सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य विशेषताएँ और लाभ
- 2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 25°C पर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 दीप्ति तीव्रता ग्रेडिंग
- 3.2 अग्र वोल्टेज ग्रेडिंग (केवल हरे और नीले रंग के लिए)
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.3 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम परिवेश तापमान
- 4.4 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व
- 4.5 स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन
- 4.6 रेडिएशन पैटर्न (व्यू एंगल डिस्ट्रीब्यूशन)
- 5. मैकेनिकल एंड पैकेजिंग इनफॉर्मेशन
- 5.1 पैकेज डाइमेंशन
- 5.2 अनुशंसित पैड लेआउट और ध्रुवीयता पहचान
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन विचार एवं सावधानियाँ
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 11. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
- 12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
- 13. उद्योग रुझान एवं विकास
- LED विनिर्देशन शब्दावली विस्तृत व्याख्या
- 1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
- 2. विद्युत मापदंड
- 3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
- 4. पैकेजिंग एवं सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
19-237 श्रृंखला एक कॉम्पैक्ट मल्टी-कलर सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) LED है, जिसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें लघुकरण और उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है। यह घटक पारंपरिक लीड फ्रेम प्रकार के LED की तुलना में आकार में काफी छोटा है, जो PCB फुटप्रिंट को काफी कम कर सकता है, पैकेजिंग घनत्व बढ़ा सकता है और भंडारण आवश्यकताओं को कम कर सकता है। इसकी हल्की संरचना इसे विशेष रूप से सीमित स्थान वाले पोर्टेबल उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाती है।
1.1 मुख्य विशेषताएँ और लाभ
इस उत्पाद श्रृंखला की प्रमुख विशेषताओं में मानक 8-मिलीमीटर कैरियर टेप (7 इंच व्यास के रील पर लपेटा गया) के साथ इसकी संगतता शामिल है, जो इसे स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली लाइनों के लिए पूरी तरह से उपयुक्त बनाती है। यह इन्फ्रारेड और वेपर फेज रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं को सहन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में मानक प्रक्रियाएं हैं। यह श्रृंखला बहुरंगी विन्यास (लाल, हरा, नीला) प्रदान करती है और एक लीड-मुक्त, RoHS-अनुपालन उत्पाद के रूप में निर्मित है, जो पर्यावरणीय विनियमों के अनुरूप होने को सुनिश्चित करती है।
इसके मुख्य लाभ इसके मिनिएचर SMD पैकेज से उत्पन्न होते हैं। इसके परिणामस्वरूप सीधे तौर पर अंतिम उत्पाद का आकार छोटा होता है, सर्किट बोर्ड पर घटकों का घनत्व अधिक होता है, और अंतिम उपकरण के समग्र आकार और वजन में कमी आती है। ये विशेषताएं उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव इंटीरियर और संचार उपकरणों में अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं।
2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
विश्वसनीय सर्किट डिज़ाइन और प्रदर्शन पूर्वानुमान के लिए विद्युत और प्रकाशीय विनिर्देशों की गहन समझ आवश्यक है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुँचा सकती हैं। वे सामान्य संचालन स्थितियों के लिए लागू नहीं होती हैं।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5V। रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF):सभी रंग प्रकारों के लिए 25 mA है।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):चिप के अनुसार भिन्न होता है: लाल (R6) के लिए 60 mA, हरे (GH) और नीले (BH) के लिए 100 mA। यह मान 1/10 ड्यूटी साइकिल, 1 kHz आवृत्ति पर निर्दिष्ट है।
- पावर डिसिपेशन (Pd):लाल (R6) 60 mW, हरा (GH) और नीला (BH) 95 mW है। यह सीमा थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM):लाल (R6) 2000V, हरा (GH) और नीला (BH) 150V है। यह दर्शाता है कि लाल चिप ESD के प्रति अधिक सहनशील है, जबकि हरी और नीली चिपों को अधिक सख्त परिचालन सुरक्षा उपायों की आवश्यकता है।
- कार्य एवं भंडारण तापमान:-40°C से +85°C (कार्य), -40°C से +90°C (भंडारण)।
- सोल्डरिंग तापमान:रीफ्लो सोल्डरिंग अधिकतम 260°C, अधिकतम 10 सेकंड; हैंड सोल्डरिंग अधिकतम 350°C, अधिकतम 3 सेकंड।
2.2 25°C पर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
ये मानक परीक्षण स्थितियों (Ta=25°C, IF=5mA) के तहत मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- ल्यूमिनस तीव्रता (Iv):लाल (R6): 18.0-57.0 mcd; हरा (GH): 28.5-112 mcd; नीला (BH): 11.5-28.5 mcd। हरे मॉडल में सबसे अधिक विशिष्ट आउटपुट होता है।
- व्यूइंग एंगल (2θ1/2):विशिष्ट रूप से 120 डिग्री है। यह चौड़ा व्यूइंग एंगल इंडिकेटर लाइट और बैकलाइट एप्लिकेशन के लिए उपयुक्त है।
- पीक वेवलेंथ (λp):लाल: 632 nm; हरा: 518 nm; नीला: 468 nm।
- डोमिनेंट वेवलेंथ (λd):लाल: 613-627 एनएम; हरा: 520-530 एनएम; नीला: 465-475 एनएम। यह मानव आँख द्वारा अनुभव किया गया रंग है।
- स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (Δλ):लाल: 20 एनएम; हरा: 35 एनएम; नीला: 25 एनएम। यह उत्सर्जित प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):लाल: 1.7-2.2V; हरा और नीला: 2.6-3.0V। लाल एलईडी का कम VFइसके भिन्न अर्धचालक पदार्थ (AlGaInP बनाम InGaN) के कारण है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर मापा गया। लाल: अधिकतम 10 μA; हरा: अधिकतम 50 μA; नीला: अधिकतम 50 μA।
सहनशीलता के बारे में:प्रकाश तीव्रता सहनशीलता ±11%, प्रमुख तरंगदैर्ध्य सहनशीलता ±1nm, अग्र वोल्टेज सहनशीलता ±0.1V है। इन सहनशीलताओं को डिजाइन में ध्यान में रखा जाना चाहिए।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
एलईडी को महत्वपूर्ण मापदंडों के आधार पर बिन किया जाता है, ताकि उत्पादन बैच के भीतर एकरूपता सुनिश्चित हो सके। यह डिजाइनरों को विशिष्ट चमक और विद्युत आवश्यकताओं को पूरा करने वाले उपकरणों का चयन करने में सक्षम बनाता है।
3.1 दीप्ति तीव्रता ग्रेडिंग
प्रत्येक रंग का एक विशिष्ट बिनिंग कोड होता है, जो IF=5mA पर प्रकाश तीव्रता की सीमा को परिभाषित करता है।
- लाल (R6):बिन M (18.0-28.5 mcd), N (28.5-45.0 mcd), P (45.0-57.0 mcd)।
- हरा (GH):ग्रेड N (28.5-45.0 mcd), P (45.0-72.0 mcd), Q (72.0-112 mcd).
- नीला (BH):ग्रेड L (11.5-18.0 mcd), M (18.0-28.5 mcd).
3.2 अग्र वोल्टेज ग्रेडिंग (केवल हरे और नीले रंग के लिए)
हरे (GH) और नीले (BH) एलईडी के लिए, फॉरवर्ड वोल्टेज के आधार पर अतिरिक्त ग्रेडिंग भी की जाती है।
- ग्रेड 1: VF= 2.6 - 2.8V
- गियर 2: VF= 2.8 - 3.0V
यह वोल्टेज ग्रेडिंग उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जो एकसमान धारा खपत या बैटरी जीवन पर ध्यान केंद्रित करते हैं, खासकर जब कई एलईडी समानांतर में जुड़े होते हैं।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
डेटाशीट प्रत्येक एलईडी प्रकार (R6, GH, BH) के लिए विशेषता वक्र प्रदान करती है, जो विभिन्न परिस्थितियों में प्रदर्शन को दर्शाती है।
4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
वक्र धारा और वोल्टेज के बीच एक घातांकीय संबंध दर्शाता है। हरे और नीले एलईडी (लगभग 3.0V) की तुलना में, लाल एलईडी (R6) का निम्न टर्न-ऑन वोल्टेज (लगभग 1.8V) है, जो उनके पदार्थ अंतर के अनुरूप है। यह वक्र करंट-लिमिटिंग सर्किट डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
ग्राफ दर्शाता है कि विशिष्ट कार्य सीमा (लगभग 20mA तक) के भीतर, प्रकाश उत्पादन धारा के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ता है। हालांकि, अनुशंसित निरंतर धारा से अधिक कार्य करने से गर्मी में वृद्धि के कारण दक्षता और आयु कम हो जाती है।
4.3 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम परिवेश तापमान
सभी एलईडी परिवेश तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन में कमी का गुण प्रदर्शित करते हैं। डीरेटिंग प्रभाव महत्वपूर्ण है; जब तापमान अधिकतम कार्य सीमा (+85°C) के करीब पहुंचता है, तो उत्पादन 50% से अधिक गिर सकता है। सुसंगत चमक बनाए रखने के लिए, पीसीबी पर उचित थर्मल डिजाइन आवश्यक है।
4.4 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व
यह महत्वपूर्ण वक्र परिवेशी तापमान के फलन के रूप में अधिकतम अनुमत निरंतर अग्र धारा निर्धारित करता है। विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, जब परिवेशी तापमान 25°C से अधिक हो, तो कार्यकारी धारा को कम करना आवश्यक है।
4.5 स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन
ये ग्राफ़ विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की सापेक्ष तीव्रता दर्शाते हैं। ये शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य की पुष्टि करते हैं और रंग की शुद्धता को प्रभावित करने वाले स्पेक्ट्रमी बैंडविड्थ को दर्शाते हैं।
4.6 रेडिएशन पैटर्न (व्यू एंगल डिस्ट्रीब्यूशन)
ध्रुवीय आरेख प्रकाश तीव्रता के स्थानिक वितरण को दृश्यमान बनाता है, जो 120 डिग्री के दृश्य कोण की पुष्टि करता है। यह वितरण लगभग लैम्बर्टियन प्रकार का है, जिसका अर्थ है कि सामने से देखने पर तीव्रता सबसे अधिक होती है और व्यापक कोणों पर यह कम हो जाती है।
5. मैकेनिकल एंड पैकेजिंग इनफॉर्मेशन
5.1 पैकेज डाइमेंशन
LED को एक कॉम्पैक्ट सरफेस माउंट पैकेज में एनकैप्सुलेट किया गया है, जिसके प्रमुख आयाम (मिमी में) हैं: लंबाई: 2.0 ±0.2, चौड़ाई: 1.4 ±0.2, ऊंचाई: 0.9। कैथोड को पैकेज पर अंकित चिह्न द्वारा पहचाना जाता है। आयाम चित्र में लेंस आकार और पिन स्थिति जैसी प्रमुख विशेषताएं शामिल हैं।
5.2 अनुशंसित पैड लेआउट और ध्रुवीयता पहचान
संदर्भ के लिए एक अनुशंसित PCB पैड लेआउट प्रदान किया गया है: पैड चौड़ाई: 0.8mm, पैड लंबाई: 1.35mm, पैड अंतर: 0.35mm। डिजाइनरों को अपनी विशिष्ट असेंबली प्रक्रिया और थर्मल आवश्यकताओं के आधार पर इसे संशोधित करने की सलाह दी जाती है। रिवर्स बायस इंस्टॉलेशन को रोकने के लिए एनोड और कैथोड पैड की स्पष्ट पहचान महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
दीर्घकालिक विश्वसनीयता और LED एपॉक्सी लेंस या सेमीकंडक्टर चिप को क्षति से बचाने के लिए सोल्डरिंग विनिर्देशों का पालन करना महत्वपूर्ण है।
- रिफ्लो सोल्डरिंग:अधिकतम पीक तापमान 260°C, अवधि 10 सेकंड से अधिक नहीं। मानक लीड-फ्री रिफ्लो प्रोफ़ाइल लागू होती है।
- हैंड सोल्डरिंग:यदि आवश्यक हो, सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से अधिक नहीं होना चाहिए, प्रत्येक पिन के साथ संपर्क का समय 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। यदि संभव हो, हीट सिंक का उपयोग करें।
- भंडारण:घटकों को नमी-रोधी बैग में पैक किया गया है। एक बार खोलने के बाद, उन्हें निर्दिष्ट समय के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए, या यदि पर्यावरणीय आर्द्रता के संपर्क में आते हैं, तो रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए IPC मानकों के अनुसार बेक किया जाना चाहिए।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
उत्पाद 8 मिमी चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किया जाता है, जो 7 इंच व्यास के रील पर लपेटा जाता है और स्वचालित असेंबली उपकरण के साथ संगत है। रील का मानक आकार है: रील बाहरी व्यास: 180.0 मिमी, रील चौड़ाई: 12.4 मिमी, केंद्रीय छेद व्यास: 44.0 मिमी।
रील लेबल में ट्रेसबिलिटी और पहचान के लिए आवश्यक जानकारी शामिल होती है, जिसमें पार्ट नंबर, मात्रा, ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेड (CAT), क्रोमैटिसिटी/वेवलेंथ ग्रेड (HUE), फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (REF) और बैच नंबर जैसे फ़ील्ड शामिल हैं। विशिष्ट पार्ट नंबर 19-237/R6GHBHC-A04/2T एक कोडिंग सिस्टम का पालन करता है जो सीरीज़, कलर कॉम्बिनेशन (R6=लाल, GH=हरा, BH=नीला) और संभावित बिनिंग या वेरिएंट कोड को दर्शाता है।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- बैकलाइटिंग:ऑटोमोटिव डैशबोर्ड, औद्योगिक नियंत्रण उपकरण और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में स्विच, प्रतीकों और छोटे एलसीडी पैनलों की बैकलाइटिंग के लिए आदर्श।
- स्टेटस इंडिकेटर:यह दूरसंचार उपकरणों (टेलीफोन, फैक्स मशीन, राउटर), कंप्यूटर परिधीय उपकरणों और चिकित्सा उपकरणों में बिजली आपूर्ति, कनेक्टिविटी और कार्यात्मक स्थिति संकेतन के लिए उपयुक्त है।
- सामान्य प्रकाश व्यवस्था:किसी भी ऐसे अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त है जिसमें छोटे, विश्वसनीय, कम बिजली खपत वाले रंगीन प्रकाश स्रोत की आवश्यकता हो।
8.2 डिज़ाइन विचार एवं सावधानियाँ
- करंट लिमिटिंग:हमेशा श्रृंखला में करंट-सीमित प्रतिरोधक या निरंतर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें। बिजली आपूर्ति वोल्टेज, LED के फॉरवर्ड वोल्टेज (सुरक्षित डिज़ाइन के लिए अधिकतम VF) और आवश्यक फॉरवर्ड करंट (उदाहरण के लिए, 5-20mA) के आधार पर प्रतिरोधक मान की गणना करें।
- थर्मल प्रबंधन:कम बिजली की खपत के बावजूद, विशेष रूप से उच्च धारा या उच्च परिवेशी तापमान पर, ताप अपव्यय पर विचार करना आवश्यक है। सुनिश्चित करें कि एलईडी के ताप अपव्यय पैड (यदि उपलब्ध हो) या पिन से जुड़ने के लिए पीसीबी पर पर्याप्त तांबे का क्षेत्रफल है।
- ईएसडी सुरक्षा:पीसीबी इनपुट लाइनों पर ईएसडी सुरक्षा उपाय लागू करें, और विशेष रूप से कम ईएसडी रेटिंग वाले हरे और नीले मॉडल के लिए, असेंबली प्रक्रिया के दौरान उचित हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करें।
- प्रकाशीय डिजाइन:120 डिग्री का चौड़ा दृश्य कोण अच्छी ऑफ-एक्सिस दृश्यता प्रदान करता है। केंद्रित प्रकाश के लिए, बाहरी लेंस या लाइट गाइड की आवश्यकता हो सकती है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
19-237 श्रृंखला अपने अत्यंत कॉम्पैक्ट आकार (2.0x1.4mm), मानकीकृत चौड़े दृश्य कोण पैकेज और एक ही उत्पाद श्रृंखला में तीन प्राथमिक रंगों के संयोजन की पेशकश के कारण अलग दिखती है। यह बड़े एसएमडी एलईडी या थ्रू-होल एलईडी की तुलना में श्रेष्ठ स्थान बचत प्रदान करती है। ल्यूमिनस तीव्रता और फॉरवर्ड वोल्टेज (हरे/नीले के लिए) के लिए विस्तृत बिनिंग डेटा प्रदान करना, डिजाइनरों को अपने अंतिम उत्पाद में रंग स्थिरता और विद्युत प्रदर्शन पर बेहतर नियंत्रण देता है, जो एक समान रूप या सटीक बिजली प्रबंधन वाले अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण लाभ है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
Q1: क्या मैं इस एलईडी को लगातार 25mA पर चला सकता हूँ?
A1: हालांकि पूर्ण अधिकतम रेटिंग 25mA है, इस करंट पर निरंतर संचालन से अधिकतम ताप उत्पन्न होगा और जीवनकाल कम हो सकता है। इष्टतम विश्वसनीयता और दक्षता के लिए, डेटाशीट में उपयोग किए गए विशिष्ट संचालन करंट 5-20mA के अनुसार डिज़ाइन करें, और उच्च तापमान पर फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व का संदर्भ लें।
Q2: लाल LED की ESD रेटिंग हरी और नीली LED से अलग क्यों है?
A2: विभिन्न अर्धचालक सामग्रियों (लाल के लिए AlGaInP, हरे/नीले के लिए InGaN) में स्थैतिक विद्युत निर्वहन के प्रति संवेदनशीलता का स्वाभाविक अंतर होता है। InGaN आधारित चिप्स आमतौर पर अधिक संवेदनशील होते हैं, इसलिए उन्हें अधिक सख्त संचालन की आवश्यकता होती है (150V HBM बनाम 2000V HBM)।
Q3: ऑर्डर करते समय ग्रेड कोड की व्याख्या कैसे करें?
A3: Specify the required luminous intensity bin (e.g., "GH in Bin Q" indicates the brightest green). For green/blue, also specify the forward voltage bin (e.g., "BH in Bin M, VF"Bin 1")। यह सुनिश्चित करता है कि आपको प्राप्त एलईडी का प्रदर्शन निर्दिष्ट संकीर्ण सीमा के भीतर हो।
Q4: शिखर तरंगदैर्ध्य और प्रमुख तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?
A4: शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाश शक्ति अधिकतम होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) वह एकवर्णी प्रकाश की तरंगदैर्ध्य है जो LED के अनुभव किए गए रंग से मेल खाती है। λdरंग विनिर्देशन के लिए अधिक प्रासंगिक है।
11. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक पोर्टेबल चिकित्सा उपकरण के लिए बहु-स्थिति संकेतक पैनल डिज़ाइन करना।
पैनल को लाल (त्रुटि), हरा (तैयार) और नीला (सक्रिय) संकेतकों की आवश्यकता है। 19-237 श्रृंखला को इसके छोटे आकार के कारण चुना गया, जो तीन LEDs को एक सघन स्थान में स्थापित करने की अनुमति देता है। डिज़ाइनरों ने चुना:
- R6, ग्रेड N, एक समान मध्यम चमक वाला लाल प्राप्त करने के लिए।
- GH, ग्रेड P, VFस्टेज 1, उच्च चमक और कम वोल्टेज ड्रॉप वाला हरा रंग प्राप्त करने के लिए, ताकि बिजली सीमा से मेल खाए।
- BH, स्टेज M, VFस्टेज 1, नीले रंग के लिए।
एकल 3.3V पावर रेल का उपयोग करें। प्रत्येक रंग के लिए अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना करें: लाल LED के लिए छोटा रेसिस्टर (कम VF), हरे और नीले LED के लिए बड़ा और समान रेसिस्टर (समान VF)। PCB लेआउट में गर्मी अपव्यय में सहायता के लिए प्रत्येक कैथोड पिन से जुड़े छोटे थर्मल पैड शामिल हैं। ESD सुरक्षा डायोड LED ड्राइवरों की ओर जाने वाली सिग्नल लाइनों पर रखे गए हैं।
12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
इन LED में प्रकाश उत्सर्जन सेमीकंडक्टर सामग्री में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस पर आधारित है। जब p-n जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं। उनका पुनर्संयोजन फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है। प्रकाश का रंग सेमीकंडक्टर सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित होता है:
- लाल (R6):AlGaInP (एल्युमिनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड) कंपाउंड सेमीकंडक्टर का उपयोग करता है, जिसकी बैंडगैप लाल/नारंगी प्रकाश से मेल खाती है।
- हरा और नीला (GH, BH):InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) का उपयोग करके, हरे और नीले प्रकाश प्राप्त करने के लिए बैंडगैप को समायोजित करने हेतु इंडियम/गैलियम के विभिन्न अनुपातों का उपयोग किया जाता है। InGaN का उपयोग करके कुशल नीली और हरी प्रकाश उत्सर्जन प्राप्त करना एक प्रमुख तकनीकी प्रगति है।
13. उद्योग रुझान एवं विकास
19-237 श्रृंखला जैसे SMD LED बाजार को सभी इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्रों में लघुकरण, उच्च ऊर्जा दक्षता और उच्च विश्वसनीयता की मांग द्वारा निरंतर प्रेरित किया जा रहा है। रुझानों में शामिल हैं:
- दक्षता वृद्धि:सामग्री विज्ञान और एपिटैक्सियल वृद्धि में निरंतर सुधार उच्च दीप्तिमान दक्षता (प्रति वाट विद्युत ऊर्जा पर अधिक प्रकाश उत्पादन) लाते हैं।
- रंग स्थिरता में सुधार:अधिक सख्त बिनिंग सहनशीलता और उन्नत विनिर्माण नियंत्रण उत्पादन बैचों के भीतर और बीच बेहतर रंग एकरूपता सुनिश्चित करते हैं।
- विश्वसनीयता वृद्धि:एनकैप्सुलेशन सामग्री (एपॉक्सी रेजिन, सिलिकॉन) और चिप अटैचमेंट तकनीक में सुधार ने लंबी सेवा जीवन और उच्च तापमान एवं उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में बेहतर प्रदर्शन प्रदान किया है।
- एकीकरण:पूर्ण रंग अनुप्रयोगों के लिए एकल पैकेज में कई एलईडी चिप्स (आरजीबी, आरजीबीडब्ल्यू) को एकीकृत करने की प्रवृत्ति, हालांकि 19-237 जैसे अलग-अलग घटक किफायती मोनोक्रोम समाधानों के लिए अभी भी महत्वपूर्ण हैं।
LED विनिर्देशन शब्दावली विस्तृत व्याख्या
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह; जितना अधिक होगा, उतनी ही अधिक ऊर्जा दक्षता होगी। | सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (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 स्रोत पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| दृश्य कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जब प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश के रंग की गर्माहट या ठंडक, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा दर्शाता है। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रकाश स्रोत द्वारा पुन: प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 बेहतर है। | रंग की वास्तविकता को प्रभावित करता है, मॉल, आर्ट गैलरी आदि उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| कलर टॉलरेंस (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | Ensures no color variation among luminaires from the same batch. |
| Dominant Wavelength | nm (nanometer), e.g., 620nm (red) | The wavelength value corresponding to the color of a colored LED. | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेदन (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता है। | रंग प्रस्तुति एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
2. विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई एलईडी को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | वह करंट मान जो एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक है। | आमतौर पर कॉन्स्टेंट करंट ड्राइव का उपयोग किया जाता है, करंट चमक और आयु निर्धारित करता है। |
| अधिकतम पल्स करंट (Pulse Current) | Ifp | अल्प समय में सहन करने योग्य चरम धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोगी। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| Reverse Voltage | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकना आवश्यक है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी प्रवाह के प्रतिरोध को दर्शाता है, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल रेजिस्टेंस के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से लुमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| लुमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | LED की "उपयोगी आयु" 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। |
| रंग परिवर्तन (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम दीर्घवृत्त | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| तापीय अवक्षय (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता का कारण बन सकता है। |
4. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएं और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC गर्मी प्रतिरोधी अच्छा, लागत कम; सिरेमिक ताप अपव्यय उत्कृष्ट, जीवनकाल लंबा। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप चिप ताप अपव्यय बेहतर, प्रकाश दक्षता अधिक, उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | ब्लू LED चिप पर लगाया जाता है, जो प्रकाश के एक भाग को पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित करता है और सफेद प्रकाश बनाने के लिए मिलाया जाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, कलर टेम्परेचर और कलर रेंडरिंग इंडेक्स को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | फ्लैट, माइक्रो-लेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| लुमेन आउटपुट ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करना कि उत्पादों के एक ही बैच की चमक एक समान हो। |
| वोल्टेज वर्गीकरण | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत मिलान की सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग भिन्नता ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करना, एक ही ल्यूमिनेयर के भीतर रंग असमानता से बचना। |
| कलर टेम्परेचर ग्रेडिंग | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करना। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | इल्युमिनेटिंग इंजीनियरिंग सोसाइटी मानक | प्रकाशिक, विद्युत और ऊष्मा परीक्षण विधियों को शामिल करता है। | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | यह सुनिश्चित करना कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्त। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सामान्यतः सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |