकता है।
- आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर:
- पावर खपत:100 mW.
- कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (VCE):30 V. यह कलेक्टर और एमिटर के बीच लागू किया जा सकने वाला अधिकतम वोल्टेज है।
- एमिटर-कलेक्टर वोल्टेज:5 V.
- कलेक्टर करंट:20 mA। यह फोटोट्रांजिस्टर आउटपुट द्वारा सिंक किया जा सकने वाला अधिकतम करंट है।
- परिवेश:
- कार्य तापमान सीमा:-25°C से +85°C। यह उपकरण के सामान्य कार्य के लिए परिवेशी तापमान सीमा है।
- भंडारण तापमान सीमा:-40°C से +100°C।
- पिन सोल्डरिंग तापमान:260°C, 5 सेकंड के लिए (केस से 1.6mm दूर पिन के लिए)। यह रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल की बाध्यताओं को परिभाषित करता है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ
ये मापदंड परिवेश तापमान (TA) 25°C पर निर्दिष्ट किए गए हैं, जो डिवाइस की विशिष्ट प्रदर्शन क्षमता को परिभाषित करते हैं।
- इनपुट LED विशेषताएँ:
- Forward voltage (VF):At a forward current (IF) of 20 mA, the typical value is 1.2V to 1.6V. This is used to calculate the required current limiting resistor value: Rlimit= (Vsupply- VF) / IF.
- रिवर्स करंट (IR):रिवर्स वोल्टेज 5V पर, अधिकतम 100 μA।
- आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर विशेषताएँ:
- कलेक्टर-एमिटर डार्क करंट (ICEO):In VCE=10V पर, अधिकतम 100 nA। यह LED बंद (बिना प्रकाश) होने पर रिसाव धारा है। कम मान अच्छे सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात प्राप्त करने के लिए लाभदायक है।
- कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (VCE(SAT)):IC=0.25mA और IF20mA पर, विशिष्ट मान 0.4V है। यह फोटोट्रांजिस्टर के पूरी तरह से "चालू" होने पर इसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है।
- चालू अवस्था कलेक्टर धारा (IC(ON)):In VCE=5V और IF=20mA पर, न्यूनतम 0.5 mA। यह प्रकाश पथ के मुक्त होने पर न्यूनतम आउटपुट करंट निर्धारित करता है।
- कपलर विशेषताएँ:
- संचालन कोण:8° से 14°। यह एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो विश्वसनीय स्विचिंग आउटपुट स्थिति के लिए आवश्यक अवरोधक वस्तु (जैसे, लीवर आर्म) के कोणीय विस्थापन को परिभाषित करता है। कोण जितना छोटा होगा, गति के प्रति संवेदनशीलता उतनी ही अधिक होगी।
3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट में विशिष्ट विद्युत/ऑप्टिकल विशेषता वक्रों का उल्लेख किया गया है। हालांकि पाठ में विशिष्ट चार्ट प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन इसके मानक उपयोग का विश्लेषण निम्नानुसार है।
- फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (IF-VFकर्व):यह ग्राफ एलईडी करंट और वोल्टेज के बीच गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। यह डिजाइनरों को एलईडी के डायनेमिक रेजिस्टेंस को समझने और स्थिर करंट ड्राइव सुनिश्चित करने में सहायता करता है।
- कलेक्टर करंट बनाम कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (IC-VCEकर्व):ये विभिन्न एलईडी ड्राइव धाराओं (I) के लिए प्लॉट किए गए वक्र, फोटोट्रांजिस्टर की आउटपुट विशेषताओं को दर्शाते हैं।F) के लिए प्लॉट किए गए वक्र, फोटोट्रांजिस्टर की आउटपुट विशेषताओं को दर्शाते हैं। ये संतृप्ति क्षेत्र (ICअपेक्षाकृत स्थिर) और रैखिक/सक्रिय क्षेत्र को दर्शाते हैं, जो एनालॉग सेंसिंग अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- करंट ट्रांसफर रेशियो (CTR) बनाम फॉरवर्ड करंट:CTR फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर करंट (IC) और LED फॉरवर्ड करंट (IF) का अनुपात है, जिसे आमतौर पर प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है। यह वक्र दर्शाता है कि दक्षता ड्राइव करंट के साथ कैसे बदलती है, और यह वांछित आउटपुट स्विंग प्राप्त करने के लिए ड्राइव सर्किट को अनुकूलित करने में महत्वपूर्ण है।
