विषयसूची
- 1. उत्पाद अवलोकन
- 1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
- 2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
- 2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
- 3.1 चमक तीव्रता ग्रेडिंग
- 3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग
- 3.3 रंग ग्रेडिंग (क्रोमैटिसिटी)
- 4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
- 4.1 सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य
- 4.2 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (IV वक्र)
- 4.3 रिलेटिव इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
- 4.4 क्रोमैटिसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट और थर्मल परफॉर्मेंस
- 4.5 डायरेक्टिविटी पैटर्न
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 ध्रुवीयता पहचान
- 6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
- 6.1 पिन फॉर्मिंग
- 6.2 वेल्डिंग पैरामीटर्स
- 6.3 भंडारण की शर्तें
- 7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी
- 7.1 पैकेजिंग विनिर्देश
- 7.2 लेबल विवरण
- 7.3 मॉडल नामकरण नियम
- 8. अनुप्रयोग सुझाव
- 8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- 8.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें
- 9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
- 10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
- 11. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
- 12. कार्य सिद्धांत परिचय
- 13. तकनीकी रुझान एवं पृष्ठभूमि
1. उत्पाद अवलोकन
यह दस्तावेज़ एक उच्च-प्रदर्शन वार्म व्हाइट LED लैंप बीड की तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह उपकरण उन अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए डिज़ाइन किया गया है जहाँ एक कॉम्पैक्ट, उद्योग-मानक पैकेज के भीतर उल्लेखनीय प्रकाश उत्पादन प्रदान करना आवश्यक है। इसका मुख्य कार्य विभिन्न प्रकार के संकेतक दीपक और प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए कुशल और विश्वसनीय प्रकाश प्रदान करना है।
1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार
इस एलईडी का प्रमुख लाभ इसकी उच्च प्रकाश शक्ति आउटपुट और फॉस्फर रूपांतरण प्रणाली के माध्यम से प्राप्त वार्म व्हाइट उत्सर्जन है। यह लोकप्रिय T-1 3/4 गोलाकार पैकेज का उपयोग करता है, जो मौजूदा लैंप सॉकेट्स और डिज़ाइनों के साथ व्यापक संगतता सुनिश्चित करता है। यह उपकरण संबंधित पर्यावरणीय और परिचालन मानकों का अनुपालन भी करता है, जिसमें ESD सुरक्षा और RoHS अनुपालन शामिल है। इसके लक्षित अनुप्रयोग क्षेत्र व्यापक हैं, जिनमें सूचना पैनल, ऑप्टिकल संकेतक लैंप, बैकलाइट मॉड्यूल और स्पष्ट एवं चमकदार संकेत संकेतन की आवश्यकता वाले साइन लैंप शामिल हैं।
2. तकनीकी मापदंडों का गहन विश्लेषण
यह खंड स्पेसिफिकेशन शीट के आधार पर, डिवाइस की प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और ऊष्मीय विशेषताओं का वस्तुनिष्ठ विश्लेषण प्रस्तुत करता है।
2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग
ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस को स्थायी क्षति पहुंचा सकती हैं, और सामान्य संचालन स्थितियों के लिए लागू नहीं होती हैं।
- निरंतर अग्र धारा (IF):30 mA. इस धारा से अधिक निरंतर प्रवाह सेमीकंडक्टर जंक्शन पर अत्यधिक दबाव डालेगा।
- पीक फॉरवर्ड करंट (IFP):1/10 ड्यूटी साइकिल और 1 kHz आवृत्ति पर 100 mA। यह अल्पकालिक उच्च धारा स्पंदों की अनुमति देता है, जो मल्टीप्लेक्स डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
- रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V। इस मान से अधिक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाने से जंक्शन ब्रेकडाउन हो सकता है।
- पावर डिसिपेशन (Pd):110 mW। यह निर्दिष्ट स्थितियों में पैकेज द्वारा डिसिपेट की जा सकने वाली अधिकतम थर्मल पावर है।
- कार्य और भंडारण तापमान:क्रमशः -40°C से +85°C और -40°C से +100°C, यह डिवाइस की पर्यावरणीय सहनशीलता को परिभाषित करता है।
- ESD सहनशीलता (HBM):4 kV, जो संचालन के दौरान इसकी अच्छी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज सुरक्षा क्षमता को दर्शाता है।
- वेल्डिंग तापमान:260°C पर 5 सेकंड के लिए, जो रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल के लिए सहनशीलता निर्धारित करता है।
2.2 Electro-Optical Characteristics
ये 25°C मानक परीक्षण स्थितियों (जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, IF=20mA) के तहत मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।
- फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):2.8V से 3.6V। LED चालू होने पर इसके सिरों पर वोल्टेज ड्रॉप। विशिष्ट मान लगभग 3.2V के आसपास केंद्रित होता है। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि ड्राइवर सर्किट इस वोल्टेज रेंज को समायोजित कर सके।
- Luminous Intensity (IV):विशिष्ट ग्रेडिंग (धारा 3 देखें) के अनुसार, न्यूनतम चमकदार तीव्रता 3600 mcd से 7150 mcd तक होती है। यह उच्च तीव्रता उन अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता है जिन्हें उच्च दृश्यता की आवश्यकता होती है।
- Viewing Angle (2θ1/2):50 डिग्री (विशिष्ट मान)। यह उस कोणीय चौड़ाई को परिभाषित करता है जिस पर चमकदार तीव्रता शिखर के आधे तक कम हो जाती है, जिससे मध्यम चौड़ाई की प्रकाश किरण उत्पन्न होती है।
- वर्णिकता निर्देशांक (x, y):CIE 1931 वर्णिकता आरेख के अनुसार, विशिष्ट मान x=0.40, y=0.39 हैं। यह इसके प्रकाश उत्सर्जन के रंग को गर्म श्वेत प्रकाश क्षेत्र में स्थित करता है।
- Zener reverse voltage (Vz):Iz=5mA पर, typical value 5.2V है। यह integrated protection feature LED को reverse voltage transients से बचाने में मदद करती है।
- Reverse current (IR):VR=5V पर, अधिकतम मान 50 µA है, जो बंद अवस्था में अत्यंत कम रिसाव धारा को दर्शाता है।
3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण
यह उपकरण सुसंगतता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण मापदंडों के आधार पर वर्गीकृत किया गया है। इससे डिजाइनर अपनी विशिष्ट चमक और फॉरवर्ड वोल्टेज आवश्यकताओं के अनुरूप LED का चयन कर सकते हैं।
3.1 चमक तीव्रता ग्रेडिंग
20mA पर इसकी न्यूनतम प्रकाश तीव्रता के आधार पर, LED को तीन मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया गया है:
- श्रेणी Q:3600 - 4500 mcd
- गियर R:4500 - 5650 mcd
- गियर S:5650 - 7150 mcd
इन मानों में ±10% सहनशीलता की अनुमति है। उच्च गियर (जैसे S गियर) चुनने से डिवाइस की चमक अधिक सुनिश्चित होती है।
3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग
श्रृंखला कनेक्शन के दौरान करंट मिलान या सटीक ड्राइवर डिजाइन की सुविधा के लिए, LED को फॉरवर्ड वोल्टेज के आधार पर भी ग्रेड किया जाता है:
- ग्रेड 0:2.8 - 3.0 V
- ग्रेड 1:3.0 - 3.2 V
- गियर 2:3.2 - 3.4 V
- गियर 3:3.4 - 3.6 V
मापन अनिश्चितता ±0.1V है।
3.3 रंग ग्रेडिंग (क्रोमैटिसिटी)
गर्म श्वेत प्रकाश का रंग CIE 1931 क्रोमैटिसिटी चार्ट पर एक विशिष्ट क्षेत्र में परिभाषित किया गया है। डेटाशीट छह रंग श्रेणियों (D1, D2, E1, E2, F1, F2) के कोणीय निर्देशांक प्रदान करती है, जिन्हें एक समूह (समूह 1) में वर्गीकृत किया गया है। यह समूहन इंगित करता है कि ये सभी श्रेणियां स्वीकार्य गर्म श्वेत प्रकाश रंग सीमा के भीतर आती हैं, जहां F1/F2 अधिक गर्म (कम संबंधित रंग तापमान) हैं और D1/D2 अधिक ठंडे हैं। विशिष्ट निर्देशांक (x=0.40, y=0.39) इस समूहन क्षेत्र के भीतर स्थित है।
4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण
प्रदान किए गए ग्राफ़ उपकरण के विभिन्न परिस्थितियों में व्यवहार की गहन समझ में सहायता करते हैं।
4.1 सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य
स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन वक्र दिखाता है कि दृश्य स्पेक्ट्रम में एक चौड़ा उत्सर्जन शिखर है, जो फॉस्फर-रूपांतरित सफेद एलईडी की विशेषता है। शिखर पीले क्षेत्र में स्थित है, और InGaN चिप से नीली रोशनी घटक एक आधार के रूप में कार्य करती है, जो मिलकर गर्म सफेद रोशनी का रूप बनाते हैं।
4.2 अग्र धारा बनाम अग्र वोल्टेज (IV वक्र)
यह कर्व एक विशिष्ट डायोड घातांकीय संबंध प्रदर्शित करता है। फॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ लघुगणकीय रूप से बढ़ता है। यह कर्व कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर डिजाइन करने के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि वोल्टेज में मामूली बदलाव से करंट में भारी बदलाव आ सकता है।
4.3 रिलेटिव इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट
प्रकाश उत्पादन अग्र धारा बढ़ने के साथ बढ़ता है, लेकिन यह रैखिक संबंध नहीं है। वक्र एक लगभग रैखिक वृद्धि क्षेत्र दिखा सकता है, जिसके बाद उच्च धारा पर दक्षता में गिरावट और तापीय प्रभावों के कारण संतृप्ति होती है। इष्टतम दक्षता और जीवनकाल के लिए, अनुशंसित 20mA परीक्षण धारा पर या उससे नीचे कार्य करने की सलाह दी जाती है।
4.4 क्रोमैटिसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट और थर्मल परफॉर्मेंस
क्रोमैटिसिटी निर्देशांक ड्राइव करंट के साथ थोड़ा शिफ्ट हो सकते हैं। फॉरवर्ड करंट और परिवेश तापमान के बीच संबंध दिखाने वाला ग्राफ थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। परिवेश तापमान बढ़ने पर, किसी दिए गए जंक्शन तापमान के लिए अधिकतम अनुमत फॉरवर्ड करंट कम हो जाता है। ओवरहीटिंग को रोकने के लिए इस डीरेटिंग कर्व का पालन करना आवश्यक है।
4.5 डायरेक्टिविटी पैटर्न
विकिरण पैटर्न आरेख प्रकाश के स्थानिक वितरण को दर्शाता है। गोलाकार लेंस वाला T-1 3/4 पैकेज एक चिकनी, चौड़ी बीम उत्पन्न करता है, जिसका नाममात्र दृश्य कोण 50 डिग्री है।
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 Package Dimensions
यह LED मानक T-1 3/4 (5mm) गोल पैकेज में आता है। प्रमुख आयाम विवरण में शामिल हैं:
- जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी आयाम मिलीमीटर में हैं, सामान्य सहनशीलता ±0.25mm है।
- लीड पिच, लीड के पैकेज बॉडी से बाहर निकलने के बिंदु पर मापी जाती है।
- फ्लैंज के नीचे रेजिन का अधिकतम प्रोट्रूज़न 1.5mm है।
- आयाम चित्र कुल लंबाई, लेंस व्यास, पिन व्यास और मोड़ बिंदु के सटीक माप प्रदान करता है, जो पीसीबी पैड डिजाइन और यांत्रिक असेंबली के लिए महत्वपूर्ण हैं।
5.2 ध्रुवीयता पहचान
ध्रुवीयता आमतौर पर पिन लंबाई (लंबा पिन एनोड होता है) या पैकेज फ्लैंज पर एक समतल चिह्न द्वारा इंगित की जाती है। कैथोड आमतौर पर इस समतल से सटे पिन से जुड़ा होता है। सही ध्रुवीयता सामान्य संचालन और रिवर्स बायस लगाने से बचने के लिए महत्वपूर्ण है।
6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका
विश्वसनीयता के लिए सही संचालन महत्वपूर्ण है।
6.1 पिन फॉर्मिंग
- आंतरिक चिप और बॉन्डिंग तारों पर तनाव से बचने के लिए मोड़ बिंदु एपॉक्सी एलईडी आधार से कम से कम 3 मिमी दूर होना चाहिए।
