EMC3030 पूर्ण रंगीन एलईडी डेटाशीट - आयाम 3.0x3.0mm - वोल्टेज 1.6-3.4V - पावर 0.468-0.648W - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

EMC3030 श्रृंखला एक उच्च-प्रदर्शन, पूर्ण रंगीन सतह-माउंट एलईडी है जो मांगलिक प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई है। यह घटक एक कॉम्पैक्ट 3.0mm x 3.0mm पैकेज के भीतर लाल, हरे और नीले (RGB) चिप्स को एकीकृत करती है, जो योगात्मक रंग मिश्रण के माध्यम से रंगों की एक विस्तृत श्रृंखला बनाने में सक्षम बनाती है। इसका प्राथमिक डिज़ाइन फोकस उच्च ड्राइव धाराओं के तहत मजबूत संचालन बनाए रखते हुए उच्च ज्योति आउटपुट और दक्षता प्रदान करने पर है।

Core Advantages: The key strengths of this LED include its high lumen output, suitability for high-current operation, and low thermal resistance. These features contribute to stable performance and long operational life in various environments.

Target Market: This LED is engineered for applications requiring vibrant, dynamic, or tunable white light. Its primary target markets are outdoor lighting and architectural lighting, where color effects, durability, and energy efficiency are paramount.

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख तकनीकी पैरामीटरों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है।

2.1 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएँ

The luminous flux output is measured at a standard test current (I_F) of 150mA and an ambient temperature (T_a) of 25°C. The typical ranges are:

• Red Chip: 22 to 28 lumens (lm)
• Green Chip: 44 to 51 lm
• Blue Chip: 7 to 12 lm

इन ज्योति फ्लक्स मानों पर ±7% का मापन सहनशीलता लागू होती है। सफेद प्रकाश मिश्रणों के लिए संबंधित रंग तापमान (CCT) व्यक्तिगत चिप्स के संयुक्त आउटपुट के आधार पर CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम से प्राप्त किया जाता है।

The device features a wide viewing angle (2θ_1/2) of 120 degrees, which is the off-axis angle where luminous intensity drops to half of its peak value. This ensures a broad and even light distribution.

2.2 विद्युत पैरामीटर

The forward voltage (V_F) varies by chip color at I_F = 150mA:

• Red: 1.6V to 2.6V (Typical)
• Green: 2.6V to 3.4V (Typical)
• Blue: 2.6V to 3.4V (Typical)

The forward voltage measurement tolerance is ±0.1V. The reverse voltage (V_R) rating for all chips is a maximum of 5V, with a reverse current (I_R) of less than 10µA at this voltage. The device has an electrostatic discharge (ESD) withstand capability of 1000V (Human Body Model).

2.3 थर्मल और पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

इन सीमाओं से परे एलईडी संचालन स्थायी क्षति का कारण बन सकता है।

• Maximum Forward Current (I_F): 180mA (Continuous) for all colors.
• Maximum Pulse Forward Current (I_FP): 250mA (Pulse width ≤100µs, Duty cycle ≤1/10).
• Maximum Power Dissipation (P_D):
  • Red: 468 mW
  • हरा: 648 mW
  • नीला: 648 mW
• Operating Temperature (T_opr): -40°C to +85°C.
• Storage Temperature (T_stg): -40°C to +105°C.
• Thermal Resistance (R_{th j-sp}): The thermal resistance from the LED junction to the solder point on an MCPCB is typically 5°C/W for all colors at I_F=150mA. This low value is crucial for effective heat management.

It is critically important that the total power dissipation in the application does not exceed the specified P_D ratings to ensure reliability.

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

The LEDs are sorted (binned) according to key performance parameters to ensure consistency in production runs. The binning is performed at I_F = 150mA and T_a = 25°C.

3.1 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिनिंग

यह प्रत्येक चिप द्वारा उत्सर्जित प्रकाश के सटीक रंग को परिभाषित करता है।

• Red: Binned into codes RB2 (615-620nm), RC1 (620-625nm), and RC2 (625-630nm).
• Green: Binned into a single code GC3, covering a range from 520nm to 535nm in 2.5nm steps (e.g., 520-522.5nm, 522.5-525nm, etc.).
• Blue: Binned into multiple codes: BB3 (450-452.5nm), BB4 (452.5-455nm), up to BC6 (467.5-470nm).

तरंगदैर्ध्य मापन के लिए सहनशीलता ±1nm है।

3.2 ज्योति फ्लक्स बिनिंग

एलईडी को उनके प्रकाश आउटपुट के आधार पर समूहीकृत किया जाता है।

• Red: Code DR0 (22-28 lm)
• Green: Code DG0 (44-51 lm)
• Blue: Code DB0 (7-12 lm)

ज्योति फ्लक्स मापन के लिए सहनशीलता ±7% है।

3.3 अग्र वोल्टेज बिनिंग

यह छंटाई सर्किट डिज़ाइन में विद्युत अनुकूलता सुनिश्चित करती है। वोल्टेज बिन AB2 (1.8-2.0V) से AF1 (3.2-3.4V) तक होते हैं, जिसमें मापन सहनशीलता ±0.1V है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में कई ग्राफ़ शामिल हैं जो विभिन्न परिस्थितियों में एलईडी के व्यवहार को दर्शाते हैं। इन्हें समझना इष्टतम डिज़ाइन के लिए महत्वपूर्ण है।

• Forward Current vs. Relative Intensity (Fig. 3): This curve shows how light output increases with drive current. It is typically non-linear, and operating near the maximum current may reduce efficacy and lifespan.
• Forward Current vs. Forward Voltage (Fig. 4): This IV curve is essential for driver design. The forward voltage increases with current, and the relationship differs slightly between the red, green, and blue chips due to their different semiconductor materials.
• Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux (Fig. 5): This graph demonstrates thermal derating. As the ambient temperature rises, the light output decreases. Designers must account for this to maintain consistent brightness in warm environments.
• Ambient Temperature vs. Relative Forward Voltage (Fig. 6): The forward voltage typically decreases as temperature increases. This characteristic is important for constant-current driver stability.
• Ambient Temperature vs. Maximum Forward Current (Fig. 7): This derating curve is critical. It shows the maximum allowable forward current must be reduced as ambient temperature increases to prevent overheating. For example, at 85°C, the maximum current for the red chip is approximately 136.4mA, and for green/blue chips, it is around 93.7mA and 90.9mA respectively.
• Color Spectrum (Fig. 1) & Viewing Angle Distribution (Fig. 2): These figures provide visual references for the spectral output and beam pattern of the LED.

5. यांत्रिक और पैकेज सूचना

5.1 पैकेज आयाम

एलईडी एक EMC3030 सतह-माउंट पैकेज में रखी गई है। कुल आयाम लंबाई में 3.0mm और चौड़ाई में 3.0mm हैं। विस्तृत यांत्रिक चित्र एलईडी चिप्स, कैथोड/एनोड चिह्नों और लेंस संरचना के सटीक स्थान को निर्दिष्ट करता है। आयामों की सामान्य सहनशीलता, जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, ±0.2mm है।

5.2 अनुशंसित सोल्डर पैड डिज़ाइन

पीसीबी डिज़ाइन के लिए एक लैंड पैटर्न (फुटप्रिंट) प्रदान किया गया है। विश्वसनीय सोल्डरिंग, उचित तापीय स्थानांतरण और रीफ्लो के दौरान टॉम्बस्टोनिंग को रोकने के लिए इस अनुशंसित पैड लेआउट का पालन करना आवश्यक है। पैड आयामों की सहनशीलता ±0.1mm है।

5.3 ध्रुवता पहचान

पैकेज में प्रत्येक रंग चिप के लिए कैथोड (नकारात्मक) टर्मिनल की पहचान करने के लिए चिह्न शामिल हैं। एलईडी को क्षति से बचाने के लिए सही ध्रुवता कनेक्शन अनिवार्य है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग पैरामीटर

एलईडी लीड-मुक्त (Pb-free) रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। निर्दिष्ट प्रोफ़ाइल महत्वपूर्ण है:

• Peak Package Body Temperature (T_p): Maximum 260°C.
• Time above Liquidous (T_L=217°C): 60 to 150 seconds.
• Time within 5°C of Peak Temperature: Maximum 30 seconds.
• Ramp-up Rate (T_L to T_p): Maximum 3°C/second.
• Ramp-down Rate (T_p to T_L): Maximum 6°C/second.
• Total Time from 25°C to Peak: Maximum 8 minutes.

इस प्रोफ़ाइल का सख्ती से पालन करने से एलईडी पैकेज और आंतरिक वायर बॉन्ड्स को थर्मल शॉक और क्षति से बचाता है।

6.2 हैंडलिंग और भंडारण सावधानियाँ

एलईडी इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) के प्रति संवेदनशील होती हैं। उचित ESD-सुरक्षित हैंडलिंग प्रक्रियाओं (कलाई पट्टियाँ, चालक मैट) का उपयोग करें। निर्दिष्ट तापमान सीमा (-40°C से +105°C) के भीतर एक शुष्क, एंटी-स्टैटिक वातावरण में संग्रहित करें। सोल्डरिंग से पहले नमी के संपर्क से बचें; यदि आवश्यक हो, तो निर्माता की बेकिंग निर्देशों का पालन करें।

7. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग सूचना

7.1 टेप और रील पैकेजिंग

एलईडी स्वचालित पिक-एंड-प्लेस असेंबली के लिए रीलों पर लपेटी गई उभरी हुई वाहक टेप पर आपूर्ति की जाती हैं। रील अधिकतम 5,000 टुकड़े रख सकती है। टेप का आयामी चित्र, जिसमें पॉकेट स्पेसिंग और रील व्यास शामिल हैं, प्रदान किया गया है। 10 पिचों पर संचयी सहनशीलता ±0.25mm है।

7.2 पार्ट नंबरिंग प्रणाली

The part number follows a structured format: T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. Key elements include:

• Type Code: "3C" for the 3030 package.
• CCT/Color Code: "CW" for RGB (full color).
• Number of Serial/Parallel Chips, Component Code, Color Code: These digits specify internal configurations, binning selections (like wavelength and flux), and other product variants.

किसी विशिष्ट पार्ट नंबर को उसकी सटीक प्रदर्शन विशेषताओं के लिए डिकोड करने के लिए पूर्ण बिनिंग तालिका से परामर्श करना आवश्यक है।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• Architectural Facade Lighting: Creating dynamic color-changing effects on buildings.
• Outdoor Landscape Lighting: Illuminating pathways, trees, and water features with colored light.
• Signage and Display Backlighting: For vibrant, attention-grabbing signs.
• Entertainment and Stage Lighting: Where programmable color is required.

8.2 महत्वपूर्ण डिज़ाइन विचार

• Thermal Management: This is the most critical factor for longevity. Use a PCB with adequate thermal vias and, if necessary, an external heatsink to keep the solder point temperature within safe limits, especially when driving at high currents or in high ambient temperatures.
• Drive Current: Use a constant-current driver tailored for RGB LEDs. The current should be set based on the required brightness and thermal derating curves. Do not exceed the absolute maximum ratings.
• Color Mixing and Control: To achieve consistent white light or specific colors, use pulse-width modulation (PWM) to independently control the intensity of each chip. Consider the different luminous efficacies of the red, green, and blue chips in your control algorithm.
• Optics: Secondary optics (lenses, diffusers) may be needed to achieve the desired beam angle and color mixing uniformity.

9. तकनीकी तुलना और विभेदन

हालांकि डेटाशीट में प्रत्यक्ष प्रतिस्पर्धी तुलनाएँ नहीं हैं, EMC3030 की विशिष्टताएँ इसकी प्रतिस्पर्धी स्थिति को उजागर करती हैं:

• vs. Smaller Packages (e.g., 3528): The 3030 package typically offers higher power handling and lumen output due to a larger thermal path and potentially larger chip size.
• vs. Standard 5050 RGB LEDs: The 3030 may offer a more compact solution with similar or better performance, allowing for higher pixel density in dense arrays or finer-pitch displays.
• Key Differentiators: The specified low thermal resistance (5°C/W) and high maximum drive current (180mA) suggest a design optimized for thermal performance, enabling sustained high-brightness operation compared to parts with higher thermal resistance.

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

Q: Can I drive all three chips (RGB) at 180mA simultaneously?
A: No. The absolute maximum power dissipation (P_D) must not be exceeded. Driving red at 180mA (V_F~2.1V) gives ~378mW, which is below its 468mW limit. However, driving green or blue at 180mA (V_F~3.0V) gives ~540mW, which is below their 648mW limit. The total power for all three would be ~1.46W, which must be dissipated by the PCB/heatsink. More importantly, you must consult the derating curve (Fig. 7) which reduces the allowable current at higher ambient temperatures.

Q: Why is the luminous flux for the blue chip lower than red and green?
A: This is related to human eye sensitivity (photopic response). The eye is least sensitive to blue light (~450-470nm). Therefore, a blue LED requires more radiant power to achieve the same perceived brightness (luminous flux) as a green LED, where the eye's sensitivity peaks. The specified values reflect this physiological reality.

Q: How do I select the correct bin codes for my project?
A: For color-critical applications (e.g., uniform white light across multiple LEDs), you must specify tight bins for dominant wavelength (especially for green and blue) and forward voltage. For less critical applications, wider bins may be acceptable and more cost-effective. Always consult the full binning tables when placing an order.

11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

Scenario: Designing an outdoor architectural linear light with tunable white light (2700K to 6500K).

कार्यान्वयन:

1. LED Selection: Use the EMC3030 RGB LEDs. The red, green, and blue outputs are mixed to simulate various white points along the black body locus.
2. Thermal Design: The fixture is aluminum. The PCB is a metal-core PCB (MCPCB) to efficiently transfer heat from the LED solder point to the fixture body. Calculations are performed to ensure the junction temperature remains below 85°C at the maximum ambient temperature (e.g., 40°C) and drive current.
3. Electrical Design: A constant-current LED driver with three independent PWM channels is used. The current is set to 150mA per chip, providing a good balance of brightness and efficacy. The forward voltage bins are considered to ensure the driver's compliance voltage is sufficient for all units in production.
4. Optical Design: A milky white diffuser cover is placed over the LED array to blend the individual RGB points into a uniform, glare-free linear light source.
5. Control: A microcontroller runs an algorithm that maps desired CCT values to specific PWM duty cycles for the R, G, and B channels, calibrated based on the actual binning of the LEDs used.

12. संचालन सिद्धांत परिचय

EMC3030 एक मल्टी-चिप एलईडी है। प्रत्येक चिप एक अर्धचालक डायोड है जो विभिन्न सामग्री प्रणालियों से बना है:

• Red: Typically based on Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP).
• Green & Blue: Typically based on Indium Gallium Nitride (InGaN).

जब अग्र वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक के सक्रिय क्षेत्र के भीतर पुनर्संयोजित होते हैं, जो फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त करते हैं। प्रकाश की विशिष्ट तरंगदैर्ध्य (रंग) अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है। तीन प्राथमिक रंग (लाल, हरा, नीला) एकल पैकेज के भीतर योगात्मक रूप से संयोजित किए जाते हैं। प्रत्येक चिप की तीव्रता को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करके, रंगों का एक विशाल स्पेक्ट्रम, जिसमें सफेद प्रकाश के विभिन्न रंग शामिल हैं, उत्पन्न किया जा सकता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

EMC3030 जैसे पूर्ण रंगीन एलईडी का विकास प्रकाश उद्योग में कई चल रहे रुझानों द्वारा प्रेरित है:

• Increased Efficacy (lm/W): Continuous improvements in epitaxial growth and chip design lead to higher light output per electrical watt, improving energy efficiency.
• Improved Color Rendering and Consistency: Advances in phosphor technology (for white LEDs) and tighter binning processes enable more accurate and consistent color production, which is critical for architectural and retail lighting.
• Higher Power Density and Better Thermal Management: Package designs are evolving to extract heat more efficiently, allowing for higher drive currents and sustained lumen output in compact form factors.
• Integration with Smart Controls: LEDs are increasingly designed to be paired with intelligent drivers and IoT connectivity, enabling dynamic color tuning, scheduling, and data collection for human-centric and energy-saving lighting solutions.
• Miniaturization: The push for smaller pixels in fine-pitch direct-view LED displays continues, though this balances against the need for thermal performance and light output.