विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ और उत्पाद स्थिति
- 1.2 Compliance and Environmental Standards
- 2. Technical Specifications and Objective Interpretation
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ (Ta=25°C)
- 3. Binning System Explanation
- 3.1 Luminous Intensity Binning
- 3.2 Dominant Wavelength Binning
- 3.3 अग्र वोल्टेज बिनिंग
- 4. Performance Curve Analysis
- 4.1 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current
- 4.2 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature
- 4.3 Forward Current Derating Curve
- 4.4 स्पेक्ट्रम डिस्ट्रीब्यूशन और रेडिएशन पैटर्न
- 5. Mechanical and Package Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 Reflow Soldering Profile
- 6.2 महत्वपूर्ण सावधानियाँ
- 7. भंडारण और नमी संवेदनशीलता
- 8. पैकेजिंग और आदेश जानकारी
- 8.1 Standard Packaging
- 8.2 Label Explanation
- 9. अनुप्रयोग सुझाव
- 9.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 9.2 Design Considerations
- 10. Technical Comparison and Differentiation
- 11. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 12. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस
- 13. संचालन सिद्धांत परिचय
- 14. Technology Trends and Context
1. उत्पाद अवलोकन
19-21/G6C-AL1M2LY/3T एक सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) एलईडी है जिसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनमें कॉम्पैक्ट आकार, उच्च विश्वसनीयता और सुसंगत प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। यह घटक 19-21 पैकेज परिवार से संबंधित है, जिसकी विशेषता इसका लघु फुटप्रिंट है, जो इसे स्थान-सीमित डिज़ाइनों के लिए आदर्श बनाता है।
1.1 मुख्य लाभ और उत्पाद स्थिति
इस एलईडी का प्राथमिक लाभ पारंपरिक लीड-फ्रेम प्रकार के घटकों की तुलना में इसका काफी कम आकार है। यह लघुरूपण डिजाइनरों और निर्माताओं के लिए कई प्रमुख लाभ सक्षम बनाता है:
- छोटा बोर्ड आकार: अधिक कॉम्पैक्ट पीसीबी लेआउट की अनुमति देता है।
- उच्च पैकिंग घनत्व: एक ही बोर्ड पर अधिक घटकों को लगाने में सक्षम बनाता है, जिससे कार्यक्षमता बढ़ती है।
- कम भंडारण स्थान: घटक और उसके पैकेजिंग (7-इंच रील पर 8mm टेप) दोनों का छोटा भौतिक आकार लॉजिस्टिक्स और इन्वेंट्री प्रबंधन को अनुकूलित करता है।
- हल्का डिज़ाइन: न्यूनतम वजन पोर्टेबल और लघु अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहाँ हर ग्राम मायने रखता है।
- Manufacturing Compatibility: यह डिवाइस मानक स्वचालित प्लेसमेंट उपकरण और मुख्यधारा के सोल्डरिंग प्रक्रियाओं, जिसमें इन्फ्रारेड और वेपर फेज रीफ्लो शामिल हैं, के साथ पूरी तरह संगत है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन को सुगम बनाता है।
1.2 Compliance and Environmental Standards
यह उत्पाद आधुनिक पर्यावरणीय और सुरक्षा नियमों को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किया गया है, जो व्यापक बाजार स्वीकृति सुनिश्चित करता है:
- Pb-free: सीसा (लेड) के बिना निर्मित, RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देशों का अनुपालन करता है।
- Halogen-Free: हैलोजन-मुक्त आवश्यकताओं के अनुरूप, ब्रोमीन (Br) और क्लोरीन (Cl) की मात्रा प्रत्येक 900 ppm से कम, और उनका योग 1500 ppm से कम है।
- REACH अनुपालन: रसायनों के पंजीकरण, मूल्यांकन, प्राधिकरण और प्रतिबंध से संबंधित EU के REACH विनियमन का पालन करता है।
