सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. तकनीकी मापदंडों की गहन व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
- 3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग
- 3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग
- 3.3 अग्र वोल्टेज ग्रेडिंग
- 4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
- 4.1 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम अग्र धारा
- 4.2 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम परिवेश तापमान
- 4.3 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग वक्र
- 4.4 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.5 स्पेक्ट्रल वितरण और विकिरण पैटर्न
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
- 6.1 भंडारण और आर्द्रता संवेदनशीलता
- 6.2 रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल
- 6.3 मैनुअल सोल्डरिंग एवं रिपेयर
- 7. पैकेजिंग एवं ऑर्डर जानकारी
- 7.1 रील एवं कैरियर टेप स्पेसिफिकेशन
- 7.2 लेबल विवरण
- 8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10.1 करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर पूर्णतया आवश्यक क्यों है?
- 10.2 क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V लॉजिक आउटपुट से चला सकता हूँ?
- 10.3 120° व्यूइंग एंगल का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या मतलब है?
- 10.4 मॉइस्चर बैरियर बैग खोलने के बाद 7 दिन की फ्लोर लाइफ कितनी महत्वपूर्ण है?
- 11. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग केस स्टडी
- 12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
19-217 एक कॉम्पैक्ट सरफेस-माउंट ब्लू एलईडी है, जो विश्वसनीय संकेतक और बैकलाइट समाधानों की आवश्यकता वाले आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह डिवाइस InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है, जो नीले स्पेक्ट्रम में प्रकाश उत्सर्जित करता है, जिसकी विशिष्ट चरम तरंगदैर्ध्य 468 नैनोमीटर है। इसका मुख्य लाभ इसका मिनिएचर पैकेज आकार है, जो पारंपरिक लीड वाले घटकों की तुलना में प्रिंटेड सर्किट बोर्ड पर काफी स्थान बचाता है और उच्च असेंबली घनत्व प्राप्त करता है। यह डिवाइस RoHS (खतरनाक पदार्थ प्रतिबंध), EU REACH विनियमन सहित समकालीन पर्यावरणीय और विनिर्माण मानकों का पूर्ण अनुपालन करता है और इसे हैलोजन-मुक्त उत्पाद के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
19-217 SMD LED का डिज़ाइन इंजीनियरों और डिज़ाइनरों को कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है। इसकी छोटी और हल्की प्रकृति इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती है जहां स्थान और वजन महत्वपूर्ण सीमित कारक हैं। यह उपकरण 8mm वाहक टेप के रूप में आपूर्ति किया जाता है, जो 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है, और यह उच्च गति स्वचालित सतह माउंट असेंबली उपकरणों के साथ पूरी तरह संगत है, जिससे विनिर्माण प्रक्रिया सरल हो जाती है। यह LED मानक अवरक्त और वाष्प चरण रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ भी संगत है। इसके प्रमुख लक्ष्य बाजारों में ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स (इंस्ट्रूमेंटेशन और स्विच बैकलाइटिंग के लिए), दूरसंचार उपकरण (टेलीफोन और फैक्स मशीन संकेतकों के लिए), एलसीडी बैकलाइटिंग के लिए उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और सामान्य संकेतक अनुप्रयोग शामिल हैं।
2. तकनीकी मापदंडों की गहन व्याख्या
यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और तापीय मापदंडों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है, जो सही सर्किट डिजाइन और विश्वसनीयता मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण हैं।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
पूर्ण अधिकतम रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती है जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। ये सामान्य संचालन स्थितियाँ नहीं हैं।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5V। रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- Continuous Forward Current (IF):10mA. The maximum DC current that can be continuously applied.
