2020 SMD सुपर रेड एलईडी डेटाशीट - 2.0x2.0x0.7mm - 2.3V - 0.322W - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

2020-SR140DM-AM एक उच्च-प्रदर्शन, सतह-माउंट सुपर रेड एलईडी है जो विशेष रूप से मांग वाले ऑटोमोटिव लाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह घटक \"2020\" उत्पाद परिवार से संबंधित है, जो इसके 2.0mm x 2.0mm फुटप्रिंट को दर्शाता है। इसका मुख्य लाभ विश्वसनीय चमकदार आउटपुट, 120-डिग्री के व्यापक व्यूइंग एंगल और मजबूत निर्माण का संयोजन है जो AEC-Q102 सहित कठोर ऑटोमोटिव-ग्रेड योग्यताओं को पूरा करता है। प्राथमिक लक्ष्य बाजार ऑटोमोटिव बाहरी और आंतरिक लाइटिंग सिस्टम है जहां सुसंगत रंग, दीर्घकालिक विश्वसनीयता और कॉम्पैक्ट आकार महत्वपूर्ण हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 फोटोमेट्रिक और विद्युत विशेषताएं

एलईडी का मुख्य प्रदर्शन 140mA की मानक परीक्षण धारा पर परिभाषित किया गया है। इन स्थितियों में, विशिष्ट ल्यूमिनस फ्लक्स 18 लुमेन (lm) है, जिसमें न्यूनतम 13 lm और अधिकतम 27 lm है, जो उत्पादन भिन्नताओं को ध्यान में रखता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य आमतौर पर 628 nm है, जो इसे सुपर रेड स्पेक्ट्रम में स्थापित करता है, जिसमें 627 nm से 639 nm तक का बिनिंग रेंज है। 140mA पर फॉरवर्ड वोल्टेज (Vf) आमतौर पर 2.3V है, जो 1.75V से 2.75V तक होता है। यह पैरामीटर ड्राइवर डिज़ाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि पावर डिसिपेशन की गणना Vf * If के रूप में की जाती है। विशिष्ट स्थितियों में, यह लगभग 0.322W (2.3V * 0.14A) के बराबर है।

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग और थर्मल गुण

डिवाइस की दीर्घायु सुनिश्चित करने के लिए, ऑपरेटिंग स्थितियां कभी भी निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग से अधिक नहीं होनी चाहिए। अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट 250 mA है, और डिवाइस बहुत छोटे पल्स (≤10 μs) के लिए 1000 mA तक के सर्ज करंट को संभाल सकता है। अधिकतम जंक्शन तापमान (Tj) 150°C है, जबकि ऑपरेटिंग तापमान रेंज -40°C से +125°C तक निर्दिष्ट है, जो कठोर ऑटोमोटिव वातावरण के लिए उपयुक्त है। थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है; जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक थर्मल रेजिस्टेंस (Rth JS) आमतौर पर 23 K/W (वास्तविक) या 16 K/W (विद्युत) है, जो दर्शाता है कि सेमीकंडक्टर डाई से पीसीबी तक गर्मी कितनी प्रभावी ढंग से स्थानांतरित होती है।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पादन में रंग और चमक की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग

एलईडी को तीन फ्लक्स बिन में वर्गीकृत किया गया है: E6 (13-17 lm), F7 (17-20 lm), और F8 (20-23 lm)। पार्ट नंबर में \"M\" एक मध्यम चमक स्तर को इंगित करता है, जो आमतौर पर F7 बिन से मेल खाता है।

3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

चार वोल्टेज बिन परिभाषित किए गए हैं: 1720 (1.75-2.0V), 2022 (2.0-2.25V), 2225 (2.25-2.5V), और 2527 (2.5-2.75V)। यह डिजाइनरों को मल्टी-एलईडी ऐरे में करंट-मिलान के लिए सख्त Vf सहनशीलता वाले एलईडी का चयन करने की अनुमति देता है।

3.3 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग

रंग को तरंगदैर्ध्य बिन के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है: 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm), और 3639 (636-639 nm)। 628 nm का विशिष्ट मान 2730 बिन के भीतर आता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 IV वक्र और सापेक्ष ल्यूमिनस फ्लक्स

फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज ग्राफ एक विशेषता घातीय संबंध दिखाता है। सापेक्ष ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम फॉरवर्ड करंट वक्र दर्शाता है कि प्रकाश आउटपुट करंट के साथ उप-रैखिक रूप से बढ़ता है, जो इष्टतम दक्षता और जीवनकाल के लिए अनुशंसित 140mA पर ड्राइविंग के महत्व पर जोर देता है।

4.2 तापमान निर्भरता

सापेक्ष ल्यूमिनस फ्लक्स बनाम जंक्शन तापमान ग्राफ दर्शाता है कि प्रकाश आउटपुट तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जो एलईडी के लिए एक विशिष्ट व्यवहार है। सापेक्ष फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान वक्र में नकारात्मक ढलान है, जिसका अर्थ है कि Vf तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जिसका उपयोग तापमान संवेदन के लिए किया जा सकता है। सापेक्ष तरंगदैर्ध्य शिफ्ट ग्राफ तापमान बढ़ने के साथ प्रमुख तरंगदैर्ध्य (रेड शिफ्ट) में मामूली वृद्धि को इंगित करता है।

4.3 स्पेक्ट्रल वितरण और डीरेटिंग

सापेक्ष स्पेक्ट्रल वितरण ग्राफ लाल क्षेत्र (~628 nm) में एक संकीर्ण, चरम उत्सर्जन की पुष्टि करता है। फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग वक्र डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है: यह दर्शाता है कि अधिकतम अनुमत निरंतर करंट को सोल्डर पैड तापमान (Ts) बढ़ने के साथ कम किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, अधिकतम Ts 125°C पर, अधिकतम If 250 mA है।

5. यांत्रिक और पैकेज जानकारी

5.1 भौतिक आयाम

एलईडी में एक मानक 2020 (2.0mm x 2.0mm) SMD फुटप्रिंट है। समग्र पैकेज ऊंचाई लगभग 0.7mm है। विस्तृत यांत्रिक चित्र लेंस आकार और लीड फ्रेम प्लेसमेंट सहित सभी महत्वपूर्ण आयामों को निर्दिष्ट करते हैं, जिसमें सामान्य सहनशीलता ±0.1mm है।

5.2 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट

विश्वसनीय सोल्डरिंग और इष्टतम थर्मल प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए एक लैंड पैटर्न डिज़ाइन प्रदान किया गया है। डिज़ाइन में पीसीबी तक कुशल गर्मी हस्तांतरण के लिए एक केंद्रीय थर्मल पैड शामिल है। टॉम्बस्टोनिंग को रोकने और उचित संरेखण सुनिश्चित करने के लिए इस लेआउट का पालन करने की अनुशंसा की जाती है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

एलईडी मानक इन्फ्रारेड रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। IPC/JEDEC J-STD-020 प्रोफाइल के अनुसार, अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 260°C है जिसकी अवधि 30 सेकंड से अधिक नहीं होनी चाहिए। इसे मॉइस्चर सेंसिटिविटी लेवल (MSL) 2 के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसका अर्थ है कि उपयोग से पहले यदि डिवाइस को एक वर्ष से अधिक समय तक परिवेशी हवा के संपर्क में रखा गया है तो इसे बेक किया जाना चाहिए। उचित ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन किया जाना चाहिए, क्योंकि डिवाइस 2kV ह्यूमन बॉडी मॉडल (HBM) के लिए रेटेड है।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

पार्ट नंबर एक विशिष्ट संरचना का पालन करता है:2020 - SR - 140 - D - M - AM.

• 2020: उत्पाद परिवार (2.0mm x 2.0mm)।
• SR: रंग (सुपर रेड)।
• 140: परीक्षण धारा mA में।
• D: लीड फ्रेम प्रकार (सफेद रिफ्लेक्टर ग्लू के साथ गोल्ड प्लेटिंग)।
• M: चमक स्तर (मध्यम)।
• AM: ऑटोमोटिव अनुप्रयोग को निर्दिष्ट करता है।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

यह एलईडी स्पष्ट रूप से ऑटोमोटिव लाइटिंग के लिए डिज़ाइन की गई है। इसमें शामिल हैं:

• बाहरी प्रकाश व्यवस्था:सेंटर हाई-माउंट स्टॉप लाइट्स (CHMSL), रियर कॉम्बिनेशन लैंप (स्टॉप/टेल फंक्शन), साइड मार्कर लाइट्स।
• आंतरिक प्रकाश व्यवस्था:डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, स्विच इल्युमिनेशन, एंबिएंट लाइटिंग।

8.2 डिजाइन विचार

• वर्तमान ड्राइविंग:स्थिर प्रकाश आउटपुट सुनिश्चित करने और थर्मल रनवे को रोकने के लिए एक स्थिर-धारा ड्राइवर का उपयोग करें, न कि स्थिर-वोल्टेज स्रोत। अनुशंसित ऑपरेटिंग पॉइंट 140mA है।
• थर्मल प्रबंधन:पीसीबी को प्रभावी ढंग से गर्मी नष्ट करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। प्रदान किए गए थर्मल रेजिस्टेंस मानों (Rth JS) का उपयोग अपने बोर्ड के थर्मल प्रदर्शन और परिवेशी स्थितियों के आधार पर अपेक्षित जंक्शन तापमान वृद्धि की गणना करने के लिए करें। Tj को 150°C से काफी नीचे रखें।
• ऑप्टिक्स:120° व्यूइंग एंगल व्यापक-क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त है। केंद्रित बीम के लिए, द्वितीयक ऑप्टिक्स (लेंस) की आवश्यकता हो सकती है।
• सल्फर प्रतिरोध:डिवाइस सल्फर टेस्ट क्लास A1 को पूरा करता है, जो इसे वायुमंडलीय सल्फर संदूषण वाले वातावरण के लिए उपयुक्त बनाता है।

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

मानक रेड एलईडी की तुलना में, \"सुपर रेड\" वेरिएंट उच्च ल्यूमिनस प्रभावकारिता (प्रति वाट अधिक लुमेन) और अधिक संतृप्त, गहरा लाल रंग (मानक रेड 620-625nm या एम्बर-रेड की तुलना में लगभग 628nm का कम प्रमुख तरंगदैर्ध्य) प्रदान करता है। AEC-Q102 प्रमाणन, विस्तारित तापमान रेंज (-40°C से +125°C), और सल्फर प्रतिरोध प्रमुख विभेदक हैं जो वाणिज्यिक-ग्रेड अनुप्रयोगों की तुलना में ऑटोमोटिव में इसके उपयोग को उचित ठहराते हैं। गोल्ड-प्लेटेड लीड फ्रेम (प्रकार \"D\") के उपयोग से परावर्तनशीलता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता बढ़ जाती है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 250mA पर लगातार चला सकता हूं?

उत्तर: आप कर सकते हैं, लेकिन केवल तभी जब सोल्डर पैड तापमान (Ts) को डीरेटिंग वक्र के अनुसार 25°C या उससे नीचे बनाए रखा जाए। उच्च परिवेशी तापमान वाले अधिकांश व्यावहारिक ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में, 250mA पर निरंतर संचालन संभवतः थर्मल सीमा से अधिक हो जाएगा। अनुशंसित ऑपरेटिंग करंट 140mA है।

प्रश्न: \"वास्तविक\" और \"विद्युत\" थर्मल रेजिस्टेंस के बीच क्या अंतर है?

उत्तर: विद्युत थर्मल रेजिस्टेंस (Rth JS el) को एलईडी के अपने Vf तापमान गुणांक का उपयोग सेंसर के रूप में करके मापा जाता है। वास्तविक थर्मल रेजिस्टेंस (Rth JS real) को एक बाहरी सेंसर के साथ मापा जाता है। विद्युत विधि एलईडी के लिए अधिक सामान्य है। डेटाशीट दोनों प्रदान करती है; अधिकांश थर्मल गणनाओं के लिए, \"वास्तविक\" मान (23 K/W) का उपयोग करना अधिक रूढ़िवादी है।

प्रश्न: ऑर्डरिंग के लिए ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग की व्याख्या कैसे करूं?

उत्तर: पार्ट नंबर एक मध्यम (M) चमक स्तर निर्दिष्ट करता है। महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में सटीक चमक मिलान के लिए, आपको अपने आपूर्तिकर्ता के साथ एक विशेष फ्लक्स बिन (E6, F7, F8) निर्दिष्ट करने की आवश्यकता हो सकती है, क्योंकि मानक \"M\" ग्रेड एक रेंज को कवर करता है।

11. डिजाइन और उपयोग केस स्टडी

परिदृश्य: एक CHMSL (सेंटर हाई-माउंट स्टॉप लाइट) डिजाइन करना

एक डिजाइनर को CHMSL ऐरे के लिए 15 एलईडी की आवश्यकता है। वे अपनी चमक, रंग और ऑटोमोटिव ग्रेड के लिए 2020-SR140DM-AM का चयन करते हैं। 140mA पर विशिष्ट Vf 2.3V का उपयोग करते हुए, 15 एलईडी की श्रृंखला स्ट्रिंग के लिए कुल वोल्टेज ड्रॉप 34.5V होगी, जिसके लिए वाहन के 12V सिस्टम से बूस्ट कन्वर्टर की आवश्यकता होगी। वैकल्पिक रूप से, वे समान Vf बिन (जैसे, 2022) से एलईडी का सावधानीपूर्वक चयन करके, समान चमक सुनिश्चित करने के लिए करंट-शेयरिंग रेसिस्टर्स के साथ एक स्थिर-धारा ड्राइवर द्वारा संचालित समानांतर स्ट्रिंग्स का उपयोग कर सकते हैं। पीसीबी लेआउट में अनुशंसित सोल्डर पैड शामिल है जिसमें थर्मल पैड से जुड़े हीट सिंकिंग के लिए एक बड़ा कॉपर पोर है। थर्मल सिमुलेशन Rth JS 23 K/W और रियर विंडो के अंदर अपेक्षित अधिकतम परिवेशी तापमान (जैसे, 85°C) का उपयोग करके चलाया जाता है ताकि यह सत्यापित किया जा सके कि लंबे जीवन के लिए जंक्शन तापमान 110°C से नीचे रहता है।

12. संचालन सिद्धांत

यह एक सेमीकंडक्टर लाइट-एमिटिंग डायोड (एलईडी) है। जब इसके बैंडगैप वोल्टेज (लगभग 2.3V) से अधिक का फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सेमीकंडक्टर चिप के सक्रिय क्षेत्र (आमतौर पर लाल उत्सर्जन के लिए AlInGaP सामग्री पर आधारित) में पुनर्संयोजित होते हैं। यह पुनर्संयोजन प्रक्रिया फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करती है। सेमीकंडक्टर परतों की विशिष्ट संरचना उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। एपॉक्सी लेंस चिप को एनकैप्सुलेट करता है, यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, और 120-डिग्री व्यूइंग एंगल प्राप्त करने के लिए प्रकाश आउटपुट को आकार देता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

ऑटोमोटिव एलईडी बाजार उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन) की ओर विकसित होना जारी है, जिससे कम बिजली की खपत और कम थर्मल लोड सक्षम होता है। स्लीकर लाइट डिजाइन और अनुकूली लाइटिंग के लिए एकल पैकेज में कई चिप्स (जैसे, RGB) के एकीकरण के लिए लघुकरण (2020 फुटप्रिंट से छोटा) की ओर भी एक रुझान है। इसके अलावा, नए तनावकर्ताओं जैसे लिडार-समृद्ध वातावरण में लेजर लाइट के लिए बढ़ी हुई विश्वसनीयता मानक और परीक्षण तेजी से महत्वपूर्ण होते जा रहे हैं। जटिल अनुकूली ड्राइविंग बीम (ADB) हेडलाइट्स में एलईडी नियंत्रण के लिए मानकीकृत डिजिटल इंटरफेस (जैसे, SPI, I2C) की ओर बढ़ना एक और महत्वपूर्ण रुझान है, हालांकि यह विशेष घटक एक एनालॉग, करंट-संचालित डिवाइस बना हुआ है।