ALFS1G-C0 LED डेटाशीट - SMD सिरेमिक पैकेज - 400lm @1000mA - 3.3V - 120° व्यूइंग एंगल - ऑटोमोटिव ग्रेड

1. उत्पाद अवलोकन

ALFS1G-C0 श्रृंखला एक उच्च-प्रदर्शन, सतह-माउंट एलईडी घटक का प्रतिनिधित्व करती है जिसे मांग वाले ऑटोमोटिव प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किया गया है। यह उपकरण एक मजबूत सिरेमिक पैकेज में रखा गया है, जो वाहनों में पाए जाने वाले कठोर परिचालन वातावरण के लिए आवश्यक श्रेष्ठ थर्मल प्रबंधन और विश्वसनीयता प्रदान करता है। इसका प्राथमिक डिजाइन फोकस एक विस्तृत तापमान सीमा में सुसंगत प्रदर्शन के साथ उच्च दीप्तिमान आउटपुट प्रदान करना है, जो इसे सुरक्षा-महत्वपूर्ण बाहरी प्रकाश कार्यों के लिए एक उपयुक्त विकल्प बनाता है।

इस एलईडी के मुख्य लाभों में 1000mA की ड्राइव धारा पर 400 लुमेन का इसका उच्च विशिष्ट दीप्तिमान फ्लक्स, उत्कृष्ट प्रकाश वितरण के लिए 120-डिग्री का विस्तृत व्यूइंग एंगल, और कठोर ऑटोमोटिव उद्योग मानकों का अनुपालन शामिल है। यह विशेष रूप से ऑटोमोटिव बाहरी प्रकाश बाजार को लक्षित करता है, जिसमें ऐसे अनुप्रयोग शामिल हैं जहां स्थायित्व, दीर्घायु और प्रदर्शन स्थिरता गैर-परक्राम्य हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 प्रकाशमितीय और विद्युत विशेषताएँ

प्रमुख परिचालन मापदंड एलईडी के प्रदर्शन सीमा को परिभाषित करते हैं। फॉरवर्ड करंट (I_F) का सामान्य संचालन बिंदु 1000mA है, जिसका न्यूनतम मान 50mA और पूर्ण अधिकतम रेटिंग 1500mA है। 50mA से नीचे संचालन की अनुशंसा नहीं की जाती है। ल्यूमिनस फ्लक्स (Φ_v) को 1000mA पर चलाए जाने पर 360 lm (न्यूनतम), 400 lm (सामान्य), और 500 lm (अधिकतम) के रूप में निर्दिष्ट किया गया है, जो थर्मल पैड तापमान 25°C पर ±8% माप सहनशीलता के साथ मापा गया है।

फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) की सीमा 2.90V से 3.80V तक है, जिसका 1000mA पर सामान्य मान 3.30V (±0.05V सहनशीलता) है। यह पैरामीटर ड्राइवर डिजाइन और पावर डिसिपेशन गणना के लिए महत्वपूर्ण है। कूल व्हाइट वेरिएंट के लिए संबंधित कलर टेम्परेचर (CCT) सामान्य परिस्थितियों में 5180K से 6893K तक फैला हुआ है।

2.2 तापीय और निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स

Thermal management is critical for LED longevity. The thermal resistance from the junction to the solder point (R_thJS) को दो मानों के साथ निर्दिष्ट किया गया है: वास्तविक स्थिति के लिए 4.0 K/W (Typ) / 4.4 K/W (Max) और विद्युत मापन स्थिति के लिए 3.0 K/W (Typ) / 3.4 K/W (Max)। अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान (T_J) 150°C है।

Absolute Maximum Ratings उन सीमाओं को परिभाषित करते हैं जिनके परे स्थायी क्षति हो सकती है। इनमें अधिकतम शक्ति अपव्यय (P_d) 5700 mW, और एक ऑपरेटिंग तापमान सीमा (T_opr) -40°C से +125°C का, और एक भंडारण तापमान सीमा (T_stg) -40°C से +125°C का। यह उपकरण 8 kV तक के ESD (HBM) और 260°C के रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान को सहन कर सकता है।

3. Binning System Explanation

उत्पादन में रंग और चमक की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रमुख मापदंडों के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 Luminous Flux Binning

Cool White संस्करण के लिए, luminous flux bins को Group C4 से C9 तक परिभाषित किया गया है। प्रत्येक bin एक विशिष्ट फ्लक्स रेंज को कवर करता है, उदाहरण के लिए, bin C5, 380-400 lm को कवर करता है, और bin C6, 400-425 lm को कवर करता है, जिन सभी को typical forward current पर 25ms pulse के साथ मापा जाता है। यह डिजाइनरों को उनके अनुप्रयोग के लिए आवश्यक चमक आउटपुट वाले LEDs का चयन करने की अनुमति देता है।

3.2 Forward Voltage Binning

फॉरवर्ड वोल्टेज को तीन समूहों में वर्गीकृत किया गया है: 1A (2.90V - 3.20V), 1B (3.20V - 3.50V), और 1C (3.50V - 3.80V)। वोल्टेज द्वारा बिनिंग से अधिक सुसंगत ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने और एक सरणी में कई एलईडी के बीच थर्मल लोड प्रबंधित करने में मदद मिलती है।

3.3 कलर कोऑर्डिनेट बिनिंग (कूल व्हाइट)

रंग विशेषताओं को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट्स (x, y) का उपयोग करके परिभाषित किया गया है। डेटाशीट कूल व्हाइट एलईडी के लिए एक विस्तृत बिन संरचना चार्ट और तालिका प्रदान करती है। बिन को 64A, 64B, 60A आदि जैसे कोड से निर्दिष्ट किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक CIE चार्ट पर एक विशिष्ट चतुर्भुज क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है। उदाहरण के लिए, बिन 64A (0.3109, 0.3382), (0.3161, 0.3432), (0.3169, 0.3353), और (0.3120, 0.3306) द्वारा परिभाषित सीमाओं के भीतर के निर्देशांक को कवर करता है, जो एक सहसंबंधित कलर टेम्परेचर संदर्भ सीमा से मेल खाता है। यह सटीक बिनिंग तंग रंग स्थिरता सुनिश्चित करती है, जो ऑटोमोटिव लाइटिंग के लिए महत्वपूर्ण है जहां कई प्रकाश स्रोतों के बीच रंग मिलान महत्वपूर्ण है।

4. परफॉर्मेंस कर्व एनालिसिस

प्रदान किए गए ग्राफ़ विभिन्न परिस्थितियों में एलईडी के व्यवहार में गहन अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

4.1 फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज (IV वक्र)

ग्राफ़ एक गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है, जो एलईडी के लिए विशिष्ट है। फॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ बढ़ता है, बहुत कम करंट पर लगभग 2.7V से शुरू होकर अधिकतम रेटेड करंट 1500mA पर लगभग 3.5V तक पहुँचता है। उपयुक्त करंट-लिमिटिंग ड्राइवर टोपोलॉजी का चयन करने के लिए यह कर्व आवश्यक है।

4.2 Relative Luminous Flux vs. Forward Current

दीप्त आउटपुट धारा के साथ उप-रैखिक रूप से बढ़ता है। जबकि आउटपुट 50mA से 1000mA तक काफी बढ़ जाता है, अधिकतम रेटिंग के करीब पहुंचने पर सापेक्ष वृद्धि कम हो जाती है, जो बढ़े हुए तापीय भार के कारण उच्च धाराओं पर कम प्रभावकारिता को दर्शाता है।

4.3 Thermal Performance Graphs

The Relative Luminous Flux vs. Junction Temperature ग्राफ थर्मल क्वेंचिंग को प्रदर्शित करता है। जैसे-जैसे जंक्शन तापमान -40°C से 150°C तक बढ़ता है, सापेक्ष दीप्तिमान फ्लक्स कम हो जाता है। 100°C पर, आउटपुट 25°C पर इसके मूल्य का लगभग 85-90% होता है, जो उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में प्रभावी हीट सिंकिंग की महत्वपूर्ण आवश्यकता को उजागर करता है।

The Relative Forward Voltage vs. Junction Temperature graph shows that V_F decreases linearly with increasing temperature (a negative temperature coefficient), which is a characteristic of semiconductor bandgap changes. This property can sometimes be used for indirect temperature monitoring.

The Chromaticity Shift ग्राफ़ दर्शाते हैं कि फॉरवर्ड करंट और जंक्शन तापमान दोनों CIE x और y निर्देशांकों में छोटे लेकिन मापने योग्य बदलाव का कारण बनते हैं। रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में इन बदलावों पर विचार किया जाना चाहिए।

4.4 फॉरवर्ड करंट डिरेटिंग और पल्स हैंडलिंग

The फॉरवर्ड करंट डिरेटिंग कर्व विश्वसनीयता डिजाइन के लिए यह महत्वपूर्ण है। यह सोल्डर पैड तापमान (T) के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट निर्धारित करता है।_S). उदाहरण के लिए, 110°C के T_S पर, अधिकतम I_F 1500mA है। अधिकतम अनुमत T_S 125°C पर, अधिकतम I_F इसे 1200mA तक डीरेट किया गया है। ओवरहीटिंग और समय से पहले विफलता को रोकने के लिए इस कर्व के भीतर कार्य करना अनिवार्य है।

The पल्स हैंडलिंग क्षमता ग्राफ दर्शाता है कि LED विभिन्न ड्यूटी साइकिल पर बहुत कम पल्स अवधि (जैसे, माइक्रोसेकंड से मिलीसेकंड) के लिए DC अधिकतम रेटिंग से काफी अधिक धाराओं को सहन कर सकता है। यह सेंसिंग या संचार में कभी-कभी उपयोग किए जाने वाले पल्स्ड ऑपरेशन स्कीम के लिए प्रासंगिक है।

5. Mechanical, Packaging & Assembly Information

5.1 Mechanical Dimensions and Pad Design

LED एक सरफेस-माउंट सिरेमिक पैकेज का उपयोग करता है। हालांकि अंश में सटीक आयाम प्रदान नहीं किए गए हैं, डेटाशीट में इसके लिए समर्पित अनुभाग शामिल हैं Mechanical Dimension drawings and Recommended Soldering Pad layout. Adhering to the recommended pad geometry is crucial for achieving reliable solder joints, proper thermal transfer to the PCB, and ensuring mechanical stability.

5.2 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल और सावधानियाँ

एक विशिष्ट रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल प्रदान किया गया है, जिसका शीर्ष तापमान रेटिंग 260°C है। एलईडी पैकेज या आंतरिक डाई अटैच सामग्री को तापीय क्षति से बचाने के लिए इस प्रोफाइल का पालन करना आवश्यक है। उपयोग के लिए सावधानी अनुभाग में संभवतः ईएसडी क्षति, नमी अवशोषण (एमएसएल 2), और यांत्रिक तनाव को रोकने के लिए महत्वपूर्ण हैंडलिंग, भंडारण और असेंबली दिशानिर्देश शामिल हैं।

5.3 पैकेजिंग जानकारी

The पैकेजिंग जानकारी यह खंड विस्तार से बताता है कि एलईडी कैसे आपूर्ति की जाती हैं (उदाहरण के लिए, टेप और रील विनिर्देश), जो स्वचालित असेंबली प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है।

6. अनुप्रयोग दिशानिर्देश और डिज़ाइन विचार

6.1 लक्षित अनुप्रयोग

सूचीबद्ध प्राथमिक अनुप्रयोग सभी ऑटोमोटिव बाह्य प्रकाश व्यवस्था हैं: हेडलैंप (मुख्य बीम, लो बीम), डेटाइम रनिंग लाइट्स (DRL), और फॉग लैंप। इन अनुप्रयोगों में उच्च विश्वसनीयता, व्यापक ऑपरेटिंग तापमान सहनशीलता और कंपन एवं आर्द्रता जैसे पर्यावरणीय कारकों के विरुद्ध मजबूत प्रदर्शन की मांग होती है।

6.2 महत्वपूर्ण डिज़ाइन विचार

• थर्मल डिज़ाइन: The low R_thJS सिरेमिक पैकेज का उपयोग लाभदायक है, लेकिन उच्च धाराओं पर चलाते समय जंक्शन तापमान को कम रखने के लिए सोल्डर पैड से सिस्टम हीटसिंक (जैसे, मेटल-कोर PCB या एक्टिव कूलिंग) तक एक उच्च-प्रदर्शन थर्मल पथ अनिवार्य है। डिज़ाइन सीमा के रूप में डीरेटिंग कर्व का उपयोग करें।
• ड्राइव सर्किटरी: स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करने और थर्मल रनअवे को रोकने के लिए एक नियत-धारा ड्राइवर आवश्यक है। ड्राइवर को फॉरवर्ड वोल्टेज बिन रेंज को समायोजित करने और 1500mA तक आवश्यक धारा प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।
• ऑप्टिकल डिज़ाइन: 120° का व्यूइंग एंगल व्यापक, समान प्रकाश पैटर्न बनाने के लिए उपयुक्त है। हेडलैंप कटऑफ या DRL सिग्नेचर जैसे विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए बीम को आकार देने के लिए सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस, रिफ्लेक्टर) की आवश्यकता होगी।
• पर्यावरणीय मजबूती: उत्पाद सल्फर रोबस्टनेस (क्लास A1), हैलोजन मुक्त और RoHS/REACH मानकों के अनुपालन का उल्लेख करता है, जो ऑटोमोटिव और अन्य विनियमित उद्योगों के लिए आवश्यक हैं। डिजाइनरों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि संपूर्ण असेंबली (PCB, सोल्डर, कन्फॉर्मल कोटिंग) पूरक मानकों को पूरा करती है।

7. तकनीकी तुलना और विभेदन

हालांकि डेटाशीट में अन्य उत्पादों से सीधी तुलना नहीं है, इस LED के प्रमुख विभेदकों का अनुमान लगाया जा सकता है। एक ceramic package (superior thermal performance and reliability over plastic packages), AEC-Q102 qualification (automotive-grade reliability testing), उच्च चमकदार प्रवाह एक मानक 1000mA ड्राइव करंट पर, और detailed binning फ्लक्स और रंग दोनों के लिए यह घटक ऑटोमोटिव लाइटिंग के उच्च-विश्वसनीयता खंड में आता है। इसकी 8kV ESD रेटिंग और सल्फर प्रतिरोध क्षमता कठोर वातावरण के लिए इसकी उपयुक्तता को और बढ़ाते हैं।

8. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

प्र: क्या मैं इस LED को लगातार 1500mA पर चला सकता हूँ?
A: केवल तभी जब आप सोल्डर पैड के तापमान (T) की गारंटी दे सकें_S) 110°C या उससे कम है, डीरेटिंग कर्व के अनुसार। उच्च पैड तापमान पर, धारा को कम किया जाना चाहिए। विश्वसनीय दीर्घकालिक संचालन के लिए, 1000mA या उससे कम की सामान्य धारा के लिए डिजाइन करना उचित है।

Q: MSL 2 का क्या अर्थ है?
A: Moisture Sensitivity Level 2. This means the packaged LED can be stored in a dry environment (<60% RH) for up to one year. Before reflow soldering, if the package has been exposed to ambient conditions beyond its floor life, it must be baked to remove moisture to prevent "popcorning" damage during reflow.

Q: 64A या 60B जैसे कलर बिन्स की व्याख्या मैं कैसे करूं?
A: ये CIE क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर विशिष्ट क्षेत्रों के कोड हैं। आपको LED के रंग की सटीक CIE x,y निर्देशांक चतुर्भुज सीमा जानने के लिए बिन कोड को प्रदान की गई तालिका और चार्ट से क्रॉस-रेफरेंस करना होगा। इससे एकाधिक LEDs का उपयोग करते समय रंग की एकरूपता सुनिश्चित होती है।

Q: न्यूनतम करंट 50mA क्यों है?
A: अत्यंत कम धाराओं पर संचालन अस्थिर या असमान प्रकाश उत्सर्जन का कारण बन सकता है। निर्दिष्ट न्यूनतम यह सुनिश्चित करता है कि एलईडी अपने प्रदर्शन विशेषताओं के एक स्थिर क्षेत्र में संचालित हो।

9. संचालन सिद्धांत और रुझान

9.1 मूल संचालन सिद्धांत

यह एक ठोस-अवस्था प्रकाश उत्सर्जक डायोड है। जब इसके बैंडगैप वोल्टेज से अधिक का अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो सक्रिय अर्धचालक क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। अर्धचालक परतों की विशिष्ट सामग्री और संरचना उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। सिरेमिक पैकेज मुख्य रूप से एक मजबूत यांत्रिक आवरण के रूप में और, महत्वपूर्ण रूप से, एक कुशल तापीय चैनल के रूप में कार्य करता है ताकि अर्धचालक जंक्शन पर उत्पन्न ऊष्मा (गैर-विकिरण पुनर्संयोजन और विद्युत प्रतिरोध के कारण) को पीसीबी और हीटसिंक तक स्थानांतरित किया जा सके।

9.2 उद्योग रुझान

ALFS1G-C0 जैसे एलईडी का विकास ऑटोमोटिव प्रकाश व्यवस्था में प्रमुख रुझानों को दर्शाता है: उच्च दक्षता, लंबी आयु और डिजाइन लचीलेपन के लिए पारंपरिक हेलोजन और एचआईडी स्रोतों से पूर्ण ठोस-अवस्था एलईडी प्रकाश व्यवस्था की ओर बदलाव। उच्च दीप्त प्रभावकारिता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर तापीय प्रबंधन पैकेज (जैसे उन्नत सिरेमिक), बेहतर एकरूपता के लिए सख्त रंग और फ्लक्स बिनिंग, और बढ़ी हुई विश्वसनीयता मानकों (AEC-Q102, सल्फर प्रतिरोध) के लिए निरंतर प्रयास जारी है ताकि ऑटोमोटिव प्रणालियों की 10-15 वर्ष की आयु प्रत्याशा को पूरा किया जा सके। इसके अलावा, कॉम्पैक्ट एलईडी मॉड्यूल में कई कार्यों (जैसे, अनुकूली ड्राइविंग बीम) का एकीकरण एक बढ़ता हुआ रुझान है।