3030 डीप रेड एलईडी डेटाशीट - 3.00x3.00x3.08mm - 1.8-2.6V - 660nm - पौधों की वृद्धि के अनुप्रयोगों के लिए

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ एक उच्च विश्वसनीयता वाले सरफेस-माउंट डीप रेड एलईडी के लिए तकनीकी विनिर्देश और अनुप्रयोग दिशानिर्देशों का विवरण देता है। यह डिवाइस ईएमसी (एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड) पैकेज का उपयोग करता है, जो चुनौतीपूर्ण वातावरण के लिए मजबूत प्रदर्शन प्रदान करता है। इसका प्राथमिक अनुप्रयोग हॉर्टिकल्चर लाइटिंग क्षेत्र के भीतर है, जो पौधों की शारीरिक प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक विशिष्ट प्रकाश स्पेक्ट्रा प्रदान करता है।

1.1 मुख्य विशेषताएं और स्थिति

एलईडी की परिभाषित विशेषता 660 नैनोमीटर की पीक वेवलेंथ पर इसका उत्सर्जन है, जो इसे फार-रेड स्पेक्ट्रम के भीतर स्थापित करती है। यह तरंगदैर्ध्य पौधों में प्रकाश संश्लेषण और फोटोमॉर्फोजेनेसिस के लिए महत्वपूर्ण है, जो फूल आना, तना लंबाई और फल विकास को प्रभावित करता है। 3.00mm x 3.00mm x 3.08mm का कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट (3030 पैकेज) ग्रो लाइट फिक्स्चर में उच्च-घनत्व एरे डिज़ाइन की अनुमति देता है। मुख्य बिक्री बिंदुओं में मानक लीड-मुक्त रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ इसकी अनुकूलता, RoHS निर्देशों का अनुपालन, और नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 3 शामिल है, जो असेंबली से पहले हैंडलिंग और भंडारण प्रोटोकॉल को सूचित करता है।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह घटक स्पष्ट रूप से नियंत्रित-पर्यावरण कृषि (CEA) और उन्नत हॉर्टिकल्चर के लिए इंजीनियर किया गया है। इसके विशिष्ट उपयोग के मामलों में शामिल हैं:

• ग्रीनहाउस में पूरक प्रकाश व्यवस्था:कम प्रकाश वाले मौसमों के दौरान फोटोपीरियड को बढ़ाने या प्रकाश तीव्रता को बढ़ावा देने के लिए।
• वर्टिकल फ़ार्म और प्लांट फैक्ट्रियाँ:पूरी तरह से कृत्रिम विकास वातावरण में मल्टी-स्पेक्ट्रल एलईडी एरे के भाग के रूप में।
• टिशू कल्चर प्रयोगशालाएँ:बाँझ स्थितियों में पौधों की वृद्धि और विकास को नियंत्रित करने के लिए विशिष्ट प्रकाश गुण प्रदान करना।
• विशेष वृद्धि चैम्बर:पादप शरीर क्रिया विज्ञान और अनुकूलित वृद्धि रेसिपी पर शोध के लिए।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

एब्सोल्यूट मैक्सिमम रेटिंग और विशिष्ट ऑपरेटिंग विशेषताओं को समझना विश्वसनीय सर्किट डिजाइन और दीर्घकालिक एलईडी प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

2.1 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स (Ts=25°C)

इन सीमाओं को कभी भी पार नहीं किया जाना चाहिए, भले ही क्षणिक रूप से, क्योंकि वे सुरक्षित संचालन के लिए सीमा शर्तों को परिभाषित करती हैं। इन मूल्यों को पार करने से स्थायी क्षति हो सकती है।

• पावर डिसिपेशन (P_D):1.3W. यह जंक्शन पर गर्मी में परिवर्तित होने वाली अधिकतम स्वीकार्य शक्ति है। डिजाइन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि थर्मल प्रबंधन जंक्शन तापमान को अपने अधिकतम से काफी नीचे रखता है।
• फॉरवर्ड करंट (I_F):500mA (सतत)। एक पल्स करंट रेटिंग अधिक हो सकती है लेकिन यहाँ निरंतर संचालन के लिए निर्दिष्ट नहीं है।
• रिवर्स वोल्टेज (V_R):5V. एलईडी में रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज बहुत कम होता है। सर्किट सुरक्षा (जैसे, समानांतर में डायोड) आवश्यक है यदि रिवर्स वोल्टेज संभव है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD):2000V (ह्यूमन बॉडी मॉडल)। असेंबली के दौरान उचित ईएसडी हैंडलिंग प्रक्रियाएं अनिवार्य हैं।
• जंक्शन तापमान (T_J):115°C अधिकतम। मूल डिजाइन बाधा; सभी थर्मल डिजाइन का लक्ष्य T_J को ऑपरेटिंग स्थितियों के तहत जितना संभव हो उतना कम रखना है।
• ऑपरेटिंग और भंडारण तापमान:-40°C से +85°C / -40°C से +100°C।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ (Ts=25°C, I_F=350mA)

ये मानकीकृत परीक्षण स्थितियों के तहत मापे गए विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।

• पीक वेवलेंथ (λ_p):660nm (विशिष्ट), जो 655nm से 670nm की सीमा के साथ है। यह तंग बिनिंग हॉर्टिकल्चर प्रभावकारिता के लिए सुसंगत स्पेक्ट्रल आउटपुट सुनिश्चित करती है।
• फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F):350mA पर 1.8V से 2.6V. डिजाइनरों को ड्राइवर सर्किट और बिजली आपूर्ति की योजना बनाते समय इस भिन्नता को ध्यान में रखना चाहिए। विशिष्ट वक्र दर्शाता है कि V_F करंट और तापमान के साथ बढ़ता है।
• कुल विकिरण प्रवाह (Φ_e):230mW से 530mW. यह रेडिएंट स्पेक्ट्रम में कुल ऑप्टिकल पावर आउटपुट है, जो मानव आँख की संवेदनशीलता द्वारा भारित नहीं है। दक्षता को विद्युत इनपुट शक्ति (V_F* I_F) के सापेक्ष इस मान से अनुमानित किया जा सकता है।
• व्यूइंग एंगल (2θ_1/2):30 डिग्री (विशिष्ट)। यह संकीर्ण बीम कोण फोकस्ड लाइटिंग अनुप्रयोगों में पौधों की कैनोपी पर प्रकाश को नीचे की ओर निर्देशित करने के लिए लाभदायक है।
• थर्मल रेजिस्टेंस (R_θJ-S):14°C/W (विशिष्ट)। यह जंक्शन-टू-सोल्डर पॉइंट प्रतिरोध है। एक कम मूल्य सेमीकंडक्टर डाई से बोर्ड तक बेहतर हीट ट्रांसफर का संकेत देता है। सिस्टम थर्मल रेजिस्टेंस (जंक्शन-टू-एम्बिएंट) अधिक होगा और पीसीबी डिजाइन (कॉपर क्षेत्र, वाया) और बाहरी हीटसिंकिंग पर बहुत अधिक निर्भर करता है।

3. प्रदर्शन वक्र और ग्राफिकल विश्लेषण

प्रदान किए गए वक्र विभिन्न विद्युत और थर्मल स्थितियों के तहत एलईडी के व्यवहार के बारे में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

3.1 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फॉरवर्ड करंट (I-V वक्र)

यह ग्राफ एक गैर-रैखिक संबंध दर्शाता है। फॉरवर्ड वोल्टेज करंट के साथ लघुगणकीय रूप से बढ़ता है। अनुशंसित 350mA ड्राइव करंट पर, अधिकांश यूनिटों के लिए वोल्टेज आमतौर पर 2.0V और 2.2V के बीच रहता है। डिजाइनर इस वक्र का उपयोग करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर्स को सही आकार देने या स्थिर-धारा ड्राइवरों को सटीक रूप से डिजाइन करने के लिए करते हैं।

3.2 रिलेटिव इंटेंसिटी बनाम फॉरवर्ड करंट

ऑप्टिकल आउटपुट ड्राइव करंट पर अत्यधिक निर्भर करता है। वक्र मध्य-सीमा में आम तौर पर रैखिक होता है लेकिन बढ़ी हुई गर्मी और अन्य अर्धचालक प्रभावों के कारण बहुत अधिक करंट पर संतृप्त हो सकता है या दक्षता में गिरावट का अनुभव कर सकता है। 350mA पर या उससे कम पर संचालन स्थिर, कुशल आउटपुट सुनिश्चित करता है।

3.3 रिलेटिव इंटेंसिटी बनाम जंक्शन/सोल्डर पॉइंट तापमान

तापमान बढ़ने के साथ एलईडी की दक्षता कम हो जाती है। यह वक्र थर्मल डिरेटिंग को मात्रात्मक रूप से दर्शाता है। उदाहरण के लिए, जब सोल्डर पॉइंट 80-90°C तक पहुँच जाता है, तो आउटपुट कमरे के तापमान के मूल्य का 80% तक गिर सकता है। इसलिए, प्रभावी थर्मल प्रबंधन सीधे तौर पर प्रकाश उत्पादन और दीर्घायु बनाए रखने से जुड़ा हुआ है।

3.4 स्पेक्ट्रल वितरण

स्पेक्ट्रम प्लॉट ~660nm पर एक प्रमुख शिखर की पुष्टि करता है जिसमें AlGaInP अर्धचालक सामग्री की विशिष्ट फुल विड्थ एट हाफ मैक्सिमम (FWHM) विशेषता होती है। अन्य तरंगदैर्घ्य में न्यूनतम उत्सर्जन होता है, जो इसे लक्षित पादप फोटोरिसेप्टर सक्रियण (जैसे, फाइटोक्रोम P_FR) के लिए स्पेक्ट्रल रूप से शुद्ध बनाता है।

3.5 स्पेशियल रेडिएशन पैटर्न

पोलर डायग्राम 30-डिग्री व्यूइंग एंगल को दर्शाता है, यह दिखाता है कि बीम के किनारों की ओर तीव्रता कैसे कम हो जाती है। यह पैटर्न विकास तल पर प्रकाश वितरण एकरूपता की गणना करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4. यांत्रिक आयाम और पैकेज सूचना

भौतिक डिजाइन स्वचालित असेंबली के साथ अनुकूलता और विश्वसनीय सोल्डर जोड़ों को सुनिश्चित करता है।

4.1 पैकेज आउटलाइन ड्रॉइंग

एलईडी में एक वर्गाकार फुटप्रिंट है जिसकी प्रति भुजा 3.00mm ± 0.20mm और ऊंचाई 3.08mm ± 0.20mm है। कैथोड को शीर्ष पर चिह्नित कोने और नीचे के दृश्य में बड़े पैड/थर्मल पैड द्वारा पहचाना जाता है। साइड व्यू ईएमसी पैकेज के ऊपर लेंस संरचना दिखाता है।

4.2 अनुशंसित सोल्डरिंग पैड लेआउट

एक विश्वसनीय सोल्डर फिलेट और उचित थर्मल कनेक्शन सुनिश्चित करने के लिए एक लैंड पैटर्न डिजाइन प्रदान किया जाता है। एनोड और कैथोड पैड के साथ-साथ एक केंद्रीय थर्मल पैड निर्दिष्ट किया जाता है (यदि लागू हो, हालांकि अंश में स्पष्ट रूप से नहीं दिखाया गया है, यह पावर एलईडी के लिए आम है)। यांत्रिक स्थिरता और गर्मी अपव्यय के लिए इस फुटप्रिंट का पालन करना महत्वपूर्ण है।

5. एसएमटी रीफ्लो सोल्डरिंग निर्देश

यह डिवाइस लीड-मुक्त सोल्डर पेस्ट का उपयोग करके सरफेस-माउंट तकनीक असेंबली के लिए डिज़ाइन किया गया है।

5.1 प्रक्रिया दिशानिर्देश

एक एमएसएल लेवल 3 घटक के रूप में, यदि रीफ्लो से पहले नमी बैरियर बैग को 168 घंटे (7 दिन) से अधिक समय तक खोला गया है, तो डिवाइस को बेक किया जाना चाहिए। एक मानक लीड-मुक्त रीफ्लो प्रोफाइल का उपयोग किया जाना चाहिए, जिसका पीक तापमान 260°C से अधिक न हो। प्रोफाइल में फ्लक्स को सक्रिय करने और थर्मल शॉक को कम करने के लिए पर्याप्त प्रीहीट शामिल होना चाहिए, इसके बाद पीक तापमान और कूलिंग के लिए एक नियंत्रित रैंप होना चाहिए।

5.2 हैंडलिंग और भंडारण सावधानियां

एलईडी को हमेशा ईएसडी-सुरक्षित उपकरणों और प्रक्रियाओं के साथ संभालें। नियंत्रित वातावरण में मूल, बिना खोले नमी बैरियर बैग में संग्रहित करें। यदि बेकिंग की आवश्यकता है, तो निर्माता द्वारा अनुशंसित समय और तापमान (आमतौर पर 125°C पर 24 घंटे) का पालन करें। लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचें। सोल्डरिंग के बाद अल्ट्रासोनिक क्लीनर से साफ न करें, क्योंकि इससे पैकेज को नुकसान हो सकता है।

6. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग विनिर्देश

6.1 टेप और रील पैकेजिंग

उत्पाद स्वचालित पिक-एंड-प्लेस मशीनों के लिए रीलों पर उभरे हुए कैरियर टेप में आपूर्ति किया जाता है। प्रत्येक रील में 2500 टुकड़े होते हैं। कैरियर टेप आयाम (पॉकेट आकार, पिच) और रील आयाम (हब व्यास, फ्लैंज व्यास, चौड़ाई) मानक EIA-481 दिशानिर्देशों का अनुपालन करते हैं ताकि मुख्यधारा के एसएमटी उपकरणों के साथ अनुकूलता सुनिश्चित हो सके।

6.2 विश्वसनीयता परीक्षण

तनाव के तहत प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए उत्पाद मानक विश्वसनीयता परीक्षणों से गुजरता है। हालांकि अंश में विशिष्ट परीक्षण स्थितियां सूचीबद्ध नहीं हैं, ऐसे एलईडी के लिए विशिष्ट परीक्षणों में शामिल हैं: हाई टेम्परेचर ऑपरेटिंग लाइफ (HTOL), टेम्परेचर ह्यूमिडिटी बायस (THB), थर्मल शॉक, और सोल्डरबिलिटी परीक्षण। ये वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए उत्पाद की मजबूती को सत्यापित करते हैं।

7. अनुप्रयोग डिजाइन विचार

7.1 एलईडी ड्राइव करना

एलईडी को हमेशा स्थिर-धारा स्रोत के साथ ड्राइव करें, न कि स्थिर वोल्टेज के साथ। यह स्थिर प्रकाश उत्पादन सुनिश्चित करता है और एलईडी को थर्मल रनवे से बचाता है। ड्राइवर को फॉरवर्ड वोल्टेज रेंज (1.8-2.6V) और वांछित ऑपरेटिंग करंट (जैसे, 350mA) के लिए साइज़ किया जाना चाहिए। स्पेक्ट्रल विशेषताओं को बनाए रखने के लिए एनालॉग करंट कमी की तुलना में पल्स विड्थ मॉड्यूलेशन (PWM) डिमिंग को प्राथमिकता दी जाती है।

7.2 थर्मल प्रबंधन डिजाइन

थर्मल डिजाइन सर्वोपरि है। सोल्डर पॉइंट से जंक्शन तक तापमान वृद्धि की गणना करने के लिए थर्मल रेजिस्टेंस (14°C/W) का उपयोग करें: ΔT = R_θJ-S* P_D. गर्मी के रूप में व्यय होने वाली वास्तविक शक्ति है P_D≈ V_F* I_F. थर्मल पैड से जुड़े पर्याप्त कॉपर क्षेत्र के साथ पीसीबी डिजाइन करें, गर्मी को बोर्ड में फैलाने के लिए कई वाया का उपयोग करें। उच्च-शक्ति एरे के लिए, मेटल-कोर पीसीबी (एमसीपीसीबी) या सक्रिय कूलिंग पर विचार करें।

7.3 ऑप्टिकल एकीकरण

30-डिग्री व्यूइंग एंगल दिशात्मकता प्रदान करता है। व्यापक कवरेज के लिए, द्वितीयक ऑप्टिक्स (रिफ्लेक्टर या डिफ्यूज़र) की आवश्यकता हो सकती है। लाइट फिक्स्चर डिजाइन करते समय, लक्षित पौधों की विशिष्ट फोटॉन फ्लक्स घनत्व (PPFD) आवश्यकताओं और समान कवरेज प्राप्त करने के लिए आवश्यक लटकने की ऊंचाई पर विचार करें।

8. तकनीकी तुलना और लाभ

हॉर्टिकल्चर के लिए व्यापक-स्पेक्ट्रम व्हाइट एलईडी या फ्लोरोसेंट लैंप की तुलना में, यह डीप रेड एलईडी विशिष्ट लाभ प्रदान करता है:

• स्पेक्ट्रल दक्षता:अपनी लगभग सारी ऊर्जा फोटोसिंथेटिकली एक्टिव रेडिएशन (PAR) क्षेत्र में उत्सर्जित करता है जिसका उपयोग पौधे प्रकाश संश्लेषण के लिए सबसे कुशलता से करते हैं, गैर-उपयोगी स्पेक्ट्रा में बर्बाद ऊर्जा को कम करता है।
• फाइटोक्रोम नियंत्रण:660nm तरंगदैर्ध्य विशेष रूप से फाइटोक्रोम को इसके सक्रिय रूप (P_FR) में परिवर्तित करता है, जिससे फूल आने और अन्य फोटोमॉर्फोजेनिक प्रतिक्रियाओं पर सटीक नियंत्रण की अनुमति मिलती है।
• कम हीट लोड:जबकि विकिरण दक्षता उच्च है, संकीर्ण स्पेक्ट्रम का मतलब है कि कुछ व्यापक-स्पेक्ट्रम स्रोतों की तुलना में कम ऊर्जा लंबी-तरंग अवरक्त (गर्मी विकिरण) में परिवर्तित होती है जो पौधों की पत्तियों को अधिक गर्म कर सकती है।
• लंबा जीवनकाल:उचित रूप से संचालित और ठंडा, AlGaInP एलईडी आम तौर पर 50,000 घंटे से अधिक का जीवनकाल (L70/B50) प्रदान करते हैं, जो HPS या फ्लोरोसेंट विकल्पों की तुलना में काफी लंबा होता है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

9.1 क्या मैं इस एलईडी को 500mA पर निरंतर संचालित कर सकता हूँ?

जबकि निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग 500mA है, अनुशंसित ऑपरेटिंग स्थिति 350mA है। 500mA पर संचालन से काफी अधिक गर्मी उत्पन्न होगी (उच्च जंक्शन तापमान), जो दक्षता (चमकदार/विकिरण प्रवाह) को कम करेगी, तरंगदैर्ध्य शिफ्ट को तेज करेगी और संचालन जीवनकाल को छोटा करेगी। असाधारण थर्मल प्रबंधन के बिना निरंतर उपयोग के लिए इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है।

9.2 पौधों के लिए 660nm तरंगदैर्ध्य महत्वपूर्ण क्यों है?

क्लोरोफिल अवशोषण लाल और नीले क्षेत्रों में चरम पर होता है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि पौधों के फोटोरिसेप्टर्स जिन्हें फाइटोक्रोम कहा जाता है, लाल (660nm) और फार-रेड (730nm) प्रकाश के प्रति संवेदनशील होते हैं। इन तरंगदैर्घ्य का अनुपात बीज अंकुरण, तना लंबाई और फूल आने जैसी विकासात्मक प्रक्रियाओं को ट्रिगर करता है। एक 660nm स्रोत कई पौधों में फूल आने और फल लगने को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण संकेत प्रदान करता है।

9.3 मैं टोटल रेडिएंट फ्लक्स रेंज (230-530mW) की व्याख्या कैसे करूं?

यह उत्पादन बिनिंग को दर्शाता है। उच्च प्रदर्शन वाले एलईडी (उच्च रेडिएंट फ्लक्स) को अलग-अलग बिन में वर्गीकृत किया जाता है, जो अक्सर अलग-अलग उत्पाद ऑर्डर कोड से मेल खाते हैं। डिजाइनरों को अपने अनुप्रयोग के लिए आवश्यक न्यूनतम प्रवाह निर्दिष्ट करना चाहिए और उपयुक्त बिन का चयन करना चाहिए। प्रदर्शन की गारंटी के लिए सिस्टम डिजाइन न्यूनतम मूल्य पर आधारित होना चाहिए।

9.4 क्या हीटसिंक आवश्यक है?

350mA (लगभग 0.7-1W का अपव्यय) पर एक एकल एलईडी के लिए, यदि परिवेश का तापमान मध्यम है, तो पर्याप्त तांबे के साथ एक अच्छी तरह से डिजाइन किया गया पीसीबी पर्याप्त हो सकता है। एलईडी के एरे या उच्च परिवेश तापमान में संचालन के लिए, एक सुरक्षित जंक्शन तापमान बनाए रखने के लिए पीसीबी से जुड़ा एक समर्पित हीटसिंक लगभग हमेशा आवश्यक होता है।