विषय-सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ और उत्पाद स्थिति
- 1.2 लक्षित बाजार और अनुप्रयोग
- 2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. Binning System Explanation
- 3.1 Luminous Intensity Binning
- 3.2 Forward Voltage Binning
- 3.3 क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट बिनिंग
- 4. Performance Curve Analysis
- 4.1 Spectrum Distribution
- 4.2 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)
- 4.3 Luminous Intensity vs. Forward Current
- 4.4 Luminous Intensity vs. Ambient Temperature
- 4.5 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व
- 4.6 रेडिएशन डायग्राम
- 5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 पैड डिज़ाइन और पोलैरिटी पहचान
- 6. Soldering and Assembly Guidelines
- 6.1 Reflow Soldering Profile
- 6.2 हैंड सोल्डरिंग
- 6.3 स्टोरेज और मॉइस्चर सेंसिटिविटी
- 6.4 महत्वपूर्ण सावधानियाँ
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
- 7.1 टेप और रील विशिष्टताएँ
- 7.2 लेबल स्पष्टीकरण
- 8. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
- 8.1 सर्किट डिज़ाइन
- 8.2 थर्मल प्रबंधन
- 8.3 ऑप्टिकल एकीकरण
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदन
- 10. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)
- 10.1 करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर बिल्कुल आवश्यक क्यों है?
- 10.2 क्या मैं इस LED को 3.3V की आपूर्ति से चला सकता हूँ?
- 10.3 मेरे अनुप्रयोग के लिए बिन कोड (जैसे, W1, 6) का क्या अर्थ है?
- 11. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी
- 12. टेक्नोलॉजी प्रिंसिपल इंट्रोडक्शन
- 13. Industry Trends and Developments
1. उत्पाद अवलोकन
19-219/T7D-AV1W1E/3T एक कॉम्पैक्ट, सरफेस-माउंट एलईडी है जिसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिन्हें न्यूनतम फुटप्रिंट में विश्वसनीय संकेतक प्रकाश या बैकलाइटिंग की आवश्यकता होती है।
1.1 मुख्य लाभ और उत्पाद स्थिति
यह एलईडी घटक पारंपरिक लीड-फ्रेम प्रकार के एलईडी की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। इसका प्राथमिक लाभ इसका अत्यंत छोटा आकार है, जो छोटे मुद्रित सर्किट बोर्डों (पीसीबी) के डिजाइन, उच्च घटक पैकिंग घनत्व, भंडारण स्थान आवश्यकताओं में कमी और अंततः, अधिक कॉम्पैक्ट अंतिम-उपयोगकर्ता उपकरणों के निर्माण को सक्षम बनाता है। एसएमडी पैकेज की हल्की प्रकृति इसे लघु और पोर्टेबल अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाती है जहां वजन और स्थान महत्वपूर्ण बाधाएं हैं।
1.2 लक्षित बाजार और अनुप्रयोग
19-219 SMD LED बहुमुखी है और कई प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों में उपयोग पाता है:
- दूरसंचार उपकरण: टेलीफोन और फैक्स मशीनों में स्थिति संकेतक के रूप में और कुंजियों या डिस्प्ले की बैकलाइटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
- Display Technology: यह तरल क्रिस्टल डिस्प्ले (LCDs) के फ्लैट बैकलाइटिंग के साथ-साथ कंट्रोल पैनलों पर स्विच और प्रतीकों को प्रकाशित करने के लिए आदर्श है।
- General Purpose Indication: उपभोक्ता और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त, जहाँ एक छोटे, चमकीले और विश्वसनीय संकेतक प्रकाश की आवश्यकता होती है।
2. तकनीकी विशिष्टताओं का गहन विश्लेषण
यह खंड LED की प्रमुख तकनीकी मापदंडों का एक विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रदान करता है, जो उचित सर्किट डिजाइन और विश्वसनीयता आश्वासन के लिए आवश्यक हैं।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। इन स्थितियों के अंतर्गत या उन पर संचालन की गारंटी नहीं है और विश्वसनीय प्रदर्शन के लिए इससे बचना चाहिए।
- Reverse Voltage (VR): 5 V. रिवर्स बायस में इस वोल्टेज से अधिक होने पर जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- Continuous Forward Current (IF): 25 mA. अधिकतम DC करंट जो लगातार लगाया जा सकता है।
- Peak Forward Current (IFP): 100 mA. यह केवल 1 kHz पर 1/10 ड्यूटी साइकिल के साथ पल्स्ड स्थितियों में अनुमेय है।
- Power Dissipation (Pd): 110 mW. परिवेश के तापमान (Ta25°C का।
- इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM): 1000 V. यह ESD संवेदनशीलता के मध्यम स्तर को दर्शाता है; उचित हैंडलिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता है।
- ऑपरेटिंग तापमान (Topr): -40 से +85 \u00b0C. यह वह परिवेश तापमान सीमा है जिसमें डिवाइस के संचालन के लिए निर्दिष्ट किया गया है।
- Storage Temperature (Tstg): -40 से +90 °C.
- सोल्डरिंग तापमान: यह डिवाइस 260°C के पीक तापमान पर 10 सेकंड तक रीफ्लो सोल्डरिंग, या प्रति टर्मिनल 350°C पर 3 सेकंड तक हैंड सोल्डरिंग का सामना कर सकता है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
ये 25°C के मानक परिवेश तापमान पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं। किसी अनुप्रयोग में LED के व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए ये अत्यंत महत्वपूर्ण हैं।
- Luminous Intensity (Iv): मानक परीक्षण धारा 20 mA पर चलाए जाने पर यह न्यूनतम 715 mcd से लेकर अधिकतम 1420 mcd तक होता है। विशिष्ट मान बिन कोड (V1, V2, W1) द्वारा निर्धारित किया जाता है।
- दृश्य कोण (2θ1/2): एक विस्तृत 130-डिग्री सामान्य दृश्य कोण, जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था और संकेतकों के लिए उपयुक्त एक व्यापक उत्सर्जन पैटर्न प्रदान करता है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF): 20 mA पर 2.75 V से 3.65 V तक की सीमा में होता है। सटीक सीमा फॉरवर्ड वोल्टेज बिन कोड (5, 6, 7) द्वारा निर्दिष्ट की जाती है। यह पैरामीटर करंट-लिमिटिंग सर्किट्री डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स करंट (IR): 5 V के रिवर्स बायस लगाने पर अधिकतम 50 µA होता है।
महत्वपूर्ण नोट्स: डेटाशीट में बिन किए गए मूल्यों के लिए चमकदार तीव्रता पर \u00b111% और अग्र वोल्टेज पर \u00b10.05V सहनशीलता निर्दिष्ट करती है।
3. Binning System Explanation
उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख प्रदर्शन मापदंडों के आधार पर "बिन" में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को चमक और विद्युत विशेषताओं के लिए विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने वाले भागों का चयन करने की अनुमति देता है।
3.1 Luminous Intensity Binning
एलईडी को 20 एमए पर उनकी मापी गई दीप्त तीव्रता के आधार पर तीन बिन में वर्गीकृत किया गया है:
- Bin V1: 715 mcd (Min) से 900 mcd (Max)
- Bin V2: 900 mcd (Min) से 1120 mcd (Max)
- Bin W1: 1120 mcd (Min) से 1420 mcd (Max)
3.2 Forward Voltage Binning
एलईडी को 20 एमए पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के अनुसार भी बिन किया जाता है:
- बिन 5: 2.75 V (Min) से 3.05 V (Max)
- Bin 6: 3.05 V (Min) से 3.35 V (Max)
- Bin 7: 3.35 V (Min) से 3.65 V (Max)
3.3 क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट बिनिंग
रंग स्थिरता के लिए, सफेद प्रकाश आउटपुट को CIE 1931 आरेख पर क्रोमैटिसिटी निर्देशांक द्वारा परिभाषित किया गया है। डेटाशीट छह बिन (1 से 6) परिभाषित करती है, जिनमें से प्रत्येक रंग चार्ट पर एक चतुर्भुज क्षेत्र निर्दिष्ट करता है जो चार (x, y) निर्देशांक जोड़े द्वारा परिभाषित होता है। यह सुनिश्चित करता है कि उत्सर्जित सफेद प्रकाश एक नियंत्रित रंग स्थान के भीतर आता है। इन निर्देशांकों के लिए सहनशीलता ±0.01 है।
4. Performance Curve Analysis
डेटाशीट में कई विशिष्ट अभिलक्षण वक्र शामिल हैं जो दर्शाते हैं कि LED का प्रदर्शन परिचालन स्थितियों के साथ कैसे बदलता है।
4.1 Spectrum Distribution
एक ग्राफ तरंगदैर्ध्य (\u03bb) के फलन के रूप में सापेक्ष दीप्त तीव्रता दर्शाता है। इनगैन पर आधारित एक सफेद एलईडी के लिए जिसमें पीला फॉस्फर है (जैसा कि डिवाइस चयन मार्गदर्शिका में दर्शाया गया है), यह वक्र आमतौर पर एलईडी चिप से एक नीला शिखर और फॉस्फर से एक व्यापक पीला शिखर दिखाएगा, जो संयुक्त होकर सफेद प्रकाश उत्पन्न करते हैं।
4.2 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)
यह मौलिक वक्र एलईडी से प्रवाहित होने वाली धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच घातांकीय संबंध दर्शाता है। यह स्पष्ट करता है कि एक करंट-लिमिटिंग डिवाइस (जैसे रोकनेवाला या स्थिर-धारा ड्राइवर) अनिवार्य क्यों है, क्योंकि नी पॉइंट से आगे वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि धारा में बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी, वृद्धि का कारण बनती है।
4.3 Luminous Intensity vs. Forward Current
यह वक्र दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन आम तौर पर अग्र धारा के समानुपाती होता है, लेकिन दक्षता में गिरावट और तापीय प्रभावों के कारण बहुत अधिक धारा पर यह संबंध उप-रैखिक हो सकता है।
4.4 Luminous Intensity vs. Ambient Temperature
यह ग्राफ तापीय प्रदर्शन को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। यह दर्शाता है कि परिवेश के तापमान (T) के बढ़ने पर ज्योति तीव्रता कैसे घटती है।a) बढ़ जाता है। डिजाइनरों को उच्च परिवेशी तापमान वाले अनुप्रयोगों में इस डिरेटिंग को ध्यान में रखना चाहिए।
4.5 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग कर्व
यह वक्र परिवेशी तापमान के एक फलन के रूप में अधिकतम अनुमेय निरंतर अग्र धारा को परिभाषित करता है। तापमान बढ़ने पर, डिवाइस की शक्ति क्षय सीमा को पार करने से रोकने और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए अधिकतम सुरक्षित धारा को कम किया जाना चाहिए।
4.6 रेडिएशन डायग्राम
A polar plot illustrating the spatial distribution of light intensity, confirming the 130-degree typical viewing angle.
5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
The 19-219 LED has a compact SMD footprint. Key dimensions (in mm) include:
- लंबाई: 1.6 \u00b1 0.1
- चौड़ाई: 0.8 \u00b1 0.1
- ऊंचाई: 0.77 \u00b1 0.1
ड्राइंग लेंस, लीड्स और आंतरिक संरचना के लिए विस्तृत माप के साथ शीर्ष, पार्श्व और तल दृश्य प्रदान करती है।
5.2 पैड डिज़ाइन और पोलैरिटी पहचान
विश्वसनीय सोल्डरिंग और उचित थर्मल प्रबंधन सुनिश्चित करने के लिए एक अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट प्रदान किया गया है। आरेख में कैथोड पैड को स्पष्ट रूप से पहचाना गया है (आमतौर पर एक नॉच, टेप में हरे रंग का त्रिकोण, या एक अलग पैड आकार द्वारा चिह्नित)। सुझाए गए पैड आयाम 0.8mm x 0.55mm हैं लेकिन एक संदर्भ के रूप में नोट किए गए हैं जिन्हें विशिष्ट PCB डिज़ाइन आवश्यकताओं के आधार पर संशोधित किया जा सकता है।
6. Soldering and Assembly Guidelines
SMD घटकों की विश्वसनीयता के लिए उचित हैंडलिंग और सोल्डरिंग महत्वपूर्ण है।
6.1 Reflow Soldering Profile
एक विस्तृत सीसा-मुक्त रीफ्लो तापमान प्रोफाइल निर्दिष्ट की गई है:
- प्री-हीटिंग: 150–200°C for 60–120 seconds.
- Time Above Liquidus (217°C): 60 से 150 सेकंड।
- शिखर तापमान: अधिकतम 260°C, अधिकतम 10 सेकंड के लिए बनाए रखा गया।
- तापन दर: अधिकतम 6°C/सेकंड।
- शीतलन दर: अधिकतम 3°C/सेकंड।
महत्वपूर्ण नोट: एक ही डिवाइस पर रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।
6.2 हैंड सोल्डरिंग
यदि हाथ से सोल्डरिंग आवश्यक है, तो आयरन टिप का तापमान 350°C से कम होना चाहिए, और प्रति टर्मिनल संपर्क समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। 25W या उससे कम की पावर रेटिंग वाले सोल्डरिंग आयरन की सिफारिश की जाती है। थर्मल शॉक को रोकने के लिए प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच कम से कम 2 सेकंड का अंतराल छोड़ा जाना चाहिए।
6.3 स्टोरेज और मॉइस्चर सेंसिटिविटी
The LEDs are packaged in a moisture-resistant barrier bag with desiccant.
- खोलने से पहले: ≤ 30°C और ≤ 90% सापेक्ष आर्द्रता (RH) पर संग्रहित करें।
- खोलने के बाद (फ्लोर लाइफ): 1 year at ≤ 30°C and ≤ 60% RH. Unused parts should be resealed in a moisture-proof package.
- Baking: If the desiccant indicator shows moisture absorption or the storage time is exceeded, bake at 60 ± 5°C for 24 hours before use.
6.4 महत्वपूर्ण सावधानियाँ
- ओवर-करंट सुरक्षा: एक बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या सर्किट आवश्यक है बिल्कुल अनिवार्य. LED की घातांकीय I-V विशेषता का अर्थ है कि एक छोटा वोल्टेज परिवर्तन बड़े करंट परिवर्तन का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप सुरक्षा के बिना तत्काल जलने की स्थिति आती है।
- यांत्रिक तनाव: सोल्डरिंग या अंतिम असेंबली के दौरान एलईडी बॉडी पर तनाव लागू करने से बचें। सोल्डरिंग के बाद पीसीबी को मोड़ें नहीं।
- मरम्मत: सोल्डरिंग के बाद मरम्मत करने की दृढ़ता से सलाह नहीं दी जाती है। यदि अपरिहार्य है, तो सोल्डर जोड़ों पर यांत्रिक तनाव को रोकने के लिए दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने के लिए एक विशेष डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करना चाहिए।
- ईएसडी सावधानियां: उत्पाद स्थिर विद्युत निर्वहन के प्रति संवेदनशील है। निर्माण के दौरान उपयुक्त ESD-सुरक्षित हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करें।
7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी
7.1 टेप और रील विशिष्टताएँ
एलईडी उद्योग-मानक 8 मिमी चौड़ी उभरी हुई वाहक टेप में आपूर्ति की जाती हैं, जो 7 इंच व्यास की रील पर लपेटी जाती है। प्रत्येक रील में 3000 टुकड़े होते हैं। वाहक टेप की जेबों और रील के विस्तृत आयाम प्रदान किए गए हैं।
7.2 लेबल स्पष्टीकरण
रील लेबल में ट्रेसबिलिटी और सत्यापन के लिए आवश्यक कई कोड शामिल हैं:
- CPN: Customer's Product Number
- P/N: Manufacturer's Product Number (e.g., 19-219/T7D-AV1W1E/3T)
- QTY: पैकिंग मात्रा
- CAT: ल्यूमिनस इंटेंसिटी रैंक (उदाहरणार्थ, V1, W1)
- HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank (e.g., Bin 1-6)
- REF: फॉरवर्ड वोल्टेज रैंक (उदाहरणार्थ, Bin 5-7)
- LOT No: Manufacturing Lot Number for traceability.
8. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
8.1 सर्किट डिज़ाइन
इस एलईडी को एकीकृत करते समय, सबसे महत्वपूर्ण चरण श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की गणना है। रेसिस्टर मान (Rs) को ओम के नियम का उपयोग करके अनुमानित किया जा सकता है: Rs = (Vआपूर्ति - VF) / IF. अधिकतम V का उपयोग करेंF चयनित बिन (या एक रूढ़िवादी डिज़ाइन के लिए 3.65V के पूर्ण अधिकतम) और वांछित ड्राइव करंट (25 mA निरंतर से अधिक नहीं) से। हमेशा रेसिस्टर की पावर रेटिंग की भी गणना करें: PR = (IF)2 * Rs.
8.2 थर्मल प्रबंधन
हालांकि छोटा है, एलईडी गर्मी उत्पन्न करता है। इष्टतम दीर्घायु और स्थिर प्रकाश उत्पादन के लिए:
- उच्च परिवेशी तापमान पर फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व का पालन करें।
- सुनिश्चित करें कि PCB में थर्मल पैड (यदि कोई हो) या कैथोड/एनोड ट्रेस से जुड़ा पर्याप्त तांबे का क्षेत्र है जो हीट सिंक के रूप में कार्य कर सके।
- एलईडी को अन्य ऊष्मा उत्पन्न करने वाले घटकों के पास रखने से बचें।
8.3 ऑप्टिकल एकीकरण
130 डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनमें व्यापक, समान प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। अधिक केंद्रित प्रकाश के लिए, बाहरी लेंस या लाइट गाइड की आवश्यकता हो सकती है। पीला डिफ्यूज्ड रेजिन अधिक समान उपस्थिति प्राप्त करने में सहायता करता है।
9. तकनीकी तुलना और विभेदन
19-219 LED मुख्य रूप से अपने बहुत छोटे फॉर्म फैक्टर (1.6x0.8mm फुटप्रिंट) और अपेक्षाकृत उच्च ल्यूमिनस इंटेंसिटी (1420 mcd तक) के संयोजन के माध्यम से स्वयं को अलग करती है। बड़े SMD LEDs (जैसे, 3528, 5050) की तुलना में, यह बेहतर स्थान बचत प्रदान करती है। और भी छोटे चिप LEDs की तुलना में, इसके परिभाषित पैकेज के कारण यह आसान हैंडलिंग और सोल्डरिंग प्रदान कर सकती है। RoHS, REACH, और Halogen-Free मानकों के अनुपालन के कारण यह सख्त पर्यावरणीय नियमों वाले वैश्विक बाजारों के लिए उपयुक्त है।
10. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)
10.1 करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर बिल्कुल आवश्यक क्यों है?
The forward voltage (VF) एलईडी का वोल्टेज ड्रॉप बैटरी की तरह एक निश्चित मान नहीं है; इसमें सहनशीलता और नकारात्मक तापमान गुणांक होता है (यह जंक्शन के गर्म होने पर घटता है)। एलईडी को सीधे वोल्टेज स्रोत से जोड़ना, भले ही वह उसके वीF अनियंत्रित रूप से धारा बढ़ा देगा (थर्मल रनअवे), जिससे उपकरण तुरंत नष्ट हो जाएगा। रोकनेवाला आपूर्ति वोल्टेज और धारा के बीच एक रैखिक, पूर्वानुमेय संबंध प्रदान करता है।
10.2 क्या मैं इस LED को 3.3V की आपूर्ति से चला सकता हूँ?
संभव है, लेकिन सावधानीपूर्ण डिज़ाइन की आवश्यकता है। चूंकि VF रेंज 2.75V से 3.65V है, Bin 7 (VF 3.35-3.65V) का एक LED 3.3V पर बिल्कुल भी नहीं जलेगा, या बहुत मंद होगा। Bin 5 (VF 2.75-3.05V) का एक LED काम करेगा, लेकिन वोल्टेज हेडरूम (3.3V - VF) बहुत कम है, जिससे करंट V में भिन्नताओं के प्रति अत्यधिक संवेदनशील हो जाता है।F और आपूर्ति वोल्टेज। जब आपूर्ति वोल्टेज V के करीब हो, तो स्थिर प्रदर्शन के लिए एक स्थिर-धारा ड्राइवर की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है।F.
10.3 मेरे अनुप्रयोग के लिए बिन कोड (जैसे, W1, 6) का क्या अर्थ है?
बिन कोड एक उत्पादन बैच के भीतर स्थिरता सुनिश्चित करते हैं। यदि आपके डिज़ाइन में कई एलईडी में समान चमक की आवश्यकता है, तो आपको एक ही दीप्त तीव्रता बिन (जैसे, सभी W1) से एलईडी निर्दिष्ट करनी चाहिए। यदि आपके सर्किट डिज़ाइन में वोल्टेज मार्जिन सख्त है, तो एक फॉरवर्ड वोल्टेज बिन (जैसे, सभी बिन 6) निर्दिष्ट करने से समान विद्युत व्यवहार सुनिश्चित होता है। रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, क्रोमैटिसिटी बिन निर्दिष्ट करना आवश्यक है।
11. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक कॉम्पैक्ट IoT सेंसर मॉड्यूल के लिए एक स्टेटस इंडिकेटर पैनल डिज़ाइन करना।
मॉड्यूल में सीमित PCB स्थान है और इसे 5V USB कनेक्शन द्वारा संचालित किया जाता है। इसे तीन स्टेटस LED की आवश्यकता है: पावर (स्थिर), डेटा ट्रांसमिशन (ब्लिंकिंग), और एरर (ब्लिंकिंग)।
- Component Selection: 19-219 LED को इसके छोटे फुटप्रिंट के लिए चुना गया है, जिससे तीनों LED छोटे PCB के किनारे पर एक पंक्ति में फिट हो सकें।
- सर्किट डिज़ाइन: आपूर्ति 5V है। एक मानक 20mA ड्राइव धारा को लक्षित करते हुए और एक रूढ़िवादी डिज़ाइन के लिए अधिकतम VF 3.65V का उपयोग करते हुए: Rs = (5V - 3.65V) / 0.020A = 67.5\u03a9। निकटतम मानक 1% प्रतिरोधक मान 68\u03a9 है। शक्ति क्षय: P = (0.020^2)*68 = 0.0272W, इसलिए एक मानक 1/10W (0.1W) प्रतिरोधक पर्याप्त से अधिक है।
- PCB लेआउट: अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट का उपयोग किया जाता है। प्रकाश रिसाव को रोकने के लिए प्रत्येक LED के चारों ओर एक छोटा कीप-आउट क्षेत्र बनाए रखा जाता है। कैथोड पैड्स को हल्के थर्मल सुधार के लिए ग्राउंड प्लेन से जोड़ा जाता है।
- सॉफ़्टवेयर नियंत्रण: एलईडी को माइक्रोकंट्रोलर के जीपीआईओ पिन द्वारा संचालित किया जाता है। फर्मवेयर में उचित विलंब के साथ झपकी कार्यों को लागू किया गया है।
- परिणाम: एक विश्वसनीय, चमकदार और स्थान-कुशल संकेतक प्रणाली प्राप्त की गई है। सभी एलईडी को एक ही चमकदार बिन (जैसे, V2) से ऑर्डर करके, दृश्य स्थिरता सुनिश्चित की जाती है।
12. टेक्नोलॉजी प्रिंसिपल इंट्रोडक्शन
19-219 LED, SMD LEDs के लिए एक सामान्य और कुशल विधि का उपयोग करके सफेद प्रकाश उत्पन्न करता है। डिवाइस का मूल भाग इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) से बना एक अर्धचालक चिप है, जो विद्युत धारा प्रवाहित होने पर (इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस) स्पेक्ट्रम के नीले क्षेत्र में प्रकाश उत्सर्जित करता है। इस नीली LED चिप को एक पारदर्शी एपॉक्सी रेजिन से भरे पैकेज के भीतर एनकैप्सुलेट किया गया है, जिसमें पीला प्रकाश उत्सर्जित करने वाली फॉस्फर सामग्री मिलाई गई है। चिप से निकलने वाले नीले प्रकाश का एक हिस्सा फॉस्फर द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है, जो फिर इसे पीले प्रकाश के रूप में पुनः उत्सर्जित कर देता है। शेष बचा हुआ अवशोषित न हुआ नीला प्रकाश, उत्सर्जित पीले प्रकाश के साथ मिल जाता है, और मानव आँख इस संयोजन को सफेद प्रकाश के रूप में देखती है। फॉस्फर के विशिष्ट अनुपात और नीली चिप के गुण उत्सर्जित प्रकाश के सटीक कलर टेम्परेचर (कूल व्हाइट, प्योर व्हाइट, वार्म व्हाइट) और क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स निर्धारित करते हैं।
13. Industry Trends and Developments
19-219 जैसे एसएमडी एलईडी का बाजार निरंतर विकसित हो रहा है। प्रमुख रुझानों में शामिल हैं:
- बढ़ी हुई दक्षता (लुमेन प्रति वाट): InGaN चिप प्रौद्योगिकी और फॉस्फर सूत्रों में निरंतर सुधार उच्च दीप्त प्रभावकारिता की ओर ले जा रहे हैं, जिसका अर्थ है समान विद्युत इनपुट शक्ति के लिए अधिक चमकदार प्रकाश उत्पादन।
- लघुरूपण: छोटे अंतिम उत्पादों की मांग ऐसे एलईडी के विकास को प्रेरित करती है जिनका फुटप्रिंट और प्रोफाइल और भी छोटा हो, साथ ही प्रकाशीय प्रदर्शन को बनाए रखते या सुधारते हुए।
- बेहतर रंग प्रतिपादन और स्थिरता: फॉस्फर प्रौद्योगिकी में प्रगति और सख्त बिनिंग प्रक्रियाओं के कारण उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) मान वाले एलईडी और बैच-दर-बैच अधिक सुसंगत रंग प्राप्त होते हैं, जो डिस्प्ले बैकलाइटिंग और आर्किटेक्चरल लाइटिंग के लिए महत्वपूर्ण है।
- एकीकरण और स्मार्ट सुविधाएँ: हालांकि यह एक अलग घटक है, व्यापक उद्योग प्रवृत्ति एकीकृत एलईडी मॉड्यूल की ओर है जिसमें एक ही पैकेज में ड्राइवर, नियंत्रक और संचार इंटरफेस (जैसे I2C) शामिल हो सकते हैं।
- स्थिरता पर ध्यान: पर्यावरणीय नियमों (RoHS, REACH, हैलोजन-मुक्त) का अनुपालन अब एक मानक आवश्यकता है, और सामग्रियों की पुनर्चक्रणीयता तथा फॉस्फर्स में दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों के उपयोग को कम करने पर बढ़ता ध्यान दिया जा रहा है।
एलईडी विनिर्देशन शब्दावली
एलईडी तकनीकी शब्दों की पूर्ण व्याख्या
प्रकाशविद्युत प्रदर्शन
| शब्द | इकाई/प्रतिनिधित्व | सरल व्याख्या | महत्वपूर्ण क्यों |
|---|---|---|---|
| दीप्त प्रभावकारिता | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट बिजली से प्रकाश उत्पादन, अधिक होने का अर्थ है अधिक ऊर्जा कुशल। | सीधे ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| Luminous Flux | lm (लुमेन) | स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | प्रकाश पर्याप्त चमकीला है या नहीं, यह निर्धारित करता है। |
| Viewing Angle | ° (degrees), e.g., 120° | वह कोण जहाँ प्रकाश की तीव्रता आधी रह जाती है, यह बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाशन सीमा और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| CCT (रंग तापमान) | K (केल्विन), उदाहरणार्थ, 2700K/6500K | प्रकाश की गर्माहट/ठंडक, कम मान पीलेपन/गर्माहट, अधिक मान सफेदी/ठंडक दर्शाते हैं। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| CRI / Ra | इकाईहीन, 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 | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, उदाहरण के लिए, "5-चरण" | रंग स्थिरता मापदंड, छोटे चरण अधिक सुसंगत रंग का संकेत देते हैं। | एलईडी के समान बैच में एकसमान रंग सुनिश्चित करता है। |
| Dominant Wavelength | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ, 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंग के अनुरूप तरंगदैर्ध्य। | लाल, पीले, हरे मोनोक्रोम LED के रंग का स्वर निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Shows intensity distribution across wavelengths. | Affects color rendering and quality. |
विद्युत मापदंड
| शब्द | प्रतीक | सरल व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज | Vf | एलईडी चालू करने के लिए न्यूनतम वोल्टेज, जैसे "प्रारंभिक सीमा"। | ड्राइवर वोल्टेज ≥Vf होना चाहिए, श्रृंखला एलईडी के लिए वोल्टेज जुड़ते हैं। |
| Forward Current | If | Current value for normal LED operation. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| अधिकतम पल्स धारा | Ifp | कम समय के लिए सहन करने योग्य शिखर धारा, जो मंद या चमकने के लिए प्रयुक्त होती है। | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Max reverse voltage LED can withstand, beyond may cause breakdown. | सर्किट को रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक्स को रोकना चाहिए। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर तक ऊष्मा स्थानांतरण के लिए प्रतिरोध, कम होना बेहतर है। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता होती है। |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज को सहन करने की क्षमता, उच्च मान का अर्थ है कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में एंटी-स्टैटिक उपायों की आवश्यकता, विशेष रूप से संवेदनशील एलईडी के लिए। |
Thermal Management & Reliability
| शब्द | प्रमुख मापदंड | सरल व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्यशील तापमान। | हर 10°C कमी जीवनकाल को दोगुना कर सकती है; बहुत अधिक तापमान प्रकाश क्षय और रंग परिवर्तन का कारण बनता है। |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक चमक के 70% या 80% तक गिरने में लगा समय। | सीधे तौर पर LED की "सेवा जीवन" को परिभाषित करता है। |
| लुमेन रखरखाव | % (उदाहरण के लिए, 70%) | समय के बाद बची हुई चमक का प्रतिशत। | दीर्घकालिक उपयोग में चमक की निरंतरता 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 | सामग्री का क्षरण | दीर्घकालिक उच्च तापमान के कारण ह्रास। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन, या ओपन-सर्किट विफलता हो सकती है। |
Packaging & Materials
| शब्द | सामान्य प्रकार | सरल व्याख्या | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| पैकेज प्रकार | EMC, PPA, Ceramic | हाउसिंग सामग्री चिप की सुरक्षा करती है, ऑप्टिकल/थर्मल इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC: अच्छी हीट रेजिस्टेंस, कम लागत; Ceramic: बेहतर हीट डिसिपेशन, लंबी लाइफ। |
| Chip Structure | फ्रंट, फ्लिप चिप | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था। | Flip chip: बेहतर ताप अपव्यय, उच्च प्रभावकारिता, उच्च-शक्ति के लिए। |
| Phosphor Coating | YAG, Silicate, Nitride | नीले चिप को कवर करता है, कुछ को पीले/लाल में परिवर्तित करता है, सफेद रंग में मिश्रित करता 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 |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | Code e.g., 2G, 2H | Grouped by brightness, each group has min/max lumen values. | एक ही बैच में समान चमक सुनिश्चित करता है। |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Grouped by forward voltage range. | Facilitates driver matching, improves system efficiency. |
| 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 अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा है। | विभिन्न दृश्य CCT आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
Testing & Certification
| शब्द | Standard/Test | सरल व्याख्या | महत्त्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | Long-term lighting at constant temperature, recording brightness decay. | Used to estimate LED life (with TM-21). |
| 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 किया जाता है, प्रतिस्पर्धात्मकता बढ़ाता है। |