सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी विशिष्टताएँ एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 प्रकाश तीव्रता श्रेणीकरण
- 3.2 अग्र वोल्टेज श्रेणीकरण
- 3.3 क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स ग्रेडिंग
- 4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
- 5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
- 6.2 हैंड सोल्डरिंग
- 6.3 भंडारण एवं नमी सुरक्षा आवश्यकताएँ
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 7.1 रील टेप विनिर्देश
- 7.2 लेबल विवरण
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार एवं सावधानियाँ
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10.1 करंट सीमित करने वाले रेसिस्टर को श्रृंखला में क्यों जोड़ना चाहिए?
- 10.2 ग्रेडिंग कोड (P2, Q1, 15, 16, आदि) का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या अर्थ है?
- 10.3 क्या मैं इस LED को 10mA धारा से लगातार चला सकता हूँ?
- 10.4 देखने का कोण 140 डिग्री है। क्या इस कोण सीमा के भीतर प्रकाश उत्पादन एक समान है?
- 11. वास्तविक डिज़ाइन और उपयोग केस
- 12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान एवं विकास
1. उत्पाद अवलोकन
27-21 SMD LED एक कॉम्पैक्ट सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) लाइट एमिटिंग डायोड है, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनमें लघुरूपण और उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है। पारंपरिक लीड फ्रेम प्रकार के LED की तुलना में, यह घटक एक महत्वपूर्ण तकनीकी प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो सर्किट बोर्ड स्थान की खपत को काफी कम करने, पैकेजिंग घनत्व बढ़ाने और अंततः छोटे, अधिक कुशल अंतिम-उपयोगकर्ता उपकरणों के विकास में सहायता करने में सक्षम है। इसकी हल्की संरचना इसे विशेष रूप से उन अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त बनाती है जहां स्थान और वजन महत्वपूर्ण सीमित कारक हैं।
यह LED शुद्ध सफेद प्रकाश उत्सर्जित करता है, जो पीले विसरित रेजिन में पैक किए गए InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) चिप सामग्री के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। यह संयोजन एक समान और विसरित प्रकाश आउटपुट प्रदान करता है, जो विभिन्न संकेतक और बैकलाइट कार्यों के लिए उपयुक्त है। यह उत्पाद समकालीन पर्यावरणीय और सुरक्षा मानकों, जिसमें RoHS (Restriction of Hazardous Substances), यूरोपीय संघ REACH विनियमन शामिल हैं, के साथ पूर्ण अनुपालन में है, और इसे एक हलोजन-मुक्त घटक के रूप में निर्मित किया गया है, जिसमें ब्रोमीन और क्लोरीन सामग्री निर्धारित सीमा से नीचे बनी रहती है।
2. तकनीकी विशिष्टताएँ एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में या इनसे परे संचालन की गारंटी नहीं दी जा सकती है, और सर्किट डिज़ाइन में इनसे बचा जाना चाहिए।
- Reverse Voltage (VR):5V. Exceeding this voltage under reverse bias may lead to junction breakdown.
- Forward Current (IF):10mA (continuous). This is the maximum recommended DC current for ensuring long-term reliable operation.