- तापमान निर्भरता वक्र:V दिखाएँF, IC(ON)परिवेश के तापमान के साथ पैरामीटर जैसे और डार्क करंट कैसे बदलते हैं, इसका चार्ट निर्दिष्ट तापमान सीमा के भीतर मजबूती से काम करने वाले सिस्टम को डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
4. Mechanical Structure and Packaging Information
The datasheet includes a package outline drawing (not copied here). Key mechanical considerations include:
- Notch dimensions:क्रिटिकल गैप जिससे ऑब्जेक्ट गुजरता है उसे बाधित करता है। इसकी चौड़ाई और गहराई लक्ष्य ऑब्जेक्ट के साथ संगतता निर्धारित करती है।
- पिन पिच और आकार:पिन लेआउट (संभवतः मानक 4-पिन कॉन्फ़िगरेशन: LED का एनोड, कैथोड; फोटोट्रांजिस्टर का कलेक्टर, एमिटर) और उनकी पिच PCB पैकेज डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- समग्र पैकेज आयाम:बाहरी लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई घटक के भीतर डिवाइस के प्लेसमेंट को सीमित करती है।
- ध्रुवीयता पहचान:पिन 1 की पहचान करने के लिए पैकेज पर एक चिह्न (जैसे एक बिंदु या बेवल किनारा) होगा, जिसे PCB पैकेज के साथ सही ढंग से संरेखित किया जाना चाहिए।
- कस्टम लीवर आर्म:एक उल्लेखनीय विशेषता यह है कि इंटरप्टिंग ऑब्जेक्ट से जुड़े कस्टम लीवर आर्म को डिज़ाइन करने की क्षमता है, जिससे सेंसर विशिष्ट यांत्रिक गति के अनुकूल हो सके, जिससे इसकी अनुप्रयोग लचीलापन बढ़ जाती है।
5. Soldering and Assembly Guide
सही हैंडलिंग विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।
- रीफ्लो सोल्डरिंग:सीमा 260°C पर 5 सेकंड के लिए निर्धारित है, मापन बिंदु पैकेज बॉडी से 1.6mm दूर। यह एक सामान्य लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल से मेल खाता है। डिजाइनर को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि उनके रीफ्लो ओवन की तापीय प्रोफाइल आंतरिक एपॉक्सी या सेमीकंडक्टर जंक्शन क्षति को रोकने के लिए इस सीमा से अधिक न हो।
- हैंड सोल्डरिंग:如果必须进行手工焊接，应使用温控烙铁，并尽量减少每个引脚的焊接时间（通常<3秒）。
- क्लीनिंग:उपकरण के प्लास्टिक पैकेजिंग के साथ संगत, उपयुक्त गैर-संक्षारक सफाई एजेंट का उपयोग करें।
- भंडारण की शर्तें:निर्दिष्ट -40°C से +100°C सीमा के भीतर, नमी अवशोषण (जो रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव का कारण बन सकती है) और इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) क्षति को रोकने के लिए, सूखे, इलेक्ट्रोस्टैटिक-सुरक्षित वातावरण में संग्रहित करें।
6. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
6.1 टाइपिकल एप्लीकेशन सर्किट
सबसे आम विन्यास एक डिजिटल स्विच है। LED को एक स्थिर धारा द्वारा संचालित किया जाता है (उदाहरण के लिए, एक श्रृंखला अवरोधक के माध्यम से 20mA प्रदान करके)। फोटोट्रांजिस्टर कलेक्टर एक पुल-अप अवरोधक (Rpull-up) लॉजिकल पावर वोल्टेज (जैसे, 5V) से जुड़ा होता है, एमिटर ग्राउंडेड होता है। आउटपुट सिग्नल कलेक्टर नोड से लिया जाता है।
- बीम अबाधित (वस्तु अनुपस्थित):प्रकाश फोटोट्रांजिस्टर के बेस पर पड़ता है, जिससे यह संचालित होता है। कलेक्टर वोल्टेज नीचे खींच लिया जाता है (V के करीबCE(SAT))।
- बीम बाधित (वस्तु की उपस्थिति):फोटोट्रांजिस्टर बंद है। पुल-अप रेसिस्टर कलेक्टर वोल्टेज को उच्च (पावर सप्लाई वोल्टेज तक) खींचता है।
Rpull-upइसके मूल्य को संतुलित करने की आवश्यकता है: कम मूल्य तेर उदय समय और बेहतर शोर प्रतिरोध प्रदान करता है, लेकिन निम्न आउटपुट स्तर पर अधिक धारा की खपत करता है। आवश्यक स्विचिंग गति और बाद के लॉजिक स्तरों की इनपुट विशेषताओं के आधार पर इसका चयन किया जाना चाहिए।
6.2 डिज़ाइन विचार
- LED धारा चयन:20mA की विशिष्ट धारा पर कार्य करने से अच्छी आउटपुट धारा प्राप्त होती है। कम धारा से बिजली की खपत बचती है, लेकिन IC(ON)और शोर सहिष्णुता कम हो जाती है। निरंतर अग्र धारा रेटिंग से अधिक न जाएं।
- परिवेशी प्रकाश असंवेदनशीलता:यह उपकरण अपने आंतरिक LED की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य के प्रति संवेदनशील है। हालांकि, तीव्र परिवेशी प्रकाश (विशेष रूप से अवरक्त किरणों वाली धूप) वाले वातावरण में, मॉड्यूलेटेड (पल्स) LED ड्राइव सिग्नल का उपयोग करना और रिसीवर सर्किट में सिंक्रोनस डिटेक्शन लागू करना, असंवेदनशीलता को काफी बढ़ा सकता है।
- प्रतिक्रिया समय:स्विचिंग गति (राइज़/फॉल टाइम) फोटोट्रांजिस्टर की कैपेसिटेंस और पुल-अप रेसिस्टर के मान द्वारा सीमित होती है। उच्च गति अनुप्रयोगों के लिए, विशिष्ट डायनेमिक विशेषता ग्राफ (यदि उपलब्ध हो) का संदर्भ लें।
- वस्तु विशेषताएँ:किसी वस्तु की अपारदर्शिता, मोटाई और रंग अवरुद्ध प्रकाश की मात्रा को प्रभावित करते हैं। विश्वसनीय संचालन के लिए, वस्तु में पर्याप्त अपारदर्शिता होनी चाहिए ताकि फोटोट्रांजिस्टर धारा को उसके "बंद" अवस्था के दहलीज स्तर से नीचे कम किया जा सके।
- संरेखण:विशेष रूप से निर्दिष्ट क्रिया कोणों को ध्यान में रखते हुए, सुसंगत संचालन के लिए सेंसर स्लॉट के भीतर वस्तु का सटीक यांत्रिक संरेखण आवश्यक है।
7. तकनीकी तुलना और लाभ
Compared to mechanical micro switches, the LTH-306-09S photo interrupter offers several key advantages:
- Lifespan and Reliability:कोई सक्रिय संपर्क घिसाव, आर्किंग या ऑक्सीकरण नहीं। जीवनकाल आमतौर पर कई गुणा अधिक लंबा होता है।
- उच्च गति संचालन:स्विचिंग गति यांत्रिक स्विच की तुलना में काफी तेज होती है, जो संपर्क बाउंस और यांत्रिक जड़त्व से सीमित होते हैं।
- प्रदर्शन स्थिर:संपर्क प्रतिरोध एक प्रभावित करने वाला कारक नहीं है। समय के साथ आउटपुट विशेषताएँ स्थिर बनी रहती हैं।
- पर्यावरणीय सीलिंग:बाहरी एक्ट्यूएटर वाले यांत्रिक स्विचों की तुलना में, धूल और नमी से बचाव के लिए प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन को सील करना आसान होता है।
- शांत संचालन:पूर्णतः शांत, यांत्रिक स्विच की तरह सुनाई देने वाली क्लिक ध्वनि नहीं।
इसका समझौता इलेक्ट्रॉनिक सर्किट (LED के लिए करंट स्रोत और पुल-अप रेसिस्टर) के समर्थन की आवश्यकता और चरम परिवेशी प्रकाश या प्रकाश पथ प्रदूषण के प्रति संभावित संवेदनशीलता है।
8. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- प्रश्न: क्या मैं LED को सीधे 5V माइक्रोकंट्रोलर पिन से चला सकता हूँ?उत्तर: नहीं। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, जब VCC=5V, VF~1.4V, और अपेक्षित IF=20mA पर: R = (5V - 1.4V) / 0.02A = 180Ω। आमतौर पर 180Ω या 220Ω रेसिस्टर का उपयोग किया जाता है।
- प्रश्न: "ऑपरेशन एंगल" 8-14 डिग्री का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या अर्थ है?उत्तर: इसका अर्थ है कि बीम को बाधित करने वाली भौतिक लीवर या फ्लैप को स्लॉट से गुजरते समय कम से कम 8 डिग्री (आमतौर पर अधिकतम 14 डिग्री तक) घूमना या हिलना चाहिए, ताकि "ऑन" स्थिति से "ऑफ" स्थिति में विश्वसनीय रूप से स्विच किया जा सके। आपके मैकेनिकल डिज़ाइन को इस कोणीय यात्रा को सुनिश्चित करना चाहिए।
- प्रश्न: आउटपुट कलेक्टर करंट (IC(ON)) न्यूनतम केवल 0.5mA है। क्या यह लॉजिक इनपुट को ड्राइव करने के लिए पर्याप्त है?उत्तर: हाँ, उच्च इनपुट प्रतिबाधा (केवल माइक्रोएम्पियर स्तर की धारा की आवश्यकता) वाले मानक CMOS या TTL लॉजिक इनपुट के लिए, 0.5mA की सिंक क्षमता पर्याप्त से अधिक है। वोल्टेज स्तर (निम्न स्तर ≈0.4V) ही महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
