विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
- 2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
- 3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण
- 3.1 Luminous Intensity Binning
- 3.2 Dominant Wavelength Binning
- 3.3 अग्र वोल्टेज बिनिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current
- 4.2 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature
- 4.3 Forward Current Derating Curve
- 4.4 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.5 स्पेक्ट्रम डिस्ट्रीब्यूशन
- 4.6 Radiation Diagram
- 5. Mechanical and Package Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 Current Limiting Requirement
- 6.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
- 6.3 हैंड सोल्डरिंग
- 6.4 Storage and Moisture Sensitivity
- 6.5 Rework and Repair
- 7. पैकेजिंग और आर्डर संबंधी जानकारी
- 7.1 Standard Packaging
- 7.2 Reel and Tape Dimensions
- 7.3 लेबल जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 10.1 5V आपूर्ति के साथ मुझे किस प्रतिरोधक मान का उपयोग करना चाहिए?
- 10.2 क्या मैं अधिक चमक के लिए इस LED को 30mA पर चला सकता हूँ?
- 10.3 भंडारण और बेकिंग प्रक्रिया इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
- 10.4 मैं अपने रील पर बिन कोड्स (जैसे, Q1, X, 12) की व्याख्या कैसे करूं?
- 11. Practical Design and Usage Case
- 12. Operating Principle
- 13. Technology Trends
1. उत्पाद अवलोकन
19-21 SMD LED एक कॉम्पैक्ट, सरफेस-माउंट डिवाइस है जिसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें विश्वसनीय संकेतक या बैकलाइटिंग समाधान की आवश्यकता होती है। इसका प्राथमिक लाभ पारंपरिक लीड-फ्रेम एलईडी की तुलना में इसके काफी कम फुटप्रिंट में निहित है, जो मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCBs) पर उच्च घटक पैकिंग घनत्व को सक्षम बनाता है। यह लघुरूपण सीधे छोटे अंतिम-उत्पाद डिज़ाइनों, घटकों के लिए कम भंडारण आवश्यकताओं और समग्र वजन बचत में योगदान देता है, जिससे यह स्थान-सीमित और पोर्टेबल उपकरणों के लिए आदर्श बन जाता है।
The device is constructed using an InGaN (Indium Gallium Nitride) semiconductor chip, which emits blue light. The encapsulation is a water-clear resin, allowing for maximum light output. It is a mono-color type, supplied on 8mm tape mounted on 7-inch diameter reels for compatibility with high-speed automated pick-and-place assembly equipment. The product is fully compliant with lead-free (Pb-free) soldering processes, including infrared and vapor phase reflow. Furthermore, it adheres to key environmental and safety standards: it is within RoHS (Restriction of Hazardous Substances) compliant versions, complies with EU REACH regulations, and is Halogen-Free (with Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, and their sum <1500 ppm).
2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके बाद डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों के अंतर्गत या उन पर संचालन की गारंटी नहीं है।
- Reverse Voltage (VR): 5V. Exceeding this voltage in reverse bias can cause junction breakdown.
- Forward Current (IF): 20mA (continuous). This is the recommended maximum current for reliable long-term operation.
- Peak Forward Current (IFP): 40mA, केवल पल्स्ड स्थितियों में अनुमेय (ड्यूटी साइकिल 1/10 at 1kHz)।
- Power Dissipation (Pd): 75mW. यह अधिकतम शक्ति है जिसे पैकेज अपने तापीय सीमाओं को पार किए बिना व्यय कर सकता है।
- Electrostatic Discharge (ESD): Human Body Model (HBM) रेटिंग 150V है। असेंबली के दौरान उचित ESD हैंडलिंग सावधानियां आवश्यक हैं।
- Operating Temperature (Topr): -40°C से +85°C। यह डिवाइस इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर कार्यात्मक है।
- भंडारण तापमान (Tstg): -40°C से +90°C.
- सोल्डरिंग तापमान (Tsol): रीफ्लो प्रोफाइल का शिखर 260°C पर अधिकतम 10 सेकंड के लिए होना चाहिए। हैंड सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से अधिक नहीं होना चाहिए और 3 सेकंड से अधिक समय तक संपर्क में नहीं रहना चाहिए।
2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ
ये मापदंड परिवेश के तापमान (T) की एक मानक परीक्षण स्थिति पर मापे जाते हैं।a) 25°C और एक अग्र धारा (IF) of 20mA, unless otherwise specified. They define the core light output and electrical performance.
- Luminous Intensity (Iv): न्यूनतम 72.0 एमसीडी से लेकर अधिकतम 180.0 एमसीडी तक का परिसर है। विशिष्ट मान इस बिनिंग परिसर के भीतर आता है (धारा 3 देखें)।
- Viewing Angle (2θ1/2): Approximately 100 degrees. This is the full angle at which the luminous intensity is half of its peak value.
- Peak Wavelength (λp): आमतौर पर 468 नैनोमीटर (nm)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर वर्णक्रमीय उत्सर्जन सबसे मजबूत होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd): 465.0 nm से 475.0 nm तक की सीमा में होता है। यह वह एकल तरंगदैर्ध्य है जिसे मानव आँख द्वारा अनुभव किया जाता है, जो रंग को परिभाषित करता है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): आमतौर पर 25 nm. यह अधिकतम तीव्रता के आधे पर उत्सर्जित स्पेक्ट्रम की चौड़ाई को मापता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): 20mA पर 2.70V से 3.70V तक की सीमा। यह LED के संचालन के दौरान इसके पार वोल्टेज ड्रॉप है।
- रिवर्स करंट (IR): 5V के रिवर्स वोल्टेज लगाने पर अधिकतम 50 μA. डिवाइस रिवर्स बायस में संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है।
महत्वपूर्ण नोट्स: सहनशीलताएं Luminous Intensity के लिए ±11%, Dominant Wavelength के लिए ±1nm, और Forward Voltage के लिए ±0.1V के रूप में निर्दिष्ट हैं। 5V reverse voltage की स्थिति केवल परीक्षण I के लिए है।R केवल।
3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण
उत्पादन अनुप्रयोगों में सुसंगत रंग और चमक सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने वाले भागों का चयन करने की अनुमति देता है।
3.1 Luminous Intensity Binning
I पर बिन किया गयाF = 20mA. कोड आरोही चमक स्तरों को दर्शाते हैं।
- Q1: 72.0 – 90.0 mcd
- Q2: 90.0 – 112.0 mcd
- R1: 112.0 – 140.0 mcd
- R2: 140.0 – 180.0 mcd
3.2 Dominant Wavelength Binning
I पर बिन किया गयाF = 20mA. नीले रंग के सटीक शेड को परिभाषित करता है।
- X: 465.0 – 470.0 nm
- Y: 470.0 – 475.0 nm
3.3 अग्र वोल्टेज बिनिंग
I पर बिन किया गयाF = 20mA. समानांतर स्ट्रिंग्स में वर्तमान-सीमित सर्किट डिजाइन करने और एकसमान चमक सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण।
- 10: 2.70 – 2.90 V
- 11: 2.90 – 3.10 V
- 12: 3.10 – 3.30 V
- 13: 3.30 – 3.50 V
- 14: 3.50 – 3.70 V
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है जो विभिन्न परिचालन स्थितियों में LED के व्यवहार को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
4.1 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current
यह वक्र दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन अग्र धारा के साथ बढ़ता है, लेकिन रैखिक रूप से नहीं। उच्च धाराओं पर यह संतृप्त होने की प्रवृत्ति रखता है। अनुशंसित 20mA से काफी अधिक पर संचालन करने से चमक में घटती प्रतिफल मिल सकती है, जबकि ऊष्मा बढ़ती है और क्षय तेज हो जाता है।
4.2 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature
जंक्शन तापमान बढ़ने पर LED की दक्षता कम हो जाती है। यह वक्र आमतौर पर दिखाता है कि परिवेश के तापमान के -40°C से +85°C तक बढ़ने पर प्रकाश उत्पादन में क्रमिक गिरावट आती है। सुसंगत चमक बनाए रखने के लिए अनुप्रयोग में उचित तापीय प्रबंधन आवश्यक है।
4.3 Forward Current Derating Curve
यह ग्राफ अधिकतम अनुमेय निरंतर अग्र धारा को परिवेश तापमान के फलन के रूप में परिभाषित करता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, डिवाइस की शक्ति क्षय सीमा के भीतर रहने और अधिक गर्म होने से बचने के लिए अधिकतम अनुमेय धारा को कम किया जाना चाहिए।
4.4 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट
यह IV (करंट-वोल्टेज) विशेषता प्रकृति में घातीय है। अग्र वोल्टेज में एक छोटा सा परिवर्तन धारा में एक बड़ा परिवर्तन लाता है, जो एक स्थिर-धारा ड्राइवर या अच्छी तरह से गणना किए गए श्रृंखला रोकनेवाला की महत्वपूर्ण आवश्यकता को उजागर करता है।
4.5 स्पेक्ट्रम डिस्ट्रीब्यूशन
स्पेक्ट्रल प्लॉट 468 nm के आसपास केंद्रित एक एकल शिखर दिखाता है, जो एकवर्णीय नीले आउटपुट की पुष्टि करता है। विशिष्ट 25nm बैंडविड्थ उत्सर्जित प्रकाश की वर्णक्रमीय शुद्धता को दर्शाती है।
4.6 Radiation Diagram
यह ध्रुवीय आरेख दृश्य कोण का दृष्टिगत रूप से प्रतिनिधित्व करता है, जो एलईडी की केंद्रीय अक्ष से विभिन्न कोणों पर सापेक्ष दीप्त तीव्रता दर्शाता है, जिससे लगभग 100-डिग्री के दृश्य कोण की पुष्टि होती है।
5. Mechanical and Package Information
5.1 Package Dimensions
19-21 SMD LED का एक कॉम्पैक्ट आयताकार फुटप्रिंट है। मुख्य आयाम (मिलीमीटर में) लंबाई में लगभग 2.0mm, चौड़ाई में 1.25mm और ऊंचाई में 0.8mm हैं। सहनशीलता आम तौर पर ±0.1mm होती है, जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। पैकेज में एक कैथोड पहचान चिह्न होता है, जो PCB असेंबली के दौरान सही ओरिएंटेशन के लिए आवश्यक है।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
संचालन के लिए सही ध्रुवता अनिवार्य है। पैकेज में एक विशिष्ट कैथोड चिह्न शामिल है। भौतिक घटक पर इस चिह्न की पहचान करने और इसे PCB फुटप्रिंट पर संबंधित चिह्न के साथ संरेखित करने के लिए हमेशा पैकेज ड्राइंग देखें।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 Current Limiting Requirement
Critical: LED के साथ श्रृंखला में एक बाहरी करंट-सीमित रोकनेवाला या स्थिर-धारा ड्राइवर सर्किट का उपयोग अवश्य किया जाना चाहिए। घातीय IV विशेषता का अर्थ है कि आपूर्ति वोल्टेज में मामूली वृद्धि फॉरवर्ड करंट में एक बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है।
6.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल
यह डिवाइस लीड-मुक्त रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त है। अनुशंसित तापमान प्रोफाइल इस प्रकार है:
- Pre-heating: 150–200°C for 60–120 seconds.
- Time Above Liquidus (217°C): 60-150 सेकंड।
- शिखर तापमान: अधिकतम 260°C।
- शिखर से 5°C के भीतर समय: अधिकतम 10 सेकंड.
- तापन दर: 217°C तक अधिकतम 3°C/सेकंड, फिर शिखर तक अधिकतम 6°C/सेकंड.
- शीतलन दर: नियंत्रित शीतलन की सिफारिश की जाती है।
ध्यान दें: एक ही डिवाइस पर रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।
6.3 हैंड सोल्डरिंग
यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी की आवश्यकता है:
- 350°C से अधिक न होने वाली टिप तापमान वाला सोल्डरिंग आयरन प्रयोग करें।
- प्रति टर्मिनल अधिकतम 3 सेकंड तक संपर्क समय सीमित करें।
- 25W या उससे कम की पावर रेटिंग वाला आयरन प्रयोग करें।
- थर्मल स्ट्रेस से बचने के लिए प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का अंतराल दें।
6.4 Storage and Moisture Sensitivity
घटकों को नमी-रोधी बैरियर बैग में सिलिका जेल के साथ पैक किया गया है।
- न खोलें बैग को उपयोग के लिए तैयार होने तक।
- खोलने के बाद, अनुपयोगी एलईडी को ≤30°C और ≤60% सापेक्ष आर्द्रता पर संग्रहित किया जाना चाहिए।
- बैग खोलने के बाद "फ्लोर लाइफ" 168 घंटे (7 दिन) है।
- यदि घटक इस समय सीमा से अधिक हो जाते हैं या डिसिकेंट इंडिकेटर का रंग बदल जाता है, तो बेक-आउट आवश्यक है: रीफ्लो से पहले 60°C ±5°C पर 24 घंटे।
6.5 Rework and Repair
सोल्डरिंग के बाद पुनर्कार्य की दृढ़ता से हतोत्साहित किया जाता है। यदि यह पूरी तरह से अपरिहार्य है, तो सोल्डर जोड़ों या LED पैकेज पर यांत्रिक तनाव को रोकने के लिए दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने और घटक को समान रूप से उठाने के लिए दोहरे सिरे वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें। किसी भी पुनर्कार्य के बाद हमेशा डिवाइस की कार्यक्षमता सत्यापित करें।
7. पैकेजिंग और आर्डर संबंधी जानकारी
7.1 Standard Packaging
एलईडी 7-इंच व्यास के रील पर उभरी हुई कैरियर टेप में आपूर्ति की जाती हैं। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। टेप की चौड़ाई 8mm है।
7.2 Reel and Tape Dimensions
डेटाशीट में रील हब, फ्लैंज और वाहक टेप पॉकेट्स के विस्तृत यांत्रिक चित्र प्रदान किए गए हैं, जिनकी मानक सहनशीलता ±0.1 मिमी है।
7.3 लेबल जानकारी
रील लेबल में ट्रेसबिलिटी और सही अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण जानकारी होती है:
- CPN: ग्राहक का पार्ट नंबर (यदि आवंटित किया गया हो)।
- P/N: Manufacturer's Product Number (e.g., 19-21/BHC-ZQ1R2N/3T).
- QTY: प्रति रील पैकिंग मात्रा.
- CAT: Luminous Intensity bin code (e.g., R1).
- HUE: Dominant Wavelength/Chromaticity bin code (e.g., X).
- REF: फॉरवर्ड वोल्टेज बिन कोड (उदाहरणार्थ, 12).
- LOT No: ट्रेसबिलिटी के लिए निर्माण लॉट संख्या.
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- बैकलाइटिंग: इसके छोटे आकार और समान दृश्य कोण के कारण डैशबोर्ड संकेतकों, मेम्ब्रेन स्विच, कीपैड और प्रतीक प्रकाश व्यवस्था के लिए आदर्श।
- दूरसंचार उपकरण: फोन, फैक्स मशीन और नेटवर्किंग हार्डवेयर के लिए स्थिति संकेतक और बैकलाइटिंग।
- LCD फ्लैट बैकलाइटिंग: छोटे LCD डिस्प्ले के लिए एज-लाइटिंग प्रदान करने हेतु एरे में उपयोग किया जा सकता है।
- सामान्य संकेतक उपयोग: विभिन्न उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स में बिजली की स्थिति, मोड चयन और अलर्ट संकेतक।
8.2 डिज़ाइन विचार
- सर्किट डिज़ाइन: सदैव उचित धारा नियमन लागू करें। सरल प्रतिरोध-सीमित डिज़ाइनों के लिए, अधिकतम अग्र वोल्टेज (VF) बिन से ताकि सबसे खराब स्थितियों में भी करंट 20mA से अधिक न हो।
- PCB लेआउट: सुनिश्चित करें कि सोल्डर पैड पैटर्न अनुशंसित फुटप्रिंट से मेल खाता हो। यदि एलईडी को उसकी अधिकतम रेटिंग पर या उसके निकट चलाया जाना है, तो पर्याप्त थर्मल रिलीफ प्रदान करें।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन: वाटर-क्लियर लेंस एक विस्तृत व्यूइंग एंगल प्रदान करता है। फोकस्ड या डिफ्यूज़्ड लाइट के लिए, एक्सटर्नल लेंस या लाइट गाइड की आवश्यकता हो सकती है।
- ESD प्रोटेक्शन: यदि एलईडी उपयोगकर्ता-सुलभ स्थान पर है, तो संवेदनशील लाइनों पर ईएसडी सुरक्षा डायोड शामिल करें, क्योंकि 150V एचबीएम रेटिंग अपेक्षाकृत कम है।
9. तकनीकी तुलना और विभेदन
बड़े, थ्रू-होल एलईडी की तुलना में, 19-21 एसएमडी पैकेज आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए निर्णायक लाभ प्रदान करता है:
- Size & Weight: काफी छोटा और हल्का, लघुरूपण को संभव बनाता है।
- असेंबली लागत: पूरी तरह से स्वचालित, उच्च-गति पीसीबी असेंबली सक्षम करता है, जिससे श्रम लागत कम होती है।
- विश्वसनीयता: सतह-माउंट निर्माण आमतौर पर लीड वाले उपकरणों की तुलना में कंपन और यांत्रिक झटके के प्रति बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है।
- Thermal Path: एसएमडी पैकेज का पीसीबी तक अधिक सीधा थर्मल पथ हो सकता है, जो उचित डिजाइन के साथ ऊष्मा अपव्यय में सहायता करता है।
- एसएमडी ब्लू एलईडी सेगमेंट के भीतर, इस भाग के प्रमुख अंतरकारक इसकी चमक (180 एमसीडी तक), सटीक वेवलेंथ बिनिंग और सख्त हैलोजन-मुक्त तथा REACH मानकों के अनुपालन का विशिष्ट संयोजन हैं, जो कुछ बाजारों और पर्यावरण-सचेत डिजाइनों के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
10.1 5V आपूर्ति के साथ मुझे किस प्रतिरोधक मान का उपयोग करना चाहिए?
Ohm's Law (R = (V का उपयोग करते हुएsupply - VF) / IF) और सबसे खराब (न्यूनतम) V मानते हुएF 2.7V का ताकि धारा कभी 20mA से अधिक न हो: R = (5V - 2.7V) / 0.020A = 115 ओम। निकटतम मानक उच्च मान (जैसे, 120 ओम) का उपयोग किया जाना चाहिए। वास्तविक V के साथ धारा की हमेशा पुष्टि करेंF आपके विशिष्ट बिन का।
10.2 क्या मैं अधिक चमक के लिए इस LED को 30mA पर चला सकता हूँ?
इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है। निरंतर अग्र धारा के लिए Absolute Maximum Rating 20mA है। इस रेटिंग से अधिक होने पर दीर्घकालिक विश्वसनीयता कम होती है, जंक्शन तापमान बढ़ता है, और लुमेन ह्रास तेज होता है, जिससे समय से पहले विफलता हो सकती है।
10.3 भंडारण और बेकिंग प्रक्रिया इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
SMD प्लास्टिक पैकेज वायुमंडल से नमी अवशोषित कर सकते हैं। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह फंसी हुई नमी तेजी से फैल सकती है, जिससे आंतरिक विस्तार या "पॉपकॉर्निंग" हो सकती है जो पैकेज को फाड़ देती है या डाई को नुकसान पहुंचाती है। नमी-संवेदनशील लेबलिंग और बेकिंग प्रक्रियाएं इस विफलता मोड को रोकती हैं।
10.4 मैं अपने रील पर बिन कोड्स (जैसे, Q1, X, 12) की व्याख्या कैसे करूं?
ये कोड आपके एलईडी के प्रदर्शन समूह को निर्दिष्ट करते हैं। उदाहरण के लिए, "Q1" का अर्थ है 72-90 एमसीडी के बीच चमकदार तीव्रता, "X" का अर्थ है 465-470 एनएम के बीच प्रमुख तरंगदैर्ध्य, और "12" का अर्थ है 3.10-3.30V के बीच अग्र वोल्टेज। एक ही बिन के भागों का उपयोग करने से आपके उत्पाद में चमक और रंग की एकरूपता सुनिश्चित होती है।
11. Practical Design and Usage Case
परिदृश्य: एक बहु-एलईडी स्थिति पैनल डिजाइन करना। एक डिजाइनर दस नीले संकेतक एलईडी वाला एक नियंत्रण पैनल बना रहा है। एकसमान चमक सुनिश्चित करने के लिए, वे एक ही ज्योति तीव्रता बिन (जैसे, R1) से एलईडी निर्दिष्ट करते हैं। वे एलईडी को 3.3V रेल से शक्ति देते हैं। अधिकतम VF बिन 14 (3.7V) का उपयोग प्रतिरोधक गणना में करने से ऋणात्मक प्रतिरोध होगा, इसलिए उन्हें कम बिन या उच्च आपूर्ति वोल्टेज का उपयोग करना चाहिए। वे बिन 12 (अधिकतम VF 3.3V) चुनते हैं। एक विशिष्ट V के साथ गणनाF 3.2V का उपयोग करने पर R = (3.3V - 3.2V) / 0.020A = 5 ohms प्राप्त होता है। एक छोटे प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, और वास्तविक धारा V के प्रति बहुत संवेदनशील होगी।F भिन्नता के लिए। इस मामले में, एकल प्रतिरोधों की तुलना में कई LEDs के लिए एक नियत-धारा ड्राइवर IC एक अधिक मजबूत समाधान होगा, जो V में मामूली अंतर के बावजूद स्थिर चमक प्रदान करेगा।F इकाइयों के बीच अंतर।
12. Operating Principle
19-21 LED एक अर्धचालक p-n जंक्शन में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। सक्रिय क्षेत्र InGaN से बना है। जब डायोड के चालू होने की सीमा से अधिक एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार क्षेत्र से इलेक्ट्रॉन और p-प्रकार क्षेत्र से होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। जब ये आवेश 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 से संबंधित होती है—इस मामले में, लगभग 468 nm का नीला प्रकाश। वाटर-क्लियर एपॉक्सी रेजिन एनकैप्सुलेंट अर्धचालक चिप की सुरक्षा करता है, यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है, और प्रकाश आउटपुट पैटर्न को आकार देने के लिए एक लेंस के रूप में कार्य करता है।
13. Technology Trends
19-21 पैकेज जैसे SMD LED का विकास इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में लघुकरण, बढ़ी हुई दक्षता और उच्च विश्वसनीयता की ओर चल रहे रुझान द्वारा संचालित है। इस क्षेत्र में प्रमुख रुझानों में शामिल हैं:
- बढ़ी हुई दक्षता: चल रहा पदार्थ विज्ञान अनुसंधान InGaN चिप्स की आंतरिक क्वांटम दक्षता में सुधार करने का लक्ष्य रखता है, जिससे समान इनपुट करंट (mA) के लिए उच्च दीप्त तीव्रता (mcd) प्राप्त होती है, या कम बिजली खपत के साथ समान आउटपुट मिलता है।
- बेहतर थर्मल प्रबंधन: पैकेज सामग्री और डाई-अटैच प्रौद्योगिकियों में प्रगति चिप से बेहतर ऊष्मा अपव्यय की अनुमति देती है, जिससे उच्च ड्राइव धाराएं या मानक धाराओं पर बेहतर दीर्घायु प्राप्त होती है।
- उन्नत रंग स्थिरता: सख्त बिनिंग सहनशीलता और अधिक उन्नत वेफर-स्तर विनिर्माण प्रक्रियाओं के कारण प्रमुख तरंगदैर्ध्य और ज्योति तीव्रता में भिन्नता कम हो जाती है, जो एक समान रूप की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।
- व्यापक पर्यावरण अनुपालन: इस घटक में देखे गए हैलोजन-मुक्त और सख्त RoHS/REACH अनुपालन की ओर यह बढ़ता कदम मानक बनता जा रहा है, जो उद्योग की पर्यावरणीय स्थिरता और सामग्री सुरक्षा पर केंद्रितता को दर्शाता है।
- एकीकरण: एक व्यापक प्रवृत्ति में नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स (जैसे कि कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर या PWM कंट्रोलर) को सीधे LED डाई के साथ अधिक उन्नत पैकेज प्रकारों में एकीकृत करना शामिल है, जिससे अंतिम उपयोगकर्ता के लिए सर्किट डिज़ाइन सरल हो जाता है।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| पद | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| प्रकाशीय प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | विद्युत के प्रति वाट प्रकाश उत्पादन, उच्च मान का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (lumens) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक मान सफेदी/ठंडे स्वर का संकेत देते हैं। | प्रकाश वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | Unitless, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीकता से प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 अच्छा माना जाता है। | रंग की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, मॉल, संग्रहालय जैसे उच्च मांग वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | एक ही बैच के एलईडी में समान रंग सुनिश्चित करता है। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य | nm (nanometers), jaise, 620nm (laal) | Rangen ke LED ke rang ke anukool tal dairghya. | Laal, peele, hare ekrang LED ke rang ka hue nirdhaarit karta hai. |
| स्पेक्ट्रम वितरण | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्य के पार तीव्रता वितरण दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| पद | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| Forward Voltage | Vf | Minimum voltage to turn on LED, like "starting threshold". | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | यदि | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम स्पंद धारा | Ifp | छोटी अवधि के लिए सहनीय शिखर धारा, जिसका उपयोग मंद प्रकाश या चमक के लिए किया जाता है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जिसे एलईडी सहन कर सकती है, इससे अधिक वोल्टेज पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | Ability to withstand electrostatic discharge, higher means less vulnerable. | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| पद | मुख्य मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से जीवनकाल दोगुना हो सकता है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (hours) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (e.g., 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की स्थिरता को दर्शाता है। |
| Color Shift | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | Material degradation | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| पद | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, प्रकाशीय/तापीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; सिरेमिक: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power. |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में बदलता है, सफेद में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| Lens/Optics | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | सतह पर प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली प्रकाशीय संरचना। | देखने के कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| पद | Binning Content | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | Code e.g., 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम ल्यूमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान में सहायक, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों के आधार पर समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सघन हो। | रंग स्थिरता की गारंटी देता है, फिक्स्चर के भीतर असमान रंग से बचाता है। |
| CCT Bin | 2700K, 3000K आदि। | CCT के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| पद | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | LED जीवन का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ)। |
| TM-21 | जीवन अनुमान मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक परिस्थितियों में जीवन का अनुमान लगाता है। | वैज्ञानिक जीवन पूर्वानुमान प्रदान करता है। |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, थर्मल परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग-मान्यता प्राप्त परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | हानिकारक पदार्थों (सीसा, पारा) की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है। | अंतरराष्ट्रीय स्तर पर बाजार पहुंच आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | Energy efficiency certification | Energy efficiency and performance certification for lighting. | Used in government procurement, subsidy programs, enhances competitiveness. |