सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 1.2 लक्षित बाज़ार
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 दीप्तिमान एवं विद्युत विशेषताएँ
- 2.2 तापीय विशेषताएँ
- 3. पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 4. Grading System Description
- 4.1 Luminous Flux Grading
- 4.2 अग्र वोल्टेज वर्गीकरण
- 4.3 रंग (क्रोमा) ग्रेडिंग
- 5. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5.1 स्पेक्ट्रम वितरण
- 5.2 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 5.3 रिलेटिव ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट
- 5.4 तापमान निर्भरता
- 5.5 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व
- 5.6 अनुमत पल्स हैंडलिंग क्षमता
- 6. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
- 6.1 Mechanical Dimensions
- 6.2 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट
- 7. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 7.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
- 7.2 उपयोग संबंधी सावधानियां
- 8. अनुप्रयोग सुझाव एवं डिज़ाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 9.1 विशिष्ट बिजली की खपत क्या है?
- 9.2 जंक्शन तापमान की गणना कैसे करें?
- 9.3 क्या मैं इसे सीधे 12V पावर स्रोत से चला सकता हूँ?
- 9.4 AEC-Q102 प्रमाणन का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या अर्थ है?
- 10. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी
- 11. कार्य सिद्धांत
- 12. प्रौद्योगिकी रुझान
1. उत्पाद अवलोकन
2820-C03501H-AM श्रृंखला एक उच्च चमक वाली सतह माउंट डिवाइस (SMD) LED है, जो मुख्य रूप से कठोर मांग वाले ऑटोमोटिव प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए लक्षित है। यह एक कॉम्पैक्ट 2820 पैकेज (2.8mm x 2.0mm फुटप्रिंट) का उपयोग करती है और शीत श्वेत प्रकाश उत्सर्जित करती है। इस श्रृंखला की एक प्रमुख विशेषता AEC-Q102 Rev A मानक के अनुपालन है, जो ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में असतत ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अर्धचालकों के लिए तनाव परीक्षण प्रमाणन है। यह कठोर ऑटोमोटिव पर्यावरणीय परिस्थितियों में इसकी विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है। अन्य प्रमाणनों में सल्फर प्रतिरोध (ग्रेड A1), RoHS, REACH अनुपालन और हैलोजन-मुक्त आवश्यकताएं शामिल हैं, जो इसे आधुनिक पर्यावरण-अनुकूल डिजाइनों के लिए उपयुक्त बनाती हैं।
1.1 मुख्य लाभ
- ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता:AEC-Q102 प्रमाणन यह सुनिश्चित करता है कि यह चरम तापमान, आर्द्रता और यांत्रिक तनाव की स्थितियों में भी प्रदर्शन करे।
- उच्च प्रकाश उत्पादन:350 mA ड्राइव करंट पर, टाइपिकल लुमेन आउटपुट 110 लुमेन तक पहुंच सकता है, जो समान आकार में उत्कृष्ट चमक प्रदान करता है।
- व्यापक देखने का कोण:120 डिग्री का देखने का कोण व्यापक और समान प्रकाश प्रदान करता है।
- मजबूत संरचना:8 kV ESD सुरक्षा (HBM) और स्तर 2 नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) के साथ, हैंडलिंग और असेंबली के लिए मजबूती बढ़ाता है।
- पर्यावरण अनुपालन:RoHS, REACH और हलोजन मुक्त निर्देशों का अनुपालन करता है, हरित निर्माण पहल का समर्थन करता है।
1.2 लक्षित बाज़ार
इस LED श्रृंखला का मुख्य अनुप्रयोग हैऑटोमोटिव लाइटिंगइसमें इंटीरियर लाइटिंग (डोम लाइट्स, रीडिंग लाइट्स, एम्बिएंट लाइटिंग), एक्सटीरियर सिग्नल लाइट्स (साइड मार्कर लाइट्स, रियर कॉम्बिनेशन लैंप जिनके लिए कॉम्पैक्ट साइज और उच्च चमक की आवश्यकता होती है), और वाहन के भीतर अन्य सभी प्रकाश व्यवस्था कार्य शामिल हैं जिनके लिए विश्वसनीय, चमकदार सफेद प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता हो सकती है।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 दीप्तिमान एवं विद्युत विशेषताएँ
Key operating parameters are defined at a typical forward current (IF) of 350 mA and a pad temperature of 25°C.
- Luminous flux (IV):100 lm (न्यूनतम), 110 lm (सामान्य), 130 lm (अधिकतम)। मापन सहनशीलता ±8% है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):350 mA पर, 3.00 V (न्यूनतम), 3.25 V (सामान्य), 3.75 V (अधिकतम)। मापन सहनशीलता ±0.05V है।
- व्यूइंग एंगल (φ):120 डिग्री (विशिष्ट मान)।
- क्रोमैटिसिटी निर्देशांक (CIE):x = 0.3227 (विशिष्ट मान), y = 0.3351 (विशिष्ट मान)। x और y दोनों के लिए सहनशीलता ±0.005 है, जो इसे शीत श्वेत प्रकाश क्षेत्र में स्थित करती है।
- फॉरवर्ड करंट (IF):कार्य सीमा 50 mA से 500 mA तक है।
2.2 तापीय विशेषताएँ
LED के प्रदर्शन और जीवनकाल के लिए प्रभावी ताप प्रबंधन महत्वपूर्ण है।
- थर्मल प्रतिरोध (Rth JS):दो मान प्रदान किए गए हैं: वास्तविक थर्मल प्रतिरोध (जंक्शन से सोल्डर पॉइंट) 20 K/W (विशिष्ट) से 22 K/W (अधिकतम), और विद्युत थर्मल प्रतिरोध 16 K/W (अधिकतम)। वास्तविक थर्मल प्रतिरोध थर्मल डिज़ाइन में जंक्शन तापमान की गणना के लिए महत्वपूर्ण पैरामीटर है।
- जंक्शन तापमान (TJ):अधिकतम अनुमत जंक्शन तापमान 150°C है।
3. पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन के लिए प्रदर्शन की गारंटी नहीं है।
- पावर कंजम्पशन (Pd):1750 mW
- फॉरवर्ड करंट (IF):500 mA(连续),1000 mA(浪涌,t<=10 μs,0.5%占空比)
- रिवर्स वोल्टेज (VR):नॉन-इनवर्टिंग ऑपरेशन डिज़ाइन।
- कार्य और भंडारण तापमान:-40°C से +125°C
- ESD संवेदनशीलता (HBM):8 kV
- रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान:शिखर 260°C, अधिकतम 30 सेकंड।
4. Grading System Description
LED को बड़े पैमाने पर उत्पादन की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर बिन किया जाता है।
4.1 Luminous Flux Grading
बिनिंग न्यूनतम और अधिकतम चमकदार प्रवाह मूल्यों के आधार पर परिभाषित की जाती है, जो परीक्षण स्थितियों (IF=350mA, 25°C पैड तापमान) के तहत मापे जाते हैं।
- J1:100 lm से 110 lm
- J2:110 lm से 120 lm
- J3:120 lm से 130 lm
4.2 अग्र वोल्टेज वर्गीकरण
बिनिंग टेस्ट करंट के तहत फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के आधार पर परिभाषित की जाती है।
- 3032:3.00 V से 3.25 V
- 3235:3.25 V से 3.50 V
- 3537:3.50 V से 3.75 V
4.3 रंग (क्रोमा) ग्रेडिंग
डेटाशीट में विस्तृत क्रोमैटिसिटी चार्ट प्रदान किए गए हैं, जो कूल व्हाइट लाइट के लिए ग्रेडिंग (उदाहरण के लिए, 56M, 58M, 61M, 63M) को परिभाषित करते हैं। प्रत्येक ग्रेड CIE 1931 क्रोमैटिसिटी चार्ट पर एक चतुर्भुज क्षेत्र है, जिसे चार सेट (x, y) निर्देशांक द्वारा परिभाषित किया गया है। यह बहुत सख्त रंग स्थिरता वाले एलईडी का चयन करने की अनुमति देता है, जो ऑटोमोटिव लाइटिंग के लिए महत्वपूर्ण है जहां आमतौर पर कई एलईडी के रंग मिलान की आवश्यकता होती है।
5. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
ये ग्राफ़ LED के विभिन्न परिचालन स्थितियों में व्यवहार के बारे में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
5.1 स्पेक्ट्रम वितरण
सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण ग्राफ़ नीली तरंगदैर्ध्य क्षेत्र (लगभग 450-460nm) में एक शिखर दिखाता है, जिसके साथ एक व्यापक फॉस्फर-रूपांतरित पीला उत्सर्जन होता है, जिससे ठंडी सफेद रोशनी उत्पन्न होती है। गहरे लाल या अवरक्त क्षेत्र में कोई महत्वपूर्ण आउटपुट न होना सफेद फॉस्फर-रूपांतरित LED की एक विशिष्ट विशेषता है।
5.2 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
यह ग्राफ एक विशिष्ट डायोड घातांकीय संबंध दर्शाता है। 350 mA पर, फॉरवर्ड वोल्टेज विशिष्ट 3.25V के आसपास केंद्रित है। डिजाइनर ड्राइवर डिजाइन और बिजली की खपत गणना के लिए इस कर्व का उपयोग करते हैं।
5.3 रिलेटिव ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट
प्रकाश उत्पादन धारा में वृद्धि के साथ उप-रैखिक रूप से बढ़ता है। उच्च धारा से चलाने पर अधिक प्रकाश उत्पन्न होता है, लेकिन अधिक ऊष्मा भी उत्पन्न होती है, जिससे दक्षता और आयु कम हो जाती है। यह ग्राफ इष्टतम कार्य बिंदु चुनने में सहायता करता है।
5.4 तापमान निर्भरता
- सापेक्ष प्रकाश प्रवाह बनाम जंक्शन तापमान:जंक्शन तापमान (TJ) बढ़ने के साथ, प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। यह ग्राफ गिरावट की मात्रा निर्धारित करता है, जो सुसंगत चमक बनाए रखने के लिए थर्मल डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- सापेक्ष अग्र वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान:अग्र वोल्टेज में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जो तापमान बढ़ने के साथ घटता है। इसका उपयोग कुछ अनुप्रयोगों में अप्रत्यक्ष तापमान निगरानी के लिए किया जा सकता है।
- 色度偏移 vs. 结温 & 电流:ये ग्राफ़ दिखाते हैं कि कैसे ड्राइव करंट और जंक्शन तापमान में परिवर्तन के साथ सफेद बिंदु (CIE x, y निर्देशांक) शिफ्ट होता है। विस्थापन अपेक्षाकृत छोटा है, लेकिन रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए।
5.5 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व
यह विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण चार्ट है। यह अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट को पैड तापमान (TS) के फलन के रूप में दर्शाता है। TSबढ़ने पर, जंक्शन तापमान 150°C से अधिक होने से रोकने के लिए अधिकतम अनुमेय धारा को कम करना होगा। उदाहरण के लिए, अधिकतम कार्यशील TS125°C पर, अधिकतम निरंतर धारा 500 mA है।
5.6 अनुमत पल्स हैंडलिंग क्षमता
यह ग्राफ पल्स ऑपरेशन के लिए सर्ज करंट क्षमता को परिभाषित करता है। यह अनुमेय शिखर पल्स धारा (IF) पल्स चौड़ाई (tp) के फ़ंक्शन के रूप में, विभिन्न ड्यूटी साइकिल (D) के लिए। यह 500 mA DC अधिकतम से अधिक धारा का उपयोग कम समय के लिए करने की अनुमति देता है, जो स्ट्रोब या फ़्लैश लाइट जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।
6. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
6.1 Mechanical Dimensions
स्पेसिफिकेशन शीट में 2820 SMD पैकेज का विस्तृत आयाम चित्र शामिल है। मुख्य आयामों में बॉडी का आकार 2.8mm (लंबाई) x 2.0mm (चौड़ाई) शामिल है। ड्राइंग कैथोड मार्कर स्थिति, लेंस ज्यामिति और पैड स्थान निर्दिष्ट करती है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, मानक सहनशीलता ±0.1mm है।
6.2 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट
अलग ड्राइंग में PCB डिज़ाइन के लिए अनुशंसित पैड लेआउट प्रदान किया गया है। इसमें इलेक्ट्रिकल पैड और केंद्रीय थर्मल पैड के आयाम और अंतर शामिल हैं। उचित सोल्डरिंग, थर्मल प्रदर्शन और यांत्रिक स्थिरता के लिए इस लेआउट का पालन करना महत्वपूर्ण है। थर्मल पैड LED जंक्शन से PCB पर ऊष्मा को नष्ट करने के लिए महत्वपूर्ण है।
7. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
7.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल
इस एलईडी की रेटेड अधिकतम पीक रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान सीमा 260°C है, 30 सेकंड के लिए। एक विशिष्ट रिफ्लो प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए, जिसमें प्रीहीट, सोक, रिफ्लो और कूलिंग चरण शामिल हों, यह सुनिश्चित करते हुए कि तापमान निर्दिष्ट सीमा से अधिक न हो। नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 2 है, जिसका अर्थ है कि डिवाइस को फैक्ट्री सील खोलने के एक वर्ष के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि यह अपने फ्लोर लाइफ से अधिक पर्यावरणीय परिस्थितियों के संपर्क में आता है, तो बेकिंग की आवश्यकता हो सकती है।
7.2 उपयोग संबंधी सावधानियां
- ESD संरक्षण:हालांकि यह 8 kV HBM के लिए रेटेड है, फिर भी हैंडलिंग और असेंबली के दौरान मानक ESD रोकथाम उपायों का पालन किया जाना चाहिए।
- सफाई:एलईडी लेंस या पैकेजिंग सामग्री को नुकसान न पहुंचाने वाले उपयुक्त सफाई विलायक का उपयोग करें।
- यांत्रिक तनाव:एलईडी लेंस पर सीधा बल या कंपन लगाने से बचें।
- धारा नियंत्रण:स्थिर संचालन सुनिश्चित करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए, एलईडी को हमेशा कॉन्स्टेंट वोल्टेज स्रोत के बजाय कॉन्स्टेंट करंट स्रोत से चलाएं।
8. अनुप्रयोग सुझाव एवं डिज़ाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- ऑटोमोटिव आंतरिक सज्जा प्रकाश व्यवस्था:ओवरहेड कंसोल लैंप, मैप रीडिंग लैंप, फुटवेल लाइटिंग और एंबिएंट लाइट स्ट्रिप्स।
- ऑटोमोटिव बाह्य सज्जा प्रकाश व्यवस्था:दिन के समय चलने वाली लाइटें (DRL), साइड मार्कर लाइटें, उच्च स्तरीय ब्रेक लाइट (CHMSL), और छोटे आकार वाली उच्च चमक वाली लाइसेंस प्लेट लाइटें।
8.2 डिज़ाइन विचार
- ताप प्रबंधन:यह सबसे महत्वपूर्ण पहलू है। पर्याप्त थर्मल पथ डिजाइन करने के लिए थर्मल प्रतिरोध (Rth JS= 20 K/W) और डेरेटिंग कर्व का उपयोग करें। इसमें पर्याप्त कॉपर क्षेत्र वाला PCB (हीट सिंक पैड के नीचे थर्मल वियाज़ का उपयोग करने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है) और उच्च शक्ति या उच्च परिवेश तापमान अनुप्रयोगों के लिए, एक एल्यूमीनियम सब्सट्रेट (MCPCB) का उपयोग शामिल हो सकता है।
- ड्राइवर चयन:एक ऑटोमोटिव-ग्रेड LED ड्राइवर का चयन करें जो वाहन विद्युत प्रणाली (आमतौर पर 12V या 24V) से स्थिर 350 mA (या अन्य आवश्यक धारा) प्रदान कर सके। ड्राइवर में ऑटोमोटिव वातावरण में आम ओवरवोल्टेज, रिवर्स पोलरिटी और लोड डंप ट्रांजिएंट्स के खिलाफ सुरक्षा शामिल होनी चाहिए।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:120° व्यूइंग एंगल डिफ्यूज़्ड लाइटिंग के लिए उपयुक्त है। फोकस्ड बीम के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस या रिफ्लेक्टर) की आवश्यकता होगी। इस LED का छोटा लाइट सोर्स साइज़ ऑप्टिकल कंट्रोल के लिए अनुकूल है।
- रंग एकरूपता:एकाधिक एलईडी का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों के लिए, पूरे असेंबली में सफेद रंग की एकरूपता सुनिश्चित करने हेतु आवश्यक रंग ग्रेड (जैसे, 61M) निर्दिष्ट करें।
9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
9.1 विशिष्ट बिजली की खपत क्या है?
350 mA और 3.25V के विशिष्ट ऑपरेटिंग बिंदु पर, विद्युत शक्ति इनपुट लगभग 1.14 वाट (P = IF* VF= 0.35A * 3.25V) है।
9.2 जंक्शन तापमान की गणना कैसे करें?
जंक्शन तापमान (TJ) का अनुमान निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके लगाया जा सकता है: TJ= TS+ (Pd* Rth JS), जहाँ TSमापा गया पैड तापमान है, PdP शक्ति खपत (इकाई: वाट) है, Rth JSवास्तविक थर्मल प्रतिरोध (20 K/W) है। विश्वसनीय संचालन के लिए, TJ150°C से नीचे रखा जाना चाहिए, और यह जितना कम होगा, जीवनकाल उतना ही लंबा होगा।
9.3 क्या मैं इसे सीधे 12V पावर स्रोत से चला सकता हूँ?
