सामग्री
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ
- 1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग
- 2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ
- 2.3 तापीय विशेषताएँ
- 3. बिनिंग प्रणाली विनिर्देश
- 3.1 दीप्त तीव्रता बिनिंग
- 3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य वर्गीकरण
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग सूचना
- 5.1 आयामी आकृति
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान और पैड डिज़ाइन
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
- 6.1 भंडारण और आर्द्रता संवेदनशीलता
- 6.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल
- 6.3 सफाई
- 7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
- 7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ
- 8. अनुप्रयोग एवं डिज़ाइन सुझाव
- 8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
- 8.2 डिज़ाइन में थर्मल प्रबंधन
- 8.3 ऑप्टिकल एकीकरण
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
- 10.1 प्रमुख तरंगदैर्ध्य और शिखर तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?
- 10.2 क्या मैं इस LED को लगातार 30mA पर चला सकता हूँ?
- 10.3 समानांतर में जुड़े प्रत्येक LED के लिए करंट सीमित रोकनेवाला की आवश्यकता क्यों होती है?
- 11. व्यावहारिक डिजाइन एवं उपयोग केस स्टडी
- 12. कार्य सिद्धांत
- 13. प्रौद्योगिकी रुझान
- LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
- 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
यह दस्तावेज़ एक उच्च चमक वाले सरफेस माउंट LED लैंप बीड की विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण देता है। यह उपकरण एक सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) के रूप में डिज़ाइन किया गया है, जो मानक SMT असेंबली और औद्योगिक रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। इसका एनकैप्सुलेशन फॉर्म उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिन्हें अतिरिक्त ऑप्टिकल घटकों की आवश्यकता के बिना विकिरण पैटर्न को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।
1.1 मुख्य लाभ
- उच्च चमकदार तीव्रता:इसके पैकेज आकार के तहत उच्च चमक आउटपुट प्रदान करता है।
- उच्च ऊर्जा दक्षता:कम बिजली की खपत और उच्च प्रकाश दक्षता की विशेषता है।
- मजबूत संरचना:उन्नत एपॉक्सी राल तकनीक का उपयोग करता है, जो उत्कृष्ट नमी और यूवी प्रतिरोध प्रदान करती है।
- पर्यावरण अनुपालन:उत्पाद सीसा-मुक्त और हैलोजन-मुक्त है, RoHS निर्देश का अनुपालन करता है।
- संकीर्ण देखने का कोण:पैकेजिंग लेंस डिज़ाइन एक नियंत्रित संकीर्ण देखने का कोण (विशिष्ट 70/45°) प्रदान करने के लिए किया गया है, जो इसे निर्देशित प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों जैसे साइनेज के लिए उपयुक्त बनाता है, जहाँ द्वितीयक प्रकाशिकी की आवश्यकता नहीं होती।
1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग
यह LED मुख्य रूप से उन साइनेज और डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए है जिनमें विश्वसनीयता, चमक और नियंत्रित प्रकाश वितरण की कठोर आवश्यकताएँ होती हैं। विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- वीडियो सूचना साइनेज और डिस्प्ले।
- यातायात सूचना और मार्गदर्शन संकेत।
- सामान्य सूचना सूचना पट्ट।
2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं। इन स्थितियों में संचालन की गारंटी नहीं है।
- शक्ति अपव्यय (Pd):अधिकतम 105 mW। यह वह कुल ऊष्मा है जिसे पैकेज अपव्ययित कर सकता है।
- फॉरवर्ड करंट:DC फॉरवर्ड करंट रेटिंग 30 mA है। पल्स स्थितियों (ड्यूटी साइकिल ≤ 1/10, पल्स चौड़ाई ≤ 10ms) के तहत, 100 mA का उच्चतर पीक फॉरवर्ड करंट अनुमत है।
- थर्मल डेरेटिंग:जब परिवेश का तापमान (TA) 45°C से अधिक हो, तो अधिकतम DC फॉरवर्ड करंट को 0.5 mA/°C की दर से रैखिक रूप से डेरेट किया जाना चाहिए।
- तापमान सीमा:ऑपरेटिंग तापमान: -40°C से +85°C। स्टोरेज तापमान: -40°C से +100°C।
- रीफ्लो सोल्डरिंग:10 सेकंड के लिए 260°C के अधिकतम पीक तापमान को सहन करने में सक्षम, मानक लीड-फ्री रीफ्लो प्रोफाइल के साथ संगत।
2.2 विद्युत और प्रकाशीय विशेषताएँ
ये पैरामीटर परिवेश तापमान (TA) 25°C पर मापे गए हैं, जो उपकरण की सामान्य कार्यशील परिस्थितियों में प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।
- दीप्त तीव्रता (Iv):परीक्षण धारा (IF) 20 mA पर, सीमा 5000 mcd (न्यूनतम) से 14500 mcd (अधिकतम) तक है, और विशिष्ट मान 9200 mcd है। ग्रेडिंग सीमाओं पर ±15% परीक्षण सहनशीलता लागू होती है।
- अग्र वोल्टेज (VF):विशिष्ट मान 2.9V, IF=20mA पर सीमा 2.5V से 3.5V तक है। यह पैरामीटर ड्राइव डिज़ाइन और ताप प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है।
- दृष्टि कोण (2θ1/2):70/45 डिग्री (टाइपिकल)। यह असममित पैटर्न दर्शाता है कि एक अक्ष पर बीम संकीर्ण है, जो कुछ साइनेज अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।
- प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd):525 nm (टाइपिकल), जो LED के अनुभव किए गए हरे रंग को निर्दिष्ट करता है। सीमा 520 nm से 530 nm तक है।
- शिखर उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य (λP):टाइपिकल 517 nm, जो स्पेक्ट्रल पावर वितरण के शिखर का प्रतिनिधित्व करता है।
- स्पेक्ट्रल आधी चौड़ाई (Δλ):लगभग 35 nm, जो हरे प्रकाश की स्पेक्ट्रल शुद्धता को दर्शाता है।
- रिवर्स करंट (IR):रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V पर अधिकतम 10 μA। यह डिवाइस रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह परीक्षण केवल लीकेज विशेषता वर्णन के लिए है।
2.3 तापीय विशेषताएँ
LED प्रदर्शन और जीवनकाल बनाए रखने के लिए प्रभावी थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। प्रमुख विचारणीय बातों में शामिल हैं:
- 105 mW की बिजली अपव्यय सीमा और 45°C से शुरू होने वाली डेरेटिंग कर्व, पर्याप्त PCB थर्मल डिज़ाइन की आवश्यकता पर प्रकाश डालती है।
- अनुशंसित पैड पैटर्न में एक थर्मल पैड (P3) शामिल है, जिसे ऑपरेटिंग गर्मी को दूर करने के लिए हीट सिंक या कूलिंग मैकेनिज्म से जोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
- पैकेज पर थर्मल शॉक को रोकने के लिए, रिफ्लो पीक तापमान के बाद तेजी से ठंडा करने से बचने की सलाह दी जाती है।
3. बिनिंग प्रणाली विनिर्देश
उत्पादन अनुप्रयोगों में रंग और चमक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को विभिन्न बिनों में वर्गीकृत किया जाता है।
3.1 दीप्त तीव्रता बिनिंग
एलईडी को 20mA पर मापी गई उनकी ल्यूमिनस इंटेंसिटी के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है। बिन कोड और सीमाएं इस प्रकार हैं:
- GV:5000 – 6500 mcd
- GW:6500 – 8500 mcd
- GX:8500 – 11100 mcd
- GY:11100 – 14500 mcd
नोट: प्रत्येक ग्रेड सीमा पर ±15% सहनशीलता लागू की जाती है।
3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य वर्गीकरण
LED को उनकी मुख्य तरंगदैर्ध्य के आधार पर रंग स्थिरता नियंत्रित करने के लिए भी वर्गीकृत किया जाता है:
- G1:520 – 525 nm
- G2:525 – 530 nm
नोट: प्रत्येक ग्रेड सीमा पर ±1 nm का सहनशीलता मान लागू होता है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
Although the document references specific graphical curves (e.g., Figure 1, Figure 6), the typical characteristics of such devices can be inferred from the tabular data:
- IV Curve Relationship:Forward voltage (VF) is directly related to forward current (IF). Operation at a typical 20mA yields a VF of approximately 2.9V. Exceeding the maximum current will increase the voltage drop and power dissipation.
- Temperature Dependence:Luminous intensity typically decreases with increasing junction temperature. The requirement to derate the forward current above 45°C directly indicates this relationship, necessitating thermal management to maintain stable light output.
- Spectral Distribution:With a dominant wavelength of 525nm and a spectral half-width of approximately 35nm, this LED emits a relatively pure green light concentrated within the green spectral range.
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग सूचना
5.1 आयामी आकृति
पैकेज लेंस युक्त एक आयताकार आकृति है। महत्वपूर्ण आयाम (इकाई: mm) शामिल हैं:
- बॉडी आयाम: 4.2 ±0.2 (लंबाई) x 4.2 ±0.2 (चौड़ाई)।
- कुल ऊंचाई: 6.2 ±0.5।
- पिन पिच (जहां पिन पैकेज से बाहर निकलती है): 2.0 ±0.5।
- फ्लैंज के नीचे अधिकतम 1.0mm राल उभार की अनुमति है।
- जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सामान्य सहनशीलता ±0.25mm है।
5.2 ध्रुवीयता पहचान और पैड डिज़ाइन
- पोलैरिटी:डिवाइस में तीन पैड हैं: P1 (एनोड), P2 (कैथोड) और P3 (एनोड)। P3 प्राथमिक थर्मल पैड के रूप में भी कार्य करता है।
- अनुशंसित पैड पैटर्न:पैड पैटर्न में PCB पर गर्मी हस्तांतरण के लिए एक बड़ा P3 पैड शामिल है। पैड डिज़ाइन में फ़िलेट त्रिज्या (R0.5) का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। यह LED रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए डिज़ाइन किया गया है और वेव सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त नहीं है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
6.1 भंडारण और आर्द्रता संवेदनशीलता
JEDEC J-STD-020 मानक के अनुसार, इस डिवाइस की आर्द्रता संवेदनशीलता स्तर 3 (MSL3) है।
- 未开封的袋子可在<30°C / 90% RH条件下存储长达12个月。
- 开封后，在<30°C / 60% RH条件下存储时，必须在168小时（7天）内完成焊接。
- 如果湿度指示卡显示>10% RH、车间寿命超过168小时或暴露于>30°C / 60% RH环境，则需要在60°C ±5°C下烘烤20小时。烘烤应仅进行一次。
- अनुपयोगी एलईडी को डिसिकेंट युक्त पुनः सील होने वाले नमी-रोधी बैग में संग्रहित किया जाना चाहिए।
6.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफ़ाइल
लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है:
- प्रीहीट/सोक:150°C से 200°C, अधिकतम 120 सेकंड।
- लिक्विडस समय (tL):217°C से ऊपर का समय 60-150 सेकंड होना चाहिए।
- शिखर तापमान (Tp):अधिकतम 260°C.
- शिखर तापमान ±5°C के भीतर समय:अधिकतम 30 सेकंड.
- कुल तापन समय:25°C से शिखर तापमान तक बढ़ने का समय 5 मिनट से अधिक नहीं होना चाहिए।
प्रमुख वेल्डिंग सावधानियां:
- रिफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।
- सोल्डरिंग आयरन से हैंड सोल्डरिंग (अधिकतम 315°C, 3 सेकंड) एक बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।
- LED के उच्च तापमान पर होने पर सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान उस पर बाहरी दबाव डालने से बचें।
- चरम तापमान के बाद तेजी से ठंडा होने से बचें।
6.3 सफाई
यदि सफाई आवश्यक हो, तो आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल-आधारित विलायक का उपयोग करें।
7. पैकेजिंग एवं आर्डर जानकारी
7.1 पैकेजिंग विशिष्टताएँ
LED कैरियर टेप रील के रूप में आपूर्ति की जाती है।
- कैरियर टेप आयाम:पॉकेट पिच 8.0 मिमी, टेप चौड़ाई 16.0 मिमी।
- रील विनिर्देश:मानक रील में 1,000 टुकड़े होते हैं। रील व्यास 330 मिमी ±2 मिमी।
- ESD चेतावनी:पैकेजिंग पर इलेक्ट्रोस्टैटिक सेंसिटिव डिवाइस (ESD) होने का संकेत है, जिसके लिए सुरक्षित हैंडलिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता है।
8. अनुप्रयोग एवं डिज़ाइन सुझाव
8.1 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन
LED एक करंट-ड्रिवन डिवाइस है। विश्वसनीय संचालन और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, विशेष रूप से कई LED को समानांतर में जोड़ते समय, प्रत्येक LED के साथ श्रृंखला में एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर जोड़ने की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। यह व्यक्तिगत डिवाइसों के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) के प्राकृतिक अंतर की भरपाई कर सकता है, करंट असंतुलन को रोक सकता है और चमक की स्थिरता सुनिश्चित कर सकता है।
8.2 डिज़ाइन में थर्मल प्रबंधन
बिजली की खपत की सीमा और थर्मल डिरेटिंग को ध्यान में रखते हुए:
- अनुशंसित थर्मल पैड (P3) को PCB लेआउट में शामिल करें, और इसे ताप अपव्यय के लिए कॉपर पोर क्षेत्र या समर्पित थर्मल वाया संरचना से जोड़ें।
- उच्च घनत्व वाले ऐरे या उच्च परिवेश तापमान अनुप्रयोगों के लिए, अतिरिक्त शीतलन तंत्र पर विचार करें।
- कार्यशील जंक्शन तापमान की निगरानी करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि यह दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए सुरक्षित सीमा के भीतर बना रहे।
8.3 ऑप्टिकल एकीकरण
एकीकृत लेंस 70/45° का व्यूइंग एंगल प्रदान करता है। डिजाइनरों को सत्यापित करना चाहिए कि यह बीम पैटर्न एप्लिकेशन की प्रकाश वितरण और दृष्टि शंकु आवश्यकताओं के अनुरूप है या नहीं। बहुत संकीर्ण या विशिष्ट पैटर्न के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स की आवश्यकता अभी भी हो सकती है।
9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
मानक SMD या PLCC (प्लास्टिक लीड चिप कैरियर) पैकेजिंग की तुलना में, इस सरफेस माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी में स्पष्ट लाभ हैं:
- एकीकृत प्रकाशीय नियंत्रण:पैकेज में एक विशिष्ट, नियंत्रित विकिरण पैटर्न (संकीर्ण दृश्य कोण) के लिए डिज़ाइन किया गया लेंस शामिल है, जो कई साइनेज अनुप्रयोगों में बाहरी प्रकाशीय घटकों की आवश्यकता को कम या समाप्त कर देता है, जिससे असेंबली सरल होती है और लागत कम होती है।
- SMD प्रारूप में उच्च चमक:यह एक कॉम्पैक्ट, स्वचालित SMT-संगत पैकेज में, बड़े या अलग-अलग एलईडी से जुड़े प्रकाश तीव्रता स्तर प्रदान करता है।
- मजबूती:कुछ मानक SMD पैकेजों की तुलना में, उन्नत एपॉक्सी सामग्री के उपयोग से नमी और यूवी प्रतिरोध बढ़ता है, जिससे बाहरी या कठोर वातावरण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्तता बढ़ जाती है।
10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)
10.1 प्रमुख तरंगदैर्ध्य और शिखर तरंगदैर्ध्य में क्या अंतर है?
शिखर तरंगदैर्ध्य (λP ~517nm) उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की सबसे मजबूत एकल तरंगदैर्ध्य है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λd ~525nm) CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर रंग निर्देशांक से गणना की गई एक मान है; यह उस एकल तरंगदैर्ध्य का प्रतिनिधित्व करता है जो मानव आंख द्वारा अनुभव किए गए प्रकाश के रंग का सबसे अच्छा वर्णन करता है। हरे LED के लिए, λd आमतौर पर λP से लंबा होता है।
10.2 क्या मैं इस LED को लगातार 30mA पर चला सकता हूँ?
हालांकि डीसी फॉरवर्ड करंट की पूर्ण अधिकतम रेटिंग 30mA है, इस सीमा पर निरंतर संचालन के लिए जंक्शन तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर रखने के लिए उत्कृष्ट थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है, क्योंकि बिजली की खपत 105mW के अधिकतम मूल्य के करीब पहुंच जाएगी। विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, जब तक कि थर्मल डिजाइन पर्याप्त रूप से सत्यापित न हो, परीक्षण स्थितियों में 20mA या उससे कम पर चलाने की सिफारिश की जाती है।
10.3 समानांतर में जुड़े प्रत्येक LED के लिए करंट सीमित रोकनेवाला की आवश्यकता क्यों होती है?
फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) की एक सीमा होती है (2.5V से 3.5V)। यदि कई एलईडी को सीधे वोल्टेज स्रोत के समानांतर जोड़ा जाता है, तो सबसे कम VF वाली एलईडी अनुपातहीन रूप से अधिक धारा खींचेगी, संभवतः अपनी रेटेड सीमा से अधिक हो जाएगी और विफल हो जाएगी, जिससे श्रृंखला प्रतिक्रिया हो सकती है। प्रत्येक एलईडी के साथ श्रृंखला में एक रोकनेवाला जोड़कर, रैखिक प्रतिबाधा बढ़ाकर धारा को संतुलित करने में मदद मिलती है, जिससे अधिक समान धारा वितरण और चमक सुनिश्चित होती है।
11. व्यावहारिक डिजाइन एवं उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक कॉम्पैक्ट ट्रैफिक सूचना साइन डिजाइन करना।
- घटक चयन:इस एलईडी का चयन उसकी उच्च चमक (दिन के समय दृश्यता सुनिश्चित करने के लिए), हरा रंग ("स्वतंत्र मार्ग" या सूचना संकेत के लिए) और संकीर्ण देखने का कोण (प्रकाश को चालक की ओर केंद्रित करने के लिए) के कारण किया गया है। अधिकतम चमक के लिए GY ग्रेड चुना जा सकता है।
- सर्किट डिजाइन:एक स्थिर धारा चालन सर्किट डिज़ाइन करें। श्रृंखला में प्रत्येक LED के साथ एक श्रृंखला प्रतिरोधक है, जिसकी गणना बिजली आपूर्ति वोल्टेज और वांछित कार्यशील धारा (उदाहरण के लिए, 18mA, 20mA परीक्षण स्थिति से नीचे एक मार्जिन छोड़ते हुए) पर विशिष्ट VF (2.9V) के आधार पर की जाती है।
- PCB लेआउट:PCB पैड पैटर्न अनुशंसित डिज़ाइन का पालन करते हैं। थर्मल पैड (P3) बोर्ड पर एक बड़े तांबे के क्षेत्र से जुड़ा है और एक हीट सिंक के रूप में कार्य करने के लिए आंतरिक ग्राउंड लेयर से थर्मल वाया के माध्यम से जुड़ा है।
- असेंबली:MSL3 रेटिंग पर ध्यान दें। 260°C पीक प्रोफाइल का पालन करते हुए, एक नियंत्रित रीफ्लो प्रक्रिया का उपयोग करके बोर्ड को असेंबल करें। खोले गए रील का उपयोग 168 घंटे की फ्लोर लाइफ के भीतर किया जाता है।
- परिणाम:उचित थर्मल और विद्युत डिजाइन के कारण, साइन ने उज्ज्वल, समान प्रकाश व्यवस्था हासिल की, सभी सूचना तत्व रंग में सुसंगत हैं, व्यापक तापमान सीमा पर विश्वसनीय संचालन करते हैं, और लंबी सेवा जीवन प्रदान करते हैं।
12. कार्य सिद्धांत
यह उपकरण एक लाइट एमिटिंग डायोड (LED) है। यह अर्धचालक सामग्री में इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के सिद्धांत पर कार्य करता है। जब P-N जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो सक्रिय क्षेत्र (जो इनगैन से बना है और हरे प्रकाश के उत्पादन के लिए है) में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। अर्धचालक परतों की विशिष्ट संरचना उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। एकीकृत एपॉक्सी लेंस तब इस उत्सर्जित प्रकाश को आकार देता है और इसे वांछित बीम पैटर्न की ओर निर्देशित करता है।
13. प्रौद्योगिकी रुझान
सरफेस माउंट डिवाइस (एसएमडी) लैंप फॉर्मेट एलईडी पैकेजिंग के चल रहे रुझान का प्रतिनिधित्व करता है:
- बढ़ी हुई एकीकरण:साधारण प्रकाश उत्सर्जक से आगे बढ़कर, एकीकृत प्रकाशिकी नियंत्रण (लेंस) वाले पैकेजों की ओर, जैसा कि यहां देखा गया है, प्रणाली जटिलता को कम करता है।
- उच्च दक्षता और चमक:अर्धचालक एपिटैक्सी और फॉस्फर तकनीक (सफेद एलईडी के लिए) में निरंतर सुधार, छोटे पैकेजों में प्रति वाट अधिक लुमेन और उच्च चमक (प्रति इकाई क्षेत्र चमक) प्राप्त करने को प्रेरित कर रहे हैं।
- विश्वसनीयता वृद्धि:अधिक मजबूत एनकैप्सुलेशन सामग्री (जैसे उल्लिखित उन्नत एपॉक्सी) का विकास, जिसने थर्मल साइकिलिंग, नमी और यूवी विकिरण के प्रति प्रतिरोधकता बढ़ाई है, जिससे अनुप्रयोग वातावरण का विस्तार हुआ है।
- स्वचालन मानकीकरण:SMT प्रारूप का प्रभुत्व, जो उच्च-गति, स्वचालित पिक एंड प्लेस असेंबली के लिए अनुकूल है, जिससे निर्माण लागत कम हुई है और स्थिरता में वृद्धि हुई है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी शब्दावली पूर्ण स्पष्टीकरण
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 बचत होगी। | सीधे तौर पर प्रकाश साधन की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित कुल प्रकाश मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश साधन पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| देखने का कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश तीव्रता आधी रह जाती है, यह प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के विस्तार और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| वर्ण तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म और अधिक मान सफेद/ठंडा प्रवृत्ति दर्शाता है। | प्रकाश व्यवस्था के वातावरण और उपयुक्त परिदृश्यों को निर्धारित करता है। |
| कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI / Ra) | कोई इकाई नहीं, 0–100 | वस्तुओं के वास्तविक रंगों को प्रकाश स्रोत द्वारा प्रदर्शित करने की क्षमता, Ra≥80 उत्तम माना जाता है। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में उपयोग किया जाता है। |
| रंग सहिष्णुता (SDCM) | मैकएडम दीर्घवृत्त चरण, जैसे "5-step" | रंग एकरूपता का मात्रात्मक सूचक; चरण संख्या जितनी कम, रंग उतना ही अधिक एकसमान। | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| प्रमुख तरंगदैर्घ्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरण के लिए 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंगतत्व (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | Wavelength vs. Intensity Curve | एलईडी द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
2. विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | एलईडी को चालू करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइवर पावर वोल्टेज Vf से अधिक या बराबर होना चाहिए, कई एलईडी श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक करंट मान। | 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 उपयोग की जाती 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 द्वारा सहन की जा सकने वाली अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, इससे अधिक होने पर ब्रेकडाउन हो सकता है। | सर्किट में रिवर्स कनेक्शन या वोल्टेज स्पाइक से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | चिप से सोल्डर जॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर ऊष्मा अपव्यय दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| ESD Immunity | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है स्थैतिक बिजली से क्षति की कम संभावना। | उत्पादन में, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए, ESD सुरक्षा उपाय करना आवश्यक है। |
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 से, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन ह्रास (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक चमक कम होने में लगने वाला समय। | LED के "उपयोगी 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 दर्शाना। |
| कलर शिफ्ट (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग समरूपता को प्रभावित करता है। |
| थर्मल एजिंग (Thermal Aging) | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण पैकेजिंग सामग्री का क्षरण। | इससे चमक में कमी, रंग परिवर्तन या ओपन सर्किट विफलता हो सकती है। |
4. पैकेजिंग एवं सामग्री
| शब्दावली | सामान्य प्रकार | सामान्य व्याख्या | विशेषताएं और अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|
| पैकेजिंग प्रकार | EMC, PPA, सिरेमिक | चिप की सुरक्षा करने और प्रकाशिक एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करने वाली आवरण सामग्री। | EMC की ताप सहनशीलता अच्छी और लागत कम है; सिरेमिक की ताप अपव्यय क्षमता बेहतर और आयु लंबी है। |
| चिप संरचना | फॉरवर्ड माउंटेड, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप-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 | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशीय 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 |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स ग्रेडिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहीकरण, 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 समूहीकृत करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत मिलान में सुविधा, सिस्टम दक्षता में सुधार। |
| रंग विभेदन ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करना, एक ही ल्यूमिनेयर के भीतर रंग असमानता से बचना। |
| रंग तापमान वर्गीकरण | 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 | अर्थ |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | निरंतर तापमान परिस्थितियों में लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड किया जाता है। | एलईडी जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन 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 | प्रकाशिकी, 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 शर्तें। |
| 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। |