सामग्री सूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 2. प्रमुख विशेषताएं एवं मूलभूत लाभ
- 3. लक्षित बाजार और अनुप्रयोग
- 4. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
- 4.1 Absolute Maximum Ratings
- 4.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विद्युत विशेषताएँ
- 4.2.1 इनपुट (इन्फ्रारेड LED) विशेषताएँ
- 4.2.2 आउटपुट (फोटोट्रांजिस्टर) विशेषताएँ
- 4.2.3 ट्रांसमिशन विशेषताएँ
- 5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग सूचना
- 5.1 पैकेज आयाम और आउटलाइन आरेख
- 5.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और ध्रुवीयता
- 5.3 अनुशंसित PCB पैड लेआउट
- 5.4 डिवाइस पहचान
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
- 7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
- 7.1 मॉडल नामकरण नियम
- 7.2 पैकेजिंग विनिर्देश
- 8. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
- 8.2 डिज़ाइन बिंदु और सर्वोत्तम अभ्यास
- 9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
- 10. सामान्य प्रश्नों के उत्तर
- 10.1 इन ऑप्टोकपलर द्वारा प्राप्त की जा सकने वाली अधिकतम डेटा दर क्या है?
- 10.2 मेरे अनुप्रयोग के लिए सही करंट ट्रांसफर रेशियो रेटिंग का चयन कैसे करूं?
- 10.3 क्या ये उपकरण एनालॉग सिग्नल को अलग करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं?
- 10.4 अलगाव वोल्टेज रेटिंग का उद्देश्य क्या है और इसका परीक्षण कैसे किया जाता है?
- 11. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण
- 12. कार्य सिद्धांत
- 13. उद्योग रुझान एवं विकास
1. उत्पाद अवलोकन
ELD3H7 और ELQ3H7 फोटोट्रांजिस्टर-आधारित ऑप्टोकपलर हैं, जो विद्युत सिग्नल अलगाव के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इनमें एक इन्फ्रारेड एलईडी और एक सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर होता है जो प्रकाशीय युग्मन द्वारा जुड़े होते हैं, सभी एक कॉम्पैक्ट सरफेस माउंट पैकेज में संलग्न। इनका प्राथमिक कार्य दो सर्किटों के बीच विद्युत सिग्नल संचारित करना है, जबकि उच्च विद्युत अलगाव बनाए रखना, जिससे शोर, ग्राउंड लूप और वोल्टेज स्पाइक्स का प्रसार रोका जा सके।
ELD3H7 एक 8-पिन SSOP (श्रिंक्ड स्मॉल आउटलाइन पैकेज) में 2 स्वतंत्र अलगाव चैनल एकीकृत करता है। ELQ3H7 एक 16-पिन SSOP में 4 स्वतंत्र चैनल एकीकृत करता है। दोनों मॉडल 2.0 मिलीमीटर के अल्ट्रा-थिन प्रोफाइल की पेशकश करते हैं, जो स्थान-सीमित अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है। डिवाइस हेलोजन-मुक्त, ग्रीन मोल्ड कंपाउंड का उपयोग करते हैं और लीड-फ्री और RoHS निर्देशों का अनुपालन करते हैं।
2. प्रमुख विशेषताएं एवं मूलभूत लाभ
- उच्च अलगाव वोल्टेज:रेटेड मान 3750 Vrms(1 मिनट के लिए निरंतर), उच्च वोल्टेज वातावरण में विश्वसनीय सुरक्षा और सुरक्षा प्रदान करना सुनिश्चित करता है।