नहीं.12V पावर स्रोत से सीधे कनेक्ट करने पर LED तुरंत अत्यधिक करंट के कारण क्षतिग्रस्त हो जाएगी। एक स्थिर-धारा LED ड्राइवर या करंट-सीमित सर्किट का उपयोग करना आवश्यक है।
9.4 AEC-Q102 प्रमाणन का मेरे डिज़ाइन के लिए क्या अर्थ है?
इसका अर्थ है कि एलईडी घटक ने ऑटोमोटिव पर्यावरणीय परिस्थितियों का अनुकरण करने वाले कठोर तनाव परीक्षणों (विस्तारित तापमान चक्र, उच्च तापमान उच्च आर्द्रता पूर्वाग्रह, उच्च तापमान भंडारण आदि) की एक श्रृंखला पास की है। AEC-Q102 प्रमाणित घटकों का उपयोग आपकी सिस्टम-स्तरीय प्रमाणन प्रक्रिया को सरल बना सकता है और प्रकाश मॉड्यूल की दीर्घकालिक विश्वसनीयता में विश्वास को काफी बढ़ा सकता है।
10. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी
परिदृश्य:एक यात्री कार के लिए एक आंतरिक छत प्रकाश डिजाइन करें। आवश्यकता है समान, चमकदार सफेद प्रकाश व्यवस्था।
डिजाइन चरण:
- LED चयन:2820-C03501H-AM श्रृंखला का चयन करें, क्योंकि इसकी उच्च चमक, ऑटोमोटिव ग्रेड और कॉम्पैक्ट आकार है।
- मात्रा और व्यवस्था:आवश्यक प्रकाश स्तर (लुमेन) के आधार पर, आवश्यक एलईडी की संख्या की गणना करें। उदाहरण के लिए, 500 लुमेन के लिए J2 बिन (प्रत्येक 110-120 लुमेन) के 5 एलईडी की आवश्यकता हो सकती है। उन्हें PCB पर रैखिक रूप से या समूहों में व्यवस्थित किया जाएगा।
- थर्मल डिज़ाइन:PCB डिज़ाइन 2 औंस तांबे की परत का उपयोग करता है। डेटाशीट द्वारा अनुशंसित एक समर्पित थर्मल पैड पैटर्न का उपयोग करें, और थर्मल वाया के एक सेट के साथ इसे निचली परत के बड़े तांबे के क्षेत्र से जोड़ें जो हीट सिंक के रूप में कार्य करता है। डेरेटिंग कर्व की जाँच करें: यदि वाहन का परिवेश तापमान 85°C तक पहुँच सकता है, तो पैड तापमान (TS) का अनुमान 95°C लगाया जा सकता है। डेरेटिंग कर्व दर्शाता है कि अनुमत धारा अभी भी 350 mA से अधिक है, इसलिए डिज़ाइन थर्मली रूप से उचित है।
- विद्युत डिजाइन:वाहन के 12V बैटरी वोल्टेज को श्रृंखला में जुड़े 5 एलईडी के लिए स्थिर 350 mA आउटपुट में बदलने के लिए एक ऑटोमोटिव-प्रमाणित बक एलईडी ड्राइवर IC चुनें। इस श्रृंखला का कुल फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 16.25V (5 * 3.25V) है, जो 12V इनपुट से एक सामान्य बक कन्वर्टर के ऑपरेटिंग रेंज के भीतर आता है।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:एलईडी सरणी के ऊपर एक डिफ्यूज़िंग लेंस या कवर प्लेट रखें, प्रत्येक एलईडी के 120° व्यूइंग एंगल का उपयोग करके अलग-अलग प्रकाश स्रोतों को एक समान क्षेत्र प्रकाश स्रोत में मिला दें।
11. कार्य सिद्धांत
यह एलईडी एक फॉस्फर-रूपांतरित सफेद एलईडी है। इसका मूल एक अर्धचालक चिप है, जो आमतौर पर इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) से बना होता है, जो फॉरवर्ड बायस (जब करंट प्रवाहित होता है) पर नीला प्रकाश उत्सर्जित करता है। यह नीला प्रकाश आंशिक रूप से चिप पर या उसके आसपास जमी फॉस्फर सामग्री (उदाहरण के लिए, सेरियम-डोप्ड यिट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट, YAG:Ce) की परत द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। फॉस्फर कुछ नीले फोटॉनों को अवशोषित करता है और पीले क्षेत्र में एक व्यापक स्पेक्ट्रम का प्रकाश पुनः उत्सर्जित करता है। शेष नीला प्रकाश और रूपांतरित पीला प्रकाश संयुक्त होकर मानव आँख द्वारा सफेद प्रकाश के रूप में अनुभव किया जाता है। सटीक रंग तापमान (जैसे इस डेटाशीट में शीतल सफेद या उष्ण सफेद) फॉस्फर परत की संरचना और मोटाई द्वारा निर्धारित होता है।
12. प्रौद्योगिकी रुझान
ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था के लिए एलईडी विकास कई स्पष्ट प्रवृत्तियों का अनुसरण करता है:
- प्रकाश दक्षता में वृद्धि (lm/W):चिप डिज़ाइन, फॉस्फर दक्षता और पैकेजिंग थर्मल प्रबंधन में निरंतर सुधार के कारण, प्रति वाट विद्युत इनपुट पर अधिक प्रकाश उत्पादन होता है, जिससे ऊर्जा खपत और तापीय भार कम होता है।
- उच्च शक्ति घनत्व और लघुरूपण:2820 पैकेज जैसे उत्पाद जो 100 लुमेन से अधिक प्रदान करते हैं, छोटे फुटप्रिंट में अधिक प्रदर्शन को एकीकृत करने की प्रवृत्ति का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिससे प्रकाश डिजाइन अधिक स्टाइलिश और कॉम्पैक्ट हो जाता है।
- बढ़ी हुई विश्वसनीयता और मजबूती:AEC-Q102 जैसे मानक अब मूल आवश्यकता बन रहे हैं। आगे के विकास का ध्यान विशिष्ट ऑटोमोटिव तनाव स्रोतों, जैसे सल्फर युक्त वातावरण (जिसे इस स्पेसिफिकेशन में सल्फर टेस्ट ग्रेड A1 के माध्यम से संबोधित किया गया है) और इलेक्ट्रोकेमिकल जंग के प्रति प्रतिरोधक क्षमता बढ़ाने पर केंद्रित है।
- स्मार्ट एवं अनुकूली प्रकाश व्यवस्था:हालांकि यह एक मूलभूत घटक LED है, लेकिन उद्योग एकीकृत मॉड्यूल की ओर बढ़ रहा है जिनमें एडेप्टिव फ्रंट-लाइटिंग सिस्टम (AFS) और डायनेमिक इंटीरियर लाइटिंग के लिए ड्राइवर, नियंत्रक और संचार इंटरफेस (जैसे LIN या CAN) अंतर्निहित होते हैं।
- रंग समंजन एवं गुणवत्ता:मुख्य बात उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) मान और अधिक सटीक कलर पॉइंट नियंत्रण (सख्त बिनिंग) हासिल करना है, ताकि ऑटोमोटिव वातावरण में बेहतर सौंदर्य गुणवत्ता और सुरक्षा प्राप्त हो सके।
LED विनिर्देश 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 |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करना कि प्रकाश स्रोत पर्याप्त चमकदार है या नहीं। |
| प्रकाशन 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। |
| Color Temperature (CCT) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है; कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा दर्शाता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | इकाईहीन, 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 Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक मापदंड, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतना ही अधिक एकसमान होगा। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन LED रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक एलईडी के रंग टोन (ह्यू) का निर्धारण करें। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (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। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक 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 | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्प अवधि में सहन करने योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर उसके ब्रेकडाउन होने की संभावना है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| Thermal Resistance (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक ऊष्मा प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय को दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सहनशीलता (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध, उच्च मूल्य इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता दर्शाता है। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक सावधानियाँ 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 का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करना। |
| लुमेन रखरखाव दर (Lumen Maintenance) | % (जैसे 70%) | उपयोग के एक निश्चित अवधि 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 दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
IV. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ एवं अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिक तथा ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप-चिप डिज़ाइन बेहतर हीट डिसिपेशन 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, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | 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 | बिनिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | एक ही बैच के उत्पादों की चमक सुनिश्चित करें। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान में सुविधा और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए। |
| रंग वर्गीकरण | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | 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 किया गया है, प्रत्येक समूह के लिए संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान की स्थिति 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 करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standards | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) नहीं होने का आश्वासन दें। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | यह सरकारी खरीद और सब्सिडी परियोजनाओं में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिससे बाजार प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ती है। |