2. Technical Specifications and Objective Interpretation
यह खंड डेटाशीट में परिभाषित डिवाइस के विद्युत, प्रकाशीय और तापीय मापदंडों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।
2.1 Absolute Maximum Ratings
ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन सीमाओं के अंतर्गत या उन पर संचालन की गारंटी नहीं है और विश्वसनीय डिजाइनों में इससे बचना चाहिए।
- रिवर्स वोल्टेज (VR): 5V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर तत्काल जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- Continuous Forward Current (IF): 25 mA. निरंतर संचालन के लिए अधिकतम DC करंट।
- Peak Forward Current (IFP): 60 mA (ड्यूटी 1/10 @1kHz). यह छोटी पल्स ऑपरेशन के लिए उपयुक्त है लेकिन DC के लिए नहीं।
- पावर डिसिपेशन (Pd): 60 mW. Ta=25°C पर पैकेज द्वारा डिसिपेट की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति। उच्च परिवेश तापमान पर डिरेटिंग आवश्यक है।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) HBM: 2000V. यह डिवाइस की स्थैतिक बिजली के प्रति सुदृढ़ता का माप प्रदान करता है, जिसे ह्यूमन बॉडी मॉडल (एचबीएम) के अनुसार क्लास 2 के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
- ऑपरेटिंग तापमान (Topr): -40°C से +85°C। विश्वसनीय संचालन के लिए परिवेश का तापमान सीमा।
- भंडारण तापमान (Tstg): -40°C से +90°C।
- Soldering Temperature: Specifies the thermal profile limits for assembly.
- Reflow Soldering: 260°C peak for a maximum of 10 seconds.
- Hand Soldering: 350°C at the iron tip for a maximum of 3 seconds per terminal.
2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ (Ta=25°C)
These are the typical performance parameters measured under standard test conditions (IF = 5mA).
- Luminous Intensity (Iv): Ranges from 11.5 mcd (Min) to 28.5 mcd (Max), with a typical tolerance of ±11%. This defines the perceived brightness.
- Viewing Angle (2θ1/2): 100 डिग्री (सामान्य)। यह व्यापक व्यूइंग एंगल इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां एलईडी को सीधे सामने से नहीं देखा जा सकता।
- पीक वेवलेंथ (λp): 575 nm (सामान्य)। वह तरंगदैर्ध्य जिस पर स्पेक्ट्रमल उत्सर्जन सबसे मजबूत होता है।
- डॉमिनेंट वेवलेंथ (λd): 569.5 nm से 577.5 nm. यह पैरामीटर प्रत्यक्ष रंग (Brilliant Yellow Green) के साथ अधिक निकटता से संबंधित है और बिनिंग के अधीन है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ): 20 nm (Typical). अधिकतम तीव्रता के आधे पर उत्सर्जित स्पेक्ट्रम की चौड़ाई (FWHM)।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): 1.70V से 2.30V, IF=5mA पर, जिसकी विशिष्ट सहनशीलता ±0.05V है। यह सीमा करंट-सीमित रोकनेवाला गणना के लिए महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स करंट (IR): अधिकतम 10 μA, VR=5V पर। डेटाशीट स्पष्ट रूप से नोट करती है कि डिवाइस रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।
3. Binning System Explanation
उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह उपकरण तीन स्वतंत्र बिनिंग पैरामीटर का उपयोग करता है।
3.1 Luminous Intensity Binning
LEDs को उनकी मापी गई Luminous Intensity के आधार पर I=5mA पर समूहीकृत किया जाता है।Fबिन कोड (L1, L2, M1, M2) आरोही चमक स्तरों का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो 11.5-14.5 mcd (L1) से लेकर 22.5-28.5 mcd (M2) तक होते हैं। डिजाइनर विशिष्ट चमक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एक बिन का चयन कर सकते हैं।
3.2 Dominant Wavelength Binning
यह बिनिंग रंग स्थिरता सुनिश्चित करती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य को 2nm के चरणों में वर्गीकृत किया गया है, जिसमें बिन कोड C16 (569.5-571.5nm) से C19 (575.5-577.5nm) तक शामिल हैं। एक सख्त बिन चयन से एक सरणी में कई एलईडी के बीच रंग की उपस्थिति अधिक एकसमान होती है।
3.3 अग्र वोल्टेज बिनिंग
फॉरवर्ड वोल्टेज को 0.1V के चरणों में बिन किया गया है, कोड 19 (1.70-1.80V) से कोड 24 (2.20-2.30V) तक। V को जाननाF बिन वर्तमान-सीमित सर्किट के डिजाइन को दक्षता के लिए अनुकूलित करने और एलईडी को समानांतर में चलाए जाने पर सुसंगत चमक सुनिश्चित करने में मदद कर सकता है।
4. Performance Curve Analysis
डेटाशीट कई विशेषता वक्र प्रदान करती है जो गैर-मानक स्थितियों में डिवाइस के व्यवहार को समझने के लिए आवश्यक हैं।
4.1 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current
यह वक्र दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन धारा के सीधे अनुपात में नहीं है। यह धारा के साथ बढ़ता है, लेकिन उच्च धारा पर संतृप्त हो सकता है या कम कुशल हो सकता है। अधिकतम निर्धारित धारा (25mA) के निकट संचालन से आनुपातिक चमक लाभ नहीं मिल सकता है और ऊष्मा बढ़ जाती है।
4.2 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature
जंक्शन तापमान बढ़ने पर LED की दक्षता कम हो जाती है। यह वक्र आमतौर पर दर्शाता है कि जैसे-जैसे परिवेश तापमान 25°C से अधिकतम कार्यशील तापमान (+85°C) की ओर बढ़ता है, प्रकाश उत्पादन में गिरावट आती है। इसे उच्च-तापमान वाले वातावरण के लिए डिजाइन में ध्यान में रखा जाना चाहिए।
4.3 Forward Current Derating Curve
यह थर्मल प्रबंधन के लिए एक महत्वपूर्ण ग्राफ है। यह परिवेश के तापमान के एक फलन के रूप में अधिकतम अनुमेय निरंतर फॉरवर्ड करंट दर्शाता है। जैसे-जैसे Ta बढ़ता है, अधिकतम IF को जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा से अधिक होने से रोकने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए कम किया जाना चाहिए।
4.4 स्पेक्ट्रम डिस्ट्रीब्यूशन और रेडिएशन पैटर्न
स्पेक्ट्रम वितरण प्लॉट 575nm के आसपास केंद्रित मोनोक्रोमैटिक पीले-हरे आउटपुट की पुष्टि करता है। विकिरण आरेख (ध्रुवीय प्लॉट) 100-डिग्री व्यूइंग एंगल का दृश्य प्रतिनिधित्व करता है, जो प्रकाश तीव्रता के कोणीय वितरण को दर्शाता है।
5. Mechanical and Package Information
5.1 Package Dimensions
19-21 पैकेज की नाममात्र लंबाई 2.0 मिमी, चौड़ाई 1.25 मिमी और ऊंचाई 0.8 मिमी है (सहनशीलता ±0.1 मिमी, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो)। डेटाशीट में एक विस्तृत आयामी चित्र शामिल है जो पैड लेआउट, घटक की रूपरेखा और कैथोड पहचान चिह्न दिखाता है। उचित सोल्डरिंग और संरेखण के लिए इस चित्र के आधार पर सटीक फुटप्रिंट डिजाइन आवश्यक है।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
डिवाइस पर कैथोड को स्पष्ट रूप से चिह्नित किया गया है, जैसा कि पैकेज आरेख में दिखाया गया है। उचित सर्किट संचालन सुनिश्चित करने के लिए प्लेसमेंट के दौरान सही पोलैरिटी का पालन किया जाना चाहिए।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 Reflow Soldering Profile
एक विस्तृत Pb-free रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है:
- प्री-हीटिंग: 150-200°C for 60-120 seconds.
- Time Above Liquidus (217°C): 60-150 seconds.
- Peak Temperature: 260°C maximum.
- शिखर समय: अधिकतम 10 सेकंड।
- तापन/शीतलन दर: अधिकतम 6°C/सेकंड तापन, 3°C/सेकंड शीतलन।
6.2 महत्वपूर्ण सावधानियाँ
- Current Limiting: एक बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर अनिवार्य है। LED एक करंट-ड्रिवन डिवाइस है; फॉरवर्ड वोल्टेज में एक छोटा सा बदलाव करंट में बड़ा बदलाव पैदा कर सकता है, जिससे तेजी से विफलता (बर्न-आउट) हो सकती है।
- Reflow Cycles: अत्यधिक थर्मल स्ट्रेस को रोकने के लिए रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।
- Mechanical Stress: सोल्डरिंग के बाद PCB को गर्म करने या मोड़ते समय LED बॉडी पर यांत्रिक तनाव लगाने से बचें।
- Hand Soldering: यदि आवश्यक हो, तो प्रत्येक टर्मिनल के लिए ≤350°C पर ≤3 सेकंड के लिए सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें, जिसकी पावर रेटिंग ≤25W हो। टर्मिनलों के बीच ≥2 सेकंड का कूलिंग अंतराल रखें। हैंड सोल्डरिंग से नुकसान का जोखिम अधिक होता है।
- मरम्मत: सोल्डरिंग के बाद पुनर्कार्य से बचें। यदि बिल्कुल आवश्यक हो, तो दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने और पैड को नुकसान से बचाने के लिए घटक को समान रूप से उठाने हेतु डुअल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें।
7. भंडारण और नमी संवेदनशीलता
यह घटक नमी के प्रति संवेदनशील है। अनुचित हैंडलिंग से अवशोषित नमी के तेजी से वाष्पीकरण के कारण रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" (पैकेज क्रैकिंग) हो सकती है।
- अनओपन्ड बैग: उपयोग के लिए तैयार होने तक नमी-रोधी बैरियर बैग न खोलें।
- फ्लोर लाइफ: खोलने के बाद, यदि एलईडी को ≤30°C और ≤60% सापेक्ष आर्द्रता पर संग्रहीत किया जाता है, तो उन्हें 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए।
- रीबेकिंग: यदि भंडारण समय सीमा समाप्त हो गई है या डिसिकेंट संकेतक संतृप्ति दिखाता है, तो उपयोग से पहले 60±5°C पर 24 घंटे तक बेकिंग आवश्यक है।
- रीपैकेजिंग: अनउपयोगित एलईडी को ताजे डिसिकेंट के साथ नमी-रोधी बैग में पुनः सील कर देना चाहिए।
8. पैकेजिंग और आदेश जानकारी
8.1 Standard Packaging
यह डिवाइस नमी-रोधी पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती है:
- कैरियर टेप: 8 मिमी चौड़ा टेप।
- रील: 7 इंच व्यास वाला रील।
- मात्रा: प्रति रील 3000 टुकड़े।
- पैकेजिंग: इसमें नमी सोखने वाला पदार्थ शामिल है और उचित लेबल के साथ एल्यूमीनियम की नमी-रोधी थैली में सीलबंद किया गया है।
8.2 Label Explanation
रील लेबल में पता लगाने और पहचान के लिए महत्वपूर्ण जानकारी होती है:
- CPN: ग्राहक का उत्पाद संख्या.
- P/N: Manufacturer's Product Number (e.g., 19-21/G6C-AL1M2LY/3T).
- QTY: Packing quantity.
- CAT: Luminous Intensity bin code (e.g., L1, M2).
- HUE: Chromaticity/Dominant Wavelength bin code (e.g., C17, C19).
- संदर्भ: फॉरवर्ड वोल्टेज बिन कोड (उदाहरण: 20, 23).
- LOT No: Manufacturing lot number for traceability.
9. अनुप्रयोग सुझाव
9.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- बैकलाइटिंग: इसके व्यापक दृश्य कोण और सुसंगत रंग के कारण, डैशबोर्ड संकेतकों, स्विच बैकलाइटिंग, और LCDs तथा प्रतीकों के लिए फ्लैट बैकलाइटिंग के लिए आदर्श।
- Telecommunication Equipment: फोन, फैक्स मशीन और अन्य संचार उपकरणों में स्थिति संकेतक और कीपैड बैकलाइटिंग।
- सामान्य संकेत: उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, उपकरणों और औद्योगिक नियंत्रणों में बिजली की स्थिति, मोड संकेत और अन्य सामान्य-उद्देश्य दृश्य प्रतिक्रिया।
9.2 Design Considerations
- करंट ड्राइव: हमेशा एक श्रृंखला रोकनेवाला या स्थिर धारा ड्राइवर का उपयोग करें। R = (Vsupply - VF) / IF, अधिकतम V का उपयोग करकेF बिन या डेटाशीट से यह सुनिश्चित करने के लिए कि सबसे खराब स्थितियों में धारा सीमा से अधिक न हो।
- थर्मल प्रबंधन: उच्च परिवेश तापमान या अधिकतम धारा के निकट निरंतर संचालन के लिए, ऊष्मा अपव्यय हेतु PCB लेआउट पर विचार करें। अन्य ऊष्मा स्रोतों के निकट LEDs को रखने से बचें।
- ESD सुरक्षा: असेंबली के दौरान मानक ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं को लागू करें। हालांकि डिवाइस में 2kV HBM सुरक्षा है, उच्च-ESD-जोखिम वाले वातावरण में अतिरिक्त सर्किट-स्तरीय सुरक्षा की आवश्यकता हो सकती है।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन: यदि अधिक केंद्रित बीम वांछित है तो विस्तृत व्यूइंग एंगल के लिए लाइट गाइड या डिफ्यूज़र की आवश्यकता हो सकती है। वाटर-क्लियर रेजिन लेंस अच्छा लाइट एक्सट्रैक्शन प्रदान करता है।
10. Technical Comparison and Differentiation
पुराने थ्रू-होल एलईडी या बड़े एसएमडी पैकेजों की तुलना में, 19-21 लघुरूपण और प्रदर्शन का एक आकर्षक संयोजन प्रदान करता है। इसकी प्रमुख विशिष्टताएं हैं, कम-शक्ति संकेतक एलईडी श्रेणी के भीतर इसका बहुत छोटा 2.0x1.25mm फुटप्रिंट और एलगैइनपी अर्धचालक सामग्री का इसका उपयोग, जो पीले-हरे स्पेक्ट्रम में उच्च दक्षता और संतृप्त रंग प्रदान करता है। कुछ अन्य लघुरूपित पैकेजों की तुलना में, यह अपेक्षाकृत मानक पैड लेआउट और एक मजबूत नमी संवेदनशीलता स्तर बनाए रखता है, जो इसे स्वचालित असेंबली के लिए एक विश्वसनीय विकल्प बनाता है।
11. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
Q: क्या मैं इस LED को सीधे 3.3V या 5V लॉजिक सप्लाई से चला सकता हूँ?
A: नहीं। आपको हमेशा एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, 3.3V सप्लाई और 5mA पर 2.0V के टाइपिकल VF के साथ, (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω के रेसिस्टर की आवश्यकता होती है। एक रूढ़िवादी डिजाइन के लिए हमेशा डेटाशीट से अधिकतम VF (2.3V) का उपयोग करें: (3.3V - 2.3V) / 0.005A = 200Ω।
Q: भंडारण और बेकिंग प्रक्रिया इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
A: SMD components हवा से नमी अवशोषित करते हैं। उच्च-तापमान रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान, यह नमी तेजी से भाप में बदल सकती है, जिससे इपॉक्सी पैकेज में दरार पड़ने ("पॉपकॉर्निंग") के लिए पर्याप्त आंतरिक दबाव बनता है, जिससे तत्काल या गुप्त विफलता हो सकती है।
Q: मेरे डिज़ाइन के लिए बिन कोड का क्या अर्थ है?
A: यदि आपके एप्लिकेशन को एक समान रूप की आवश्यकता है (जैसे, एलईडी की एक सरणी), तो आपको डॉमिनेंट वेवलेंथ (HUE) और ल्यूमिनस इंटेंसिटी (CAT) के लिए टाइट बिन्स निर्दिष्ट करने चाहिए। एकल संकेतक के लिए, मानक बिन्स आमतौर पर पर्याप्त होते हैं। फॉरवर्ड वोल्टेज (REF) बिन तब मददगार हो सकता है जब आप कई एलईडी को समानांतर में चला रहे हों ताकि समान करंट वितरण सुनिश्चित हो।
12. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग केस
परिदृश्य: एक पोर्टेबल डिवाइस के लिए मल्टी-इंडिकेटर स्टेटस पैनल डिजाइन करना।
एक डिज़ाइनर को एक छोटे, बैटरी से चलने वाले गैजेट पर बैटरी, कनेक्टिविटी और मोड स्थितियों को दिखाने के लिए 5 समान पीले-हरे एलईडी की आवश्यकता है।
- घटक चयन: 19-21 एलईडी को इसके छोटे आकार, कम बिजली की खपत और उपयुक्त रंग के लिए चुना गया है।
- बिनिंग स्पेसिफिकेशन: सभी 5 एलईडी को एक समान दिखने के लिए सुनिश्चित करने हेतु, डिजाइनर खरीद आदेश पर CAT (जैसे, केवल M1) और HUE (जैसे, केवल C18) दोनों के लिए एक ही, सख्त बिन निर्दिष्ट करता है।
- सर्किट डिजाइन: डिवाइस एक 3.0V कॉइन सेल द्वारा संचालित है। अधिकतम V का उपयोग करते हुएF 2.3V और एक लक्ष्य IF पर्याप्त चमक और लंबी बैटरी लाइफ के लिए 5mA के लिए, करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना की जाती है: R = (3.0V - 2.3V) / 0.005A = 140Ω। एक मानक 150Ω रेसिस्टर का चयन किया जाता है।
- PCB लेआउट: कॉम्पैक्ट 19-21 फुटप्रिंट 5 एलईडी को एक साथ निकटता से रखने की अनुमति देता है। सिल्कस्क्रीन पर कैथोड मार्क सही ओरिएंटेशन सुनिश्चित करता है।
- असेंबली: फैक्टरी को रील प्राप्त होती हैं, जो उनके सीलबंद बैग में तब तक संग्रहित रहती हैं जब तक उत्पादन लाइन तैयार नहीं हो जाती। निर्दिष्ट प्रोफाइल का उपयोग करते हुए पीसीबी एकल रीफ्लो चक्र से गुजरता है।
- परिणाम: उचित बिन चयन और सर्किट डिज़ाइन के कारण, अंतिम उत्पाद में एक साफ, पेशेवर दिखने वाला संकेतक पैनल है जिसमें समान रूप से चमकदार और लगातार रंगीन एलईडी हैं।
13. संचालन सिद्धांत परिचय
यह एलईडी एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlGaInP) सेमीकंडक्टर तकनीक पर आधारित है। जब डायोड के जंक्शन क्षमता से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल क्रमशः n-टाइप और p-टाइप सामग्री से सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट होते हैं। ये आवेश वाहक पुनर्संयोजित होते हैं और फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। AlGaInP मिश्र धातु की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो बदले में उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) को परिभाषित करती है—इस मामले में, ब्रिलियंट येलो ग्रीन (~575nm)। वाटर-क्लियर एपॉक्सी रेजिन एनकैप्सुलेंट सेमीकंडक्टर डाई की रक्षा करता है, प्रकाश उत्पादन को आकार देने के लिए लेंस के रूप में कार्य करता है, और चिप से प्रकाश निष्कर्षण को बढ़ाता है।
14. Technology Trends and Context
19-21 पैकेज इलेक्ट्रॉनिक्स में लघुकरण और सतह-माउंट प्रौद्योगिकी की ओर चल रहे रुझान का प्रतिनिधित्व करता है। लीडेड पैकेज से इस तरह के एसएमडी में बदलाव स्वचालित, उच्च-गति पिक-एंड-प्लेस असेंबली को सक्षम बनाता है, जो मैन्युअल सोल्डरिंग चरणों को समाप्त करके निर्माण लागत को काफी कम करता है और विश्वसनीयता बढ़ाता है। AlGaInP सामग्री का उपयोग GaAsP जैसी पुरानी प्रौद्योगिकियों पर एक प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है, जो उच्च दीप्तिमान दक्षता और अधिक जीवंत, संतृप्त रंग प्रदान करता है। इसके अलावा, Pb-free, halogen-free, और REACH मानकों के अनुपालन से पर्यावरणीय रूप से टिकाऊ निर्माण प्रक्रियाओं और सामग्रियों की ओर उद्योग-व्यापी बदलाव परिलक्षित होता है, जो अब वैश्विक बाजार पहुंच के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है।
LED विनिर्देशन शब्दावली
LED तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्व क्यों |
|---|---|---|---|
| Luminous Efficacy | lm/W (lumens per watt) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, उच्च मान का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | यह सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), उदाहरण के लिए, 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin), e.g., 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्म, अधिक सफेदी/ठंडक। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 0–100 | वस्तुओं के रंगों को सटीक रूप 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 उपयोग किया जाता है। |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | Ensures uniform color across same batch of LEDs. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य | nm (nanometers), e.g., 620nm (red) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम एलईडी के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | तरंगदैर्ध्यों में तीव्रता वितरण दर्शाता है। | रंग प्रतिपादन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
Electrical Parameters
| शब्द | Symbol | सरल व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | LED को चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला में जुड़े LED के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| फॉरवर्ड करंट | If | सामान्य एलईडी संचालन के लिए वर्तमान मूल्य। | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | Peak current tolerable for short periods, used for dimming or flashing. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | अधिकतम रिवर्स वोल्टेज जिसे LED सहन कर सकता है, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| थर्मल प्रतिरोध | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, जितना कम उतना बेहतर। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), उदाहरण के लिए, 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता है, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | मुख्य मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक संचालन तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| ल्यूमेन मूल्यह्रास | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक चमक कम होने में लगने वाला समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| Lumen Maintenance | % (e.g., 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की बचत को दर्शाता है। |
| रंग परिवर्तन | Δu′v′ or MacAdam ellipse | उपयोग के दौरान रंग परिवर्तन की डिग्री। | प्रकाश व्यवस्था दृश्यों में रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
Packaging & Materials
| शब्द | 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 ताप प्रतिरोधकता, कम लागत; Ceramic: बेहतर ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | फ्लिप चिप: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले चिप को ढकता है, कुछ को पीले/लाल में परिवर्तित करता है, सफेद रंग में मिलाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रभावकारिता, CCT, और CRI को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिक्स | फ्लैट, माइक्रोलेंस, TIR | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली सतह पर प्रकाशीय संरचना। | दृश्य कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
Quality Control & Binning
| शब्द | बिनिंग सामग्री | सरल व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| प्रकाश प्रवाह बिन | कोड उदाहरणार्थ, 2G, 2H | चमक के आधार पर समूहीकृत, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | कोड उदाहरण के लिए, 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकृत। | ड्राइवर मिलान की सुविधा प्रदान करता है, सिस्टम दक्षता में सुधार करता है। |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांकों द्वारा समूहीकृत, सुनिश्चित करता है कि सीमा सख्त 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
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान पर दीर्घकालिक प्रकाश व्यवस्था, चमक क्षय रिकॉर्ड करना। | एलईडी 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 | प्रकाशिक, विद्युत, तापीय 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 की आवश्यकता। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |