सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य विशेषताएं एवं लाभ
- 1.2 लक्षित अनुप्रयोग एवं बाजार
- 2. तकनीकी मापदंड एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत एवं प्रकाशिक विशेषताएँ (25°C पर विशिष्ट मान)
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
- 5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 पिन कनेक्शन और पोलैरिटी
- 5.3 अनुशंसित पैड पैटर्न
- 6. सोल्डरिंग एवं असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 SMT सोल्डरिंग निर्देश
- 6.2 नमी संवेदनशीलता एवं भंडारण
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 7.1 पैकेजिंग विनिर्देश
- 7.2 पार्ट नंबर और संस्करण
- 8. एप्लीकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार
- 8.1 टाइपिकल एप्लिकेशन सर्किट
- 8.2 डिज़ाइन विचार
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
- 13. उद्योग रुझान और विकास
1. उत्पाद अवलोकन
LTS-4817CKS-P एक उच्च-प्रदर्शन, सरफेस-माउंटेड, सिंगल-डिजिट 7-सेगमेंट डिस्प्ले मॉड्यूल है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिन्हें एक छोटे फुटप्रिंट के भीतर स्पष्ट, चमकीले डिजिटल रीडआउट की आवश्यकता होती है। यह डिवाइस उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) LED चिप तकनीक का उपयोग करता है, जो GaAs सब्सट्रेट पर विकसित की गई है और अपनी उच्च दक्षता और उत्कृष्ट रंग शुद्धता, विशेष रूप से पीले स्पेक्ट्रम में, के लिए जानी जाती है। यह डिस्प्ले ग्रे फेस प्लेट और व्हाइट सेगमेंट के डिज़ाइन के साथ आता है, जो इष्टतम पठनीयता के लिए उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है। इसे कॉमन एनोड डिवाइस के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है, जो मल्टी-डिजिट डिस्प्ले अनुप्रयोगों में ड्राइवर सर्किट्री को सरल बनाने के लिए एक मानक विन्यास है, और इसमें एक दाईं ओर दशमलव बिंदु शामिल है।
1.1 मुख्य विशेषताएं एवं लाभ
- कॉम्पैक्ट आकार:0.39 इंच (10.0 मिमी) का वर्ण ऊंचाई, सीमित स्थान वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त।
- उत्कृष्ट ऑप्टिकल प्रदर्शन:उच्च चमक और उच्च कंट्रास्ट प्रदान करता है, यह सुनिश्चित करता है कि उज्ज्वल प्रकाश वाले वातावरण में भी वर्णों का उत्कृष्ट प्रदर्शन हो।
- व्यापक दृष्टिकोण:दृष्टि की एक विस्तृत श्रृंखला से सुसंगत दृश्यता प्रदान करता है।
- कम बिजली की खपत:ऊर्जा-बचत संचालन के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया, प्रत्येक सेगमेंट की विशिष्ट फॉरवर्ड करंट 20mA है।
- समान सेगमेंट कोड प्रकाश:निरंतर, समान सेगमेंट कोड एक साफ और पेशेवर दिखने वाली डिजिटल डिस्प्ले सुनिश्चित करते हैं।
- उच्च विश्वसनीयता:ठोस-राज्य संरचना लंबी सेवा जीवन प्रदान करती है और आघात और कंपन का प्रतिरोध करती है।
- गुणवत्ता आश्वासन:उपकरणों को उनकी चमक तीव्रता के आधार पर श्रेणीबद्ध किया जाता है, जिससे विभिन्न उत्पादन बैचों के बीच चमक स्तर सुसंगत सुनिश्चित होता है।
- पर्यावरण अनुपालन:लीड-फ्री डिज़ाइन में पैकेज्ड, RoHS (Restriction of Hazardous Substances) निर्देश का अनुपालन करता है।
1.2 लक्षित अनुप्रयोग एवं बाजार