- व्यापक वर्तमान हस्तांतरण अनुपात:At IF= 5mA, VCE5V की स्थिति में, 50% से 600% तक की सीमा, विभिन्न सिग्नल प्रवर्धन आवश्यकताओं के लिए डिजाइन लचीलापन प्रदान करती है।
- कॉम्पैक्ट आकार:2.0 मिलीमीटर की प्रोफ़ाइल ऊंचाई वाला SSOP पैकेज, उच्च घनत्व PCB डिजाइन के लिए आदर्श विकल्प है।
- व्यापक सुरक्षा प्रमाणन:UL (E214129), VDE (40028116), SEMKO, NEMKO, DEMKO, FIMKO, और CQC प्रमाणन प्राप्त, जो विनियमित उपकरणों में विश्व स्तर पर उपयोग की सुविधा प्रदान करते हैं।
- तीव्र स्विचिंग विशेषता:निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत, विशिष्ट उदय समय (tr) 5 µs है, गिरावट समय (tf) 3 µs है, डिजिटल सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए उपयुक्त।
3. लक्षित बाजार और अनुप्रयोग
ये ऑप्टोकपलर विश्वसनीय सिग्नल अलगाव और शोर हस्तक्षेप प्रतिरोध की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
- DC-DC कन्वर्टर:स्विचिंग पावर सप्लाई में फीडबैक लूप अलगाव प्रदान करता है।
- प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर और औद्योगिक स्वचालन:कंट्रोलर और फील्ड उपकरणों के बीच डिजिटल I/O सिग्नल को अलग करना।
- दूरसंचार उपकरण:मॉडेम, इंटरफेस और नेटवर्क हार्डवेयर में सिग्नल लाइनों को अलग करना।
- सामान्य सर्किट अलगाव:विभिन्न ग्राउंड पोटेंशियल या इम्पीडेंस स्तरों वाले सर्किटों के बीच सिग्नल ट्रांसमिशन।
4. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण
4.1 Absolute Maximum Ratings
ये ऐसे तनाव सीमाएँ हैं जिन्हें किसी भी स्थिति में उपकरण को स्थायी क्षति से बचाने के लिए पार नहीं किया जाना चाहिए।
- इनपुट (LED पक्ष):फॉरवर्ड करंट (IF) 60 mA; पीक फॉरवर्ड करंट (IFP) 1 A (1 µs पल्स अवधि); रिवर्स वोल्टेज (VR) 6 V; पावर डिसिपेशन (PD) 70 mW.
- आउटपुट (ट्रांजिस्टर साइड):कलेक्टर करंट (IC) 50 mA; कलेक्टर-एमिटर वोल्टेज (VCEO) 80 V; एमिटर-कलेक्टर वोल्टेज (VECO) 7 V; शक्ति खपत (PC) 150 mW.
- समग्र उपकरण:कुल बिजली की खपत (PTOT) 200 mW; अलगाव वोल्टेज (VISO) 3750 Vrms.
- तापमान:कार्य सीमा -55°C से +110°C; भंडारण सीमा -55°C से +125°C; सोल्डरिंग तापमान 260°C (10 सेकंड के लिए).
4.2 विद्युत एवं प्रकाशीय विद्युत विशेषताएँ
25°C पर मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर.
4.2.1 इनपुट (इन्फ्रारेड LED) विशेषताएँ
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):टाइपिकल मान 1.2V, IFअधिकतम 1.4V जब =20mA। LED ड्राइवर सर्किट डिजाइन के लिए यह पैरामीटर महत्वपूर्ण है।
- रिवर्स करंट (IR):VR=4V पर अधिकतम 10 µA, जो डायोड की अच्छी रिवर्स ब्लॉकिंग विशेषता को दर्शाता है।
- इनपुट कैपेसिटेंस (Cin):Typical value 30 pF, affects high-frequency switching performance.
4.2.2 आउटपुट (फोटोट्रांजिस्टर) विशेषताएँ
- डार्क करंट (ICEO):VCE=20V, IF=0mA पर अधिकतम 100 nA। यह LED बंद होने पर लीकेज करंट है, जो ऑफ स्टेट में सिग्नल इंटीग्रिटी को प्रभावित करता है।
- ब्रेकडाउन वोल्टेज: BVCEO≥ 80V, BVECO≥ 7V, ट्रांजिस्टर के दोनों सिरों पर अनुमत अधिकतम वोल्टेज को परिभाषित करता है।
- कलेक्टर-एमिटर संतृप्ति वोल्टेज (VCE(sat)):टाइपिकल वैल्यू 0.1V, IF=10mA, IC=1mA पर अधिकतम 0.2V। लॉजिक लेवल आउटपुट के लिए, कम VCE(sat)आदर्श है।
4.2.3 ट्रांसमिशन विशेषताएँ
- करंट ट्रांसफर रेशियो:को (IC/ IF) * 100% के रूप में परिभाषित किया गया है। IF=5mA, VCE=5V की स्थिति में, निर्दिष्ट सीमा 50% से 600% तक है। यह व्यापक श्रेणी आवश्यक लाभ के आधार पर चयन की अनुमति देती है।
- अलगाव प्रतिरोध (RIO):500V DC पर न्यूनतम 5×1010Ω, उत्कृष्ट DC पृथक्करण सुनिश्चित करता है।
- पृथक्करण संधारित्र (CIO):विशिष्ट मान 0.3 pF, अधिकतम मान 1.0 pF। कम धारिता उच्च आवृत्ति शोर के पृथक्करण अवरोध के माध्यम से धारिता युग्मन को न्यूनतम करती है।
- स्विचिंग समय:परीक्षण स्थितियों के तहत (Vr=2V, If=2mA, RCE=100Ω), उदय काल (tC) विशिष्ट मान 5 µs, पतन काल (tL) विशिष्ट मान 3 µs। ये मान अधिकतम उपलब्ध डेटा दर निर्धारित करते हैं।
5. यांत्रिक एवं पैकेजिंग सूचना
5.1 पैकेज आयाम और आउटलाइन आरेख
डिवाइस SSOP पैकेज में आता है। ELD3H7 (2-चैनल) 8-पिन SSOP का उपयोग करता है, जबकि ELQ3H7 (4-चैनल) 16-पिन SSOP का उपयोग करता है। दोनों 2.0 मिलीमीटर की सामान्य कम प्रोफ़ाइल ऊंचाई साझा करते हैं। डेटाशीट में PCB पैड डिज़ाइन के लिए सभी महत्वपूर्ण आयामों (बॉडी आयाम, पिन पिच, बोर्ड से ऊंचाई) सहित एक विस्तृत आयाम चित्र प्रदान किया गया है।
5.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और ध्रुवीयता
ELD3H7 (8 पिन) के लिए:
- पिन 1, 3: क्रमशः चैनल 1 और चैनल 2 LED के एनोड हैं।
- पिन 2, 4: क्रमशः चैनल 1 और चैनल 2 LED के कैथोड हैं।
- पिन 5, 7: क्रमशः चैनल 1 और चैनल 2 फोटोट्रांजिस्टर के एमिटर हैं।
- पिन 6, 8: क्रमशः चैनल 1 और चैनल 2 फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर हैं।
- पिन 1, 3, 5, 7: चैनल 1 से 4 LED के एनोड हैं।
- पिन 2, 4, 6, 8: चैनल 1 से 4 के LED के कैथोड।
- पिन 9, 11, 13, 15: चैनल 1 से 4 के फोटोट्रांजिस्टर के एमिटर।
- पिन 10, 12, 14, 16: चैनल 1 से 4 के फोटोट्रांजिस्टर के कलेक्टर।
5.3 अनुशंसित PCB पैड लेआउट
डेटाशीट में 8-पिन और 16-पिन SSOP पैकेज के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न डिज़ाइन शामिल हैं। इन अनुशंसाओं का पालन करने से रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने और उचित यांत्रिक स्थिरता प्राप्त करने में सहायता मिलती है।
5.4 डिवाइस पहचान
डिवाइस की पहचान शीर्ष सतह पर की जाती है। पहचान में शामिल है:
- "EL": निर्माता पहचानकर्ता।
- "D3H7" या "Q3H7": 2-चैनल या 4-चैनल डिवाइस का मॉडल।
- "Y": एकल-अंकीय वर्ष कोड।
- "WW": दो-अंकीय सप्ताह कोड।
- "V": वैकल्पिक पहचानकर्ता, VDE प्रमाणन को दर्शाता है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड
ये उपकरण रिफ्लो सोल्डरिंग तकनीक का उपयोग करके सतह माउंट असेंबली के लिए उपयुक्त हैं।
- रिफ्लो सोल्डरिंग:पैकेज बॉडी पर मापे गए अधिकतम अनुमेय सोल्डरिंग तापमान 260°C है, जिसकी अवधि 10 सेकंड से अधिक नहीं होनी चाहिए। मानक लीड-फ्री रिफ्लो प्रोफाइल (IPC/JEDEC J-STD-020) लागू होती है।
- ऑपरेशन:मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए, क्योंकि डिवाइस में इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से संवेदनशील अर्धचालक होते हैं।
- सफाई:हरे एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड के साथ संगत मानक PCB सफाई प्रक्रिया का पालन करें।
- भंडारण:-55°C से +125°C के बीच तापमान वाले शुष्क वातावरण में संग्रहित करें। इष्टतम सोल्डरबिलिटी के लिए, डेट कोड के बाद 12 महीनों के भीतर उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी
7.1 मॉडल नामकरण नियम
पार्ट नंबर निम्नलिखित प्रारूप का पालन करता है:EL[D3H7/Q3H7](Z)-V
- EL:श्रृंखला उपसर्ग।
- D3H7 / Q3H7:यह 2-चैनल या 4-चैनल उपकरण को दर्शाता है।
- (Z):रील टेप पैकेजिंग विकल्प। "TA" रील टेप पैकेजिंग को दर्शाता है, इस पहचान के अभाव में ट्यूब पैकेजिंग का संकेत होता है।
- V:वैकल्पिक प्रत्यय, VDE प्रमाणन को दर्शाता है।
7.2 पैकेजिंग विनिर्देश
- ELD3H7 (Tube):80 pieces per tube.
- ELD3H7 (Tape and Reel):प्रति रील 1000 टुकड़े।
- ELQ3H7 (ट्यूब पैक):प्रति ट्यूब 40 टुकड़े।
- ELQ3H7 (रील टेप):प्रति रील 1000 टुकड़े।
टेप और रील विनिर्देश, जिसमें कैरियर टेप की चौड़ाई, पॉकेट का आकार और रील का व्यास शामिल है, का विस्तृत विवरण दिया गया है, जो स्वचालित प्लेसमेंट मशीन सेटअप की सुविधा प्रदान करता है।
8. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट
The most common application is digital signal isolation. A current-limiting resistor must be connected in series with the LED anode to set the desired forward current (IF). Its resistance is calculated by the formula: Rlimit= (VCC_input- VF) / IF। आउटपुट साइड पर, एक पुल-अप रेजिस्टर (RL) कलेक्टर और आउटपुट साइड पावर वोल्टेज (VCC_output) के बीच, आउटपुट लॉजिक लेवल को परिभाषित करने और फोटोट्रांजिस्टर कलेक्टर करंट को सीमित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
8.2 डिज़ाइन बिंदु और सर्वोत्तम अभ्यास
- करंट ट्रांसफर रेशियो चयन:अपने ड्राइव करंट और आवश्यक आउटपुट करंट के आधार पर उपयुक्त करंट ट्रांसफर रेशियो रेटिंग चुनें। उच्च करंट ट्रांसफर रेशियो समान आउटपुट पर कम IFका उपयोग करने की अनुमति देता है, जिससे इनपुट पावर की खपत कम होती है।
- गति और करंट के बीच समझौता:स्विचिंग गति (tr, tf) आमतौर पर IFके बढ़ने और RLके घटने के साथ बढ़ता है, लेकिन इससे बिजली की खपत बढ़ जाती है। परीक्षण सर्किट (IFपल्स, VCE=2V, IC=2mA, RL=100Ω) अपेक्षित प्रदर्शन के लिए एक संदर्भ प्रदान करता है।
- शोर प्रतिरोध:उच्च अलगाव प्रतिरोध (RIO) और कम अलगाव धारिता (CIO) सामान्य मोड शोर को दबाने की कुंजी हैं। रेटेड अलगाव वोल्टेज को प्रभावित करने से बचने के लिए, क्रॉल दूरी और विद्युत अंतराल के मुद्दों से बचते हुए, सही PCB लेआउट सुनिश्चित करें।
- तापीय विचार:डिवाइस की कुल पावर डिसिपेशन (PTOT= 200 mW) से अधिक नहीं होनी चाहिए। कुल पावर डिसिपेशन इनपुट LED पावर डिसिपेशन (IF*VF) और आउटपुट ट्रांजिस्टर पावर डिसिपेशन (IC*VCE) का योग।
9. तकनीकी तुलना और विभेदीकरण
मानक DIP-4 या DIP-6 ऑप्टोकपलर की तुलना में, ELD3H7/ELQ3H7 श्रृंखला के महत्वपूर्ण लाभ हैं:
- आकार में कमी:2-चैनल डिवाइस के लिए, SSOP पैकेज मानक DIP-8 पैकेज की तुलना में 25% से भी कम बोर्ड क्षेत्र का उपयोग करता है, जिससे लघुरूपण प्राप्त होता है।
- बहु-चैनल एकीकरण:एकल पैकेज में 2-चैनल और 4-चैनल विकल्प प्रदान करता है, जिससे बहु-अलगाव अनुप्रयोगों में घटकों की संख्या और सर्किट बोर्ड स्थान कम हो जाता है।
- प्रोफ़ाइल ऊंचाई:2.0 मिलीमीटर की ऊंचाई अल्ट्रा-थिन डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।
- प्रदर्शन:छोटे आकार के बावजूद, उच्च अलगाव वोल्टेज और चौड़ी वर्तमान ट्रांसफर अनुपात सीमा बनाए रखी गई है, जो कई लघुकरण विकल्पों से एक महत्वपूर्ण अंतर है।
10. सामान्य प्रश्नों के उत्तर
10.1 इन ऑप्टोकपलर द्वारा प्राप्त की जा सकने वाली अधिकतम डेटा दर क्या है?
5 µs और 3 µs के विशिष्ट राइज/फॉल टाइम के आधार पर, स्वच्छ डिजिटल सिग्नल के लिए अधिकतम व्यावहारिक डेटा दर लगभग 1/(tr+tf) ≈ 125 kHz होती है। विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित करने के लिए, 50-100 kHz के एक रूढ़िवादी डिजाइन लक्ष्य का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है।
10.2 मेरे अनुप्रयोग के लिए सही करंट ट्रांसफर रेशियो रेटिंग का चयन कैसे करूं?
यदि आपके डिज़ाइन को विशिष्ट इनपुट करंट (IC) पर न्यूनतम आउटपुट करंट (IF) की गारंटी चाहिए, तो आवश्यक न्यूनतम करंट ट्रांसफर रेशियो की गणना करें: CTRmin_req= (IC/ IF) * 100%। इस मान तक या उससे अधिक न्यूनतम गारंटीकृत करंट ट्रांसफर रेशियो (जैसे 50%) वाले डिवाइस का चयन करें। उच्च करंट ट्रांसफर रेशियो ग्रेड का उपयोग डिज़ाइन मार्जिन बढ़ाता है।
10.3 क्या ये उपकरण एनालॉग सिग्नल को अलग करने के लिए उपयोग किए जा सकते हैं?
हालांकि मुख्य रूप से डिजिटल अलगाव के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, लेकिन इन्हें कम आवृत्ति, कम सटीकता वाले एनालॉग अनुप्रयोगों (जैसे अलग बिजली आपूर्ति में फीडबैक) के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, करंट ट्रांसफर रेशियो तापमान पर बहुत निर्भर करता है और I के साथ गैर-रैखिक संबंध रखता है,Fजो इन्हें बिना भारी कैलिब्रेशन या क्षतिपूर्ति सर्किट के सटीक एनालॉग सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए अनुपयुक्त बनाता है। समर्पित लीनियर ऑप्टोकपलर एनालॉग अलगाव के लिए अधिक उपयुक्त हैं।
10.4 अलगाव वोल्टेज रेटिंग का उद्देश्य क्या है और इसका परीक्षण कैसे किया जाता है?
3750 Vrmsरेटेड मान (1 मिनट के लिए निरंतर) एक सुरक्षा विनिर्देश है जो इनपुट और आउटपुट पक्षों के बीच इन्सुलेशन के डाइइलेक्ट्रिक सामर्थ्य को दर्शाता है। परीक्षण के दौरान, एलईडी पक्ष के सभी पिन एक साथ शॉर्ट-सर्किट किए जाते हैं, और ट्रांजिस्टर पक्ष के सभी पिन भी एक साथ शॉर्ट-सर्किट किए जाते हैं। इन दो समूहों के बीच एक उच्च एसी वोल्टेज लगाया जाता है। यह रेटेड मान औद्योगिक या मेन्स से जुड़े उपकरणों में होने वाले उच्च वोल्टेज ट्रांजिएंट के विरुद्ध सुरक्षा सुनिश्चित करता है।
11. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण
दृश्य:माइक्रोकंट्रोलर के 3.3V डिजिटल सिग्नल को 5V सिस्टम के लिए आइसोलेट करें।
- इनपुट साइड: VCC_input= 3.3V. लक्ष्य IF= 5 mA, अच्छी गति और धारा स्थानांतरण अनुपात के लिए। मान लें VF≈ 1.2V, तो Rlimit= (3.3V - 1.2V) / 0.005A = 420Ω। मानक 430Ω रेसिस्टर का उपयोग करें।
- आउटपुट साइड: VCC_output= 5V। R चुनेंLI को सीमित करने के लिएCऔर लॉजिक लेवल सेट करें। I के लिएF=5mA पर करंट ट्रांसफर रेशियो 100% होने की स्थिति में, IC≈ 5mA। जब ट्रांजिस्टर चालू (संतृप्त) होता है, तो VCE≈ 0.1V, इसलिए आउटपुट लो लेवल (लगभग 0.1V) होता है। जब बंद होता है, तो आउटपुट हाई लेवल 5V तक पुल-अप हो जाता है। चालू अवस्था में RLऊपर की शक्ति खपत (5V - 0.1V) * 5mA ≈ 24.5 mW है, जो पूरी तरह से रेटेड सीमा के भीतर है। एक मानक 1 kΩ रेसिस्टर IC≈ (5V - 0.1V)/1kΩ = 4.9mA देगा, जो स्वीकार्य भी है।
- लेआउट:डिवाइस को PCB पर आइसोलेशन बैरियर के करीब रखें। इनपुट और आउटपुट कॉपर ट्रेस के बीच सुझाए गए क्रीपेज और क्लीयरेंस दूरी (IEC 60950-1 जैसे सुरक्षा मानकों का संदर्भ लें) बनाए रखें, विशेष रूप से उच्च आइसोलेशन वोल्टेज रेटिंग के लिए।
12. कार्य सिद्धांत
ऑप्टोकपलर विद्युत संकेतों को प्रकाश में परिवर्तित करके, एक विद्युत रोधी अंतराल के माध्यम से उनका संचरण करके, और फिर प्रकाश को वापस विद्युत संकेतों में परिवर्तित करके कार्य करता है। ELD3H7/ELQ3H7 में:
- करंट (IF) इन्फ्रारेड LED से प्रवाहित होता है, जिससे यह फोटॉन उत्सर्जित करता है।
- ये फोटॉन पारदर्शी इन्सुलेटिंग माध्यम (मोल्ड कंपाउंड) से गुजरते हैं और सिलिकॉन फोटोट्रांजिस्टर के बेस क्षेत्र से टकराते हैं।
- फोटॉन ऊर्जा बेस क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन-होल युग्म उत्पन्न करती है, जिससे प्रभावी रूप से बेस करंट उत्पन्न होता है और ट्रांजिस्टर चालू हो जाता है।
- ट्रांजिस्टर कलेक्टर करंट (IC), यह धारा प्राप्त प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती होती है, और इसलिए इनपुट I के भी समानुपाती होती है।Fसमानुपातिक स्थिरांक वर्तमान संचरण अनुपात है।
13. उद्योग रुझान एवं विकास
ऑप्टोकपलर प्रौद्योगिकी का विकास उच्च गति, छोटे आकार, कम बिजली की खपत और अधिक कार्यों के एकीकरण की मांग से प्रेरित है। हालांकि ELD3H7/ELQ3H7 जैसे पारंपरिक फोटोट्रांजिस्टर ऑप्टोकपलर लागत-प्रभावशीलता, मजबूती और उच्च अलगाव वोल्टेज में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं, लेकिन नई तकनीकें लगातार उभर रही हैं:
- हाई-स्पीड डिजिटल कपलर:CMOS तकनीक और एकीकृत LED का उपयोग करके, डेटा दर दसियों या सैकड़ों Mbps तक पहुंचती है, जो फोटोट्रांजिस्टर-आधारित उपकरणों से कहीं अधिक है।
- एकीकृत अलगाव कार्य:ऐसे उपकरण जो अलगाव को अलगाव गेट ड्राइवर, अलगाव ADC, या अलगाव बिजली आपूर्ति जैसी कार्यक्षमताओं के साथ जोड़ते हैं।
- बढ़ी हुई सुरक्षा और विश्वसनीयता:निरंतर विकास का ध्यान अलगाव सामग्री की स्थायित्व, सर्ज प्रतिरोधक क्षमता में सुधार, और विकसित हो रहे अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानकों को पूरा करने के लिए छोटे पैकेजों में उच्च कार्यशील वोल्टेज रेटिंग प्राप्त करने पर है।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED तकनीकी शब्दावली की पूर्ण व्याख्या
एक, प्रकाशविद्युत प्रदर्शन के मुख्य संकेतक
| शब्दावली | इकाई/प्रतिनिधित्व | सामान्य व्याख्या | यह महत्वपूर्ण क्यों है |
|---|---|---|---|
| प्रकाश दक्षता (Luminous Efficacy) | lm/W (लुमेन/वाट) | प्रति वाट विद्युत ऊर्जा से उत्सर्जित प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी ही अधिक ऊर्जा बचत होगी। | सीधे तौर पर प्रकाश स्रोत की ऊर्जा दक्षता ग्रेड और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| ल्यूमिनस फ्लक्स (Luminous Flux) | lm (lumen) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आम बोलचाल में "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि लैंप पर्याप्त रूप से चमकीला है या नहीं। |
| प्रकाशन कोण (Viewing Angle) | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, प्रकाश पुंज की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के दायरे और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| Color Temperature (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा। | प्रकाश व्यवस्था का माहौल और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित 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। | रंगों की वास्तविकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, आर्ट गैलरी जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों में प्रयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse Steps, e.g., "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | एक ही बैच के दीपकों के रंग में कोई अंतर न हो, यह सुनिश्चित करना। |
| Dominant Wavelength | nm (nanometer), jaise 620nm (laal) | Rang-birange LED ke rangon se sambandhit tarang lambai ke maan. | Laal, peela, hara aadi ek rang wale LED ke vishisht rang ka nirnay karna. |
| स्पेक्ट्रल डिस्ट्रीब्यूशन (Spectral Distribution) | वेवलेंथ बनाम इंटेंसिटी कर्व | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन और रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो। विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, एक प्रकार का "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" जैसा। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| Forward Current | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकने के लिए आवश्यक धारा मान। | सामान्यतः निरंतर धारा ड्राइव का उपयोग किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती है। |
| अधिकतम स्पंद धारा (Pulse Current) | Ifp | डिमिंग या फ्लैश के लिए अल्पावधि में सहन योग्य पीक करंट। | पल्स चौड़ाई और ड्यूटी साइकल को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा अधिक गर्मी से क्षति होगी। |
| 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 से सुरक्षा आवश्यक है। |
| Thermal Resistance | Rth(°C/W) | चिप से सोल्डर पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए मजबूत हीट सिंक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्युनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | एंटीस्टैटिक शॉक प्रतिरोध क्षमता, मान जितना अधिक होगा, उतना ही कम यह स्थैतिक बिजली से क्षतिग्रस्त होगा। | उत्पादन में एंटीस्टैटिक उपाय करने की आवश्यकता है, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले एलईडी के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और 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 पर, जीवन दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास 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। | LED के "उपयोगी जीवन" को सीधे परिभाषित करता है। |
| ल्यूमेन रखरखाव (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 मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग एकरूपता 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। |
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 उच्च ताप सहनशीलता, कम लागत; सिरेमिक उत्कृष्ट ताप अपव्यय, लंबी आयु। |
| चिप संरचना | सीधी स्थापना, उलटी स्थापना (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था विधि। | Flip Chip बेहतर ताप अपव्यय और उच्च प्रकाश दक्षता प्रदान करता है, जो उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। |
| फॉस्फर कोटिंग | YAG, सिलिकेट, नाइट्राइड | नीले प्रकाश चिप पर लगाया जाता है, जिसका कुछ भाग 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 | एनकैप्सुलेशन सतह की प्रकाशीय संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | प्रकाश कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करें। |
5. गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग
| शब्दावली | ग्रेडिंग सामग्री | सामान्य व्याख्या | उद्देश्य |
|---|---|---|---|
| ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग | कोड जैसे 2G, 2H | चमक के स्तर के अनुसार समूहित करें, प्रत्येक समूह का न्यूनतम/अधिकतम लुमेन मान होता है। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | Forward voltage range ke anusaar vargikrit karein. | Driver power supply ke saath anukoolan ko aasaan banaye, system ki prashashtata badhaye. |
| Rang ke aadhaar par vargikaran | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकरण करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग बहुत ही सीमित सीमा के भीतर आता है। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश स्रोत के भीतर रंग की असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह के संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करना। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | मानक/परीक्षण | सामान्य व्याख्या | महत्व |
|---|---|---|---|
| LM-80 | लुमेन रखरखाव परीक्षण | स्थिर तापमान पर लंबे समय तक जलाकर, चमक क्षय डेटा रिकॉर्ड करें। | LED जीवनकाल का अनुमान लगाने के लिए (TM-21 के साथ संयोजन में)। |
| TM-21 | जीवन प्रक्षेपण मानक | LM-80 डेटा के आधार पर वास्तविक उपयोग की स्थितियों में जीवन का अनुमान लगाना। | वैज्ञानिक जीवनकाल पूर्वानुमान प्रदान करें। |
| IESNA standard | Illuminating Engineering Society standard | Optical, electrical, and thermal testing methods are covered. | Industry-recognized testing basis. |
| 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 | Energy Efficiency Certification | Energy efficiency and performance certification for lighting products. | Commonly used in government procurement and subsidy programs to enhance market competitiveness. |