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):100mA। यह करंट केवल पल्स स्थितियों (ड्यूटी साइकिल 1/10 @ 1kHz) में अनुमत है, निरंतर ड्राइव के लिए उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
- पावर डिसिपेशन (Pd):40mW। यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे पैकेज अपने थर्मल सीमा से अधिक हुए बिना अपव्ययित कर सकता है, जिसकी गणना फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) * फॉरवर्ड करंट (IF) के रूप में की जाती है।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM):150V। यह इंगित करता है कि डिवाइस ESD के प्रति मध्यम संवेदनशीलता रखता है; उचित हैंडलिंग प्रक्रियाएं (जैसे, ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, ESD-सुरक्षित पैकेजिंग) अपनाई जानी चाहिए।
- ऑपरेटिंग तापमान (Topr):-40°C से +85°C। यह डिवाइस औद्योगिक तापमान सीमा के लिए उपयुक्त है।
- भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +90°C।
- वेल्डिंग तापमान (Tsol):मानक रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल (260°C चरम, 10 सेकंड तक) और हैंड सोल्डरिंग (प्रति टर्मिनल अधिकतम 350°C, अधिकतम 3 सेकंड) के साथ संगत।
2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
ये पैरामीटर 25°C परिवेश तापमान और 5mA फॉरवर्ड करंट की मानक परीक्षण स्थितियों के तहत मापे गए हैं, जो तुलना और ग्रेडिंग के लिए एक सामान्य संदर्भ बिंदु के रूप में कार्य करते हैं।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv):57.0 - 112 mcd (मिलिकैंडेला)। यह विस्तृत सीमा ग्रेडिंग प्रक्रिया को दर्शाती है, जिसमें LED को विशिष्ट आउटपुट समूहों (P2, Q1, Q2) में वर्गीकृत किया जाता है। विशिष्ट मान स्पष्ट रूप से नहीं दिया गया है और इस ग्रेडिंग सीमा के भीतर आता है।
- व्यूइंग एंगल (2θ1/2):140 डिग्री (टाइपिकल)। यह विस्तृत व्यूइंग एंगल पीले रंग के डिफ्यूजिंग रेजिन की विशेषता है, जो प्रकाश को बिखेरता है, जिससे एलईडी उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है जिनमें केंद्रित बीम के बजाय विस्तृत प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):2.70V - 3.15V। यह 5mA ड्राइव करंट पर एलईडी के सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप है। एलईडी को उनके फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज (कोड 15, 16, 17) के आधार पर भी ग्रेड किया जाता है। ±0.1V की सहनशीलता दर्शाई गई है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर, अधिकतम 50 µA। यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है; यह डिवाइस रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए उपयुक्त नहीं है।
महत्वपूर्ण सूचना:स्पेसिफिकेशन शीट स्पष्ट रूप से चेतावनी देती है कि रिवर्स वोल्टेज स्थिति केवल परीक्षण के लिए है, एलईडी को रिवर्स स्थिति में संचालित नहीं किया जाना चाहिए। डिजाइनरों को सुनिश्चित करना चाहिए कि सर्किट में ध्रुवीयता सही है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को महत्वपूर्ण प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर परीक्षण किया जाता है और विभिन्न "बिन" में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को उनकी विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के लिए सख्ती से नियंत्रित विशेषताओं वाले घटकों का चयन करने में सक्षम बनाता है।
3.1 प्रकाश तीव्रता श्रेणीकरण
LED को 5mA पर इसके प्रकाश उत्पादन के आधार पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है:
- श्रेणी P2:57.0 - 72.0 mcd
- गियर Q1:72.0 - 90.0 mcd
- गियर Q2:90.0 - 112 mcd
चमकदार तीव्रता के लिए ±11% का सामान्य सहनशीलता भी निर्धारित की गई है।
3.2 अग्र वोल्टेज श्रेणीकरण
To aid current regulation design, LEDs are also binned according to their forward voltage drop:
- Bin 15:2.70V - 2.85V
- गियर 16:2.85V - 3.00V
- गियर 17:3.00V - 3.15V
फॉरवर्ड वोल्टेज की सहनशीलता ±0.1V है।
3.3 क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स ग्रेडिंग
रंग एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, सफेद प्रकाश आउटपुट को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी चार्ट पर उसके निर्देशांक के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। डेटाशीट छह बिन (1 से 6) को परिभाषित करती है, प्रत्येक बिन x, y क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट चार्ट पर एक चतुर्भुज क्षेत्र निर्दिष्ट करता है, जिसकी सहनशीलता ±0.01 है। यह सटीक बिनिंग सुनिश्चित करती है कि चयनित बिन के भीतर सभी एलईडी लगभग समान सफेद रंग बिंदु प्रदर्शित करेंगे, जो बैकलाइट सरणियों जैसे अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां रंग एकरूपता महत्वपूर्ण है।
4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
Although the PDF references "Typical Photoelectric Characteristic Curves," specific charts (e.g., IVvs. IFrelationship, IVvs. temperature relationship, spectral distribution) are not detailed in the provided text. Typically, such curves would show:
- चमकदार तीव्रता बनाम अग्र धारा (IV-IF):एक गैर-रैखिक संबंध, जहां प्रकाश उत्पादन धारा में वृद्धि के साथ बढ़ता है, लेकिन रेटेड अधिकतम से अधिक उच्च धाराओं पर संतृप्त या क्षय हो सकता है।
- चमकदार तीव्रता बनाम परिवेश तापमान (IV-Ta):प्रकाश आउटपुट आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। यह वक्र इस डेरेटिंग को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है और एप्लिकेशन में थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान (VF-Tj): VFआमतौर पर नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, तापमान बढ़ने के साथ घटता है।
- स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन:एक चार्ट जो दृश्य तरंगदैर्ध्य स्पेक्ट्रम पर प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दर्शाता है, जो "सफेद" के रंग गुणवत्ता (जैसे, ठंडा सफेद, गर्म सफेद) को परिभाषित करता है।
जब LED मानक 5mA/25°C परीक्षण स्थितियों से बाहर संचालित होता है, तो डिजाइनरों को प्रदर्शन का सटीक अनुमान लगाने के लिए इन वक्रों का संदर्भ लेना चाहिए।
5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
27-21 SMD LED का कॉम्पैक्ट पैकेज आयाम होता है। आयाम चित्र पैकेज आयाम दर्शाता है, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सहनशीलता ±0.1mm है। चित्र में दिखाई देने वाली प्रमुख विशेषताओं में घटक की रूपरेखा, इलेक्ट्रोड पैड स्थान और ध्रुवीयता चिह्न (संभवतः कैथोड इंडिकेटर) शामिल हैं। सटीक आयाम (लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई) PCB पैड पैटर्न डिजाइन और स्वचालित उपकरणों के सही प्लेसमेंट को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
कैथोड (नकारात्मक) टर्मिनल की पहचान के लिए पैकेज पर एक चिह्न होता है। रिवर्स बायस द्वारा डिवाइस क्षति को रोकने के लिए सही ध्रुवीयता का सही ध्यान रखना आवश्यक है।
6. वेल्डिंग और असेंबली गाइड
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
यह एलईडी इन्फ्रारेड और वेपर फेज रिफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगत है। अनुशंसित लीड-फ्री रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल प्रदान की गई है:
- प्रीहीट:150-200°C, 60-120 सेकंड के लिए।
- लिक्विडस टेम्परेचर (217°C) से ऊपर का समय:60-150 सेकंड।
- शिखर तापमान:अधिकतम 260°C, 10 सेकंड से अधिक न रखें।
- तापन दर:अधिकतम 6°C/सेकंड।
- 255°C से ऊपर का समय:अधिकतम 30 सेकंड।
- शीतलन दर:अधिकतम 3°C/सेकंड।
महत्वपूर्ण नियम:एक ही LED घटक पर दो से अधिक बार रीफ्लो सोल्डरिंग नहीं की जानी चाहिए।
6.2 हैंड सोल्डरिंग
यदि हैंड सोल्डरिंग करना अनिवार्य हो:
- 350°C से कम तापमान वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें।
- प्रत्येक टर्मिनल के लिए संपर्क समय 3 सेकंड से कम सीमित करें।
- 25W या उससे कम क्षमता वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें।
- प्रत्येक टर्मिनल को वेल्ड करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का अंतर रखें, ताकि थर्मल स्ट्रेस का प्रबंधन किया जा सके।
डेटाशीट चेतावनी देती है कि नुकसान आमतौर पर मैन्युअल सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान होता है, इसलिए विशेष सावधानी बरतनी चाहिए।
6.3 भंडारण एवं नमी सुरक्षा आवश्यकताएँ
LED को नमीरोधी सामग्री में पैक किया जाता है (कैरियर टेप को सिलिका जेल युक्त एल्यूमीनियम नमीरोधी बैग में रखा जाता है)।
- खोलने से पहले:30°C से कम या बराबर और 90% से कम या बराबर सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें।
- खोलने के बाद:30°C से कम या बराबर और 60% RH से कम या बराबर की स्थिति में, "शॉप फ्लोर लाइफ" 1 वर्ष है। अनुपयोगी घटकों को नमी-रोधी पैकेजिंग में पुनः सील कर देना चाहिए।
- बेकिंग:यदि डिसिकेंट संतृप्ति का संकेत देता है या भंडारण समय से अधिक हो जाता है, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, उपयोग से पहले LED को 60 ±5°C पर 24 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
7.1 रील टेप विनिर्देश
एलईडी स्वचालित असेंबली के लिए उद्योग मानक पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती है:
- कैरियर टेप:8mm चौड़ी कैरियर टेप, 7 इंच व्यास के रील पर लपेटी गई।
- मात्रा:प्रति रील 3000 टुकड़े।
- कैरियर टेप और रील का विस्तृत आयाम चित्र प्रदान किया गया है, मानक सहनशीलता ±0.1mm है।
7.2 लेबल विवरण
रील लेबल में ट्रेसेबिलिटी और विनिर्देश के लिए कई प्रमुख कोड शामिल होते हैं:
- P/N:उत्पाद संख्या (उदाहरण के लिए, 27-21/T3D-AP2Q2HY/3C)।
- QTY:पैकेजिंग मात्रा।
- CAT:चमकदार तीव्रता स्तर (उदाहरण के लिए, P2, Q1, Q2)।
- HUE:क्रोमैटिसिटी निर्देशांक और प्रमुख तरंगदैर्ध्य ग्रेड (उदाहरण के लिए, ग्रेड 1-6)।
- REF:फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (उदाहरण के लिए, 15, 16, 17)।
- LOT No:उत्पादन बैच संख्या, जिसका उपयोग पता लगाने के लिए किया जाता है।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
डेटाशीट में कई प्रमुख अनुप्रयोग सूचीबद्ध हैं, जो LED के छोटे आकार, विसरित प्रकाश और विश्वसनीयता का लाभ उठाते हैं:
- बैकलाइट:डैशबोर्ड, स्विच और कीबोर्ड के लिए उपयोग किया जाता है।
- दूरसंचार उपकरण:टेलीफोन और फैक्स मशीन में स्टेटस इंडिकेटर और बैकलाइट के रूप में।
- LCD प्रदर्शन:छोटे LCD पैनल, स्विच किंवदंतियों और प्रतीकों के लिए समतल, समान बैकलाइट प्रदान करता है।
- सामान्य संकेतक प्रकाश:किसी भी ऐसे अनुप्रयोग के लिए जिसमें कॉम्पैक्ट, चमकदार, सफेद संकेतक प्रकाश की आवश्यकता हो।
8.2 डिज़ाइन विचार एवं सावधानियाँ
डेटाशीट में विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने वाली महत्वपूर्ण चेतावनियाँ शामिल हैं:
- करंट सीमित करना आवश्यक है:LED के साथ श्रृंखला में हमेशा एक बाहरी करंट-सीमित रोकनेवाला का उपयोग किया जाना चाहिए। फॉरवर्ड वोल्टेज में हल्का नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका अर्थ है कि LED के गर्म होने पर, VFथोड़ा कम हो जाएगा। बिना रोकनेवाले के, इससे करंट में उल्लेखनीय वृद्धि (थर्मल रनअवे) हो सकती है, जिससे LED क्षतिग्रस्त हो सकती है। रोकनेवाला करंट को स्थिर करता है।
- यांत्रिक तनाव से बचें:सोल्डरिंग या अंतिम असेंबली के दौरान, LED बॉडी पर तनाव न डालें। सोल्डरिंग के बाद PCB को मोड़ने से बचें।
- पुनर्निरीक्षण:LED सोल्डरिंग के बाद सर्किट बोर्ड का पुनर्निरीक्षण या पुनर्कार्य करने की दृढ़ता से अनुशंसा नहीं की जाती है। यदि बिल्कुल आवश्यक हो, तो थर्मल तनाव को कम करने के लिए दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने के लिए समर्पित ड्यूल-टिप सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करना चाहिए। एकल बिंदु पर पुनः गर्म करने से क्षति हो सकती है।
- ESD सुरक्षा:डिवाइस के 150V HBM रेटिंग के कारण, हैंडलिंग और असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD रोकथाम उपाय लागू करने की आवश्यकता है।
9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
हालांकि डेटाशीट में अन्य विशिष्ट LED मॉडलों के साथ सीधी तुलना प्रदान नहीं की गई है, लेकिन 27-21 पैकेज विशिष्ट परिस्थितियों में स्पष्ट लाभ प्रदान करता है:
- लीडेड LED की तुलना में:मुख्य लाभ सर्किट बोर्ड स्थान और वजन में भारी कमी है, जो आधुनिक लघुकृत इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों को सक्षम बनाता है। यह लीड बेंडिंग और सम्मिलन की आवश्यकता को भी समाप्त करता है, जिससे स्वचालित असेंबली सरल हो जाती है।
- बड़े आकार के SMD LED (उदाहरण के लिए, 3528, 5050) की तुलना में:27-21 अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट डिज़ाइन के लिए एक छोटा फुटप्रिंट प्रदान करता है, हालांकि बड़े पैकेजों की तुलना में कुल प्रकाश उत्पादन या ताप अपव्यय क्षमता में कुछ समझौता हो सकता है।
- पारदर्शी लेंस LED की तुलना में:पीला विसरित रेजिन व्यापक देखने का कोण (140°) और नरम, अधिक समान उपस्थिति प्रदान करता है, जो इसे उन अनुप्रयोगों में बेहतर बनाता है जहां एलईडी को सीधे देखा जाता है, जबकि पारदर्शी लेंस अधिक केंद्रित प्रकाश पुंज उत्पन्न करता है।
RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त मानकों के लिए इसकी अनुपालन आधुनिक घटकों की एक बुनियादी आवश्यकता है, लेकिन पुराने, गैर-अनुपालन स्टॉक उत्पादों की तुलना में, यह अभी भी एक महत्वपूर्ण अंतरकारी कारक बना हुआ है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
10.1 करंट सीमित करने वाले रेसिस्टर को श्रृंखला में क्यों जोड़ना चाहिए?
LED एक धारा-चालित उपकरण है, न कि वोल्टेज-चालित। इसका V-I वक्र बहुत खड़ा होता है। अग्र वोल्टेज में मामूली परिवर्तन (जो तापमान परिवर्तन या निर्माण भिन्नता के कारण हो सकता है) से धारा में भारी परिवर्तन होता है। श्रृंखला प्रतिरोधक एक साधारण रैखिक धारा नियामक के रूप में कार्य करता है, कार्य बिंदु को स्थिर करता है और ऊष्मीय भगदड़ तथा LED क्षति को रोकता है।
10.2 ग्रेडिंग कोड (P2, Q1, 15, 16, आदि) का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या अर्थ है?
बिनिंग उत्पाद की स्थिरता सुनिश्चित करती है। यदि आपके डिज़ाइन में कई एलईडी के बीच चमक की एकरूपता की आवश्यकता है (उदाहरण के लिए, बैकलाइट सरणी में), तो आपको समान ल्यूमिनस इंटेंसिटी बिन (CAT) से एलईडी निर्दिष्ट करनी चाहिए। यदि आपकी पावर सप्लाई वोल्टेज मार्जिन तंग है, तो अधिक सख्त फॉरवर्ड वोल्टेज बिन (REF) निर्दिष्ट करना मददगार हो सकता है। रंग की सख्त आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए, क्रोमैटिसिटी बिन (HUE) निर्दिष्ट करना महत्वपूर्ण है। अनबिन्ड या मिश्रित बिन वाली एलईडी का उपयोग करने से अंतिम उत्पाद में दृश्यमान चमक या रंग अंतर हो सकते हैं।
10.3 क्या मैं इस LED को 10mA धारा से लगातार चला सकता हूँ?
हाँ, 10mA रेटेड अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट है। हालांकि, पूर्ण अधिकतम रेटिंग पर संचालन दीर्घकालिक विश्वसनीयता को कम कर सकता है और जंक्शन तापमान बढ़ा सकता है। इष्टतम जीवनकाल और स्थिरता के लिए, एलईडी को टेस्ट करंट 5mA या उससे कम पर चलाने की सलाह दी जाती है, खासकर ताप प्रबंधन सीमित होने की स्थिति में।
10.4 देखने का कोण 140 डिग्री है। क्या इस कोण सीमा के भीतर प्रकाश उत्पादन एक समान है?
"व्यू एंगल" (2θ1/2) को उस कोण के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर चमकदार तीव्रता 0 डिग्री (अक्ष के सामने) की तीव्रता के आधे तक कम हो जाती है। पीला विसरित राल एक लैम्बर्टियन उत्सर्जन पैटर्न उत्पन्न करता है, जिसकी तीव्रता अक्ष पर सबसे अधिक होती है और किनारों की ओर घटती जाती है। पारदर्शी लेंस LED की तुलना में, यह बड़े कोणों पर देखने के लिए बहुत अच्छी एकरूपता प्रदान करता है, लेकिन पूरे 140° सीमा में पूर्ण एकरूपता हासिल नहीं की जा सकती।
11. वास्तविक डिज़ाइन और उपयोग केस
परिदृश्य: एक बैकलिट फिल्म स्विच पैनल डिजाइन करना।
- चयन:27-21 LED का चयन इसके छोटे आकार (स्विच आइकन के पीछे फिट होने के लिए उपयुक्त), फैलाव वाली रोशनी (समान प्रकाश व्यवस्था) और सतह माउंट संगतता (स्विच PCB पर स्वचालित असेंबली के लिए उपयुक्त) के कारण किया गया है।
- सर्किट डिजाइन:चमक और आयु के बीच संतुलन के लिए 5mA स्थिर धारा चुनें। 3.3V बिजली आपूर्ति का उपयोग करें, और VFगियर 16 (विशिष्ट मान 2.93V) से, श्रृंखला प्रतिरोध की गणना करें: R = (Vबिजली आपूर्ति- VF) / IF= (3.3V - 2.93V) / 0.005A = 74 ओम। मानक 75 ओम रेसिस्टर का चयन करें।
- PCB लेआउट:पैड पैटर्न पैकेज आयाम चित्र के अनुसार सख्ती से डिज़ाइन किया गया है। LED और फिल्म परत के बीच पर्याप्त अंतर बनाए रखें।
- खरीद:LED ऑर्डर करते समय, चमक ग्रेड Q1 और क्रोमैटिसिटी ग्रेड 2 या 3 निर्दिष्ट करें, ताकि पैनल पर सभी स्विचों का सफेद रंग बिंदु एक समान हो।
- असेंबली:उपयोग से पहले घटकों को सीलबंद बैग में संग्रहित किया जाता है। PCB को निर्दिष्ट तापमान प्रोफ़ाइल के साथ एक बार रिफ्लो सोल्डर किया जाता है। हैंडलिंग के दौरान LED पर तनाव लगाने से बचें।
12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय
27-21 LED एक अर्धचालक p-n जंक्शन पर आधारित एक ठोस-राज्य प्रकाश स्रोत है। सक्रिय क्षेत्र में InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) यौगिक अर्धचालक का उपयोग किया जाता है। जब डायोड के चालू होने की सीमा (फॉरवर्ड वोल्टेज, VF) से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं और वहां पुनर्संयोजित होते हैं। InGaN जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप अर्धचालक में, यह पुनर्संयोजन मुख्य रूप से फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। InGaN मिश्र धातु की विशिष्ट बैंडगैप ऊर्जा उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है। नीली/पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जित करने वाले InGaN चिप से सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए, पीले फॉस्फोर (पीले विसरित राल एनकैप्सुलेशन के भीतर निहित) का उपयोग किया जाता है। चिप द्वारा उत्सर्जित नीले प्रकाश का एक हिस्सा फॉस्फोर द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है और पीले प्रकाश के रूप में पुनः उत्सर्जित किया जाता है। शेष नीला प्रकाश परिवर्तित पीले प्रकाश के साथ मिलकर, मानव आंख द्वारा सफेद के रूप में अनुभव किया जाता है। विसरित राल में बिखरने वाले कण होते हैं, जो उत्सर्जित फोटॉनों की दिशा को यादृच्छिक बनाते हैं, जिससे एक विस्तृत, समान देखने का कोण प्राप्त होता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान एवं विकास
27-21 जैसे SMD LED एक परिपक्व और व्यापक रूप से अपनाई गई तकनीक का प्रतिनिधित्व करते हैं। वर्तमान उद्योग रुझान कई प्रमुख क्षेत्रों पर केंद्रित हैं, जो इस आधार पर निर्मित होते हैं:
- दक्षता में वृद्धि (लुमेन प्रति वाट):एपिटैक्सियल विकास, चिप डिज़ाइन और फॉस्फर तकनीक में निरंतर सुधार ल्यूमिनस दक्षता को आगे बढ़ाते रहते हैं, जिससे समान धारा पर उज्जवल प्रकाश उत्पादन प्राप्त होता है, या समान प्रकाश उत्पादन पर कम बिजली की खपत और कम ऊष्मा उत्पादन संभव होता है।
- रंग गुणवत्ता और एकरूपता में सुधार:फॉस्फर सूत्रों में प्रगति और अधिक सटीक बिनिंग तकनीकों (जैसे, अधिक कठोर रंग नियंत्रण के लिए 3-5 चरण मैकएडम दीर्घवृत्त का उपयोग) ने एलईडी को उच्च रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI) और बैचों के बीच अधिक सुसंगत रंग बिंदु प्रदान किए हैं।
- लघुरूपण:छोटे उपकरणों की मांग ने पैकेज आकारों के और कम होने (जैसे, 2016, 1515) को प्रेरित किया है, जबकि प्रकाशीय प्रदर्शन को बनाए रखा या सुधारा गया है।
- विश्वसनीयता और जीवनकाल में वृद्धि:बेहतर पैकेजिंग सामग्री और थर्मल प्रबंधन तकनीकों पर शोध का उद्देश्य LED के संचालन जीवन और स्थिरता में सुधार करना है, विशेष रूप से उच्च तापमान या उच्च आर्द्रता की स्थितियों में।
- एकीकृत समाधान:प्रवृत्ति अंतर्निहित ड्राइवर, नियंत्रक और यहां तक कि मल्टी-कलर चिप्स (RGB) को एक ही पैकेज में एकीकृत करने की ओर बढ़ रही है, जिससे अंतिम उपयोगकर्ता के सर्किट डिजाइन को सरल बनाया जा सके।
27-21 LED अपने मानकीकृत पैकेजिंग और स्पष्ट रूप से परिभाषित विशेषताओं के साथ, इस विकसित हो रहे तकनीकी परिदृश्य में एक विश्वसनीय वर्कहॉर्स घटक की भूमिका निभाता है।
LED विनिर्देश शब्दावली विस्तृत व्याख्या
LED प्रौद्योगिकी 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 अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नार पर्याप्त रूप से चमकीले हैं या नहीं। |
| प्रकाश उत्सर्जन 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। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म और उच्च मान सफेद/ठंडा होता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य 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। | रंगों की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी आदि उच्च मांग वाले स्थानों के लिए उपयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; the smaller the step number, the more consistent the color. | Ensure no color difference among luminaires from the same batch. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेदी स्वरूप (ह्यू) को 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। |
द्वितीय, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "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 | एलईडी को सामान्य रूप से चमकाने वाला 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 | अल्प समय में सहन करने योग्य चरम धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्म होकर क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मूल्य बेहतर ताप अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत शीतलन डिजाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्युनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए, इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय करना आवश्यक है। |
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 से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करें। |
| 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। |
| कलर शिफ्ट (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य में रंग स्थिरता 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 | एक आवरण सामग्री जो चिप की सुरक्षा करती है और प्रकाशिकी एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC में उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और कम लागत होती है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु होती है। |
| चिप संरचना | फेस-अप, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप 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 फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पांच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, 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 समूहित करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार की सुविधा के लिए। |
| रंग विभेदीकरण श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहित करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 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 करता है। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | Standard/Test | सामान्य व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | Long-term operation under constant temperature conditions, recording brightness attenuation data. | Used to estimate LED lifetime (combined with TM-21). |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| 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। | सरकारी खरीद, सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |