LTW-420DS4 व्हाइट LED डेटाशीट - 5mm T-1 थ्रू-होल पैकेज - 3.2V फॉरवर्ड वोल्टेज - 120mW पावर डिसिपेशन - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

LTW-420DS4 एक सफेद प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) है जिसे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) पर थ्रू-होल माउंटिंग के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह लोकप्रिय T-1 (5mm) व्यास पैकेज में आता है और इसमें स्पष्ट लेंस लगा है, जो इसे संकेतक और प्रकाश व्यवस्था के व्यापक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। यह उपकरण सफेद प्रकाश उत्पन्न करने के लिए InGaN (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) तकनीक का उपयोग करता है।

1.1 मुख्य लाभ

इस LED के प्रमुख लाभों में RoHS (हानिकारक पदार्थ प्रतिबंध) निर्देश के अनुपालन शामिल हैं, जो दर्शाता है कि यह लीड-मुक्त उत्पाद है। इसमें उच्च चमकदार दक्षता और अपेक्षाकृत कम बिजली की खपत है, जिससे यह ऊर्जा कुशल है। इसकी कम धारा आवश्यकता के कारण, यह उपकरण एकीकृत सर्किट के साथ संगतता के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका थ्रू-होल डिज़ाइन PCB या पैनल पर लचीली स्थापना की अनुमति देता है, जो यांत्रिक स्थिरता प्रदान करता है।

1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग

यह LED विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उद्योगों के लिए लक्षित है। मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्रों में स्थिति संकेतन के लिए कंप्यूटर परिधीय उपकरण, संचार उपकरण, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, घरेलू उपकरण और औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियाँ शामिल हैं। इन उपकरणों में इसका प्राथमिक कार्य एक स्थिति संकेतक या कम चमक वाले प्रकाश स्रोत के रूप में कार्य करना है।

2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट के आधार पर, एलईडी की प्रमुख विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशेषताओं का विस्तृत और वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग्स उन सीमित स्थितियों को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं, और सामान्य संचालन के लिए लागू नहीं होती हैं।

• शक्ति अपव्यय (Pd):अधिकतम 120 mW। यह वह कुल शक्ति है जिसे एलईडी पैकेज ऊष्मा के रूप में अपव्ययित कर सकता है।
• डीसी अग्र धारा (IF):निरंतर 30 mA। इस धारा से अधिक होने पर थर्मल रनवे और सेवा जीवन कम होने का जोखिम बढ़ जाता है।
• पीक फॉरवर्ड करंट:100 mA, लेकिन केवल पल्स स्थितियों में (ड्यूटी साइकिल ≤ 1/10, पल्स चौड़ाई ≤ 10ms)। यह संक्षिप्त उच्च-तीव्रता वाले फ्लैश के लिए लागू होता है।
• ऑपरेटिंग तापमान सीमा (TA):-30°C से +85°C। इस परिवेश तापमान सीमा के भीतर LED के सामान्य संचालन की गारंटी देता है।
• भंडारण तापमान सीमा (Tstg):-40°C से +100°C।
• पिन सोल्डरिंग तापमान:अधिकतम 260°C, अधिकतम 5 सेकंड, माप बिंदु LED बॉडी से 2.0mm की दूरी पर। यह असेंबली प्रक्रिया नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है।

2.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विशेषताएँ (TA=25°C)

ये मानक परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।

• दीप्त तीव्रता (Iv):20 mA की अग्र धारा (IF) पर, न्यूनतम 1150 mcd से विशिष्ट 2200 mcd तक और अधिकतम 5500 mcd तक की सीमा में। वास्तविक तीव्रता को ग्रेडेड (वर्गीकृत) किया जाता है, गारंटीकृत मान पर ±15% सहनशीलता लागू होती है। Iv ग्रेड कोड पैकेजिंग बैग पर अंकित किया जाता है।
• दृष्टि कोण (2θ1/2):45 डिग्री। यह वह पूर्ण कोण है जब दीप्त तीव्रता केंद्र (0 डिग्री) मान से आधी हो जाती है। 45 डिग्री का कोण अपेक्षाकृत चौड़ी बीम प्रदान करता है, जो सामान्य संकेतक उपयोगों के लिए उपयुक्त है।
• अग्र वोल्टेज (VF):IF=20mA पर, रेंज 2.8V (न्यूनतम) से 3.2V (विशिष्ट) से 3.8V (अधिकतम) तक है। फॉरवर्ड वोल्टेज को भी ग्रेड किया गया है, मापन सहनशीलता ±0.1V है।
• रिवर्स करंट (IR):रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V पर, अधिकतम 10 μA। यह स्पष्ट रूप से बताना आवश्यक है कि यह डिवाइस不रिवर्स ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है; यह पैरामीटर केवल परीक्षण उद्देश्यों के लिए है।
• क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स (x, y):IF=20mA पर, विशिष्ट मान x=0.29, y=0.28 है, जो CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम से लिया गया है। विशिष्ट ह्यू को भी इस डायग्राम पर परिभाषित क्षेत्रों में ग्रेड किया गया है।

2.3 तापीय विशेषताएँ

डीसी फॉरवर्ड करंट के लिए डेरेटिंग फैक्टर 30°C से शुरू होकर 0.45 mA/°C की दर से रैखिक डेरेटिंग के रूप में निर्दिष्ट है। इसका मतलब है कि परिवेश के तापमान में 30°C से ऊपर प्रत्येक 1°C वृद्धि के लिए, अधिकतम जंक्शन तापमान और पावर डिसिपेशन सीमा को पार करने से रोकने के लिए अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट को 0.45 mA कम करना होगा। उदाहरण के लिए, 70°C के परिवेश तापमान पर, अधिकतम डीसी करंट लगभग 30 mA - (0.45 mA/°C * (70-30)°C) = 12 mA तक डेरेट हो जाएगा।

3. बिनिंग प्रणाली विवरण

एलईडी के महत्वपूर्ण पैरामीटरों को बिन किया जाता है ताकि एक ही उत्पादन बैच के भीतर एकरूपता सुनिश्चित हो सके और डिजाइनर विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप घटकों का चयन कर सकें।

3.1 दीप्त तीव्रता (Iv) बिनिंग

एलईडी को तीव्रता के आधार पर तीन बिन में वर्गीकृत किया गया है: QR (1150-1900 mcd), ST (1900-3200 mcd), और UV (3200-5500 mcd)। बिन सीमाओं पर ±15% सहनशीलता लागू की जाती है।

3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) ग्रेडिंग

वोल्टेज को 0.2V के चरणों में 2.8V से 3.8V तक बिन किया गया है, जिसके कोड 2E से 6E हैं। यह विशेष रूप से जब कई एलईडी समानांतर में जुड़े हों, तो सुसंगत करंट ड्राइव सर्किट डिजाइन करने में सहायता करता है।

3.3 ह्यू (क्रोमैटिसिटी) ग्रेडिंग

सफेद प्रकाश के रंग बिंदु को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी निर्देशांक के अनुसार ग्रेड किया जाता है। डेटाशीट आठ प्रमुख टिंट ग्रेड (A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2) को परिभाषित करती है, प्रत्येक क्रोमैटिसिटी चार्ट पर एक विशिष्ट चतुर्भुज क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है। इन ग्रेड की प्रत्येक निर्देशांक सीमा पर ±0.01 का सहनशीलता मान लागू होता है। यह एक ही टिंट ग्रेड के LED के बीच रंग स्थिरता सुनिश्चित करता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

हालांकि प्रदान की गई डेटाशीट एक्सट्रैक्ट में विशिष्ट कर्व का उल्लेख है, मानक विश्लेषण में निम्नलिखित संबंधों को शामिल करना चाहिए, जो डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (I-V वक्र)

LED एक डायोड है जिसमें घातांकीय I-V विशेषता होती है। यह कर्व LED के माध्यम से बहने वाली धारा और उसके सिरों पर वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। "निक-इन" वोल्टेज लगभग विशिष्ट VF (3.2V) के आसपास होता है। निक-इन वोल्टेज से काफी अधिक ऑपरेटिंग वोल्टेज से धारा में तीव्र वृद्धि होती है, जिसे बाहरी करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर द्वारा नियंत्रित किया जाना चाहिए।

4.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

यह वक्र आमतौर पर दर्शाता है कि दीप्त तीव्रता अग्र धारा बढ़ने के साथ बढ़ती है, लेकिन यह संबंध आवश्यक रूप से पूर्ण रूप से रैखिक नहीं होता है, विशेष रूप से उच्च धाराओं पर, जहां ताप के कारण दक्षता कम हो सकती है। डेटाशीट में Iv रेटिंग 20mA पर निर्दिष्ट की जाती है, जो एक सामान्य कार्य बिंदु है।