यह डिजिटल ट्यूब उन सभी प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए आदर्श है जिन्हें संख्यात्मक संकेतक की आवश्यकता होती है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में औद्योगिक उपकरण (जैसे पैनल मीटर, टाइमर, काउंटर), उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स (जैसे माइक्रोवेव ओवन, वॉशिंग मशीन, ऑडियो उपकरण), ऑटोमोटिव डैशबोर्ड (सहायक प्रदर्शन के लिए), चिकित्सा उपकरण और परीक्षण एवं मापन उपकरण शामिल हैं। इसकी SMD (सरफेस माउंट डिवाइस) पैकेजिंग इसे स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए अत्यंत उपयुक्त बनाती है, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन की लागत कम होती है और विश्वसनीयता बढ़ती है।
2. तकनीकी मापदंड एवं वस्तुनिष्ठ व्याख्या
यह खंड डेटाशीट के आधार पर, डिवाइस के विद्युत और प्रकाशीय विनिर्देशों का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। सामान्य उपयोग के दौरान इन सीमाओं तक पहुंचने या उनके निकट जाने की अनुशंसा नहीं की जाती है।
- प्रति सेगमेंट पावर खपत:70 mW। यह एकल LED सेगमेंट द्वारा सुरक्षित रूप से ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम शक्ति है।
- प्रति सेगमेंट पीक फॉरवर्ड करंट:60 mA (1/10 ड्यूटी साइकल, 0.1 ms पल्स चौड़ाई पर)। यह रेटिंग केवल पल्स ऑपरेशन के लिए लागू होती है, न कि निरंतर DC ड्राइव के लिए।
- प्रति सेगमेंट निरंतर फॉरवर्ड करंट:25°C पर 25 mA। जब परिवेश का तापमान 25°C से अधिक होता है, तो यह करंट 0.28 mA/°C की दर से रैखिक रूप से कम होता है। उदाहरण के लिए, 85°C पर, अधिकतम अनुमत निरंतर करंट लगभग होता है: 25 mA - (0.28 mA/°C * (85°C - 25°C)) = 8.2 mA।
- ऑपरेटिंग और स्टोरेज तापमान सीमा:-35°C से +105°C। यह उपकरण औद्योगिक तापमान सीमा के लिए उपयुक्त है।
- सोल्डरिंग तापमान:माउंटिंग सतह से 1/16 इंच (लगभग 1.6 मिमी) नीचे 260°C को 3 सेकंड तक सहन कर सकता है, जो लीड-फ्री रीफ्लो प्रक्रिया मानकों के अनुरूप है।
2.2 विद्युत एवं प्रकाशिक विशेषताएँ (25°C पर विशिष्ट मान)
ये पैरामीटर उपकरण के सामान्य कार्यशील परिस्थितियों में प्रदर्शन का वर्णन करते हैं।
- प्रकाश उत्सर्जन तीव्रता (IV):प्रकाश उत्पादन धारा पर निर्भर करता है। 1mA की कम धारा पर, विशिष्ट तीव्रता 650 µcd (माइक्रोकैंडेला) होती है। 10mA की मानक परीक्षण धारा पर, तीव्रता काफी बढ़कर 8450 µcd हो जाती है। डिजाइनरों को आवश्यक चमक और शक्ति बजट के आधार पर चालन धारा का चयन करना चाहिए।
- अग्र वोल्टेज (VF):IF=20mA पर, विशिष्ट मान 2.6V है। यह पैरामीटर करंट-सीमित सर्किट डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है। न्यूनतम मान 2.05V है, जो दर्शाता है कि व्यक्तिगत LED के बीच कुछ भिन्नता होती है।
- शिखर/प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λp/λd):588 nm (शिखर) और 587 nm (प्रमुख तरंगदैर्ध्य)। इससे पुष्टि होती है कि उत्सर्जित प्रकाश दृश्य स्पेक्ट्रम के पीले क्षेत्र में स्थित है।
- स्पेक्ट्रल रेखा अर्ध-चौड़ाई (Δλ):15 nm. यह संकीर्ण बैंडविड्थ AlInGaP तकनीक की विशेषता है, जो शुद्ध रंग उपस्थिति प्राप्त करने में सहायता करती है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=5V पर, अधिकतम 100 µA. यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है; निरंतर रिवर्स बायस लगाना सामान्य संचालन स्थिति नहीं है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी मिलान अनुपात:एक ही डिवाइस के भीतर प्रत्येक सेगमेंट के लिए अधिकतम 2:1। इसका मतलब है कि सबसे मंद सेगमेंट की चमक कम से कम सबसे चमकीले सेगमेंट की आधी होनी चाहिए, जिससे एक समान उपस्थिति सुनिश्चित होती है।
- क्रॉसटॉक:≤ 2.5%। यह सटे हुए गैर-प्रकाशित सेगमेंट्स से अधिकतम अनपेक्षित लाइट लीकेज को निर्दिष्ट करता है, जो डिस्प्ले क्लैरिटी के लिए महत्वपूर्ण है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
डेटाशीट इंगित करती है कि डिवाइस "ल्यूमिनस इंटेंसिटी के अनुसार ग्रेडेड" है। इसका अर्थ है एक ग्रेडिंग प्रक्रिया, जहां एलईडी का निर्माण के बाद एक निर्दिष्ट परीक्षण धारा (संभवतः 10mA या 20mA) पर मापे गए प्रकाश उत्पादन (µcd में) के आधार पर वर्गीकरण किया जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि ग्राहक को समान चमक स्तर वाले घटक प्राप्त हों। हालांकि यह दस्तावेज़ विशिष्ट ग्रेडिंग कोड का विस्तार से वर्णन नहीं करता, डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग में, विशेष रूप से कई 7-सेगमेंट डिस्प्ले को साथ-साथ उपयोग करते समय, स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए उपलब्ध तीव्रता ग्रेड के बारे में निर्माता से परामर्श करना चाहिए।
4. परफॉर्मेंस कर्व विश्लेषण
डेटाशीट में "विशिष्ट विद्युत/ऑप्टिकल विशेषता वक्र" का उल्लेख है। हालांकि पाठ में विशिष्ट चार्ट प्रदान नहीं किए गए हैं, लेकिन इस प्रकार के उपकरणों के मानक वक्रों में आम तौर पर शामिल हैं:
- I-V (करंट-वोल्टेज) वक्र:यह फॉरवर्ड वोल्टेज और फॉरवर्ड करंट के बीच संबंध दर्शाता है। यह गैर-रैखिक है; एक बार फॉरवर्ड वोल्टेज डायोड के थ्रेशोल्ड (AlInGaP के लिए लगभग 2V) से अधिक हो जाता है, तो करंट तेजी से बढ़ता है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट:यह वक्र आमतौर पर एक विस्तृत श्रेणी में रैखिक होता है। थर्मल संतृप्ति बिंदु तक पहुंचने तक तीव्रता करंट के समानुपाती बढ़ती है।
- ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम परिवेश तापमान:यह दर्शाता है कि कैसे प्रकाश उत्पादन जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम होता है। AlInGaP LED एक नकारात्मक तापमान गुणांक प्रदर्शित करते हैं, जिसका अर्थ है कि चमक तापमान बढ़ने के साथ घटती है।
- स्पेक्ट्रम वितरण:587-588 nm पर केंद्रित, निर्दिष्ट 15 nm अर्ध-चौड़ाई के साथ, तरंगदैर्ध्य में सापेक्ष प्रकाश उत्पादन दिखाने वाला ग्राफ।
डिजाइनरों को इन वक्रों का उपयोग ड्राइविंग स्थितियों को अनुकूलित करने, थर्मल प्रभावों को समझने और विभिन्न कार्य वातावरणों में प्रदर्शन की भविष्यवाणी करने के लिए करना चाहिए।
5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
5.1 Package Dimensions
यह डिवाइस एक सरफेस माउंट पैकेज में आता है। डेटाशीट में प्रमुख आयामी विवरण शामिल हैं: सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, सामान्य सहनशीलता ±0.25 मिलीमीटर है। डिस्प्ले पैनल के लिए विशिष्ट गुणवत्ता नियंत्रण आवश्यकताएं हैं: सेगमेंट पर विदेशी पदार्थ ≤10 मिल, सतह स्याही प्रदूषण ≤20 मिल, सेगमेंट के अंदर बुलबुले ≤10 मिल, रिफ्लेक्टर बेंडिंग ≤ इसकी लंबाई का 1%। प्लास्टिक पिन बर्स अधिकतम 0.14 मिलीमीटर तक सीमित हैं। ये विनिर्देश भौतिक उपस्थिति की एकरूपता और विश्वसनीय स्थापना सुनिश्चित करते हैं।
5.2 पिन कनेक्शन और पोलैरिटी
आंतरिक सर्किट डायग्राम और पिन कनेक्शन टेबल से पता चलता है कि 7-सेगमेंट डिस्प्ले और दशमलव बिंदु कॉमन एनोड कॉन्फ़िगरेशन में हैं। दो कॉमन एनोड पिन (पिन 3 और 8) आंतरिक रूप से जुड़े हुए हैं। सेगमेंट ए से जी और दशमलव बिंदु (डीपी) के कैथोड अलग-अलग पिन (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10) पर स्थित हैं। पिन 5 को दाईं ओर के दशमलव बिंदु के कैथोड के रूप में पहचाना गया है। सर्किट डिज़ाइन में एलईडी को रिवर्स बायस से बचाने के लिए सही पोलरिटी की पहचान महत्वपूर्ण है।
5.3 अनुशंसित पैड पैटर्न
पीसीबी (प्रिंटेड सर्किट बोर्ड) डिज़ाइन के मार्गदर्शन के लिए पैड पैटर्न डायग्राम प्रदान किया गया है। रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ प्राप्त करने और कनेक्शन की यांत्रिक अखंडता बनाए रखने के लिए इस अनुशंसित पैटर्न (उचित पैड आकार, रिक्ति और थर्मल रिलीफ डिज़ाइन सहित) का पालन करना महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग एवं असेंबली दिशानिर्देश
6.1 SMT सोल्डरिंग निर्देश
यह उपकरण रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए डिज़ाइन किया गया है। महत्वपूर्ण निर्देशों में शामिल हैं:
- रीफ्लो प्रोफाइल:अधिकतम पीक तापमान 260°C है। प्रीहीट चरण 120-150°C, अधिकतम 120 सेकंड तक का सुझाव दिया जाता है।
- प्रक्रिया प्रतिबंध:रिफ्लो प्रक्रिया चक्रों की संख्या दो से कम होनी चाहिए। यदि दूसरी बार सोल्डरिंग की आवश्यकता हो (उदाहरण के लिए, डबल-साइडेड बोर्ड के लिए), तो पहली और दूसरी सोल्डरिंग प्रक्रिया के बीच सामान्य परिवेश तापमान तक पूरी तरह से ठंडा होना चाहिए।
- हैंड सोल्डरिंग:यदि सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाता है, तो आयरन टिप का तापमान 300°C से अधिक नहीं होना चाहिए और संपर्क का समय अधिकतम 3 सेकंड तक सीमित होना चाहिए।
इन दिशानिर्देशों का पालन करने से LED चिप, प्लास्टिक एनकैप्सुलेशन और आंतरिक वायर बॉन्डिंग को थर्मल क्षति से बचाया जा सकता है।
6.2 नमी संवेदनशीलता एवं भंडारण
SMD डिजिटल ट्यूब को नमी-रोधी पैकेजिंग में परिवहन किया जाता है। इसे 30°C या उससे कम तापमान और 60% या उससे कम सापेक्ष आर्द्रता (RH) की स्थिति में संग्रहित किया जाना चाहिए। एक बार सीलबंद बैग खुल जाने पर, घटक वायुमंडल से नमी अवशोषित करना शुरू कर देते हैं। यदि भागों का तुरंत उपयोग नहीं किया जाता है और उन्हें नियंत्रित शुष्क वातावरण (जैसे ड्राय कैबिनेट) में संग्रहित नहीं किया जाता है, तो रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले उन्हें बेक किया जाना चाहिए, ताकि उच्च तापमान रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान जल वाष्प के तेजी से विस्तार के कारण "पॉपकॉर्न" प्रभाव या परतों के अलग होने को रोका जा सके। स्पेसिफिकेशन शीट विशिष्ट बेकिंग शर्तें प्रदान करती है: रील पर लगे भागों को 60°C पर ≥48 घंटे तक बेक करें, या बल्क भागों को 100°C पर ≥4 घंटे/125°C पर ≥2 घंटे तक बेक करें। बेकिंग केवल एक बार की जा सकती है।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
7.1 पैकेजिंग विनिर्देश
यह उपकरण स्वचालित प्लेसमेंट मशीनों के लिए उपयुक्त, रील पर लपेटी गई एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति किया जाता है।
- रील आयाम:मानक 13 इंच और 22 इंच रील आकार दर्शाए गए हैं।
- कैरियर टेप:आयाम प्रदान किए गए हैं और यह EIA-481-C मानक के अनुरूप है। कैरियर टेप की मोटाई 0.40 ±0.05 मिमी है।
- पैकेजिंग मात्रा:13 इंच के रील में 800 टुकड़े होते हैं। 22 इंच के रील में 45.5 मीटर लंबी कैरियर टेप होती है। शेष बैचों की न्यूनतम पैकेजिंग मात्रा 200 टुकड़े है।
- लीडर टेप और ट्रेलर टेप:मशीन लोडिंग में सुविधा के लिए कैरियर टेप में लीडर टेप (न्यूनतम 400 मिमी) और ट्रेलर टेप (न्यूनतम 40 मिमी) शामिल होते हैं।
7.2 पार्ट नंबर और संस्करण
मूल भाग संख्या LTS-4817CKS-P है। "-P" प्रत्यय किसी विशिष्ट प्रकार या पैकेजिंग को इंगित कर सकता है। स्पेसिफिकेशन शीट का अपना संशोधन इतिहास है (संशोधन A, प्रभावी तिथि 11 जनवरी, 2020), डिजाइनरों को हमेशा नवीनतम संशोधन का उपयोग करना चाहिए ताकि नवीनतम विनिर्देश सुनिश्चित हो सके।
8. एप्लीकेशन नोट्स और डिज़ाइन विचार
8.1 टाइपिकल एप्लिकेशन सर्किट
LTS-4817CKS-P जैसे कॉमन एनोड सेवन-सेगमेंट डिस्प्ले के लिए, एनोड (पिन 3 और 8) पॉजिटिव सप्लाई वोल्टेज (VCC) से जुड़े होते हैं।). प्रत्येक कैथोड पिन (सेगमेंट A-G और DP के अनुरूप) एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर से जुड़ा होता है, और फिर ड्राइवर IC (जैसे, डिकोडर/ड्राइवर या माइक्रोकंट्रोलर GPIO पिन) के आउटपुट से जुड़ता है। ड्राइवर सेगमेंट को चमकाने के लिए ग्राउंड में करंट सिंक करता है। करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (RLIMIT) का मान ओम के नियम का उपयोग करके गणना की जाती है: RLIMIT= (VCC) से जुड़े होते हैं।- VF) / IF, जहाँ VFLED का फॉरवर्ड वोल्टेज है (टाइपिकल वैल्यू 2.6V का उपयोग करें), IFआवश्यक फॉरवर्ड करंट है (उदाहरण के लिए, 10mA या 20mA)।
8.2 डिज़ाइन विचार
- करंट ड्राइव:वोल्टेज स्रोत से एलईडी को सीधे कनेक्ट न करें बिना करंट लिमिटिंग तंत्र (प्रतिरोधक या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर) के, ताकि थर्मल रनवे और क्षति से बचा जा सके।
- मल्टीप्लेक्सिंग:मल्टी-डिजिट डिस्प्ले के लिए, कम ड्राइव पिन के साथ कई सेगमेंट को नियंत्रित करने के लिए आमतौर पर मल्टीप्लेक्सिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है। इसमें प्रत्येक डिस्प्ले के कॉमन एनोड को तेजी से चक्रित करके पावर देना शामिल है। LTS-4817CKS-P का पीक करंट रेटिंग (60mA पल्स) आवश्यक औसत चमक प्राप्त करने के लिए मल्टीप्लेक्सिंग के दौरान उच्च तात्कालिक करंट के उपयोग की अनुमति देता है।
- थर्मल मैनेजमेंट:हालांकि डिवाइस का अपना बिजली खपत कम है, लेकिन पीसीबी लेआउट में थर्मल प्रबंधन पर विचार किया जाना चाहिए, खासकर जब उच्च करंट या उच्च परिवेशी तापमान पर संचालित किया जा रहा हो। पैड के आसपास पर्याप्त तांबे का क्षेत्र मददगार होगा।
- ईएसडी सुरक्षा:एलईडी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील है। असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ईएसडी हैंडलिंग सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
LTS-4817CKS-P AlInGaP तकनीक का उपयोग करके पीला प्रकाश उत्सर्जन प्राप्त करने के कारण अलग है। GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में, AlInGaP काफी उच्च दीप्ति दक्षता प्रदान करता है, जिससे समान ड्राइव करंट पर चमकदार आउटपुट, बेहतर तापमान स्थिरता और बेहतर रंग शुद्धता (संकीर्ण वर्णक्रमीय चौड़ाई) प्राप्त होती है। इसका SMD पैकेजिंग और 0.39 इंच का अंक ऊंचाई इसे अन्य SMD डिजिटल डिस्प्ले की तुलना में एक लाभ देता है, जो पठनीयता और सर्किट बोर्ड स्थान की बचत के बीच संतुलन बनाता है। तीव्रता ग्रेडिंग को शामिल करना, उन अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण गुणवत्ता विभेदक कारक है जिन्हें एक समान उपस्थिति की आवश्यकता होती है।
10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
Q1: शिखर तरंगदैर्ध्य (λp) और प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd) में क्या अंतर है?
A1: शिखर तरंगदैर्ध्य वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की तीव्रता अधिकतम होती है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य वह मोनोक्रोमैटिक प्रकाश तरंगदैर्ध्य है जो LED के आउटपुट की अनुभूत रंग से मेल खाती है। इस तरह के संकीर्ण स्पेक्ट्रम LED के लिए, वे बहुत करीब होते हैं (587nm बनाम 588nm)।
Q2: क्या मैं इस LED को 25mA पर लगातार चला सकता हूँ?
A2: हाँ, लेकिन केवल तभी जब परिवेश का तापमान (Ta) 25°C या उससे कम हो। उच्च परिवेश तापमान पर, अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक होने और विश्वसनीयता कम होने से बचने के लिए, आपको निर्दिष्ट 0.28 mA/°C डीरेटिंग फैक्टर के अनुसार करंट कम करना होगा।
Q3: चूंकि मुझे रिवर्स ऑपरेशन नहीं करना चाहिए, तो रिवर्स करंट टेस्ट महत्वपूर्ण क्यों है?
A3: IRयह परीक्षण एक गुणवत्ता नियंत्रण उपाय है। उच्च रिवर्स लीकेज करंट LED चिप के PN जंक्शन में दोष का संकेत दे सकता है।
Q4: मेरी असेंबली प्रक्रिया को दो बार रिफ्लो सोल्डरिंग की आवश्यकता है। क्या यह अनुमति है?
A4: अनुमति है, लेकिन अधिकतम दो बार तक सख्ती से सीमित। आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि पहले और दूसरे रीफ्लो चक्र के बीच सर्किट बोर्ड और घटक पूरी तरह से कमरे के तापमान तक ठंडे हो जाएं।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
परिदृश्य: एक साधारण डिजिटल टाइमर डिस्प्ले डिजाइन करना।
एक डिज़ाइनर 2-अंकीय 7-सेगमेंट डिस्प्ले वाला एक उलटी गिनती टाइमर बना रहा है जो मिनट और सेकंड दिखाता है। वे दो LTS-4817CKS-P डिवाइस का उपयोग करेंगे। प्रत्येक डिस्प्ले का कॉमन एनोड माइक्रोकंट्रोलर के एक अलग GPIO पिन से जुड़ा होगा जिसे आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। 14 कैथोड पिन (प्रत्येक डिस्प्ले के 7 सेगमेंट + DP) दोनों डिस्प्ले के बीच एक साथ जुड़े होंगे (यानी, सभी 'A' सेगमेंट कैथोड जुड़े हुए, सभी 'B' सेगमेंट कैथोड जुड़े हुए, आदि), प्रत्येक एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर से जुड़ा होगा, और फिर एक GPIO पिन या बाहरी ड्राइवर IC से जो आवश्यक करंट सिंक करने में सक्षम हो। माइक्रोकंट्रोलर टाइम-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग करेगा: यह 'मिनट' डिस्प्ले का एनोड चालू करेगा, आवश्यक मिनट के लिए कैथोड पैटर्न सेट करेगा, बहुत कम समय (जैसे 5ms) प्रतीक्षा करेगा, फिर उस एनोड को बंद कर देगा, 'सेकंड' डिस्प्ले का एनोड चालू करेगा, सेकंड के लिए कैथोड पैटर्न सेट करेगा, प्रतीक्षा करेगा, और दोहराएगा। यह प्रक्रिया मानव आंख द्वारा देखे जाने की गति से तेज है, जिससे यह भ्रम पैदा होता है कि दोनों डिस्प्ले लगातार जल रहे हैं। प्रत्येक डिस्प्ले पर दाईं ओर का दशमलव बिंदु मिनट और सेकंड के बीच एक झिलमिलाते कोलन विभाजक के रूप में कार्य कर सकता है।
12. तकनीकी सिद्धांत परिचय
LTS-4817CKS-P गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सब्सट्रेट पर एपिटैक्सियल रूप से विकसित AlInGaP अर्धचालक सामग्री पर आधारित है। जब इस सामग्री के PN जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं, जहां वे पुनर्संयोजन करते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। जाली में एल्यूमीनियम, इंडियम, गैलियम और फॉस्फोरस परमाणुओं की विशिष्ट संरचना बैंडगैप ऊर्जा निर्धारित करती है, जो सीधे उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। इस डिवाइस के लिए, संरचना को पीले तरंगदैर्ध्य रेंज (लगभग 587-588 nm) में फोटॉन उत्पन्न करने के लिए समायोजित किया गया है। फिर, चिप को एक ढले हुए प्लास्टिक लेंस में पैकेज किया जाता है जो प्रकाश आउटपुट को आकार देता है और पर्यावरणीय सुरक्षा प्रदान करता है।
13. उद्योग रुझान और विकास
LTS-4817CKS-P जैसी डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों का रुझान उच्च दक्षता की ओर है, जिससे कम बिजली खपत पर अधिक चमकदार डिस्प्ले प्राप्त होती है, जो बैटरी से चलने वाले उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है। साथ ही, पठनीयता बनाए रखते या बेहतर करते हुए, लघुकरण को लगातार बढ़ावा दिया जा रहा है। एकीकरण एक और रुझान है, जहां ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स को कभी-कभी सिस्टम डिजाइन को सरल बनाने के लिए डिस्प्ले मॉड्यूल में ही एकीकृत कर दिया जाता है। इसके अलावा, सामग्री और पैकेजिंग में प्रगति एलईडी के थर्मल प्रदर्शन और दीर्घकालिक विश्वसनीयता में सुधार कर रही है, जिससे वे अधिक कठोर वातावरण में उपयोग के योग्य हो रहे हैं। हालांकि फुल-कलर, डॉट-मैट्रिक्स और OLED डिस्प्ले उच्च-स्तरीय अनुप्रयोगों में अपना विस्तार कर रहे हैं, लेकिन इस तरह के मोनोक्रोम डिजिटल ट्यूब एलईडी डिस्प्ले अपनी सादगी, मजबूती, कम लागत और विभिन्न प्रकाश स्थितियों में उत्कृष्ट पठनीयता के कारण अभी भी अत्यधिक प्रासंगिक बने हुए हैं।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस एफिकेसी (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्पन्न प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता रेटिंग और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी हो जाती है, जो प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और समरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य तय करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सटीकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, कला दीर्घाओं जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयोग किया जाता है। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam ellipse steps, such as "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | Ensure no color difference among luminaires from the same batch. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीला, हरा आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतत्व (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड"। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | आमतौर पर स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम पल्स धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग किया जाने वाला शीर्ष करंट जिसे थोड़े समय के लिए सहन किया जा सकता है। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकिल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से बचाव आवश्यक है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह में प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत ऊष्मा अपव्यय डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| Electrostatic Discharge Immunity (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में ESD सुरक्षा उपाय करने आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, ताप 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 प्रकाश क्षय 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%) | एक निश्चित अवधि के उपयोग के बाद शेष चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग के बाद चमक बनाए रखने की क्षमता को दर्शाता है। |
| रंग विस्थापन (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। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता हो सकती है। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएँ और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं ऊष्मीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC में उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध और कम लागत होती है; सिरेमिक में बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु होती है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंट, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ़्लिप-चिप बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जो आंशिक रूप से पीले/लाल प्रकाश में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फर प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | प्लानर, माइक्रोलेंस, टोटल इंटरनल रिफ्लेक्शन | प्रकाश वितरण को नियंत्रित करने वाली पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय संरचना। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और श्रेणीकरण
| शब्दावली | श्रेणीकरण सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण करें, प्रत्येक समूह में न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होते हैं। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइविंग पावर स्रोत के साथ मिलान करने में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदन श्रेणी | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत छोटी सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत करें, प्रत्येक समूह की एक संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
VI. परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | ल्यूमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक प्रकाशित करके, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | Estimating lifespan under actual usage conditions based on LM-80 data. | Providing scientific life prediction. |
| IESNA Standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें कि उत्पाद में हानिकारक पदार्थ (जैसे सीसा, पारा) न हों। | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | आमतौर पर सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |