2020 क्यूब लाइट रेड एलईडी डेटाशीट - एसएमडी पैकेज - 2.2V टाइप - 140mA - 26 lm - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ 2020 क्यूब लाइट के विनिर्देशों का विवरण देता है, जो एक उच्च-चमक वाला रेड सरफेस-माउंट डिवाइस (एसएमडी) एलईडी है, जिसे मुख्य रूप से मांग वाले ऑटोमोटिव लाइटिंग वातावरण के लिए इंजीनियर किया गया है। इस घटक की विशेषता इसका कॉम्पैक्ट 2020 फुटप्रिंट, मजबूत निर्माण और कठिन परिचालन स्थितियों में विश्वसनीयता के लिए तैयार प्रदर्शन पैरामीटर हैं। इसके मुख्य लाभों में कठोर ऑटोमोटिव योग्यता मानकों का अनुपालन, एकसमान प्रकाश व्यवस्था के लिए चौड़ा व्यूइंग एंगल और पर्यावरण अनुपालन प्रमाणपत्र शामिल हैं।

प्राथमिक लक्ष्य बाजार ऑटोमोटिव उद्योग है, जहाँ यह विभिन्न आंतरिक और बाहरी सिग्नल लाइटिंग कार्यों के लिए उपयुक्त है। डिज़ाइन दीर्घकालिक स्थिरता, थर्मल प्रदर्शन और वाहन अनुप्रयोगों में आमतौर पर सामने आने वाले पर्यावरणीय तनावों के प्रतिरोध को प्राथमिकता देता है।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 फोटोमेट्रिक और ऑप्टिकल विशेषताएँ

एलईडी का मुख्य फोटोमेट्रिक प्रदर्शन 140mA के मानक परीक्षण धारा पर परिभाषित किया गया है। विशिष्ट ल्यूमिनस फ्लक्स आउटपुट 26 लुमेन (lm) है, जिसमें उत्पादन बिनिंग को ध्यान में रखते हुए निर्दिष्ट न्यूनतम 23 lm और अधिकतम 39 lm है। डॉमिनेंट वेवलेंथ आमतौर पर 614 nm है, जो इसे दृढ़ता से लाल स्पेक्ट्रम में रखता है, जिसकी सीमा 612 nm से 627 nm तक है। एक चौड़ा 120-डिग्री व्यूइंग एंगल (±5° सहनशीलता के साथ) एक विस्तृत विकिरण पैटर्न सुनिश्चित करता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए लाभदायक है जिन्हें विस्तृत क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था या कई कोणों से दृश्यता की आवश्यकता होती है।

2.2 विद्युत पैरामीटर

140mA परीक्षण स्थिति पर फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) का विशिष्ट मान 2.2V है, जो न्यूनतम 1.75V से अधिकतम 2.75V तक की सीमा में है। पूर्ण अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट 250 mA पर रेटेड है। सर्ज स्थितियों (पल्स चौड़ाई ≤10 μs, ड्यूटी साइकिल 0.005) के लिए, डिवाइस 1000 mA तक की सर्ज करंट (IFM) को सहन कर सकता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह एलईडी रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं की गई है।

2.3 थर्मल और विश्वसनीयता रेटिंग

एलईडी दीर्घायु के लिए थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है। जंक्शन-टू-सोल्डर पॉइंट थर्मल रेजिस्टेंस दो मानों के साथ निर्दिष्ट है: एक विद्युत विधि परिणाम 16-18 K/W और एक वास्तविक विधि परिणाम 23-26 K/W। अधिकतम अनुमेय जंक्शन तापमान (Tj) 150°C है। डिवाइस -40°C से +125°C के ऑपरेटिंग तापमान सीमा के लिए रेटेड है, जो ऑटोमोटिव उपयोग के लिए आवश्यक चरम सीमाओं से मेल खाता है। इसमें 2 kV (ह्यूमन बॉडी मॉडल) रेटेड इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा है। घटक 30 सेकंड के लिए 260°C के पीक तापमान के साथ लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए भी योग्य है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पादन में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को प्रदर्शन बिन में वर्गीकृत किया जाता है। डिज़ाइन स्थिरता के लिए इन बिनों को समझना आवश्यक है।

3.1 ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग

एलईडी को 140mA पर उनके प्रकाश आउटपुट के आधार पर समूहीकृत किया जाता है। प्राथमिक बिन E9 (23-27 lm), F1 (27-33 lm), और F2 (33-39 lm) हैं। 26 lm का विशिष्ट मान E9 बिन के भीतर आता है।

3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

घटकों को उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के अनुसार भी बिन किया जाता है। मुख्य बिन में 1720 (1.75-2.0V), 2022 (2.0-2.25V), 2225 (2.25-2.5V), और 2527 (2.5-2.75V) शामिल हैं। विशिष्ट 2.2V मान 2022 बिन से मेल खाता है।

3.3 डॉमिनेंट वेवलेंथ बिनिंग

रंग (वेवलेंथ) को 1215 (612-615 nm), 1518 (615-618 nm), 2427 (624-627 nm) तक जैसे बिन के माध्यम से कसकर नियंत्रित किया जाता है। विशिष्ट 614 nm 1215 बिन में है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 आईवी वक्र और सापेक्ष ल्यूमिनस फ्लक्स

फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज ग्राफ एक विशिष्ट घातीय संबंध दिखाता है। सापेक्ष ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र इंगित करता है कि प्रकाश आउटपुट करंट के साथ बढ़ता है लेकिन अंततः संतृप्त हो जाएगा और सिफारिश से अधिक उच्च धाराओं पर दक्षता और जीवनकाल को कम कर सकता है।

4.2 तापमान निर्भरता

सापेक्ष ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान ग्राफ थर्मल डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है। यह दिखाता है कि जंक्शन तापमान बढ़ने पर प्रकाश आउटपुट कम हो जाता है। डॉमिनेंट वेवलेंथ शिफ्ट बनाम जंक्शन तापमान ग्राफ इंगित करता है कि तापमान बढ़ने पर रंग शिफ्ट होगा (आमतौर पर लंबी वेवलेंथ की ओर), जिसे रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में ध्यान में रखा जाना चाहिए।

4.3 स्पेक्ट्रल वितरण और डीरेटिंग

सापेक्ष स्पेक्ट्रल वितरण ग्राफ एक नैरो-बैंड रेड एमिशन पीक की पुष्टि करता है। फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व अधिकतम जंक्शन तापमान को पार करने से रोकने के लिए सोल्डर पैड तापमान बढ़ने के साथ अधिकतम अनुमेय निरंतर करंट को कम करने का निर्देश देता है। उदाहरण के लिए, 125°C के पैड तापमान पर, करंट को 250 mA तक डीरेट किया जाना चाहिए।

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

घटक एक मानक 2020 एसएमडी पैकेज (2.0mm x 2.0mm फुटप्रिंट) का उपयोग करता है। यांत्रिक ड्राइंग सटीक आयाम निर्दिष्ट करती है, जिसमें समग्र ऊंचाई, लीड फ्रेम विवरण और लेंस ज्यामिति शामिल हैं। सहनशीलता आमतौर पर ±0.1mm है जब तक कि अन्यथा नोट न किया गया हो। उचित सोल्डर जॉइंट गठन, थर्मल ट्रांसफर और रीफ्लो और ऑपरेशन के दौरान यांत्रिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए एक अनुशंसित सोल्डरिंग पैड लेआउट प्रदान किया गया है। ध्रुवता घटक बॉडी पर एक विशिष्ट मार्किंग या पिन कॉन्फ़िगरेशन द्वारा इंगित की जाती है, जिसे प्लेसमेंट के दौरान देखा जाना चाहिए।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

एलईडी मानक लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। एक विस्तृत रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल प्रदान की गई है, जो महत्वपूर्ण पैरामीटर निर्दिष्ट करती है: प्रीहीट स्लोप, सोक समय और तापमान, लिक्विडस के ऊपर समय (TAL), पीक तापमान (30 सेकंड के लिए अधिकतम 260°C), और कूलिंग दर। थर्मल शॉक, सोल्डर जॉइंट दोषों, या एलईडी पैकेज को नुकसान से बचने के लिए इस प्रोफाइल का पालन करना आवश्यक है। सामान्य सावधानियों में हैंडलिंग के दौरान उपयुक्त ESD सुरक्षा का उपयोग करना, लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचना, और यह सुनिश्चित करना शामिल है कि सोल्डरिंग वातावरण सल्फर जैसे दूषित पदार्थों से मुक्त हो।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग सूचना

पार्ट्स स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली मशीनों के लिए उपयुक्त मानक टेप-एंड-रील पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती हैं। पैकेजिंग सूचना रील आयाम, पॉकेट स्पेसिंग और ओरिएंटेशन का विवरण देती है। पार्ट नंबर एक विशिष्ट संरचना का अनुसरण करता है:2020 - UR - 140 - D - M - AM.
- 2020: उत्पाद परिवार।
- UR: रंग (लाल)।
- 140: mA में परीक्षण धारा।
- D: लीड फ्रेम प्रकार (Au + सफेद गोंद)।
- M: चमक स्तर (मध्यम)।
- AM: ऑटोमोटिव अनुप्रयोग पदनाम।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

प्राथमिक अनुप्रयोग ऑटोमोटिव लाइटिंग है। इसमें शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं, सेंटर हाई-माउंट स्टॉप लाइट्स (CHMSL), रियर कॉम्बिनेशन लैंप (टेल/स्टॉप लाइट्स), साइड मार्कर लाइट्स, और इंटीरियर एम्बिएंट लाइटिंग। इसका AEC-Q102 क्वालिफिकेशन और चौड़ा तापमान सीमा इसे इन कठोर वातावरणों के लिए उपयुक्त बनाता है।

8.2 डिज़ाइन विचार

ड्राइवर सर्किट:स्थिर प्रकाश आउटपुट सुनिश्चित करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए एक कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है, क्योंकि एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज में नकारात्मक तापमान गुणांक होता है।
थर्मल प्रबंधन:पीसीबी लेआउट को हीट डिसिपेशन को सुविधाजनक बनाना चाहिए। अनुशंसित सोल्डर पैड डिज़ाइन का उपयोग करें, थर्मल पैड से जुड़े पर्याप्त कॉपर क्षेत्र सुनिश्चित करें, और वांछित ऑपरेटिंग करंट के लिए सोल्डर पैड तापमान को सुरक्षित सीमा के भीतर रखने के लिए समग्र सिस्टम थर्मल पथ पर विचार करें।
ऑप्टिकल डिज़ाइन:120° व्यूइंग एंगल के लिए विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए बीम को आकार देने के लिए सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस, लाइट गाइड) की आवश्यकता हो सकती है। रंग-संवेदनशील उपयोगों के लिए तापमान के साथ वेवलेंथ शिफ्ट की संभावना का मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

सामान्य वाणिज्यिक-ग्रेड एलईडी की तुलना में, इस घटक के मुख्य विभेदक इसके ऑटोमोटिव-ग्रेड क्वालिफिकेशन (AEC-Q102), विस्तारित ऑपरेटिंग तापमान सीमा (-40°C से +125°C), और विशिष्ट विश्वसनीयता परीक्षण (जैसे, सल्फर टेस्ट क्लास A1) हैं। यह हैलोजन-मुक्त आवश्यकताओं का भी अनुपालन करता है, जो ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में पर्यावरणीय और विश्वसनीयता कारणों से तेजी से महत्वपूर्ण हो रहा है। मध्यम चमक स्तर (26 lm टाइप) और मजबूत निर्माण का संयोजन उन अनुप्रयोगों के लिए एक संतुलित समाधान प्रदान करता है जहां विश्वसनीयता को अंतिम चमक से अधिक प्राथमिकता दी जाती है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी पैरामीटर के आधार पर)

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को इसकी पूर्ण अधिकतम धारा 250mA पर लगातार चला सकता हूँ?
उत्तर: जरूरी नहीं। 250mA रेटिंग विशिष्ट स्थितियों के तहत पूर्ण अधिकतम है। सुरक्षित निरंतर ऑपरेटिंग करंट थर्मल डिज़ाइन पर निर्भर करता है। आपको अपने मापे गए या अनुमानित सोल्डर पैड तापमान (Ts) के आधार पर फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व का उपयोग करना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि Ts 100°C है, तो अधिकतम अनुमेय निरंतर करंट 250mA से काफी कम है।

प्रश्न: वास्तविक और विद्युत थर्मल रेजिस्टेंस (Rth JS) के बीच क्या अंतर है?
उत्तर: विद्युत विधि जंक्शन तापमान का अनुमान लगाने के लिए एलईडी के तापमान-संवेदनशील विद्युत पैरामीटर का उपयोग करती है, जबकि वास्तविक विधि एक भौतिक सेंसर का उपयोग कर सकती है। थर्मल डिज़ाइन गणना के लिए वास्तविक विधि मान (23-26 K/W) को आम तौर पर अधिक रूढ़िवादी और विश्वसनीय माना जाता है।

प्रश्न: डेटाशीट में एक सल्फर टेस्ट का उल्लेख है। यह महत्वपूर्ण क्यों है?
उत्तर: सल्फर युक्त वातावरण (जैसे, कुछ रबर, गैस्केट, या औद्योगिक वातावरण से) सिल्वर-आधारित लीड फ्रेम को जंग लगा सकते हैं, जिससे विफलता हो सकती है। सल्फर टेस्ट क्लास A1 रेटिंग इंगित करती है कि डिवाइस ने सल्फर जंग के प्रतिरोध के लिए विशिष्ट परीक्षण पास किया है, जो संलग्न ऑटोमोटिव असेंबली में दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

इस एलईडी का उपयोग करके एक रियर स्टॉप लाइट मॉड्यूल डिजाइन करने पर विचार करें। श्रृंखला में 10 एलईडी का एक क्लस्टर लगभग 22V (10 * 2.2V विशिष्ट) पर 140mA प्रदान करने में सक्षम ड्राइवर की आवश्यकता होगी, साथ ही हेडरूम भी। पीसीबी को प्रत्येक एलईडी के थर्मल पैड के नीचे थर्मल वाया के साथ डिज़ाइन किया जाना चाहिए, जो हीट स्प्रेडिंग के लिए एक बड़े आंतरिक ग्राउंड प्लेन से जुड़ा हो। डीरेटिंग कर्व से परामर्श किया जाना चाहिए: यदि सबसे खराब स्थिति वाले परिवेशी वातावरण में एलईडी के पास पीसीबी का तापमान 80°C तक पहुंच जाता है, तो प्रति एलईडी अधिकतम अनुमेय करंट की जांच की जानी चाहिए और संभावित रूप से 140mA से कम किया जाना चाहिए ताकि जंक्शन तापमान 150°C से नीचे रहे। ऑटोमोटिव स्टॉप लाइट्स के लिए आवश्यक ल्यूमिनस इंटेंसिटी डिस्ट्रीब्यूशन और एकरूपता मानकों को पूरा करने के लिए एलईडी को व्यवस्थित करने और एक डिफ्यूज़र डिजाइन करने के लिए ऑप्टिकल सिमुलेशन का उपयोग किया जाएगा।

12. संचालन सिद्धांत परिचय

यह एक सेमीकंडक्टर-आधारित लाइट-एमिटिंग डायोड है। जब इसके विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) से अधिक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सेमीकंडक्टर चिप के सक्रिय क्षेत्र के भीतर पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। सेमीकंडक्टर की विशिष्ट सामग्री संरचना (संभवतः लाल उत्सर्जन के लिए AlInGaP पर आधारित) उत्सर्जित प्रकाश की प्रमुख तरंगदैर्ध्य निर्धारित करती है। एसएमडी पैकेज में विद्युत कनेक्शन और थर्मल चालन के लिए एक लीड फ्रेम, चिप की रक्षा करने और प्रकाश आउटपुट को आकार देने के लिए एक सिलिकॉन लेंस, और प्रकाश निष्कर्षण दक्षता बढ़ाने के लिए एक सफेद परावर्तक गुहा शामिल है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

ऑटोमोटिव एलईडी लाइटिंग में रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), अधिक शक्ति घनत्व और बेहतर विश्वसनीयता की ओर जारी है। यह छोटे, अधिक ऊर्जा-कुशल लाइटिंग मॉड्यूल की अनुमति देता है। एडेप्टिव ड्राइविंग बीम (ADB) और प्रकाश के माध्यम से संचार (Li-Fi) जैसी उन्नत कार्यक्षमताओं पर भी ध्यान केंद्रित है, हालांकि इन्हें आमतौर पर अधिक जटिल घटकों की आवश्यकता होती है। मानक सिग्नलिंग कार्यों के लिए, जोर वर्णित घटक की तरह लागत-अनुकूलित, अत्यधिक विश्वसनीय और योग्य घटकों पर बना हुआ है, जिसमें उच्च-तापमान संचालन के तहत थर्मल प्रदर्शन और जीवनकाल में निरंतर सुधार हो रहा है।