3020 मिड-पावर एलईडी डेटाशीट - आयाम 3.0x2.0mm - वोल्टेज 3.4V - पावर 0.5W - कूल/न्यूट्रल/वार्म व्हाइट - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

उत्पाद अवलोकन

3020 श्रृंखला सामान्य प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया एक उच्च प्रदर्शन मिड-पावर एलईडी समाधान है। थर्मली एन्हांस्ड एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड (ईएमसी) पैकेज का उपयोग करते हुए, यह एलईडी ज्योति प्रभावकारिता, विश्वसनीयता और लागत-प्रभावशीलता का उत्कृष्ट संतुलन प्रदान करता है। इस उत्पाद की प्राथमिक स्थिति रेट्रोफिट और सामान्य प्रकाश बाजारों के भीतर है, जो ऐसे अनुप्रयोगों को लक्षित करती है जहां प्रति डॉलर उच्च प्रकाश उत्पादन और अच्छी रंग गुणवत्ता दोनों परम महत्वपूर्ण हैं। इसके मुख्य लाभों में इसके वर्ग में सर्वश्रेष्ठ लुमेन-प्रति-वाट और लुमेन-प्रति-डॉलर अनुपात, 0.8W तक संभालने में सक्षम एक मजबूत पैकेज, और 80 या उससे अधिक का उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) शामिल है। लक्षित बाजार में प्रकाश समाधानों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है, जो पारंपरिक लैंप के प्रत्यक्ष प्रतिस्थापन से लेकर वास्तुशिल्प और सजावटी प्रकाश तक फैली हुई है।

गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

फोटोमेट्रिक और प्रकाशीय विशेषताएं

विद्युत-प्रकाशीय प्रदर्शन 150mA फॉरवर्ड करंट (IF) और 25°C के परिवेश तापमान (Ta) के एक मानक परीक्षण स्थिति पर निर्दिष्ट किया गया है। उत्पाद परिवार वार्म व्हाइट (2580K-3220K) से कूल व्हाइट (5310K-7040K) तक के सहसंबंधित रंग तापमान (CCT) प्रदान करता है। एक विशिष्ट न्यूट्रल व्हाइट वेरिएंट (जैसे, T3450811C) के लिए, ज्योति फ्लक्स 68 लुमेन तक पहुंच सकता है। एक प्रमुख विशेषता सभी बिन के लिए 80 की गारंटीकृत न्यूनतम कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI या Ra) है, जो अच्छी रंग निष्ठा सुनिश्चित करती है। स्थानिक प्रकाश वितरण 110 डिग्री के एक विस्तृत व्यूइंग एंगल (2θ1/2) द्वारा चित्रित किया गया है, जो एकसमान प्रकाश प्रदान करता है। निर्दिष्ट माप सहनशीलताओं पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है: ज्योति फ्लक्स के लिए ±7% और CRI के लिए ±2।

विद्युत और तापीय पैरामीटर

विद्युत विशेषताएं संचालन सीमाओं को परिभाषित करती हैं। 150mA पर विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) 3.4V है, जिसकी सहनशीलता ±0.1V है। विश्वसनीय डिज़ाइन के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग महत्वपूर्ण हैं: अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF) 240mA है, जिसमें विशिष्ट स्थितियों (पल्स चौड़ाई ≤ 100µs, ड्यूटी साइकिल ≤ 1/10) के तहत 300mA का पल्स करंट (IFP) अनुमत है। अधिकतम पावर डिसिपेशन (PD) 816mW है। तापीय प्रबंधन 21°C/W (जंक्शन से सोल्डर पॉइंट) के कम थर्मल रेजिस्टेंस (Rth j-sp) द्वारा सुगम बनाया गया है, जो प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए आवश्यक है। अधिकतम अनुमत जंक्शन तापमान (Tj) 115°C है।

बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

तरंगदैर्ध्य / रंग तापमान बिनिंग

एलईडी रंग स्थिरता को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम के आधार पर एक सटीक बिनिंग संरचना के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। प्रणाली एक केंद्र बिंदु (x, y निर्देशांक), सेमी-मेजर एक्सिस (a), सेमी-माइनर एक्सिस (b), और रोटेशन एंगल (Φ) द्वारा परिभाषित अण्डाकार बिन का उपयोग करती है। उदाहरण के लिए, न्यूट्रल व्हाइट के लिए 40M5 बिन का केंद्र (0.3825, 0.3798) पर है। 2600K से 7000K के बीच रंग तापमान के लिए बिनिंग एनर्जी स्टार मानक का पालन करती है, जो एकसमान सफेद प्रकाश की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए तंग रंग स्थिरता सुनिश्चित करती है। रंग निर्देशांक के लिए माप अनिश्चितता ±0.007 है।

ज्योति फ्लक्स बिनिंग

ज्योति आउटपुट को भी प्रदर्शन की गारंटी के लिए बिन में वर्गीकृत किया गया है। प्रत्येक रंग बिन (जैसे, 27M5, 30M5) को आगे ज्योति फ्लक्स रैंक में विभाजित किया गया है जिन्हें E7, E8, F1, आदि जैसे कोड द्वारा पहचाना जाता है। उदाहरण के लिए, 30M5 रंग बिन के भीतर, F1 फ्लक्स कोड वाले एलईडी का ज्योति फ्लक्स 150mA पर 66 और 70 लुमेन के बीच होगा। यह डिजाइनरों को उनकी विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के लिए पूर्वानुमानित प्रकाश आउटपुट वाले एलईडी का चयन करने की अनुमति देता है।

फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

सर्किट डिज़ाइन और करंट मिलान में सहायता के लिए, विशेष रूप से मल्टी-एलईडी एरे में, फॉरवर्ड वोल्टेज को तीन रैंक में वर्गीकृत किया गया है: कोड 1 (2.8V - 3.0V), कोड 2 (3.0V - 3.2V), और कोड 3 (3.2V - 3.4V)। यह बिजली आपूर्ति आवश्यकताओं की भविष्यवाणी करने और तापीय भार को अधिक प्रभावी ढंग से प्रबंधित करने में मदद करता है।

प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

करंट-वोल्टेज (I-V) और करंट-ज्योति फ्लक्स (I-Φ) विशेषताएं

चित्र 3 फॉरवर्ड करंट और सापेक्ष ज्योति फ्लक्स के बीच संबंध दर्शाता है। अनुशंसित संचालन करंट तक आउटपुट लगभग रैखिक है, जो अच्छी दक्षता दर्शाता है। चित्र 4 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम करंट वक्र दिखाता है, जो ड्राइवर डिज़ाइन के लिए आवश्यक है। वोल्टेज का सकारात्मक तापमान गुणांक स्पष्ट है, जिसका अर्थ है कि VF तापमान बढ़ने के साथ घटता है, जो एलईडी के लिए एक विशिष्ट व्यवहार है।

तापमान निर्भरता

तापमान के साथ प्रदर्शन भिन्नता एक महत्वपूर्ण डिज़ाइन कारक है। चित्र 6 दर्शाता है कि सापेक्ष ज्योति फ्लक्स परिवेश तापमान (Ta) बढ़ने के साथ घटता है, जो प्रकाश आउटपुट बनाए रखने के लिए तापीय प्रबंधन के महत्व को उजागर करता है। चित्र 7 तापमान बढ़ने के साथ फॉरवर्ड वोल्टेज में कमी प्रदर्शित करता है। चित्र 8 परिवेश तापमान के आधार पर अधिकतम अनुमत फॉरवर्ड करंट के लिए एक डीरेटिंग वक्र प्रदान करता है, जो विभिन्न संचालन स्थितियों के तहत विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

स्पेक्ट्रल और कोणीय वितरण

चित्र 1 सापेक्ष स्पेक्ट्रल पावर वितरण प्रदान करता है, जो रंग गुणवत्ता और CCT को परिभाषित करता है। चित्र 2 व्यूइंग एंगल वितरण (स्थानिक विकिरण पैटर्न) को दर्शाता है, जो एकसमान प्रकाश के लिए विस्तृत 110-डिग्री बीम एंगल की पुष्टि करता है।

तापमान के साथ रंग परिवर्तन

चित्र 5 बढ़ते परिवेश तापमान (25°C से 85°C तक) के साथ CIE x, y क्रोमैटिसिटी निर्देशांक में बदलाव को आलेखित करता है। यह जानकारी उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां तापमान पर रंग स्थिरता एक आवश्यकता है।

सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

यह एलईडी लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है। सोल्डरिंग तापमान के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग अधिकतम 10 सेकंड की अवधि के लिए 230°C या 260°C है। ईएमसी पैकेज और आंतरिक डाई को तापीय क्षति से बचाने के लिए अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करना अनिवार्य है। संचालन तापमान सीमा -40°C से +85°C तक है, और भंडारण तापमान सीमा समान है। संचालन के दौरान पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक न होने का ध्यान रखना चाहिए, क्योंकि इससे एलईडी को अपरिवर्तनीय क्षति हो सकती है।

अनुप्रयोग सिफारिशें

विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

डेटाशीट कई प्रमुख अनुप्रयोगों की पहचान करती है: पारंपरिक लैंप (जैसे इनकैंडिसेंट या सीएफएल) का रेट्रोफिटिंग, सामान्य इनडोर और आउटडोर प्रकाश, इनडोर/आउटडोर साइन बोर्ड के लिए बैकलाइटिंग, और वास्तुशिल्प/सजावटी प्रकाश। उच्च प्रभावकारिता, अच्छे CRI, और विस्तृत बीम एंगल का संयोजन इसे इन विविध उपयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।

डिज़ाइन विचार

डिजाइनरों को तापीय प्रबंधन पर बारीकी से ध्यान देना चाहिए। प्रदान किए गए थर्मल रेजिस्टेंस मान (21°C/W) का उपयोग करते हुए, सबसे खराब स्थिति संचालन स्थितियों में जंक्शन तापमान को 115°C से नीचे रखने के लिए उचित हीटसिंकिंग की गणना की जानी चाहिए। उच्च परिवेश तापमान अनुप्रयोगों के लिए करंट (चित्र 8) के लिए डीरेटिंग वक्र का पालन किया जाना चाहिए। निरंतर प्रकाश आउटपुट के लिए, एक निरंतर वोल्टेज ड्राइवर पर एक निरंतर करंट ड्राइवर की अनुशंसा की जाती है। मल्टी-एलईडी एरे डिज़ाइन करते समय, एकसमान चमक और करंट शेयरिंग सुनिश्चित करने के लिए समान वोल्टेज और फ्लक्स बिन से एलईडी का उपयोग करने पर विचार करें।

तकनीकी तुलना और भेद

प्लास्टिक पैकेज में पारंपरिक मिड-पावर एलईडी की तुलना में, ईएमसी पैकेज काफी बेहतर तापीय प्रदर्शन प्रदान करता है, जो विश्वसनीयता बनाए रखते हुए उच्च ड्राइव करंट और पावर डिसिपेशन (0.8W तक) की अनुमति देता है। इसका परिणाम समान आकार के पैकेज से उच्च लुमेन आउटपुट में होता है। 80+ की गारंटीकृत CRI उन अनुप्रयोगों में एक प्रतिस्पर्धात्मक बढ़त प्रदान करती है जहां रंग गुणवत्ता महत्वपूर्ण है, कम CRI वाले मानक प्रस्तावों की तुलना में। विस्तृत 110-डिग्री व्यूइंग एंगल उन अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है जिन्हें सेकेंडरी ऑप्टिक्स के बिना व्यापक, एकसमान प्रकाश की आवश्यकता होती है।

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

Q: What is the maximum power I can drive this LED at?
A: The absolute maximum power dissipation is 816mW. However, the recommended operating condition is based on 0.5W nominal. Operating at higher power requires excellent thermal management to stay within the junction temperature limit.

Q: How do I interpret the luminous flux bins (E7, F1, etc.)?
A: These codes represent ranges of luminous output at 150mA. You must cross-reference the code with the specific color bin table (Table 6) to find the minimum and maximum lumen values for that group.

Q: Can I use a constant voltage source to drive this LED?
A: It is not recommended. LEDs are current-driven devices. A small change in forward voltage can cause a large change in current, potentially exceeding maximum ratings. Always use a constant current driver or a circuit that actively limits current.

Q: What is the impact of the ±7% flux tolerance?
A: This means the actual measured luminous flux of a production LED can vary by ±7% from the typical value listed in the datasheet. The binning system helps control this variation by grouping LEDs into tighter flux ranges.

व्यावहारिक उपयोग मामला

Scenario: Designing a 10W LED Bulb Retrofit
A designer aims to create an A19 bulb replacement using this 3020 LED. Targeting 800 lumens, they might use 16 LEDs driven at approximately 140mA each (slightly below the test current for better efficacy and thermal headroom). They would select LEDs from the same color bin (e.g., 40M5 for 4000K Neutral White) and a consistent flux bin (e.g., F1) to ensure color and brightness uniformity. The total forward voltage for 16 LEDs in series would be roughly 16 * 3.4V = 54.4V, dictating the driver specifications. A properly designed aluminum PCB with thermal vias would be necessary to sink the heat from the 10W total dissipation, keeping individual junction temperatures well below the 115°C maximum.

संचालन सिद्धांत परिचय

लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) अर्धचालक उपकरण हैं जो इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। जब पी-एन जंक्शन पर एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) उपयोग किए गए अर्धचालक सामग्री की बैंडगैप ऊर्जा द्वारा निर्धारित की जाती है। इस एलईडी में सफेद प्रकाश आमतौर पर एक फॉस्फर परत से लेपित एक नीले-उत्सर्जक अर्धचालक चिप का उपयोग करके उत्पन्न किया जाता है। नीले प्रकाश का एक हिस्सा फॉस्फर द्वारा लंबी तरंगदैर्ध्य (पीला, लाल) में परिवर्तित हो जाता है, और नीले और फॉस्फर-परिवर्तित प्रकाश का मिश्रण मानव आंख को सफेद दिखाई देता है। ईएमसी पैकेज अर्धचालक डाई और वायर बॉन्ड की सुरक्षा करने, एक प्राथमिक ऑप्टिकल लेंस प्रदान करने, और सबसे महत्वपूर्ण, जंक्शन से दूर कुशल ताप चालन के लिए एक मार्ग प्रदान करने का कार्य करता है।

प्रौद्योगिकी रुझान

मिड-पावर एलईडी सेगमेंट कम लागत पर उच्च प्रभावकारिता (लुमेन प्रति वाट) और उच्च विश्वसनीयता की ओर विकसित होना जारी है। प्रमुख रुझानों में ईएमसी और सिरेमिक जैसी अधिक मजबूत पैकेज सामग्रियों को अपनाना शामिल है ताकि उच्च संचालन तापमान और करंट सक्षम हो सके, जिससे उच्च लुमेन घनत्व प्राप्त हो। उच्च कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) मान और बैचों में अधिक सुसंगत रंग गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए बेहतर फॉस्फर प्रौद्योगिकी के लिए निरंतर प्रयास हो रहा है। इसके अलावा, उच्च-लुमेन अनुप्रयोगों के लिए असेंबली को सरल बनाने और सिस्टम लागत को कम करने के लिए एकल पैकेज के भीतर कई डाई के एकीकरण (COB - चिप-ऑन-बोर्ड या मल्टी-डाई मिड-पावर) एक रुझान है। स्मार्ट लाइटिंग के लिए प्रेरणा भी एलईडी डिज़ाइन को प्रभावित कर रही है, जिसमें डिमिंग प्रोटोकॉल और ट्यूनएबल व्हाइट सिस्टम के साथ संगतता पर ध्यान केंद्रित किया गया है।