4.3 ल्यूमिनस इंटेंसिटी बनाम एन्वायरनमेंटल टेम्परेचर

LED का प्रकाश उत्पादन आमतौर पर जंक्शन तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त चमक बनाए रखने के लिए इस डीरेटिंग को समझना महत्वपूर्ण है।

5. मैकेनिकल और पैकेजिंग जानकारी

5.1 आयाम

LED को T-1 (5mm) रेडियल लीड पैकेज में रखा गया है। बॉडी का व्यास लगभग 5mm है। लीड सीधे छेद में लगाने (थ्रू-होल माउंटिंग) के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। स्टैंडऑफ/स्पेसर सामग्री काले नायलॉन प्लास्टिक के रूप में निर्दिष्ट है, LED लेंस स्वयं सफेद है। एक महत्वपूर्ण यांत्रिक ध्यान देने योग्य बात यह है कि, जब तक अन्यथा न कहा गया हो, सभी आयामों की सहनशीलता ±0.25mm है।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

थ्रू-होल LED के लिए, ध्रुवीयता आमतौर पर लीड की लंबाई (लंबा लीड एनोड, सकारात्मक) और/या प्लास्टिक लेंस के किनारे पर एक समतल (आमतौर पर कैथोड, नकारात्मक के पास) द्वारा इंगित की जाती है। विशिष्ट चिह्नों के लिए इस मॉडल की विशिष्टता पुस्तिका (डेटाशीट) देखें।

6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका

क्षति को रोकने के लिए उचित हैंडलिंग महत्वपूर्ण है।

6.1 लीड फॉर्मिंग

पिन को LED लेंस के आधार से कम से कम 3mm की दूरी पर मोड़ा जाना चाहिए। लीड फ्रेम के आधार को फुलक्रम के रूप में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए। मोड़ना कमरे के तापमान पर किया जाना चाहिए, और在सोल्डरिंग प्रक्रिया से पहले पूरा किया जाना चाहिए।

6.2 सोल्डरिंग प्रक्रिया

हाथ से सोल्डरिंग (सोल्डरिंग आयरन):अधिकतम तापमान 350°C, प्रत्येक पिन के लिए अधिकतम 3 सेकंड। सोल्डर जोड़ एपॉक्सी लेंस/बल्ब आधार से कम से कम 2mm दूर होना चाहिए। जब LED उच्च तापमान पर हो, तो पिन पर कोई तनाव नहीं डाला जाना चाहिए।
वेव सोल्डरिंग:अनुशंसित शर्तों में प्रीहीट अधिकतम 100°C, अधिकतम 60 सेकंड; सोल्डर वेव तापमान अधिकतम 260°C, अधिकतम 5 सेकंड शामिल हैं। डुबोने की स्थिति एपॉक्सी बल्ब आधार से 2mm से कम नहीं होनी चाहिए। लेंस को सोल्डर में डुबोने से बचना चाहिए।
महत्वपूर्ण सूचना:स्पष्ट रूप से इन्फ्रारेड (IR) रीफ्लो सोल्डरिंग को इंगित करें।不इस प्रकार के थ्रू-होल एलईडी उत्पादों के लिए उपयुक्त है। अत्यधिक तापमान या समय लेंस को विकृत कर सकता है या विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है।

6.3 भंडारण और सफाई

भंडारण के दौरान, परिवेश का तापमान 30°C या 70% सापेक्ष आर्द्रता से अधिक नहीं होना चाहिए। मूल पैकेजिंग से निकाले गए एलईडी को तीन महीने के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। मूल पैकेजिंग के बाहर लंबे समय तक भंडारण के लिए, डिसिकेंट के साथ सील कंटेनर या नाइट्रोजन वातावरण का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। यदि सफाई की आवश्यकता हो, तो आइसोप्रोपिल अल्कोहल जैसे अल्कोहल आधारित सॉल्वेंट्स का उपयोग करना चाहिए।

7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विनिर्देश

एलईडी बैग पैकिंग में आते हैं। मानक बैग पैक मात्रा 1000, 500, 200 या 100 टुकड़े हैं। प्रत्येक 10 बैग एक आंतरिक बॉक्स में पैक किए जाते हैं, कुल 10,000 टुकड़े। प्रत्येक 8 आंतरिक बॉक्स एक बाहरी शिपिंग कार्टन में पैक किए जाते हैं, प्रत्येक बाहरी कार्टन में कुल 80,000 टुकड़े। डेटाशीट में निर्दिष्ट है कि प्रत्येक शिपमेंट लॉट में, केवल अंतिम पैकेज ही पूर्ण पैक नहीं हो सकता है।

7.2 लेबल और पहचान

ल्यूमिनस इंटेंसिटी (Iv) ग्रेडिंग कोड प्रत्येक पैकेजिंग बैग पर अंकित किया जाता है, ताकि उपयोगकर्ता आंतरिक उत्पाद के प्रदर्शन स्तर को आसानी से पहचान सकें।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

LED एक करंट-ड्रिवन डिवाइस है। एकाधिक LED को समानांतर में जोड़ने पर चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए,दृढ़तापूर्वक सुझाव दिया जाता हैप्रत्येक LED के साथ एक अलग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर श्रृंखला में जोड़ें (डेटाशीट का सर्किट A)। बिना अलग रेसिस्टर के LED को सीधे समानांतर में जोड़ने (सर्किट B) की अनुशंसा नहीं की जाती है, क्योंकि LED के बीच फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) में मामूली अंतर करंट वितरण और चमक में महत्वपूर्ण अंतर पैदा कर सकता है। रेसिस्टर मान की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जा सकती है: R = (पावर सप्लाई वोल्टेज - VF) / IF, जहां VF डेटाशीट में टाइपिकल या मैक्सिमम फॉरवर्ड वोल्टेज है और IF वांछित ऑपरेटिंग करंट है (उदाहरण के लिए, 20mA)।

8.2 डिज़ाइन विचार

• करंट ड्राइव:हमेशा करंट-लिमिटिंग तंत्र (रेसिस्टर या ड्राइवर) का उपयोग करें।
• थर्मल प्रबंधन:विशेष रूप से उच्च परिवेश तापमान या सीमित स्थान में, पावर डिसिपेशन और करंट डेराटिंग नियमों का पालन करें।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन:45 डिग्री व्यूइंग एंगल चौड़े दृश्य कोण के लिए उपयुक्त है। अधिक केंद्रित प्रकाश के लिए, बाहरी लेंस या रिफ्लेक्टर की आवश्यकता हो सकती है।
• PCB लेआउट:सुनिश्चित करें कि होल पिच LED के पिन पिच से मेल खाती है। LED बॉडी के चारों ओर 3mm पिन बेंड रेडियस और 2mm सोल्डरिंग क्लीयरेंस आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त गैप छोड़ें।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

पुरानी तकनीकों जैसे कि इनकैंडिसेंट बल्ब की तुलना में, इस LED में काफी अधिक बिजली दक्षता, लंबा जीवनकाल और तेज़ स्विचिंग गति है। LED बाजार में, इसकी मुख्य विभेदक विशेषताएं इसके विशिष्ट पैकेज संयोजन (5mm T-1 थ्रू-होल), सफेद प्रकाश, परिभाषित तीव्रता और वोल्टेज ग्रेडिंग, और 45-डिग्री व्यूइंग एंगल हैं। इसे एक सामान्य प्रयोजन संकेतक LED के रूप में स्थित किया गया है, न कि उच्च-शक्ति प्रकाश स्रोत के रूप में।

10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

प्रश्न: क्या मैं इस LED को सीधे 5V पावर स्रोत से चला सकता हूं?
उत्तर: नहीं। एक श्रृंखला अवरोधक का उपयोग करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, 3.2V के विशिष्ट VF और 20mA के आवश्यक IF के लिए, अवरोधक मान होना चाहिए (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 ओम। मानक 91 या 100 ओम अवरोधक उपयुक्त हैं।

प्रश्न: चमकदार तीव्रता पर "±15% सहनशीलता" का क्या अर्थ है?
उत्तर: इसका मतलब है कि किसी दिए गए बिन (जैसे, ST बिन: 1900-3200 mcd) से LED की वास्तविक मापी गई तीव्रता बिन की नाममात्र सीमा से 15% अधिक या कम हो सकती है। यह उत्पादन भिन्नता के लिए अनुमेय सीमा है।

प्रश्न: पिन को बॉडी से कम से कम 3mm दूर मोड़ने की आवश्यकता इतनी महत्वपूर्ण क्यों है?
उत्तर: बॉडी के बहुत करीब मोड़ने से आंतरिक बॉन्डिंग तारों और एपॉक्सी एनकैप्सुलेशन पर अत्यधिक यांत्रिक तनाव पड़ सकता है, जिससे तत्काल टूटन या समय के साथ संभावित विफलता हो सकती है।

प्रश्न: क्या मैं इस LED का उपयोग आउटडोर अनुप्रयोगों के लिए कर सकता हूं?
उत्तर: डेटाशीट बताती है कि यह इंडोर और आउटडोर साइनेज दोनों के लिए उपयुक्त है। हालांकि, कठोर आउटडोर वातावरण के लिए, वाटरप्रूफिंग, बाहरी सामग्रियों की यूवी प्रतिरोध क्षमता और व्यापक तापमान चक्र जैसे अतिरिक्त डिज़ाइन विचारों की आवश्यकता होती है।

11. वास्तविक उपयोग के उदाहरण

परिदृश्य: एक नेटवर्क राउटर के लिए स्टेटस इंडिकेटर पैनल डिजाइन करना।इस पैनल को पावर, नेटवर्क गतिविधि और पोर्ट स्थिति दर्शाने के लिए 10 चमकदार सफेद एलईडी की आवश्यकता है। डिजाइनर उच्च दृश्यता के लिए यूवी इंटेंसिटी बिनिंग वाले LTW-420DS4 का चयन करते हैं। पीसीबी पर एक 5V पावर रेल है। अधिकतम VF (3.8V) का उपयोग करके श्रृंखला प्रतिरोध की गणना करें, ताकि सबसे खराब स्थिति वाले घटक में भी धारा कभी 20mA से अधिक न हो: R = (5V - 3.8V) / 0.02A = 60 ओम। प्रत्येक एलईडी के लिए 62 ओम, 1/4W का प्रतिरोधक चुनें। पीसीबी लेआउट एलईडी को 2.54mm (0.1 इंच) पिन पिच पर रखता है, और छिद्रों का स्थान सम्मिलन के बाद पिन को 5mm के बेंड रेडियस की अनुमति देता है। असेंबली प्रक्रिया के दौरान, निर्दिष्ट तापमान और समय प्रोफाइल वाली वेव सोल्डरिंग प्रक्रिया का उपयोग करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि सोल्डर वेव एलईडी बॉडी को स्पर्श न करे।

12. कार्य सिद्धांत परिचय

एलईडी एक अर्धचालक p-n जंक्शन डायोड है। जब फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो n-प्रकार की सामग्री से इलेक्ट्रॉन, p-प्रकार की सामग्री से होल के साथ सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। उत्सर्जित प्रकाश का रंग (तरंगदैर्ध्य) अर्धचालक सामग्री के ऊर्जा बैंड गैप द्वारा निर्धारित होता है। सफेद एलईडी आमतौर पर फॉस्फर कोटिंग वाले नीले InGaN एलईडी चिप का उपयोग करके निर्मित की जाती है। चिप से नीला प्रकाश फॉस्फर को उत्तेजित करता है, जो तब पीला प्रकाश उत्सर्जित करता है। नीले और पीले प्रकाश का संयोजन मानव आंख द्वारा सफेद प्रकाश के रूप में माना जाता है।

13. तकनीकी रुझान

एलईडी प्रौद्योगिकी का समग्र रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), उच्च पावर घनत्व और बेहतर रंग प्रतिपादन की ओर है। LTW-420DS4 जैसे इंडिकेटर-प्रकार के एलईडी के लिए, रुझानों में लघुकरण (छोटे पैकेज, जैसे 0402 या 0201 सरफेस माउंट डिवाइस), पैकेज के भीतर करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का एकीकरण, और व्यापक देखने के कोण या विशिष्ट बीम पैटर्न वाले एलईडी का विकास शामिल है। मूलभूत पदार्थ विज्ञान में निरंतर प्रगति, अधिक सुसंगत कलर पॉइंट और लंबे जीवनकाल का उत्पादन कर रही है। RoHS और अन्य पर्यावरणीय मानकों का अनुपालन इलेक्ट्रॉनिक घटकों की एक मूलभूत आवश्यकता बन गया है।