- प्रश्न: डिवाइस को पावर लाइन पर वोल्टेज स्पाइक्स से कैसे बचाया जाए?उत्तर: डिवाइस के निकट मानक बोर्ड-स्तरीय डिकप्लिंग कैपेसिटर (उदाहरण के लिए, 100nF सिरेमिक कैपेसिटर) का उपयोग करें। कठोर वातावरण के लिए, पावर रेल पर ट्रांजिएंट वोल्टेज सप्रेशन (TVS) डायोड जोड़ने पर विचार करें।
9. व्यावहारिक अनुप्रयोग केस स्टडी
- प्रिंटर पेपर डिटेक्शन:पेपर ट्रे लीवर से जुड़ा एक फ्लैप फोटोइंटरप्टर के स्लॉट में घूमता है। जब पेपर होता है, तो फ्लैप एक स्थिति में होता है (बीम बाधित नहीं); जब पेपर खाली होता है, तो यह दूसरी स्थिति में चला जाता है (बीम बाधित), नियंत्रण प्रणाली को संकेत भेजता है।
- औद्योगिक कन्वेयर बेल्ट वस्तु गणना:कन्वेयर बेल्ट पर वस्तुएं फोटोइंटरप्टर युक्त एक गेट से गुजरती हैं। प्रत्येक वस्तु प्रकाश किरण को अवरुद्ध करती है, जिससे एक पल्स उत्पन्न होती है, जिसे PLC या माइक्रोकंट्रोलर द्वारा गिना जाता है।
- सुरक्षा दरवाजा इंटरलॉक:फोटोइंटरप्टर दरवाजे के फ्रेम पर लगा होता है, और एक फ्लैप दरवाजे पर लगा होता है। जब दरवाजा ठीक से बंद होता है, तो फ्लैप स्लॉट में प्रवेश करता है, जिससे प्रकाश किरण गुजर सकती है और एक "सुरक्षित" सिग्नल उत्पन्न होता है। यदि दरवाजा खुला है, तो किरण अवरुद्ध हो जाती है, एक "असुरक्षित" सिग्नल उत्पन्न होता है, और मशीन को निष्क्रिय किया जा सकता है।
- रोटरी एनकोडर डिस्क सेंसिंग:मोटर शाफ्ट से जुड़ी एक स्लॉटेड डिस्क ट्रांसमीटर और डिटेक्टर के बीच घूमती है। स्लॉट्स के गुजरने पर उत्पन्न प्रकाश स्पंदों की श्रृंखला का उपयोग गति और स्थिति निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
10. कार्य सिद्धांत
एक ऑप्टो-इंटरप्टर एक प्रकार का ऑप्टोकपलर है जिसमें इसके एमिटर और डिटेक्टर के बीच एक भौतिक अंतराल होता है। यह एक तरफ एक इन्फ्रारेड लाइट एमिटिंग डायोड (LED) और दूसरी तरफ एक खुले स्लॉट के पार संरेखित सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर से बना होता है। जब LED पर करंट लगाया जाता है, तो यह इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करता है। यह प्रकाश अंतराल से होकर गुजरता है और फोटोट्रांजिस्टर के बेस क्षेत्र पर पड़ता है। फोटॉन बेस क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करते हैं, जो प्रभावी रूप से बेस करंट का कार्य करते हैं। इस फोटो-जनित करंट को फिर ट्रांजिस्टर के लाभ द्वारा प्रवर्धित किया जाता है, जिससे अधिक कलेक्टर करंट प्रवाहित होने की अनुमति मिलती है। जब कोई अपारदर्शी वस्तु स्लॉट में प्रवेश करती है, तो वह प्रकाश पथ को अवरुद्ध कर देती है। फोटो-जनित बेस करंट रुक जाता है, जिससे फोटोट्रांजिस्टर बंद हो जाता है और कलेक्टर करंट रुक जाता है। इस प्रकार, स्लॉट में वस्तु की उपस्थिति या अनुपस्थिति आउटपुट फोटोट्रांजिस्टर की चालकता को डिजिटल रूप से नियंत्रित करती है।
11. प्रौद्योगिकी विकास प्रवृत्तियाँ
ऑप्टो-इंटरप्टर की मूलभूत तकनीक परिपक्व हो चुकी है। वर्तमान प्रवृत्तियाँ एकीकरण और लघुरूपण पर केंद्रित हैं। डिवाइस पैकेजिंग का आकार छोटा होता जा रहा है (SMD प्रकार), जबकि प्रदर्शन बनाए रखा या बेहतर किया जा रहा है। एक अन्य प्रवृत्ति चिप पर अधिक सर्किट को एकीकृत करना है, जैसे हिस्टैरिसीस के लिए Schmitt ट्रिगर (बाहरी घटकों के बिना स्वच्छ डिजिटल स्विचिंग प्रदान करता है), एनालॉग आउटपुट के लिए एम्पलीफायर, और यहाँ तक कि पूर्ण डिजिटल इंटरफेस (I2C)। इससे बाहरी घटकों की संख्या कम हो जाती है और डिजाइन सरल हो जाता है। इसके अलावा, उच्च संवेदनशीलता वाले उपकरण कम LED करंट पर संचालन की अनुमति देते हैं, जिससे समग्र सिस्टम बिजली की खपत कम होती है, जो बैटरी से चलने वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। ऑप्टिकल पथ सामग्री (लेंस, फिल्टर) के विकास से पर्यावरणीय प्रकाश दमन और संवेदन सटीकता में भी लगातार सुधार हो रहा है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
एक, प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा दक्षता। | सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (lumen) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडक, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तु के वास्तविक रंग को पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| Color Tolerance (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 दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| Dominant Wavelength | nm (nanometer), jaise 620nm (laal) | Rang-birange LED ke rangon se sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek rang wale LED ke vishisht rang ka nirnay karna. |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करें। | 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 चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" जैसा। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और जीवनकाल निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्पावधि में सहन योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth（°C/W） | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | स्थैतिक बिजली प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होने की संभावना उतनी ही कम होगी। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | महत्वपूर्ण संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवन दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन मेंटेनेंस (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष रोशनी 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 व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण पैकेजिंग 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 प्रकाशिकी, ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च तापसहिष्णुता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | सीधी स्थापना, उलटी स्थापना (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | Flip Chip में बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता होती 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 फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | एनकैप्सुलेशन सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करें। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहित करें, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक एक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikrit karen. | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banane aur system ki prashashtata badhane ke liye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग एक अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग असमानता से बचें। |
| रंग तापमान ग्रेडेशन | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह के लिए संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों 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 करें। |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करना कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतरराष्ट्रीय 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। |