- सोल्डरिंग से पहले पिन को आकार दें। सोल्डर किए गए जोड़ों पर तनाव डालने से PCB या LED क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।
- उचित उपकरणों का उपयोग करके पैकेज पर तनाव से बचें। PCB स्थापना के दौरान गलत संरेखण स्थायी तनाव का कारण बन सकता है।
- पिन को कमरे के तापमान पर काटें। उच्च तापमान पर काटने से गर्मी हस्तांतरित हो सकती है और डिवाइस क्षतिग्रस्त हो सकता है।
- सुनिश्चित करें कि PCB छेद और LED पिन पूरी तरह से संरेखित हैं, जबरन डालने से बचें।
6.2 वेल्डिंग पैरामीटर्स
- हैंड सोल्डरिंग:सोल्डरिंग आयरन टिप का अधिकतम तापमान 300°C (अधिकतम 30W आयरन के लिए उपयुक्त), प्रत्येक पिन का सोल्डरिंग समय 3 सेकंड से अधिक नहीं।
- वेव सोल्डरिंग/डिप सोल्डरिंग:अधिकतम प्रीहीट तापमान 100°C, अवधि 60 सेकंड से अधिक नहीं।
- सोल्डर जॉइंट और एपॉक्सी एलईडी के बीच की दूरी 3mm से अधिक रखें। कनेक्शन बार (पैकेज के भीतर पिनों के बीच की छोटी धातु सपोर्ट) के बेस के बाहर सोल्डरिंग करने की सलाह दी जाती है।
6.3 भंडारण की शर्तें
- प्राप्ति के बाद, ≤30°C और ≤70% सापेक्ष आर्द्रता पर भंडारित करें। इस स्थिति में अनुशंसित भंडारण आयु 3 महीने है।
- यदि लंबे समय तक भंडारण की आवश्यकता हो (अधिकतम एक वर्ष), तो LED को नाइट्रोजन गैस से भरे और सिलिका जेल युक्त एक सीलबंद कंटेनर में रखें।
- उच्च आर्द्रता वाले वातावरण में तापमान में अचानक परिवर्तन से बचें, ताकि पैकेज की सतह और आंतरिक भाग में संघनन न हो।
7. पैकेजिंग और आर्डर जानकारी
7.1 पैकेजिंग विनिर्देश
LED का पैकेजिंग नमी, स्थैतिक बिजली और भौतिक प्रभाव से होने वाले नुकसान को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है:
- एंटी-स्टैटिक बैग में पैक किया गया।
- प्रति बैग न्यूनतम 200 और अधिकतम 500 टुकड़े।
- पांच बैग एक आंतरिक बॉक्स में रखे जाते हैं।
- दस आंतरिक बॉक्स एक बाहरी कार्टन में पैक किए जाते हैं।
7.2 लेबल विवरण
पैकेजिंग बैग पर लेबल में महत्वपूर्ण ट्रेसेबिलिटी और विशिष्टता जानकारी शामिल होती है:
- P/N:पार्ट नंबर।
- QTY:बैग में मात्रा।
- CAT:चमकदार तीव्रता और फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेडिंग का संयोजन कोड।
- HUE:रंग ग्रेड (उदाहरणार्थ D1, F2).
- LOT No:उत्पादन बैच संख्या, पता लगाने के लिए।
7.3 मॉडल नामकरण नियम
पार्ट नंबर 334-15/X1C5-1QSA एक संरचित प्रारूप का पालन करता है, जहां प्लेसहोल्डर वर्ग (□) विशिष्ट ल्यूमिनस तीव्रता, फॉरवर्ड वोल्टेज और रंग ग्रेड बिनिंग के लिए कोड का प्रतिनिधित्व कर सकता है, ताकि आवश्यक प्रदर्शन स्तर का सटीक ऑर्डर दिया जा सके।
8. अनुप्रयोग सुझाव
8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
- सूचना पैनल और स्कोरबोर्ड:Its high intensity and wide viewing angle make it suitable for character illumination in indoor/outdoor displays.
- Optical Indicator Light:Suitable for status indicator lights on industrial equipment, consumer electronics, or control panels, especially for applications requiring warm white light indication.
- बैकलाइटिंग:एज लाइटिंग जिसका उपयोग छोटे पैनल, साइनेज या सजावटी प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जा सकता है।
- साइनेज लाइटिंग:स्थिति संकेतक, निकास चिह्न या कम रोशनी वाले परिवेश मार्ग प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त।
8.2 डिज़ाइन ध्यान देने योग्य बातें
- करंट लिमिटिंग:सुनिश्चित करें कि ड्राइव करने के लिए कॉन्स्टेंट करंट स्रोत या करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर का उपयोग किया जाए। पावर सप्लाई वोल्टेज (Vs), LED के फॉरवर्ड वोल्टेज (इसके बिनिंग से Vf) और आवश्यक करंट (जैसे 20mA) के आधार पर रेसिस्टर मान की गणना करें: R = (Vs - Vf) / If.
- थर्मल मैनेजमेंट:हालांकि यह पैकेज उच्च बिजली अपव्यय के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, लेकिन एप्लिकेशन में पर्याप्त वेंटिलेशन सुनिश्चित करना आवश्यक है, खासकर जब कई एलईडी का उपयोग किया जाता है या अधिकतम करंट के करीब काम किया जाता है। बढ़े हुए परिवेश के तापमान के लिए, करंट डीरेटिंग कर्व का पालन करें।
- ESD सुरक्षा:हालांकि रेटिंग 4kV HBM है, असेंबली प्रक्रिया के दौरान मानक ESD रोकथाम उपायों का पालन करना आवश्यक है।
- ऑप्टिकल डिज़ाइन:50° देखने का कोण बीम चौड़ाई और तीव्रता के बीच एक अच्छा संतुलन प्रदान करता है। संकीर्ण बीम के लिए, द्वितीयक ऑप्टिकल तत्व (लेंस) की आवश्यकता होती है।
9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण
सामान्य 5mm व्हाइट LED की तुलना में, इस उपकरण के निम्नलिखित महत्वपूर्ण लाभ हैं:
1. उच्च दीप्ति तीव्रता:इसकी न्यूनतम चमकदार तीव्रता 7150 mcd तक होती है, जो मानक संकेतक LED की तुलना में काफी अधिक प्रकाश उत्पादन प्रदान करती है, जिससे यह अधिक परिवेशी प्रकाश वाली स्थितियों में उपयोग के योग्य बनती है।
2. स्पष्ट गर्म सफेद रंगता:निर्दिष्ट क्रोमैटिसिटी निर्देशांक और बिनिंग स्थिर, आंखों को सुखद गर्म सफेद प्रकाश रंग सुनिश्चित करते हैं, जो ठंडे सफेद या नीले-सफेद एलईडी से भिन्न है।
3. एकीकृत जेनर सुरक्षा:एलईडी के पार जुड़ा 5.2V अंतर्निहित जेनर डायोड रिवर्स वोल्टेज स्पाइक्स के खिलाफ एक स्तर की सुरक्षा प्रदान करता है, जिससे विद्युत शोर वाले वातावरण में विश्वसनीयता बढ़ जाती है।
4. विस्तृत विनिर्देश:विस्तृत अधिकतम रेटिंग, प्रदर्शन वक्र और संचालन दिशानिर्देश इंजीनियरों को विश्वसनीय, दीर्घकालिक डिजाइन के लिए आवश्यक डेटा प्रदान करते हैं।
10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)
प्रश्न: Q, R और S ग्रेड में क्या अंतर है?
उत्तर: ये ग्रेड न्यूनतम चमक तीव्रता के आधार पर वर्गीकृत हैं। S ग्रेड सबसे चमकीला है (न्यूनतम 5650-7150 mcd), R ग्रेड मध्यम है (न्यूनतम 4500-5650 mcd), और Q ग्रेड मानक चमक है (न्यूनतम 3600-4500 mcd)। कृपया अपनी एप्लिकेशन की चमक आवश्यकता के अनुसार चयन करें।
प्रश्न: क्या मैं इस LED को लगातार 30mA पर काम करवा सकता हूँ?
उत्तर: हालांकि 30mA पूर्ण अधिकतम निरंतर रेटेड मान है, लेकिन मानक परीक्षण स्थितियाँ और विशिष्ट कार्य बिंदु 20mA है। 30mA पर काम करने से अधिक प्रकाश उत्पन्न होगा, लेकिन अधिक ऊष्मा भी उत्पन्न होगी, जिससे जीवनकाल कम हो सकता है और रंग में विस्थापन हो सकता है। सर्वोत्तम विश्वसनीयता के लिए, 20mA या उससे कम धारा पर डिज़ाइन करने की सलाह दी जाती है।
प्रश्न: रंगीनता निर्देशांक (x=0.40, y=0.39) की व्याख्या कैसे करें?
उत्तर: ये निर्देशांक CIE 1931 रंगीनता आरेख पर एक बिंदु निर्धारित करते हैं। यह विशिष्ट बिंदु "गर्म श्वेत प्रकाश" क्षेत्र में पड़ता है, जो आमतौर पर लगभग 3000K-4000K के संबंधित रंग तापमान से मेल खाता है, जो गरमागरम या हलोजन लैंप के गर्म श्वेत प्रकाश के समान है।
प्रश्न: LED में जेनर डायोड लगा है। क्या इसका मतलब है कि मुझे रिवर्स प्रोटेक्शन के लिए सीरीज़ रेसिस्टर की जरूरत नहीं है?
उत्तर: नहीं। जेनर डायोड मुख्य रूप से रिवर्स वोल्टेज को लगभग 5.2V पर क्लैंप करके LED को रिवर्स बायस से बचाता है। LED को फॉरवर्ड ड्राइव करते समय, करंट को नियंत्रित करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए आपको अभी भी एक सीरीज़ करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर (या कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर) की पूरी तरह से आवश्यकता है।
11. डिज़ाइन एवं उपयोग केस स्टडी
परिदृश्य: एक बहु-एलईडी निकास चिह्न डिजाइन करना।
1. आवश्यकताएँ:"EXIT" शब्द को प्रकाशित करने के लिए 12 एलईडी का उपयोग किया जाता है। सभी एलईडी में समान चमक और रंग होना चाहिए। इनडोर वातावरण (अधिकतम परिवेश तापमान लगभग 40°C) में 12VDC बिजली आपूर्ति द्वारा संचालित।
2. LED चयन:स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए समान चमक तीव्रता ग्रेड (जैसे R ग्रेड) और समान रंग समूह (समूह 1) के LED का चयन करें। यदि समानांतर में जोड़ा जाए, तो समान फॉरवर्ड वोल्टेज ग्रेड (जैसे ग्रेड 1) का चयन भी सहायक होता है।
3. सर्किट डिज़ाइन:3 एलईडी को एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ श्रृंखला में जोड़ें, फिर ऐसी 4 समान शाखाओं को समानांतर में व्यवस्थित करें। 1-ग्रेड एलईडी (विशिष्ट Vf 3.1V) के लिए, तीन के श्रृंखला वोल्टेज ड्रॉप लगभग 9.3V है। 12V पावर सप्लाई और 18mA लक्ष्य करंट (जीवनकाल बढ़ाने के लिए हल्का डीरेटेड) के लिए, R = (12V - 9.3V) / 0.018A ≈ 150 Ω। रेसिस्टर रेटेड पावर की गणना: P = I²R = (0.018)² * 150 ≈ 0.049W, इसलिए मानक 1/8W (0.125W) रेसिस्टर पर्याप्त है।
4. लेआउट:पीसीबी पैड पिच डिजाइन के लिए मैकेनिकल ड्राइंग का पालन करें। यदि फॉर्मेड लीड्स की आवश्यकता है, तो 3mm बेंडिंग नियम का पालन करें। एलईडी के बीच कुछ स्पेसिंग छोड़ें ताकि हीट डिसिपेशन में मदद मिले।
5. परिणाम:एक प्रकाशित विश्वसनीय, समान रूप से दिखने वाला साइन, जिसके सभी कार्य मापदंड एलईडी की निर्दिष्ट सीमाओं के भीतर हैं।
12. कार्य सिद्धांत परिचय
यह एक फॉस्फर-रूपांतरित सफेद एलईडी है। मूल प्रकाश उत्सर्जक तत्व एक इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) सेमीकंडक्टर चिप है, जो अपने p-n जंक्शन पर फॉरवर्ड करंट लगाए जाने पर नीला प्रकाश (इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस) उत्सर्जित करता है। यह नीला प्रकाश सीधे उत्सर्जित नहीं होता है। इसके बजाय, एलईडी के रिफ्लेक्टर कप में पीले (या पीले-लाल) फॉस्फर पदार्थ से भरा होता है। जब चिप से नीले फोटॉन फॉस्फर कणों से टकराते हैं, तो वे अवशोषित हो जाते हैं। इसके बाद, फॉस्फर एक व्यापक स्पेक्ट्रम में, मुख्य रूप से पीले और लाल क्षेत्रों में, प्रकाश का पुन: उत्सर्जन करता है। शेष बचा हुआ अवशोषित नहीं हुआ नीला प्रकाश और नव उत्सर्जित पीला/लाल प्रकाश दृष्टिगत रूप से मिलकर सफेद प्रकाश बनाते हैं। फॉस्फर का विशिष्ट मिश्रण रंग तापमान निर्धारित करता है - इस उदाहरण में, यह अधिक लाल स्पेक्ट्रल घटक वाला "वार्म व्हाइट" है। एकीकृत जेनर डायोड एक अलग सेमीकंडक्टर घटक है, जो एलईडी के साथ समानांतर लेकिन विपरीत ध्रुवता (कैथोड से एनोड) में जुड़ा होता है, ताकि नाजुक एलईडी जंक्शन को रिवर्स वोल्टेज ब्रेकडाउन से बचाया जा सके।
13. तकनीकी रुझान एवं पृष्ठभूमि
वर्णित उपकरण एक परिपक्व और व्यापक रूप से अपनाई गई तकनीक का प्रतिनिधित्व करता है। दशकों से, T-1 3/4 (5mm) थ्रू-होल पैकेज इंडिकेटर लाइट्स और कम चमक वाले प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए उद्योग मानक रहा है। व्यापक एलईडी उद्योग का वर्तमान रुझान निम्नलिखित दिशाओं में आगे बढ़ रहा है:
1. दक्षता वृद्धि (lm/W):अद्यतन चिप डिज़ाइन और उन्नत फॉस्फर तकनीक लगातार प्रति वाट विद्युत शक्ति पर प्रकाश उत्पादन बढ़ाती है, ऊर्जा खपत कम करती है।
2. सरफेस माउंट डिवाइस (SMD) प्रभावी:अधिकांश नए डिज़ाइनों के लिए, SMD पैकेज (जैसे 3528, 5050 या छोटे आकार) को उनके छोटे आकार, स्वचालित असेंबली के लिए बेहतर अनुकूलता और आमतौर पर बेहतर PCB तापीय चालन पथ के कारण प्राथमिकता दी जाती है।
3. उच्च रंग गुणवत्ता और स्थिरता:सख्त रंग ग्रेडिंग (मैकएडम एलिप्स जैसे मापदंडों का उपयोग करके) और उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए मानक बनते जा रहे हैं।
4. एकीकृत समाधान:अंतर्निहित ड्राइवर (निरंतर-धारा IC), नियंत्रक, या बहुरंगी चैनल (RGB, RGBW) वाले LED एकल-पैकेज उत्पाद स्मार्ट प्रकाश व्यवस्था के क्षेत्र में तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं।
इन रुझानों के बावजूद, थ्रू-होल LED बल्ब उन अनुप्रयोगों में अत्यधिक प्रासंगिक बने हुए हैं जहां सरल प्रतिस्थापन, उच्च बिंदु-प्रकाश तीव्रता, कठोर वातावरण में मजबूती, या थ्रू-होल PCB घटकों के निर्दिष्ट उपयोग की आवश्यकता होती है। उनकी स्पष्ट विशेषताएं और लंबा इतिहास उन्हें कई इंजीनियरिंग डिजाइनों के लिए एक विश्वसनीय और पूर्वानुमेय विकल्प बनाते हैं।
LED विनिर्देश शब्दावली का विस्तृत विवरण
LED प्रौद्योगिकी 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 प्रकाश प्रवाह, जितना अधिक होगा उतनी अधिक ऊर्जा दक्षता। | यह सीधे तौर पर प्रकाश उपकरण की ऊर्जा दक्षता श्रेणी और बिजली लागत निर्धारित करता है। |
| प्रकाश प्रवाह (Luminous Flux) | lm (लुमेन) | प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की कुल मात्रा, जिसे आमतौर पर "चमक" कहा जाता है। | यह निर्धारित करता है कि प्रकाश जुड़नाक पर्याप्त रूप से चमकदार है या नहीं। |
| Viewing Angle | ° (डिग्री), जैसे 120° | वह कोण जिस पर प्रकाश की तीव्रता आधी हो जाती है, जो बीम की चौड़ाई निर्धारित करता है। | प्रकाश के कवरेज क्षेत्र और एकरूपता को प्रभावित करता है। |
| रंग तापमान (CCT) | K (केल्विन), जैसे 2700K/6500K | प्रकाश का रंग गर्म या ठंडा होता है, कम मान पीला/गर्म, उच्च मान सफेद/ठंडा होता है। | प्रकाश व्यवस्था का वातावरण और उपयुक्त परिदृश्य निर्धारित करता है। |
| रंग प्रतिपादन सूचकांक (CRI / Ra) | Unitless, 0–100 | The ability of a light source to reproduce the true colors of objects, with Ra≥80 being good. | रंगों की प्रामाणिकता को प्रभावित करता है, शॉपिंग मॉल, कला दीर्घाओं जैसे उच्च आवश्यकता वाले स्थानों के लिए उपयुक्त। |
| Color Tolerance (SDCM) | MacAdam Ellipse steps, जैसे "5-step" | A quantitative metric for color consistency; a smaller step number indicates better color consistency. | Ensure no color variation among luminaires from the same batch. |
| प्रमुख तरंगदैर्ध्य (Dominant Wavelength) | nm (नैनोमीटर), उदाहरणार्थ 620nm (लाल) | रंगीन एलईडी के रंगों के संगत तरंगदैर्ध्य मान। | लाल, पीले, हरे आदि एकवर्णी एलईडी के रंग-संवेदी स्वरूप (ह्यू) को निर्धारित करता है। |
| Spectral Distribution | तरंगदैर्ध्य बनाम तीव्रता वक्र | LED द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की विभिन्न तरंगदैर्ध्य पर तीव्रता वितरण को प्रदर्शित करता है। | रंग प्रतिपादन एवं रंग गुणवत्ता को प्रभावित करता है। |
दो, विद्युत मापदंड
| शब्दावली | प्रतीक | सामान्य व्याख्या | डिज़ाइन संबंधी विचार |
|---|---|---|---|
| फॉरवर्ड वोल्टेज (Forward Voltage) | Vf | LED को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, "स्टार्ट-अप थ्रेशोल्ड" के समान। | ड्राइविंग पावर सप्लाई वोल्टेज ≥ Vf होना चाहिए, कई LED श्रृंखला में जुड़े होने पर वोल्टेज जुड़ जाता है। |
| फॉरवर्ड करंट (Forward Current) | If | एलईडी को सामान्य रूप से चमकाने वाला करंट मान। | स्थिर धारा ड्राइव का उपयोग आमतौर पर किया जाता है, धारा चमक और आयु निर्धारित करती 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 गर्म होकर क्षति हो सकती है। |
| रिवर्स वोल्टेज (Reverse Voltage) | Vr | LED सहन कर सकने वाला अधिकतम रिवर्स वोल्टेज, जिससे 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 पॉइंट तक गर्मी के प्रवाह का प्रतिरोध, कम मान बेहतर हीट डिसिपेशन दर्शाता है। | उच्च थर्मल प्रतिरोध के लिए अधिक मजबूत शीतलन डिजाइन की आवश्यकता होती है, अन्यथा जंक्शन तापमान बढ़ जाता है। |
| इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज इम्यूनिटी (ESD Immunity) | V (HBM), जैसे 1000V | इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध, उच्च मान का अर्थ है इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षति के प्रति कम संवेदनशीलता। | उत्पादन में इलेक्ट्रोस्टैटिक सुरक्षा उपाय आवश्यक हैं, विशेष रूप से उच्च संवेदनशीलता वाले LED के लिए। |
तीन, थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता
| शब्दावली | प्रमुख संकेतक | सामान्य व्याख्या | प्रभाव |
|---|---|---|---|
| जंक्शन तापमान (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED चिप का आंतरिक वास्तविक कार्य तापमान। | प्रत्येक 10°C कमी पर, जीवनकाल दोगुना हो सकता है; अत्यधिक तापमान से ल्यूमेन ह्रास और रंग विस्थापन होता है। |
| ल्यूमेन डिप्रिसिएशन (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (घंटे) | चमक प्रारंभिक मान के 70% या 80% तक गिरने में लगने वाला समय। | एलईडी की "सेवा जीवन" को सीधे परिभाषित करें। |
| 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 दर्शाता है। |
| कलर शिफ्ट (Color Shift) | Δu′v′ या मैकएडम एलिप्स | उपयोग के दौरान रंग में परिवर्तन की मात्रा। | प्रकाश व्यवस्था के दृश्य की रंग स्थिरता को प्रभावित करता है। |
| Thermal Aging | सामग्री प्रदर्शन में गिरावट | लंबे समय तक उच्च तापमान के कारण एनकैप्सुलेशन 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, Ceramic | एक आवरण सामग्री जो चिप की सुरक्षा करती है और प्रकाशिक एवं तापीय इंटरफेस प्रदान करती है। | EMC उच्च ताप सहनशीलता और कम लागत प्रदान करता है; सिरेमिक बेहतर ताप अपव्यय और लंबी आयु प्रदान करता है। |
| चिप संरचना | फेस-अप, फ्लिप चिप (Flip Chip) | चिप इलेक्ट्रोड व्यवस्था का तरीका। | फ्लिप-चिप 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 | समतल, माइक्रोलेंस, कुल आंतरिक परावर्तन | पैकेजिंग सतह की प्रकाशिक संरचना, प्रकाश वितरण को नियंत्रित करती है। | उत्सर्जन कोण और प्रकाश वितरण वक्र निर्धारित करता है। |
पांच, गुणवत्ता नियंत्रण और ग्रेडिंग।
| शब्दावली | श्रेणीकरण 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। | सुनिश्चित करें कि एक ही बैच के उत्पादों की चमक समान हो। |
| वोल्टेज ग्रेडिंग | कोड जैसे 6W, 6X | फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज के अनुसार समूहित करें। | ड्राइविंग पावर स्रोत के मिलान और सिस्टम दक्षता में सुधार के लिए सुविधाजनक। |
| रंग विभेदीकरण ग्रेडिंग | 5-step MacAdam ellipse | रंग निर्देशांक के अनुसार समूहीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि रंग अत्यंत सीमित सीमा के भीतर आते हैं। | रंग एकरूपता सुनिश्चित करें, एक ही प्रकाश साधन के भीतर रंग में असमानता से बचें। |
| रंग तापमान श्रेणीकरण | 2700K, 3000K, आदि | रंग तापमान के अनुसार समूहीकृत, प्रत्येक समूह की संबंधित निर्देशांक सीमा होती है। | विभिन्न परिदृश्यों की रंग तापमान आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
छह, परीक्षण और प्रमाणन
| शब्दावली | Standard/Test | सामान्य व्याख्या | Significance |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen Maintenance Test | Long-term operation under constant temperature conditions, recording brightness attenuation data. | Used to estimate LED lifetime (combined with TM-21). |
| 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 standard | Illuminating Engineering Society Standard | Optical, electrical, and thermal test methods are covered. | उद्योग द्वारा स्वीकृत परीक्षण आधार। |
| RoHS / REACH | पर्यावरण प्रमाणन | सुनिश्चित करें 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 परियोजनाओं में उपयोग किया जाता है, बाजार प्रतिस्पर्धा बढ़ाने के लिए। |