सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 दीप्ति तीव्रता ग्रेडिंग
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 फॉरवर्ड करंट vs. फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
- 4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.3 तापमान विशेषताएँ
- 4.4 स्पेक्ट्रल वितरण
- 5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
- 5.1 पैकेज आयाम
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान और पैड डिज़ाइन
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
- 6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल
- 6.2 सफाई और भंडारण
- 7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी
- 8. अनुप्रयोग नोट और डिज़ाइन विचार
- 8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
- 8.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा
- 8.3 थर्मल प्रबंधन
- 9. विश्वसनीयता और परीक्षण
- 10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
- 10.1 पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
- 10.2 क्या मैं इस LED को करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के बिना ड्राइव कर सकता हूँ?
- 10.3 ल्यूमिनस इंटेंसिटी स्पेसिफिकेशन की रेंज इतनी चौड़ी (18-180 mcd) क्यों है?
- 10.4 क्या यह LED आउटडोर उपयोग के लिए उपयुक्त है?
- 11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
- 12. प्रौद्योगिकी परिचय एवं रुझान
- 12.1 AlInGaP प्रौद्योगिकी सिद्धांत
- 12.2 उद्योग रुझान
- LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
- 1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
- 2. विद्युत मापदंड
- 3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
- चार, पैकेजिंग और सामग्री
- पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
- छह, परीक्षण और प्रमाणन
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन सरफेस माउंट पीला एलईडी की संपूर्ण तकनीकी विशिष्टताएँ प्रदान करता है। यह उपकरण उन्नत AlInGaP (एल्यूमीनियम इंडियम गैलियम फॉस्फाइड) सेमीकंडक्टर चिप का उपयोग करता है, जो अपनी उच्च दीप्त दक्षता और उत्कृष्ट रंग शुद्धता के लिए जाना जाता है। एलईडी एक मानक 1206 पैकेज में संलग्न है, जो स्वचालित पिक-एंड-प्लेस लाइनों और सामान्य अवरक्त या वाष्प चरण रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। यह उत्पाद RoHS पर्यावरण मानकों के अनुरूप डिज़ाइन किया गया है और विश्वसनीय, चमकीले पीले संकेतक की आवश्यकता वाले व्यापक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
इस एलईडी के मुख्य लाभों में अति-उच्च चमक, निर्दिष्ट बिनिंग के भीतर प्रदर्शन स्थिरता और उद्योग-मानक संयोजन तकनीकों के साथ संगतता शामिल है। 20mA के मानक ड्राइव करंट पर, इसकी विशिष्ट दीप्त तीव्रता 180 मिलिकैंडेला (mcd) तक पहुँच सकती है। इस घटक का लक्ष्य बाजार व्यापक है, जिसमें उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण पैनल, ऑटोमोटिव आंतरिक प्रकाश व्यवस्था, साइनेज और स्पष्ट, जीवंत पीले संकेत की आवश्यकता वाले सामान्य संकेतक अनुप्रयोग शामिल हैं।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
इन सीमाओं से परे उपकरण संचालन से स्थायी क्षति हो सकती है। पूर्ण अधिकतम रेटिंग परिवेश के तापमान (Ta) 25°C पर निर्दिष्ट हैं।
- शक्ति अपव्यय (Pd):75 mW। यह वह अधिकतम शक्ति है जिसे एलईडी पैकेज सुरक्षित रूप से ऊष्मा के रूप में व्यय कर सकता है।
- शिखर अग्र धारा (IFP):80 mA। यह अधिकतम अनुमत तात्कालिक धारा है, जिसका उपयोग आमतौर पर स्पंद स्थितियों (1/10 ड्यूटी साइकिल, 0.1ms स्पंद चौड़ाई) में किया जाता है। निरंतर डीसी संचालन के लिए इसका उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।
- डीसी अग्र धारा (IF):30 mA। दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित अधिकतम निरंतर अग्र धारा यह है।
- विपरीत वोल्टेज (VR):5 V. इससे अधिक रिवर्स वोल्टेज लगाने से LED का PN जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- कार्य एवं भंडारण तापमान सीमा:-55°C से +85°C। डिवाइस इस विस्तृत तापमान सीमा में कार्य कर सकती है और संग्रहित की जा सकती है।
- इन्फ्रारेड सोल्डरिंग शर्तें:260°C को 5 सेकंड तक सहन कर सकता है, यह लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया की मानक शर्त है।
2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ
निम्नलिखित पैरामीटर Ta=25°C, फॉरवर्ड करंट (IF) 20mA की स्थिति में मापे गए हैं (जब तक अन्यथा न कहा गया हो)। ये पैरामीटर LED की मुख्य प्रदर्शन विशेषताओं को परिभाषित करते हैं।
- ल्यूमिनस तीव्रता (IV):18.0 (न्यूनतम) से 180.0 (अधिकतम) mcd। विशिष्ट यूनिट की तीव्रता उसके बिनिंग कोड (खंड 3 देखें) द्वारा निर्धारित की जाती है। माप लगभग CIE फोटोपिक प्रतिक्रिया वक्र वाले फिल्टर का उपयोग करके किया जाता है।
- देखने का कोण (2θ1/2):130 डिग्री (विशिष्ट)। यह वह पूर्ण कोण है जिस पर चमकदार तीव्रता केंद्रीय अक्ष (0°) मान से आधी हो जाती है। इतना चौड़ा देखने का कोण पैनल संकेतक रोशनी के लिए उपयुक्त एक विस्तृत, विसरित प्रकाश पैटर्न प्रदान करता है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):595 nm (विशिष्ट)। यह वह तरंगदैर्ध्य है जिस पर उत्सर्जित प्रकाश का स्पेक्ट्रल पावर वितरण अधिकतम मान तक पहुंचता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):587 से 602 nm। यह मान CIE क्रोमैटिसिटी आरेख से प्राप्त होता है और प्रकाश के अनुभव किए गए रंग का प्रतिनिधित्व करता है। सहनशीलता ±1 nm है।
- स्पेक्ट्रल लाइन हाफ-विड्थ (Δλ):16 nm (विशिष्ट)। यह स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाता है; मान जितना कम होगा, रंग उतना ही मोनोक्रोमैटिक के करीब होगा।
- Forward Voltage (VF):at IF=20mA, is 1.8V (min), 2.0V (typ), 2.4V (max). Tolerance is ±0.1V. This parameter is crucial for designing current limiting circuits.
- Reverse Current (IR):at VR=5V, is maximum 10 µA.
- Capacitance (C):at VF=0V, f=1MHz, typical value is 40 pF. This is relevant for high-frequency switching applications.
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
To ensure color and brightness consistency in production, LEDs are binned. This product primarily bins for luminous intensity.
3.1 दीप्ति तीव्रता ग्रेडिंग
तीव्रता IF=20mA पर मापी जाती है। बिनिंग कोड पैकेजिंग रील टेप पर अंकित होता है। प्रत्येक बिन के भीतर सहनशीलता ±15% है।
- बिनिंग कोड M:18.0 – 28.0 mcd
- बिनिंग कोड N:28.0 – 45.0 mcd
- बिनिंग कोड P:45.0 – 71.0 mcd
- बिनिंग कोड Q:71.0 – 112.0 mcd
- बिनिंग कोड R:112.0 – 180.0 mcd
डिजाइनरों को अपने एप्लिकेशन के लिए आवश्यक चमक स्तर सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक बिनिंग कोड निर्दिष्ट करना चाहिए। जहाँ सख्त चमक मिलान की आवश्यकता नहीं है, वहाँ लागत कम करने के लिए व्यापक बिनिंग रेंज स्वीकार की जा सकती है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