- Peak Forward Current (IFP):40mA। यह अधिकतम अनुमत पल्स धारा है, जिसे 1/10 ड्यूटी साइकल और 1kHz आवृत्ति के साथ निर्दिष्ट किया गया है। यह अल्पकालिक उच्च-तीव्रता वाले पल्स के लिए उपयुक्त है, लेकिन निरंतर संचालन के लिए नहीं।
- शक्ति अपव्यय (Pd):40mW। यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे पैकेज ऊष्मा के रूप में अपव्ययित कर सकता है, जिसकी गणना फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) * फॉरवर्ड करंट (IF) के रूप में की जाती है। इस सीमा के निकट कार्य करने के लिए सावधानीपूर्वक थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM):150V. यह अपेक्षाकृत कम ESD सहनशीलता है, जो दर्शाता है कि यह उपकरण स्थैतिक बिजली के प्रति संवेदनशील है। असेंबली और हैंडलिंग के दौरान उचित ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करना आवश्यक है।
- ऑपरेटिंग तापमान (Topr):-40°C से +85°C. वह परिवेश तापमान सीमा जिसके भीतर उपकरण की प्रकाशित विशिष्टताओं को पूरा करने की गारंटी दी जाती है।
- भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +90°C।
- सोल्डरिंग तापमान:यह उपकरण 260°C के शिखर तापमान पर अधिकतम 10 सेकंड तक रिफ्लो सोल्डरिंग, या प्रति पिन 350°C पर अधिकतम 3 सेकंड तक हैंड सोल्डरिंग को सहन कर सकता है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, ये पैरामीटर मानक परीक्षण स्थितियों Ta=25°C और IF=2mA पर मापे गए हैं। ये LED के प्रकाशीय प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- प्रदीप्ति तीव्रता (Iv):यह न्यूनतम 7.2 mcd से अधिकतम 18.0 mcd तक की सीमा में है। कोई विशिष्ट मान निर्दिष्ट नहीं है, जो दर्शाता है कि प्रदर्शन एक ग्रेडिंग प्रणाली (धारा 3 देखें) के माध्यम से प्रबंधित किया जाता है।
- देखने का कोण (2θ1/2):120 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब प्रकाश की तीव्रता अपने शिखर मान की आधी हो जाती है। 120° का कोण एक विस्तृत, विसरित उत्सर्जन पैटर्न प्रदान करता है, जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था और बैकलाइटिंग के लिए उपयुक्त है।
- शिखर तरंगदैर्ध्य (λp):468 nm (विशिष्ट)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर स्पेक्ट्रल पावर वितरण अपने अधिकतम मान तक पहुँचता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):465.0 nm से 470.0 nm तक। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख LED के रंग के रूप में अनुभव करती है, और यह रंग वर्गीकरण के लिए उपयोग किया जाने वाला पैरामीटर है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):25 nm (विशिष्ट)। यह उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की चौड़ाई है, जिसे अर्ध-अधिकतम तीव्रता (FWHM - फुल विड्थ ऐट हाफ मैक्सिमम) पर मापा जाता है।
- Forward Voltage (VF):IF=2mA पर 2.60V से 2.90V तक। यह सीमा करंट लिमिटिंग सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- Reverse Current (IR):VR=5V पर अधिकतम 50 μA। डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है कि यह उपकरण रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।
3. ग्रेडिंग सिस्टम विवरण
बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रदर्शन स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है। 19-217 एक त्रि-आयामी बिनिंग प्रणाली का उपयोग करता है।
3.1 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेडिंग
2mA पर मापी गई प्रकाश तीव्रता के आधार पर, LED को चार श्रेणियों (K1, K2, L1, L2) में विभाजित किया गया है।
- श्रेणी K1:7.2 - 9.0 mcd
- गियर K2:9.0 - 11.5 mcd
- गियर L1:11.5 - 14.5 mcd
- गियर L2:14.5 - 18.0 mcd
गियर सीमा पर ±11% सहनशीलता लागू करें।
3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेडिंग
इस उत्पाद के लिए, रंग नियंत्रण एकल गियर सीमा के भीतर है।
- गियर X:465.0 - 470.0 nm। ±1nm का सख्त सहनशीलता मानक निर्धारित किया गया है।
3.3 अग्र वोल्टेज ग्रेडिंग
फॉरवर्ड वोल्टेज को तीन बिनों में विभाजित किया गया है, ताकि एक समान करंट ड्राइवर डिजाइन करने में सहायता मिल सके।
- बिन 28:2.60 - 2.70V
- गियर 29:2.70 - 2.80V
- गियर 30:2.80 - 2.90V
±0.05V सहनशीलता लागू करें।
4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
डेटाशीट में कई विशेषता वक्र प्रदान किए गए हैं, जो विभिन्न परिचालन स्थितियों में LED के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
4.1 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम अग्र धारा
यह वक्र दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन और धारा के बीच रैखिक संबंध नहीं है। यह धारा बढ़ने के साथ बढ़ता है, लेकिन अंततः संतृप्त हो जाता है। अनुशंसित निरंतर धारा (10mA) से अधिक पर कार्य करने से दक्षता में कमी और त्वरित क्षरण हो सकता है।
4.2 सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम परिवेश तापमान
यह ग्राफ LED के प्रकाश उत्पादन के नकारात्मक तापमान गुणांक को दर्शाता है। जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ, प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता कम हो जाती है। 19-217 के लिए, जब परिवेश का तापमान अधिकतम कार्य सीमा 85°C के करीब पहुंचता है, तो उत्पादन में उल्लेखनीय गिरावट आती है। ऐसे डिज़ाइनों में जहां व्यापक तापमान सीमा में चमक की एकरूपता आवश्यक है, इस पर विचार करना अनिवार्य है।
4.3 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग वक्र
यह विश्वसनीयता के संदर्भ में सबसे महत्वपूर्ण चार्टों में से एक है। यह अधिकतम अनुमत निरंतर अग्र धारा और परिवेश तापमान के बीच संबंध दर्शाता है। तापमान बढ़ने के साथ, अधिकतम सुरक्षित धारा कम हो जाती है। 85°C पर, अनुमत धारा 25°C पर 10mA की रेटेड मान से काफी कम है। धारा को डेराट न करने से थर्मल रनअवे और डिवाइस विफलता हो सकती है।
4.4 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट
यह IV (करंट-वोल्टेज) कर्व एक विशिष्ट डायोड घातांकीय संबंध दर्शाता है। वोल्टेज धारा के साथ लघुगणकीय रूप से बढ़ता है। यह कर्व उपयुक्त करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर चुनने या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
4.5 स्पेक्ट्रल वितरण और विकिरण पैटर्न
स्पेक्ट्रम ने 468nm पर केंद्रित नीले उत्सर्जन की पुष्टि की, जिसकी पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम लगभग 25nm थी। विकिरण पैटर्न आरेख ने प्रकाश के स्थानिक वितरण को दर्शाया, जिसने निर्दिष्ट 120° देखने के कोण के साथ एक लैम्बर्टियन-जैसे उत्सर्जन पैटर्न की पुष्टि की।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 Package Dimensions
19-217 एक मानक SMD पैकेज का उपयोग करता है। प्रमुख आयाम (मिलीमीटर में) में लगभग 2.0 मिमी लंबाई, लगभग 1.25 मिमी चौड़ाई और लगभग 0.8 मिमी ऊंचाई शामिल है। विस्तृत चित्र डेटाशीट में प्रदान किए गए हैं, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता ±0.1 मिमी है। एनोड और कैथोड स्पष्ट रूप से चिह्नित हैं, जो असेंबली प्रक्रिया के दौरान सही अभिविन्यास के लिए महत्वपूर्ण है।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
LED के कार्य के लिए सही ध्रुवीयता महत्वपूर्ण है। कैथोड की पहचान के लिए पैकेज में एक दृश्य चिह्न (आमतौर पर एक खांचा या हरा निशान) होता है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि PCB पैकेज इस दिशा से मेल खाता हो।
6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
उचित हैंडलिंग और वेल्डिंग उपज और दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।
6.1 भंडारण और आर्द्रता संवेदनशीलता
LED को नमी-रोधी बैग में सिलिका जेल के साथ पैक किया गया है। घटकों का उपयोग करने से पहले बैग नहीं खोलना चाहिए। खोलने के बाद, अप्रयुक्त भागों को ≤30°C और ≤60% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहीत किया जाना चाहिए और 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि यह समय सीमा पार हो जाती है, तो "पॉपकॉर्न" प्रभाव (रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान भाप के दबाव के कारण पैकेज दरार) को रोकने के लिए सोल्डरिंग से पहले 24 घंटे के लिए 60±5°C पर बेकिंग की आवश्यकता होती है।
6.2 रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल
लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल निर्धारित करता है:
- प्रीहीटिंग:150-200°C, 60-120 सेकंड के लिए।
- लिक्विडस टाइम (TAL):217°C से ऊपर, 60-150 सेकंड तक बनाए रखें।
- शिखर तापमान:अधिकतम 260°C, अधिकतम 10 सेकंड तक बनाए रखें।
- तापन/शीतलन दर:अधिकतम तापमान वृद्धि दर 6°C/सेकंड, अधिकतम तापमान कमी दर 3°C/सेकंड।
6.3 मैनुअल सोल्डरिंग एवं रिपेयर
यदि हाथ से सोल्डरिंग करना आवश्यक है, तो सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से कम होना चाहिए, प्रत्येक पिन पर 3 सेकंड से अधिक समय तक लागू नहीं किया जाना चाहिए, और 25W से कम रेटेड पावर वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए। पिन के बीच कम से कम 2 सेकंड का कूलिंग अंतराल होना चाहिए। रीवर्क की दृढ़ता से अनुशंसा नहीं की जाती है। यदि अपरिहार्य है, तो सोल्डर जोड़ों पर यांत्रिक तनाव को रोकने के लिए दो पिनों को एक साथ गर्म करने के लिए एक समर्पित ड्यूल-टिप सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करना होगा।
7. पैकेजिंग एवं ऑर्डर जानकारी
7.1 रील एवं कैरियर टेप स्पेसिफिकेशन
घटक एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किए जाते हैं, आयाम डेटाशीट में प्रदान किए गए हैं। कैरियर टेप की चौड़ाई 8mm है, और यह मानक 7 इंच (178mm) व्यास वाली रील पर लपेटा गया है। प्रति रील 3000 डिवाइस शामिल हैं।
7.2 लेबल विवरण
रील लेबल में ट्रेसबिलिटी और सही अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण जानकारी शामिल होती है:
- P/N:उत्पाद संख्या (उदाहरण के लिए, 19-217/BHC-XK1L2B11X/3T).
- QTY:पैकिंग मात्रा (3000 पीसी)।
- CAT:चमकदार तीव्रता स्तर (उदाहरण के लिए, K1, L2)।
- HUE:क्रोमा/प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड (X).
- REF:फॉरवर्ड वोल्टेज रेटिंग (उदाहरण के लिए, 28, 29, 30)।
- LOT No:उत्पादन बैच संख्या, पता लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।
8. अनुप्रयोग सुझाव और डिज़ाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- ऑटोमोटिव इंटीरियर लाइटिंग:डैशबोर्ड, बटन और स्विच के लिए बैकलाइटिंग। आधुनिक सौंदर्यशास्त्र बनाने के लिए व्यापक देखने का कोण और नीला रंग उपयुक्त है।
- उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:रिमोट कंट्रोल, घरेलू उपकरण और ऑडियो डिवाइस पर स्थिति संकेतक और कुंजी बैकलाइटिंग।
- दूरसंचार और नेटवर्किंग उपकरण:राउटर, स्विच और मॉडेम पर लिंक गतिविधि, पावर और स्थिति संकेतक।
- सामान्य पैनल संकेतक:किसी भी ऐसे अनुप्रयोग के लिए जिसे छोटे, विश्वसनीय, चमकदार नीले संकेतक की आवश्यकता हो।
8.2 प्रमुख डिज़ाइन विचार
- करंट सीमित करना आवश्यक है:LED के साथ श्रृंखला में एक बाहरी करंट-सीमित रोकनेवाला या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर का उपयोग किया जाना चाहिए। फॉरवर्ड वोल्टेज में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि यह तापमान बढ़ने के साथ घटता है। करंट सीमित किए बिना, वोल्टेज या तापमान में मामूली वृद्धि भी करंट में बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है।
- थर्मल मैनेजमेंट:कार्य वातावरण पर विचार करें। उच्च परिवेश तापमान या खराब PCB ताप अपव्यय की स्थितियों में, डीरेटिंग कर्व का उपयोग करके उपयुक्त ऑपरेटिंग करंट का चयन करें।
- ESD सुरक्षा:यदि एलईडी उपयोगकर्ता के संपर्क में आने योग्य है, तो इनपुट लाइन पर ईएसडी सुरक्षा लागू करें और असेंबली प्रक्रिया के दौरान स्थिर विद्युत नियंत्रण प्रक्रियाओं को लागू करें।
- प्रकाशिकी डिजाइन:120° देखने का कोण एक विस्तृत कवरेज प्रदान करता है। केंद्रित बीम (उदाहरण के लिए, किसी विशिष्ट बिंदु को रोशन करना) के लिए, केवल यह एलईडी उपयुक्त नहीं है, द्वितीयक प्रकाशिकी घटक की आवश्यकता होती है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
हालांकि कई SMD नीले LED उपलब्ध हैं, लेकिन 19-217 के पैरामीटर संयोजन इसे विशिष्ट उपयोग के मामलों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। छोटे पैकेजों (जैसे 0402) की तुलना में, इसके बड़े आकार के कारण, यह उच्च प्रकाश उत्पादन और संभवतः बेहतर ताप अपव्यय प्रदान करता है। उच्च शक्ति वाले LED की तुलना में, इसका संचालन धारा काफी कम है, जिसके लिए सरल ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता होती है, जो इसे संकेतक अनुप्रयोगों में लागत-प्रभावी बनाता है। हलोजन-मुक्त और REACH मानकों के साथ इसकी स्पष्ट अनुपालन, सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले बाजारों (जैसे यूरोपीय संघ) के लिए एक महत्वपूर्ण अंतरकारी कारक है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
10.1 करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर पूर्णतया आवश्यक क्यों है?
LED एक करंट-संचालित डिवाइस है, वोल्टेज-संचालित नहीं। इसकी V-I विशेषता घातांकीय है। लगभग 2.8V के विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज पर, पावर सप्लाई वोल्टेज में मामूली उतार-चढ़ाव या गर्म होने के कारण LED के Vf में कमी, करंट में तेजी से वृद्धि का कारण बन सकती है, जो अधिकतम रेटेड मान से अधिक होकर डिवाइस को क्षतिग्रस्त कर सकती है। रेसिस्टर ओम के नियम (I = (पावर सप्लाई वोल्टेज - Vf) / R) के अनुसार एक निश्चित करंट निर्धारित करता है।
10.2 क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V लॉजिक आउटपुट से चला सकता हूँ?
नहीं, सीधे नहीं चलाया जा सकता।माइक्रोकंट्रोलर के GPIO पिन आमतौर पर LED को पर्याप्त करंट (आमतौर पर 20-25mA तक सीमित) सुरक्षित और निरंतर प्रदान करने में असमर्थ होते हैं, और उनमें करंट रेगुलेशन की कमी होती है। आपको एक श्रृंखला रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। 3.3V सप्लाई के लिए, 5mA लक्ष्य करंट और 2.8V Vf पर, रेसिस्टेंस मान R = (3.3V - 2.8V) / 0.005A = 100 ओम होना चाहिए। माइक्रोकंट्रोलर पिन की करंट आउटपुट क्षमता की जाँच अवश्य करें।
10.3 120° व्यूइंग एंगल का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या मतलब है?
इसका अर्थ है कि प्रकाश एक चौड़े शंकु के रूप में उत्सर्जित होता है। यदि आपको LED को कई कोणों से दिखाई देने की आवश्यकता है (उदाहरण के लिए, पैनल संकेतक), तो यह आदर्श विकल्प है। यदि आपको केंद्रित प्रकाश पुंज की आवश्यकता है (उदाहरण के लिए, किसी विशिष्ट बिंदु को रोशन करना), तो केवल यह LED उपयुक्त नहीं है, इसे secondary optical components की आवश्यकता होती है।
10.4 मॉइस्चर बैरियर बैग खोलने के बाद 7 दिन की फ्लोर लाइफ कितनी महत्वपूर्ण है?
यह रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन में अवशोषित नमी उच्च तापमान रिफ्लो सोल्डरिंग चक्र के दौरान भाप में बदल जाती है, जिससे आंतरिक परतों का अलग होना या दरार पड़ना ("पॉपकॉर्न" प्रभाव) हो सकता है, और तत्काल या संभावित विफलता का कारण बन सकता है। यदि बैग खुलने का समय 168 घंटे से अधिक हो जाता है, तो बेकिंग प्रक्रिया का पालन करना चाहिए।
11. वास्तविक डिजाइन एवं उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक उपभोक्ता-ग्रेड राउटर के लिए स्टेटस इंडिकेटर लाइट डिजाइन करना।एलईडी को "पावर ऑन" और "WAN एक्टिविटी" (ब्लिंकिंग) प्रदर्शित करने की आवश्यकता है। सिस्टम 3.3V पावर रेल का उपयोग करता है। लंबी उम्र सुनिश्चित करने और माइक्रोकंट्रोलर पर अत्यधिक दबाव से बचने के लिए, एलईडी को स्विच करने के लिए एक बाहरी ट्रांजिस्टर (जैसे, छोटा एनपीएन या एनएफईटी) का उपयोग करें। 3.3V पावर रेल और एलईडी एनोड के बीच एक सीरीज़ रेसिस्टर रखें, ट्रांजिस्टर कैथोड को ग्राउंड पर स्विच करेगा। निरंतर "पावर" संकेत के लिए रूढ़िवादी 5mA करंट चुनें, और सभी स्थितियों में चमक सुनिश्चित करने के लिए अधिकतम Vf 2.9V का उपयोग करके गणना करें: R = (3.3V - 2.9V) / 0.005A = 80 ओम (मानक 82 ओम रेसिस्टर का उपयोग करें)। एलईडी में पावर डिसिपेशन Pd = Vf * If = 2.9V * 0.005A = 14.5mW है, जो 40mW के अधिकतम मान से काफी कम है, यहां तक कि संभावित रूप से गर्म चेसिस के अंदर भी उत्कृष्ट विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है।
12. कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय
19-217 एलईडी सेमीकंडक्टर p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस के सिद्धांत पर काम करती है। सक्रिय क्षेत्र InGaN से बना होता है। जब जंक्शन के अंतर्निहित विभव से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-टाइप क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-टाइप क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये चार्ज वाहक पुनर्संयोजित होते हैं, तो वे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। InGaN मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) से संबंधित होती है - इस मामले में नीला (लगभग 468 nm)। एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन का उपयोग सेमीकंडक्टर चिप की सुरक्षा, यांत्रिक स्थिरता प्रदान करने और प्रकाश आउटपुट को आकार देने के लिए प्राथमिक लेंस के रूप में किया जाता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान और पृष्ठभूमि
यह उपकरण LED प्रौद्योगिकी में एक परिपक्व, लागत-अनुकूलित खंड का प्रतिनिधित्व करता है। InGaN का उपयोग करके नीला प्रकाश उत्पन्न करना अत्यधिक परिपक्व है। इंडिकेटर SMD LED का वर्तमान रुझान कई क्षेत्रों पर केंद्रित है: 1)लघुरूपण:अल्ट्रा-हाई डेंसिटी सर्किट बोर्डों के लिए 19-217 से छोटे पैकेज (जैसे 0402, 0201) प्रदान करता है।2)उच्चतर दक्षता:नए चिप डिज़ाइन और सामग्री लुमेन प्रति वाट में निरंतर सुधार कर रहे हैं, जिससे कम ऑपरेटिंग करंट और कम बिजली की खपत की अनुमति मिलती है।3)उच्च विश्वसनीयता और स्थिरता:उन्नत निर्माण और बिनिंग तकनीकों ने अधिक सघन पैरामीटर वितरण उत्पन्न किया है।4)व्यापक पर्यावरण अनुपालन:जैसा कि यह उपकरण दर्शाता है, RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त मानकों का अनुपालन अब वैश्विक बाजार में प्रवेश के लिए एक मूलभूत आवश्यकता बन गया है। 19-217 उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जो अत्याधुनिक प्रदर्शन के बजाय सिद्ध, विश्वसनीय और मानकीकृत घटकों को प्राथमिकता देते हैं।
LED विनिर्देश शब्दावली की विस्तृत व्याख्या
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/वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित 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। |
| Luminous Flux | lm (lumen) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आमतौर पर "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 कवरेज क्षेत्र और एकरूपता 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 का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुन: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 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 rang ka tone nirdharit 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 ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| 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। |
| फॉरवर्ड करंट (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 | अल्प समय में सहन करने योग्य चरम धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह टूट सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| 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 इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति से उतना ही कम प्रभावित होगा। | 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 के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन डिप्रिसिएशन और कलर शिफ्ट होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED के "जीवनकाल" को सीधे परिभाषित करता है। |
| 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 व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री के 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 प्रकाशिकीय एवं ऊष्मीय 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 बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता 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, 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 समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक एक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikaran karein. | 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 समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत ही सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंगों की एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही लाइट फिक्स्चर के भीतर रंगों में असमानता से बचें। |
| कलर टेम्परेचर 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 जलाए रखते हुए, 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 | Energy Efficiency Certification | Energy efficiency and performance certification for lighting products. | Commonly used in government procurement and subsidy programs to enhance market competitiveness. |