EL 2020 Cube Light LED डेटाशीट - SMD पैकेज - कूल व्हाइट - 140mA पर 50lm - 3.0V - 120° व्यूइंग एंगल - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

EL 2020 क्यूब लाइट एक उच्च-प्रदर्शन, सतह-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी है जिसे मांग वाले ऑटोमोटिव प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किया गया है। यह घटक एक कॉम्पैक्ट और विश्वसनीय सॉलिड-स्टेट प्रकाश समाधान का प्रतिनिधित्व करता है, जो आधुनिक वाहन प्रणालियों के लिए आवश्यक ज्योति उत्पादन, दक्षता और मजबूती का संतुलन प्रदान करता है। इसका मूल डिजाइन दर्शन ऑटोमोटिव वातावरण के लिए विशिष्ट तापमान की विस्तृत श्रृंखला और कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों के तहत सुसंगत प्रदर्शन प्रदान करने पर केंद्रित है।

यह एलईडी कूल व्हाइट कलर तापमान में पेश किया जाता है, जो उन अनुप्रयोगों को लक्षित करता है जहां एक चमकदार, तटस्थ-से-हल्का नीला सफेद प्रकाश वांछित है। पैकेज स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो बड़े पैमाने पर विनिर्माण की सुविधा प्रदान करता है। इस डिवाइस का एक प्रमुख लाभ डिस्क्रीट ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक सेमीकंडक्टर्स के लिए AEC-Q102 स्ट्रेस टेस्ट योग्यता के साथ इसकी अनुपालन है, जो ऑटोमोटिव-ग्रेड घटकों के लिए उद्योग मानक है। यह विश्वसनीयता और दीर्घायु का एक स्तर सुनिश्चित करता है जो ऑटोमोटिव OEM आवश्यकताओं को पूरा या पार करता है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 प्रकाशमितीय और विद्युत विशेषताएँ

प्राथमिक फोटोमेट्रिक विशेषता 140 mA के फॉरवर्ड करंट (I) पर संचालित होने पर 50 लुमेन (lm) की विशिष्ट चमकदार फ्लक्स है।_F) 140 mA पर है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि चमकदार फ्लक्स के लिए निर्दिष्ट माप सहनशीलता ±8% है, जो सामान्य उत्पादन भिन्नताओं के लिए जिम्मेदार है। समान स्थिति में न्यूनतम और अधिकतम मान क्रमशः 45 lm और 70 lm हैं, जो प्रदर्शन विंडो को परिभाषित करते हैं।

विद्युत रूप से, डिवाइस 140 mA पर 3.0 वोल्ट की एक विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (V) प्रदर्शित करता है।_F) 2.75 V से 3.5 V तक की सीमा के साथ 140 mA पर 3.0 वोल्ट है। फॉरवर्ड वोल्टेज माप सहनशीलता ±0.05V के रूप में निर्दिष्ट है। डिवाइस में न्यूनतम 10 mA से लेकर 250 mA के पूर्ण अधिकतम रेटिंग तक संचालन फॉरवर्ड करंट की एक विस्तृत श्रृंखला है। ऑप्टिकल प्रदर्शन 120-डिग्री के विस्तृत व्यूइंग एंगल (जिसकी सहनशीलता ±5° है) द्वारा विशेषता है, जो विभिन्न प्रकाश प्रकाशिकी के लिए उपयुक्त एक व्यापक, समान विकिरण पैटर्न प्रदान करता है।

2.2 तापीय और निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स

Thermal management is critical for LED performance and lifetime. The datasheet specifies two thermal resistance values: the real thermal resistance (R_{th JS real}) from the junction to the solder point is typically 24 K/W (max 32 K/W), while the electrically derived value (R_{th JS el}) आमतौर पर 17 K/W (अधिकतम 23 K/W) होता है। कम विद्युत मान अक्सर एक रूढ़िवादी डिजाइन दिशानिर्देश के रूप में कार्य करता है।

पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स उन परिचालन सीमाओं को परिभाषित करती हैं जिन्हें स्थायी क्षति को रोकने के लिए पार नहीं किया जाना चाहिए। प्रमुख रेटिंग्स में शामिल हैं:

• पावर डिसिपेशन (P_d): 875 mW
• Forward Current (I_F): 250 mA (continuous)
• Surge Current (I_FM): 750 mA for pulses ≤10 μs at a low duty cycle (D=0.005)
• Junction Temperature (T_J): 150 °C
• Operating & Storage Temperature: -40 °C to +125 °C
• ESD संवेदनशीलता (HBM): 8 kV
• रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान: अधिकतम 30 सेकंड के लिए 260°C शिखर

इन सीमाओं का पालन विश्वसनीय संचालन के लिए आवश्यक है।

3. Binning System Explanation

उत्पादन भिन्नताओं को प्रबंधित करने और सटीक सिस्टम डिजाइन की अनुमति देने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 Luminous Flux Binning

Luminous flux is categorized into three bins:

• F4: 45 lm (Min) से 52 lm (Max)
• F5: 52 lm (Min) से 60 lm (Max)
• F6: 60 lm (न्यूनतम) से 70 lm (अधिकतम)

50 lm का विशिष्ट मान F4 बिन के अंतर्गत आता है। डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए आवश्यक प्रकाश उत्पादन के आधार पर उपयुक्त बिन का चयन करना चाहिए।

3.2 Forward Voltage Binning

फॉरवर्ड वोल्टेज को ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन और पावर मैनेजमेंट में सहायता के लिए भी बिन किया जाता है:

• 2730: 2.75 V (Min) to 3.0 V (Max)
• 3032: 3.0 V (न्यूनतम) से 3.25 V (अधिकतम)
• 3235: 3.25 V (न्यूनतम) से 3.5 V (अधिकतम)

3.3 कलर (क्रोमैटिसिटी) बिनिंग

कूल व्हाइट उत्सर्जन को CIE 1931 रंग स्थान के भीतर परिभाषित किया गया है। डेटाशीट चार अलग-अलग बिन (63M, 61M, 58M, 56M) के लिए कोने के निर्देशांक प्रदान करती है, जो सहसंबद्ध रंग तापमान (CCT) श्रेणियों के अनुरूप हैं:

• 63M: ~6100K से 6600K
• 61M: ~5800K से 6300K
• 58M: ~5600K से 6100K
• 56M: ~5300K से 5800K

CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर एक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व इन बिनों को चतुर्भुज के रूप में दर्शाता है। रंग निर्देशांक के लिए निर्दिष्ट माप सहनशीलता ±0.005 है। यह बिनिंग एक असेंबली में कई एलईडी के बीच रंग स्थिरता सुनिश्चित करती है।

4. परफॉर्मेंस कर्व एनालिसिस

4.1 IV वक्र और सापेक्ष दीप्तिमान फ्लक्स

फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज ग्राफ विशेषता घातीय संबंध दर्शाता है। 140 mA के सामान्य ऑपरेटिंग पॉइंट पर, V_F लगभग 3.0V है। करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए यह कर्व आवश्यक है।

रिलेटिव ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट ग्राफ दर्शाता है कि प्रकाश आउटपुट करंट के साथ सब-लीनियर है। हालांकि आउटपुट करंट के साथ बढ़ता है, उच्च करंट पर बढ़े हुए जंक्शन तापमान और अन्य कारकों के कारण दक्षता (लुमेन प्रति वाट) आमतौर पर घट जाती है। कर्व को 140 mA पर फ्लक्स के सापेक्ष सामान्यीकृत किया गया है।

4.2 तापमान निर्भरता

दो महत्वपूर्ण ग्राफ जंक्शन तापमान (T) के साथ प्रदर्शन भिन्नता दर्शाते हैं।_j।

• सापेक्ष दीप्तिमान फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान: दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन T के साथ घटता है।_j बढ़ता है। वांछित चमक बनाए रखने के लिए प्रभावी हीट सिंकिंग अत्यंत महत्वपूर्ण है।
• Relative Forward Voltage vs. Junction Temperature: दर्शाता है कि V_F एक नकारात्मक तापमान गुणांक रखता है, जो T के साथ रैखिक रूप से घटता है।_j बढ़ता है। इस गुण का उपयोग कभी-कभी तापमान संवेदन के लिए किया जा सकता है।
• क्रोमैटिसिटी शिफ्ट बनाम जंक्शन तापमान: CIE x और y निर्देशांकों में परिवर्तन को आलेखित करता है, जो तापमान सीमा में न्यूनतम बदलाव दर्शाता है, जो रंग स्थिरता के लिए महत्वपूर्ण है।

4.3 स्पेक्ट्रल वितरण और विकिरण पैटर्न

सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण ग्राफ 400nm से 800nm तक तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध तीव्रता को दर्शाता है। यह एलईडी चिप के प्राथमिक उत्सर्जन से नीले क्षेत्र (लगभग 450-455nm) में एक शिखर दिखाता है, साथ ही फॉस्फर कोटिंग द्वारा उत्पन्न पीले क्षेत्र (लगभग 550-600nm) में एक व्यापक द्वितीयक शिखर दिखाता है, जो मिलकर कूल व्हाइट प्रकाश उत्पन्न करते हैं।

विकिरण विशेषताओं का विशिष्ट आरेख 120° के दृश्य कोण का दृश्य प्रतिनिधित्व करता है, जो केंद्र रेखा (0°) के सापेक्ष दीप्त तीव्रता के कोणीय वितरण को दर्शाता है।

4.4 डीरेटिंग और पल्स हैंडलिंग

फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन उपकरण है। यह सोल्डर पैड तापमान (T) के विरुद्ध अधिकतम अनुमेय निरंतर फॉरवर्ड करंट को आलेखित करता है।_S). जैसे T_S बढ़ने पर, T को पार करने से रोकने के लिए अधिकतम अनुमत धारा को कम किया जाना चाहिए।_J(अधिकतम) 150°C के लिए। उदाहरण के लिए, T_S 125°C पर, अधिकतम I_F 250 mA है।

The Permissible Pulse Handling Capability ग्राफ़ शिखर स्पंद धारा (I_FP) एक दिए गए पल्स चौड़ाई (t_p) और ड्यूटी साइकिल (D) के लिए अनुमति दी गई, जब सोल्डर पॉइंट 25°C पर हो। यह पल्स्ड ड्राइविंग स्कीम का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

5. मैकेनिकल, पैकेज और असेंबली सूचना

5.1 Mechanical Dimensions

डेटाशीट में एलईडी पैकेज का एक विस्तृत यांत्रिक चित्र शामिल है। मुख्य आयाम (मिलीमीटर में) फुटप्रिंट, ऊंचाई और लीड स्थितियों को परिभाषित करते हैं। सहनशीलता आमतौर पर ±0.1 मिमी होती है, जब तक कि अन्यथा निर्दिष्ट न हो। यह चित्र पीसीबी फुटप्रिंट डिजाइन और अंतिम असेंबली के भीतर उचित फिट सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।

5.2 अनुशंसित सोल्डरिंग पैड लेआउट

एक अलग ड्राइंग PCB पर इष्टतम सोल्डरिंग के लिए अनुशंसित कॉपर पैड पैटर्न प्रदान करती है। इसमें विद्युत टर्मिनलों और थर्मल पैड के लिए पैड आकार और रिक्ति शामिल है। इस अनुशंसा का पालन करने से अच्छे सोल्डर जोड़ का निर्माण, PCB को उचित तापीय स्थानांतरण और यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित होती है।

6. सोल्डरिंग, असेंबली और हैंडलिंग दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

यह घटक 30 सेकंड के लिए 260°C के अधिकतम पीक रीफ्लो तापमान के लिए रेटेड है। एक विशिष्ट रीफ्लो प्रोफाइल का उपयोग किया जाना चाहिए, जिसमें नियंत्रित प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग चरण हों, ताकि थर्मल शॉक को कम किया जा सके और LED पैकेज या आंतरिक सामग्री को नुकसान पहुंचाए बिना विश्वसनीय सोल्डर जोड़ सुनिश्चित किए जा सकें।

6.2 उपयोग के लिए सावधानियां

सामान्य हैंडलिंग सावधानियों में पैकेज पर यांत्रिक तनाव से बचना, लेंस के संदूषण को रोकना और हैंडलिंग तथा असेंबली के दौरान उचित ESD नियंत्रणों का उपयोग करना शामिल है, क्योंकि डिवाइस 8kV HBM ESD के लिए रेटेड है।

6.3 नमी संवेदनशीलता और भंडारण

LED की नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 2 है। इसका अर्थ है कि रीफ्लो सोल्डरिंग से पहले बेकिंग की आवश्यकता होने तक, पैकेज को एक वर्ष तक फैक्ट्री फ्लोर स्थितियों (≤30°C/60% RH) के संपर्क में रखा जा सकता है। लंबे समय तक भंडारण के लिए या बैग खोलने के बाद, रीफ्लो के दौरान "पॉपकॉर्निंग" को रोकने के लिए IPC/JEDEC मानकों के अनुसार विशिष्ट बेकिंग प्रक्रियाओं का पालन किया जाना चाहिए।

7. पर्यावरण अनुपालन और विश्वसनीयता

The device is compliant with RoHS (Restriction of Hazardous Substances) and REACH regulations. It is also specified as Halogen Free, with limits on Bromine (Br) and Chlorine (Cl) content (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

एक महत्वपूर्ण विश्वसनीयता विशेषता सल्फर-युक्त वातावरण में इसका प्रदर्शन है। यह उपकरण Sulfur Test Class A1 मानदंडों को पूरा करता है, जो वायुमंडलीय सल्फर के कारण होने वाली जंग के प्रति उच्च प्रतिरोध को दर्शाता है, जो ऑटोमोटिव और औद्योगिक सेटिंग्स में एक सामान्य चिंता का विषय है।

8. अनुप्रयोग नोट्स और डिज़ाइन विचार

8.1 प्राथमिक अनुप्रयोग: ऑटोमोटिव लाइटिंग

इसका प्राथमिक इच्छित एप्लिकेशन ऑटोमोटिव लाइटिंग है। संभावित उपयोग के मामलों में इंटीरियर लाइटिंग (डोम लाइट्स, मैप लाइट्स, फुटवेल लाइटिंग, एम्बिएंट लाइटिंग), एक्सटीरियर सिग्नलिंग (सेंटर हाई-माउंट स्टॉप लाइट्स - CHMSL), और संभवतः सहायक लाइटिंग शामिल हैं। AEC-Q102 योग्यता, विस्तृत तापमान सीमा और सल्फर प्रतिरोध इसे इन कठोर वातावरणों के लिए उपयुक्त बनाते हैं।

8.2 ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन

डिज़ाइनरों को स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए एक स्थिर-धारा ड्राइवर सर्किट लागू करना चाहिए, न कि स्थिर-वोल्टेज आपूर्ति। ड्राइवर को फॉरवर्ड वोल्टेज बिन रेंज को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। थर्मल प्रबंधन अनिवार्य है; पीसीबी को एलईडी के थर्मल पैड से हीटसिंक या बोर्ड के कॉपर प्लेन तक एक पर्याप्त तापीय पथ प्रदान करना चाहिए ताकि जंक्शन तापमान सुरक्षित सीमा के भीतर रखा जा सके, खासकर उच्च धाराओं पर या उच्च परिवेश तापमान में संचालित होने पर।

8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन

120° का व्यूइंग एंगल लचीलापन प्रदान करता है। फोकस्ड बीम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स (रिफ्लेक्टर्स, लेंस) आवश्यक होंगे। यह विस्तृत कोण उन अनुप्रयोगों के लिए लाभदायक है जिन्हें किसी क्षेत्र पर समान, विसरित प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है।

9. तकनीकी तुलना और स्थिति

मानक वाणिज्यिक-श्रेणी एलईडी की तुलना में, इस घटक के प्रमुख अंतर इसकी ऑटोमोटिव-श्रेणी योग्यता (AEC-Q102), विस्तारित कार्यशील तापमान सीमा (-40°C से +125°C), और सल्फर संक्षारण के प्रति विशिष्ट प्रतिरोध हैं। ये विशेषताएं उच्च लागत के बदले में प्राप्त होती हैं, लेकिन ऑटोमोटिव सुरक्षा और विश्वसनीयता मानकों के लिए अनिवार्य हैं। ऑटोमोटिव एलईडी बाजार के भीतर, 140mA पर इसका 50lm आउटपुट इसे एक मध्यम-शक्ति उपकरण के रूप में स्थापित करता है जो साधारण संकेतक कार्यों से परे अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)

Q: इस एलईडी की विशिष्ट दक्षता (लुमेन प्रति वाट) क्या है?
A: विशिष्ट संचालन बिंदु (140mA, 3.0V, 50lm) पर, इनपुट शक्ति 0.42W (140mA * 3.0V) है। दक्षता लगभग 119 lm/W (50lm / 0.42W) है।

Q: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 12V ऑटोमोटिव बैटरी से चला सकता हूँ?
A: नहीं। एलईडी को एक स्थिर धारा ड्राइवर की आवश्यकता होती है। इसे सीधे 12V स्रोत से जोड़ने से अत्यधिक धारा प्रवाह होगा, जो तुरंत डिवाइस को नष्ट कर देगा। एक ड्राइवर सर्किट की आवश्यकता है जो धारा को वांछित स्तर (जैसे, 140mA) पर नियंत्रित करता है।

Q: मैं दो अलग-अलग थर्मल प्रतिरोध मानों की व्याख्या कैसे करूं?
A> Use the higher, "real" thermal resistance value (R_{th JS real} typ. 24 K/W) का उपयोग करें। विद्युत मान एक मापन तकनीक से प्राप्त होता है और अक्सर कम होता है।

Q: मेरी उत्पादन प्रक्रिया के लिए MSL 2 का क्या अर्थ है?
A> MSL 2 means the components can be stored in their sealed, moisture-barrier bag for up to 12 months under controlled conditions (≤30°C/60%RH). Once the bag is opened, you typically have 1 week to complete reflow soldering before the parts may need to be baked.

11. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी

Scenario: Designing an automotive interior dome light.
एक डिजाइनर को डोम लाइट असेंबली के लिए एक चमकदार, सफेद प्रकाश की आवश्यकता है। वे तटस्थ सफेद रूप के लिए F5 ल्यूमिनस फ्लक्स बिन (52-60 lm) और 61M कलर बिन (~5800-6300K) में इस LED का चयन करते हैं। वे सटीक अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट के साथ एक PCB डिजाइन करते हैं। वाहन की 12V प्रणाली से 140mA प्रदान करने के लिए एक निरंतर-धारा बक ड्राइवर IC का चयन किया जाता है। डीरेटिंग कर्व और थर्मल रेजिस्टेंस का उपयोग करके थर्मल विश्लेषण किया जाता है: यदि PCB का थर्मल प्रबंधन सोल्डर पैड को 85°C से नीचे रखता है, तो LED को अपनी पूर्ण 140mA रेटिंग पर चलाया जा सकता है। 120° का चौड़ा व्यूइंग एंगल कैबिन को समान रूप से प्रकाशित करने के लिए बिना जटिल सेकेंडरी ऑप्टिक्स की आवश्यकता के लिए एकदम सही है। AEC-Q102 योग्यता इस ऑटोमोटिव अनुप्रयोग के लिए घटक की दीर्घकालिक विश्वसनीयता में विश्वास देती है।

12. कार्य सिद्धांत

यह एक फॉस्फर-परिवर्तित सफेद LED है। मूल एक अर्धचालक चिप है, जो आमतौर पर इंडियम गैलियम नाइट्राइड (InGaN) से बनी होती है, जो विद्युत धारा प्रवाहित होने पर नीले स्पेक्ट्रम में प्रकाश उत्सर्जित करती है (इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस)। यह नीला प्रकाश चिप पर या उसके पास जमी सेरियम-डोप्ड यिट्रियम एल्यूमिनियम गार्नेट (YAG:Ce) फॉस्फर कोटिंग की एक परत द्वारा आंशिक रूप से अवशोषित कर लिया जाता है। फॉस्फर कुछ नीले फोटॉनों को अवशोषित करता है और एक व्यापक स्पेक्ट्रम में, मुख्य रूप से पीले क्षेत्र में, प्रकाश का पुनः उत्सर्जन करता है। शेष नीले प्रकाश और परिवर्तित पीले प्रकाश का मिश्रण मानव आंख द्वारा सफेद प्रकाश के रूप में अनुभव किया जाता है। नीले और पीले उत्सर्जन का सटीक अनुपात, जो फॉस्फर संरचना और मोटाई द्वारा नियंत्रित होता है, सहसंबद्ध रंग तापमान (CCT) निर्धारित करता है, जिसके परिणामस्वरूप निर्दिष्ट "कूल व्हाइट" आउटपुट प्राप्त होता है।

13. Technology Trends

ऑटोमोटिव एलईडी प्रकाश व्यवस्था में सामान्य प्रवृत्ति उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), उच्च शक्ति घनत्व और बेहतर विश्वसनीयता की ओर है। बेहतर दृश्य धारणा के लिए अधिक सटीक रंग नियंत्रण और उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) की दिशा में भी प्रयास जारी है। एकीकरण एक और प्रवृत्ति है, जहाँ मल्टी-चिप पैकेज और एकीकृत ड्राइवर या नियंत्रण सर्किट वाले पैकेज अधिक सामान्य होते जा रहे हैं। इसके अलावा, स्मार्ट, अनुकूली प्रकाश व्यवस्था प्रणालियों पर बढ़ता ध्यान है, जिसके लिए बहुत तेज स्विचिंग या डिमिंग करने में सक्षम एलईडी की आवश्यकता हो सकती है। हालाँकि यह डेटाशीट एक अलग, सिंगल-डाई घटक का वर्णन करती है, लेकिन अंतर्निहित प्रौद्योगिकी उन्नत फॉरवर्ड लाइटिंग और डायनामिक सिग्नल लाइटिंग सहित भविष्य की ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था प्रणालियों के लिए इन मांगों को पूरा करने के लिए निरंतर विकसित हो रही है।