हालांकि डेटाशीट में विशिष्ट ग्राफिकल कर्व्स (चित्र 1, चित्र 5) का संदर्भ दिया गया है, लेकिन सेमीकंडक्टर भौतिकी और मानक LED विशेषताओं के आधार पर इसके विशिष्ट व्यवहार का वर्णन किया जा सकता है।
4.1 फॉरवर्ड करंट vs. फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V कर्व)
AlInGaP सामग्री का विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज 1.8V से 2.4V की सीमा में होता है। I-V कर्व एक घातांकीय संबंध दिखाता है। टर्न-ऑन थ्रेशोल्ड (लगभग 1.6V-1.7V) से अधिक वोल्टेज पर, वोल्टेज में मामूली वृद्धि से करंट में बड़ी गैर-रैखिक वृद्धि होती है। यह एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर के उपयोग की अत्यधिक महत्ता को रेखांकित करता है, क्योंकि LED को सीधे उसके VFसे थोड़ा अधिक वोल्टेज स्रोत से जोड़ने पर अत्यधिक करंट प्रवाहित होगा और तत्काल विफलता होगी।
4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
सामान्य संचालन सीमा (अधिकतम DC करंट तक) के भीतर, प्रकाश उत्पादन (ल्यूमिनस इंटेंसिटी) लगभग फॉरवर्ड करंट के समानुपाती होता है। 20mA से कम करंट पर LED चलाने से चमक आनुपातिक रूप से कम हो जाती है, जबकि 20mA (30mA तक) से अधिक करंट पर चलाने से चमक बढ़ती है, लेकिन अधिक ऊष्मा भी उत्पन्न होती है, जिससे जीवनकाल कम हो सकता है और रंग में विस्थापन हो सकता है।
4.3 तापमान विशेषताएँ
सभी एलईडी की तरह, इस उपकरण का प्रदर्शन तापमान पर निर्भर करता है। जंक्शन तापमान बढ़ने पर:
- चमकदार तीव्रता कम हो जाती है।उच्च तापमान पर आउटपुट में उल्लेखनीय कमी हो सकती है।
- फॉरवर्ड वोल्टेज कम हो जाता है।VFइसमें नकारात्मक तापमान गुणांक होता है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य में मामूली बदलाव हो सकता है,जो अनुभूत रंग को प्रभावित कर सकता है।
4.4 स्पेक्ट्रल वितरण
इस पीले AlInGaP LED की स्पेक्ट्रम आउटपुट वक्र विशेषता लगभग 595 nm का एक एकल प्रमुख शिखर है, जिसकी अपेक्षाकृत संकीर्ण अर्ध-चौड़ाई 16 nm है। इससे एक संतृप्त, शुद्ध पीला रंग उत्पन्न होता है, जिसमें लाल या हरे स्पेक्ट्रम क्षेत्र में कोई महत्वपूर्ण उत्सर्जन नहीं होता।
5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी
5.1 पैकेज आयाम
LED को उद्योग-मानक 1206 सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज में एनकैप्सुलेट किया गया है। मुख्य आयामों में लगभग 3.2 mm लंबाई, 1.6 mm चौड़ाई और 1.1 mm ऊंचाई शामिल है। पैकेज में एक वाटर-क्लियर लेंस का उपयोग किया गया है जो प्रकाश को फैलाता नहीं है, जिससे चिप की अंतर्निहित चमक और रंग पूरी तरह से प्रदर्शित होते हैं। विशिष्टता शीट में PCB पैड डिजाइन के लिए सहिष्णुता (आमतौर पर ±0.10 mm) के साथ विस्तृत यांत्रिक चित्र प्रदान किए गए हैं।
5.2 ध्रुवीयता पहचान और पैड डिज़ाइन
कैथोड (नकारात्मक टर्मिनल) आमतौर पर पैकेज पर हरे रंग के निशान या लेंस पर एक खांचे द्वारा पहचाना जाता है। PCB पर LED को सही दिशा में रखना महत्वपूर्ण है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ और रीफ्लो प्रक्रिया के दौरान सही संरेखण सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित पैड आयाम प्रदान किए गए हैं। पैड डिजाइन में ताप अपव्यय और टॉम्बस्टोनिंग (सोल्डरिंग के दौरान एक छोर का उठना) को रोकने पर विचार किया गया है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश
6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल
इसमें लीड-फ्री प्रक्रिया के लिए अनुशंसित इन्फ्रारेड (आईआर) रिफ्लो प्रोफाइल शामिल है। प्रमुख पैरामीटर में शामिल हैं:
- प्रीहीट:तापमान 120-150°C तक बढ़ाएं।
- सोक/प्रीहीट समय:अधिकतम 120 सेकंड।
- शिखर तापमान:अधिकतम 260°C.
- लिक्विडस तापमान से ऊपर का समय:शिखर तापमान पर अधिकतम 5 सेकंड.
6.2 सफाई और भंडारण
सफाई:यदि सोल्डरिंग के बाद सफाई की आवश्यकता हो, तो केवल निर्दिष्ट विलायक का उपयोग करें। कमरे के तापमान पर LED को एक मिनट से अधिक समय तक एथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल में डुबोने की सलाह दी जाती है। कठोर या अनिर्दिष्ट रसायनों का उपयोग प्लास्टिक लेंस को क्षतिग्रस्त कर सकता है, जिससे धुंधलापन या दरार पड़ सकती है।
भंडारण:एलईडी को उसके मूल नमी-रोधी पैकेजिंग में संग्रहित किया जाना चाहिए, जहां स्थितियां 30°C और 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक न हों। एक बार पैकेजिंग से निकालने के बाद, रिफ्लो सोल्डरिंग एक सप्ताह के भीतर की जानी चाहिए। यदि मूल पैकेजिंग बैग के बाहर लंबे समय तक भंडारण की आवश्यकता हो, तो इसे ड्रायर युक्त सीलबंद कंटेनर या नाइट्रोजन वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। यदि बैग के बाहर भंडारण एक सप्ताह से अधिक हो, तो अवशोषित नमी को हटाने और रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान "पॉपकॉर्न" प्रभाव को रोकने के लिए, सोल्डरिंग से पहले कम से कम 24 घंटे के लिए लगभग 60°C पर बेक करने की आवश्यकता होती है।
7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी
एलईडी 8 मिमी चौड़ी एम्बॉस्ड कैरियर टेप के रूप में आपूर्ति की जाती है, जो 7 इंच (178 मिमी) व्यास के रील पर लपेटी जाती है। प्रत्येक रील में 4000 टुकड़े होते हैं। घटकों की सुरक्षा के लिए कैरियर टेप पॉकेट को टॉप कवर टेप से सील किया जाता है। पैकेजिंग ANSI/EIA-481-1-A मानक के अनुरूप है। छोटी मात्रा के लिए, शेष बैचों के लिए न्यूनतम 500 टुकड़ों का पैक उपलब्ध कराया जा सकता है। पार्ट नंबर LTST-C190KYKT इस उत्पाद प्रकार (वाटर क्लियर लेंस, AlInGaP चिप, पीला) की विशिष्ट पहचान करता है।
8. अनुप्रयोग नोट और डिज़ाइन विचार
8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
एलईडी एक करंट-चालित डिवाइस है। सबसे महत्वपूर्ण डिज़ाइन नियम यह है कि वोल्टेज स्रोत का उपयोग करके चलाते समय, एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर को श्रृंखला में अवश्य जोड़ा जाना चाहिए। रेसिस्टर मान (R) की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है: R = (Vपावर सप्लाई- VF) / IFउदाहरण के लिए, 5V पावर सप्लाई से 20mA पर एक LED ड्राइव करने के लिए, जहाँ विशिष्ट VF2.0V है: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω। जब कई LED समानांतर में जुड़े होते हैं (सर्किट मॉडल A), तो प्रत्येक LED के लिए एक अलग रेसिस्टर का उपयोग करना चाहिए। बिना अलग रेसिस्टर के LED को सीधे समानांतर में जोड़ने की सिफारिश नहीं की जाती है (सर्किट मॉडल B), क्योंकि अलग-अलग LED के VFविशेषताओं में भिन्नता होती है, जिससे करंट का असमान वितरण और चमक में अंतर हो सकता है।
8.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा
यह LED इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज के प्रति संवेदनशील है। ESD से संभावित क्षति हो सकती है, जिससे रिवर्स लीकेज करंट में वृद्धि, फॉरवर्ड वोल्टेज में कमी या पूर्ण विफलता (प्रकाश न उत्सर्जित करना) हो सकती है। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान सावधानी बरतनी चाहिए:
- ग्राउंडेड रिस्ट स्ट्रैप और एंटीस्टैटिक मैट का उपयोग करें।
- सभी उपकरणों और कार्य स्टेशनों को ठीक से ग्राउंडेड सुनिश्चित करें।
- प्लास्टिक लेंस पर जमा हो सकने वाले स्थिर विद्युत आवेश को निष्प्रभावी करने के लिए आयन जनरेटर का उपयोग करें।
8.3 थर्मल प्रबंधन
अपेक्षाकृत कम बिजली की खपत (अधिकतम 75mW) के बावजूद, स्थिर प्रकाश उत्पादन और लंबे जीवनकाल को बनाए रखने के लिए, विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान या अधिकतम के करीब ड्राइव करंट पर, PCB कॉपर पैड के माध्यम से प्रभावी ताप अपव्यय बहुत महत्वपूर्ण है। सुनिश्चित करें कि PCB लेआउट LED के थर्मल पैड से जुड़ने के लिए पर्याप्त कॉपर क्षेत्र प्रदान करता है।
9. विश्वसनीयता और परीक्षण
उत्पाद उद्योग मानकों के अनुसार मानक विश्वसनीयता परीक्षणों से गुजरता है। इन परीक्षणों में कमरे के तापमान और उच्च तापमान पर ऑपरेटिंग लाइफ टेस्ट, थर्मल साइकिल टेस्ट, नमी परीक्षण और सोल्डरबिलिटी टेस्ट शामिल हो सकते हैं। विनिर्देश पत्रक में विशिष्ट परीक्षण शर्तों और मानकों का हवाला दिया गया है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह घटक वाणिज्यिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में मजबूत है।
10. सामान्य प्रश्न (FAQ)
10.1 पीक वेवलेंथ और डोमिनेंट वेवलेंथ में क्या अंतर है?
पीक वेवलेंथ (λP) वह भौतिक तरंगदैर्ध्य है जहां प्रकाश उत्सर्जन सबसे मजबूत होता है। डोमिनेंट वेवलेंथ (λd) रंग विज्ञान (CIE आरेख) के आधार पर गणना की गई एक मान है जो मानव आंख द्वारा माने जाने वाले रंग का सबसे अच्छा प्रतिनिधित्व करता है। इस पीले LED जैसे मोनोक्रोमैटिक प्रकाश स्रोत के लिए, दोनों आमतौर पर करीब होते हैं लेकिन बिल्कुल समान नहीं होते।
10.2 क्या मैं इस LED को करंट लिमिटिंग रेसिस्टर के बिना ड्राइव कर सकता हूँ?
नहीं। फॉरवर्ड वोल्टेज एक निश्चित मान नहीं है; यह अलग-अलग यूनिटों के बीच थोड़ा भिन्न होता है और तापमान के साथ घटता है। इसे सीधे वोल्टेज स्रोत से जोड़ने से अनियंत्रित और संभावित रूप से विनाशकारी करंट प्रवाह होगा। हमेशा एक श्रृंखला अवरोधक या निरंतर-धारा ड्राइवर की आवश्यकता होती है।
10.3 ल्यूमिनस इंटेंसिटी स्पेसिफिकेशन की रेंज इतनी चौड़ी (18-180 mcd) क्यों है?
यह सभी उत्पादन बिनिंग की कुल संभावित सीमा है। वास्तविक LED को धारा 3 में वर्णित संकीर्ण बिन (M, N, P, Q, R) में वर्गीकृत किया जाएगा। सुसंगत प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए आपको अपने आवश्यक चमक बिन को ऑर्डर करते समय निर्दिष्ट करना होगा।
10.4 क्या यह LED आउटडोर उपयोग के लिए उपयुक्त है?
ऑपरेटिंग तापमान सीमा (-55°C से +85°C) इसे कई बाहरी वातावरणों में उपयोग की अनुमति देती है। हालांकि, सीधे पराबैंगनी (UV) सूर्य के प्रकाश में लंबे समय तक संपर्क में रहने से एपॉक्सी लेंस सामग्री का क्षरण हो सकता है, जिससे समय के साथ रंग परिवर्तन या प्रकाश उत्पादन में कमी आ सकती है। कठोर बाहरी अनुप्रयोगों के लिए, यूवी-प्रतिरोधी लेंस वाले LED पर विचार किया जाना चाहिए।
11. व्यावहारिक अनुप्रयोग उदाहरण
परिदृश्य: एक औद्योगिक नियंत्रक के लिए स्थिति संकेतक पैनल डिजाइन करना।पैनल को "सिस्टम चालू" या "चेतावनी" संकेत देने के लिए 10 चमकीले पीले एलईडी की आवश्यकता है। सिस्टम पावर रेल 3.3V है।
डिजाइन चरण:
- धारा चयन:चमक और जीवनकाल के बीच अच्छा संतुलन बनाने के लिए 20mA की ड्राइव धारा चुनें।
- प्रतिरोधक गणना:अधिकतम VF(2.4V) का उपयोग करके रूढ़िवादी डिजाइन, यह सुनिश्चित करते हुए कि इकाई-से-इकाई भिन्नता होने पर भी एलईडी को अत्यधिक संचालित नहीं किया जाएगा। R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ω। निकटतम मानक मान 47 Ω है।
- प्रतिरोधक शक्ति अपव्यय:P = I2* R = (0.020)2* 47 = 0.0188W। एक मानक 1/8W (0.125W) प्रतिरोधक पर्याप्त से अधिक है।
- सर्किट टोपोलॉजी:10 समान सर्किट का उपयोग करें, प्रत्येक में एक LED और एक 47Ω प्रतिरोधक हो, जो 3.3V पावर रेल से जुड़े हों। 10 LEDs को एक प्रतिरोधक साझा करने के लिए समानांतर में न जोड़ें।
- PCB लेआउट:डेटाशीट में अनुशंसित पैड लेआउट का पालन करें। कैथोड/एनोड पैड के चारों ओर थोड़ी सी कॉपर पोर का उपयोग करके हीट डिसिपेशन में सहायता करें।
- ऑर्डर:निर्दिष्ट बिनिंग कोड "R" (112-180 mcd) निर्दिष्ट करें ताकि संकेतक प्रकाश की चमक समान और स्पष्ट रूप से दिखाई दे।
12. प्रौद्योगिकी परिचय एवं रुझान
12.1 AlInGaP प्रौद्योगिकी सिद्धांत
AlInGaP एक III-V समूह का यौगिक अर्धचालक पदार्थ है, जिसमें एल्यूमीनियम (Al), इंडियम (In), गैलियम (Ga) और फॉस्फोरस (P) विशिष्ट अनुपात में संयोजित होते हैं। इन अनुपातों को समायोजित करके, पदार्थ के बैंड गैप को डिज़ाइन किया जा सकता है, जो सीधे तौर पर इलेक्ट्रॉन और होल के पुनर्संयोजन के दौरान उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करता है। AlInGaP लाल, नारंगी, अंबर और पीले स्पेक्ट्रम क्षेत्रों में विशेष रूप से कुशल है, और GaAsP जैसी पुरानी तकनीकों की तुलना में उच्च दक्षता और बेहतर तापमान स्थिरता प्रदान करता है।
12.2 उद्योग रुझान
SMD संकेतक LED का समग्र रुझान उच्च दक्षता (प्रति विद्युत शक्ति इकाई अधिक प्रकाश उत्पादन), सख्त बिनिंग के माध्यम से बेहतर रंग एकरूपता, और लीड-मुक्त असेंबली के लिए आवश्यक उच्च तापमान सोल्डरिंग प्रोफाइल के तहत विश्वसनीयता में सुधार की ओर है। स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए, लघुकरण (जैसे 0402 और 0201 जैसे छोटे पैकेज) की ओर भी एक रुझान है, हालांकि 1206 पैकेज अपनी आसान हैंडलिंग, अच्छी सोल्डर जॉइंट दृश्यता और मजबूत थर्मल प्रदर्शन के कारण अभी भी लोकप्रिय बना हुआ है। एक अन्य रुझान सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाने के लिए LED पैकेज के भीतर ऑन-बोर्ड रेसिस्टर या IC ड्राइवर को एकीकृत करना है।
LED विनिर्देशन शब्दावली का विस्तृत विवरण
एलईडी तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
1. प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य मापदंड
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| दीप्ति दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन प्रति वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित दीप्त फ्लक्स, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | यह सीधे तौर पर प्रकाश यंत्र की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| दीप्त फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| प्रकाश उत्सर्जन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, यह प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | यह प्रकाश के प्रसार 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। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य का निर्धारण करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | प्रकाश स्रोत द्वारा वस्तुओं के वास्तविक रंगों को पुनः प्रस्तुत करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंग सत्यता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, कला दीर्घाओं जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| रंग सहनशीलता (SDCM) | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण संख्या, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक सूचक, चरण संख्या जितनी कम होगी, रंग उतने ही अधिक एकसमान होंगे। | यह सुनिश्चित करता है कि एक ही बैच के दीपकों के रंगों में कोई अंतर न हो। |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), जैसे 620nm (लाल) | रंगीन LED रंग के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि मोनोक्रोमैटिक LED के रंगतत्व (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| स्पेक्ट्रम वितरण (Spectral Distribution) | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
2. विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| अग्र वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइव पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LEDs को श्रृंखला में जोड़ने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | वह करंट मान जो LED को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक है। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | अल्प अवधि में सहन करने योग्य शिखर धारा, डिमिंग या फ्लैश के लिए उपयोग की जाती है। | स्पंद चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे अधिक होने पर यह ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक को रोकने की आवश्यकता है। |
| थर्मल रेजिस्टेंस (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, जितना कम मान उतना बेहतर हीट डिसिपेशन। | उच्च तापीय प्रतिरोध के लिए मजबूत शीतलन डिज़ाइन आवश्यक है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | स्थैतिक बिजली के प्रति प्रतिरोध क्षमता, उच्च मान कम क्षति की संभावना दर्शाता है। | उत्पादन में, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए, ESD सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं। |
3. ताप प्रबंधन एवं विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | एलईडी चिप के अंदर का वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी से जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से प्रकाश क्षय और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | सीधे LED के "उपयोगी जीवन" को परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन 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। |
| Color Shift | Δu′v′ या MacAdam Ellipse | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य में रंग समरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (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। |
चार, पैकेजिंग और सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएं और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने वाली और प्रकाशिकी एवं ऊष्मा इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC उच्च ताप सहनशील और कम लागत वाला; सिरेमिक बेहतर ऊष्मा अपव्यय और लंबी आयु वाला। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | फ्लिप चिप में बेहतर हीट डिसिपेशन और उच्च प्रकाश दक्षता होती है, जो उच्च शक्ति के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीली रोशनी चिप पर लगाया जाता है, जो आंशिक रूप से पीली/लाल रोशनी में परिवर्तित होकर सफेद प्रकाश बनाता है। | विभिन्न फॉस्फोरस प्रकाश दक्षता, रंग तापमान और रंग प्रतिपादन को प्रभावित करते हैं। |
| लेंस/ऑप्टिकल डिज़ाइन | समतल, माइक्रोलेंस, पूर्ण आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, जो प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पाँच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहों में विभाजित, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | यह सुनिश्चित करना कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहीकरण। | ड्राइव पावर मिलान की सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर रहें। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि। | रंग तापमान के अनुसार समूहीकरण करें, प्रत्येक समूह की अपनी संबंधित निर्देशांक सीमा हो। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करें। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान की स्थिति में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयुक्त)। |
| TM-21 | जीवनकाल प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवनकाल का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करना। |
| IESNA मानक | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| RoHS / REACH | Environmental Certification | Ensures the product does not contain harmful substances (such as lead, mercury). | अंतर्राष्ट्रीय बाजार में प्रवेश की पात्रता शर्तें। |
| ENERGY STAR / DLC | ऊर्जा दक्षता प्रमाणन | प्रकाश व्यवस्था उत्पादों के लिए ऊर्जा दक्षता और प्रदर्शन प्रमाणन। | सामान्यतः सरकारी खरीद, सब्सिडी कार्यक्रमों में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |