3030 मिड-पावर एलईडी डेटाशीट - आकार 3.0x3.0mm - वोल्टेज 5.0-5.4V - पावर 1.2W - कूल/न्यूट्रल/वार्म व्हाइट - तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ 3030 फॉर्म फैक्टर (3.0mm x 3.0mm) और एक उन्नत ईएमसी (एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड) पैकेज का उपयोग करने वाली मिड-पावर एलईडी की एक श्रृंखला के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह श्रृंखला चमकदार प्रभावकारिता, विश्वसनीयता और लागत-प्रभावशीलता का इष्टतम संतुलन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन की गई है, जो इसे मिड-पावर सेगमेंट में एक अग्रणी विकल्प बनाती है। कोर डिज़ाइन दर्शन थर्मल प्रबंधन और ऑप्टिकल प्रदर्शन पर केंद्रित है, जो 1.5W तक की शक्ति स्तरों पर संचालन को सक्षम बनाता है।

इस एलईडी श्रृंखला के प्राथमिक लक्षित बाजारों में रेट्रोफिट लाइटिंग समाधान शामिल हैं जो पारंपरिक तापदीप्त या फ्लोरोसेंट लैंपों को बदलने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, आवासीय और वाणिज्यिक स्थानों के लिए सामान्य प्रकाश व्यवस्था, इनडोर और आउटडोर साइनेज के लिए बैकलाइटिंग, और वास्तुशिल्प या सजावटी प्रकाश अनुप्रयोग जहां प्रदर्शन और सौंदर्य गुणवत्ता दोनों परम महत्वपूर्ण हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 विद्युत-प्रकाशीय विशेषताएं

All measurements are standardized at a forward current (I_F) of 25mA and an ambient temperature (T_a) of 25°C with 60% relative humidity. The product line offers a range of Correlated Color Temperatures (CCT) from warm white (2725K) to cool white (6530K), catering to diverse lighting needs. A minimum Color Rendering Index (CRI or R_a) of 80 ensures good color fidelity for general lighting applications.

The luminous flux output is categorized by both color bin and flux rank. Typical luminous flux values range from approximately 122 lumens to 156 lumens at the test condition of 25mA, depending on the specific CCT and flux bin. It is critical to note the stated measurement tolerances: ±7% for luminous flux and ±2 for CRI. The forward voltage (V_F) typically falls between 5.0V and 5.4V at 25mA, with a specified measurement tolerance of ±0.5V.

2.2 विद्युत और तापीय पैरामीटर

The absolute maximum ratings define the operational boundaries for reliable performance. The maximum continuous forward current (I_F) is 30mA, with a pulsed forward current (I_FP) of 40mA allowed under specific conditions (pulse width ≤ 100µs, duty cycle ≤ 1/10). The maximum power dissipation (P_D) is 1.5W. Exceeding these ratings may cause permanent degradation or failure.

Thermal management is a key strength of the EMC package. The thermal resistance from the junction to the solder point (R_{th j-sp}) is specified at a typical value of 11 °C/W. This low thermal resistance facilitates efficient heat transfer from the LED chip to the printed circuit board (PCB), helping to maintain a lower junction temperature (T_j), which is critical for long-term lumen maintenance and reliability. The maximum allowable junction temperature is 115°C.

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

3.1 रंग (CCT) बिनिंग

एलईडी को सीआईई 1931 आरेख पर उनके क्रोमैटिसिटी निर्देशांक के आधार पर सावधानीपूर्वक सटीक रंग बिन में वर्गीकृत किया जाता है। 2600K से 7000K के बीच CCT के लिए बिनिंग संरचना एनर्जी स्टार मानक का पालन करती है, जो एक परिभाषित क्षेत्र के भीतर रंग स्थिरता सुनिश्चित करती है। प्रत्येक रंग कोड (जैसे, 27M5, 30M5) एक विशिष्ट केंद्र बिंदु (x, y निर्देशांक) और एक दीर्घवृत्ताकार सहनशीलता क्षेत्र से मेल खाता है जिसे प्रमुख/लघु अक्ष (a, b) और एक कोण (φ) द्वारा परिभाषित किया जाता है। रंग निर्देशांक के लिए मापन अनिश्चितता ±0.007 है।

3.2 चमकदार फ्लक्स बिनिंग

रंग के अलावा, एलईडी को मानक परीक्षण धारा पर उनके चमकदार फ्लक्स आउटपुट के आधार पर आगे वर्गीकृत किया जाता है। फ्लक्स रैंक कोड (जैसे, 2E, 2F, 2G, 2H) द्वारा निर्दिष्ट किए जाते हैं, जिनमें से प्रत्येक एक विशिष्ट लुमेन रेंज (जैसे, 122-130 lm, 130-139 lm) का प्रतिनिधित्व करता है। यह द्वि-आयामी बिनिंग (रंग और फ्लक्स) डिजाइनरों को ऐसे घटकों का चयन करने की अनुमति देती है जो उनके अनुप्रयोग की क्रोमैटिसिटी और चमक दोनों आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, जिससे अंतिम प्रकाश उत्पाद में एकरूपता सुनिश्चित होती है।

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

Forward voltage is also categorized to aid in circuit design, particularly for applications involving multiple LEDs in series. Voltage bins are defined by codes (e.g., 1, 2) with specified minimum and maximum voltage ranges (e.g., 4.6-4.8V, 4.8-5.0V). Matching V_F bins can help achieve more uniform current distribution and simplified driver design.

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 IV और चमकदार फ्लक्स विशेषताएं

चित्र 3 फॉरवर्ड करंट और सापेक्ष चमकदार फ्लक्स के बीच संबंध दर्शाता है। आउटपुट उप-रैखिक है; अनुशंसित 25-30mA रेंज से परे धारा बढ़ाने से प्रकाश आउटपुट में घटती वापसी मिलती है, जबकि उपकरण पर ऊष्मा उत्पादन और तनाव में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। चित्र 4 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम धारा वक्र दिखाता है, जो उपयुक्त करंट-लिमिटिंग सर्किटरी डिजाइन करने के लिए आवश्यक है।

4.2 तापमान निर्भरता

The performance of LEDs is highly temperature-sensitive. Figure 6 demonstrates that relative luminous flux decreases as ambient temperature (T_a) increases. Figure 7 shows that forward voltage typically decreases with rising temperature. Figure 5 details the shift in chromaticity coordinates (CIE x, y) with temperature, which is crucial for applications requiring stable color points across operating conditions. Figure 8 is critical for thermal design, showing the derating curve for maximum allowable forward current as a function of ambient temperature for two different junction-to-ambient thermal resistance scenarios (35°C/W and 55°C/W).

4.3 स्पेक्ट्रल और व्यूइंग एंगल वितरण

Figure 1 provides the relative spectral power distribution, which defines the light's color quality. Figure 2 depicts the spatial radiation pattern (viewing angle distribution). The typical viewing angle (2θ_1/2), where intensity is half the peak value, is 110 degrees, indicating a wide, Lambertian-like emission pattern suitable for general diffuse lighting.

5. असेंबली और हैंडलिंग दिशानिर्देश

5.1 रीफ्लो सोल्डरिंग

ये एलईडी लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत हैं। अधिकतम सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल 10 सेकंड की अवधि के लिए 230°C या 260°C से अधिक नहीं होनी चाहिए, जैसा कि पूर्ण अधिकतम रेटिंग में निर्दिष्ट है। थर्मल शॉक या ईएमसी पैकेज और आंतरिक डाई अटैच को नुकसान से बचने के लिए निर्माता द्वारा प्रदान किए गए अनुशंसित रीफ्लो प्रोफाइल का पालन करना अनिवार्य है।

5.2 भंडारण और हैंडलिंग

अनुशंसित भंडारण तापमान रेंज -40°C से +85°C है। नमी अवशोषण को रोकने के लिए, जो रीफ्लो के दौरान पॉपकॉर्निंग का कारण बन सकती है, एलईडी को एक शुष्क वातावरण में, आमतौर पर डिसिकेंट के साथ सील मॉइस्चर बैरियर बैग में संग्रहीत किया जाना चाहिए। हैंडलिंग के दौरान मानक ईएसडी (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए, क्योंकि उपकरणों में 1000V (ह्यूमन बॉडी मॉडल) का ईएसडी सहन वोल्टेज होता है।

6. अनुप्रयोग नोट्स और डिज़ाइन विचार

6.1 थर्मल प्रबंधन

रेटेड प्रदर्शन और दीर्घायु प्राप्त करने के लिए प्रभावी हीट सिंकिंग सबसे महत्वपूर्ण कारक है। 11 °C/W का कम जंक्शन-टू-सोल्डर पॉइंट थर्मल प्रतिरोध केवल तभी प्रभावी होता है जब पीसीबी और सिस्टम डिज़ाइन ऊष्मा अपव्यय की सुविधा प्रदान करते हैं। अधिकतम धारा/शक्ति पर या उसके निकट संचालित होने वाले अनुप्रयोगों के लिए धातु-कोर पीसीबी (एमसीपीसीबी) या पर्याप्त थर्मल वाया वाले बोर्डों के उपयोग की दृढ़ता से अनुशंसा की जाती है। अनुप्रयोग के वास्तविक तापीय वातावरण के लिए सुरक्षित संचालन धारा निर्धारित करने के लिए डीरेटिंग वक्र (चित्र 8) का उपयोग अवश्य किया जाना चाहिए।

6.2 विद्युत ड्राइव

A constant current driver is mandatory for reliable operation. The driver should be designed to supply a stable current up to the maximum of 30mA, accounting for the forward voltage bin and its negative temperature coefficient. For designs using multiple LEDs in series, consider the voltage binning to ensure the total string voltage is within the driver's output range. Parallel connections are generally not recommended without additional balancing circuitry due to V_F variations.

6.3 ऑप्टिकल एकीकरण

110-डिग्री का व्यापक व्यूइंग एंगल इन एलईडी को उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिन्हें सेकेंडरी ऑप्टिक्स के बिना व्यापक, समान प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। दिशात्मक प्रकाश व्यवस्था के लिए, उपयुक्त प्राथमिक ऑप्टिक्स (लेंस) या रिफ्लेक्टर का उपयोग किया जा सकता है। उच्च CRI (≥80) उन्हें खुदरा प्रकाश व्यवस्था, टास्क लाइटिंग और अन्य वातावरणों के लिए उत्कृष्ट बनाता है जहां सटीक रंग धारणा महत्वपूर्ण है।

7. तकनीकी तुलना और लाभ

इस 3030 ईएमसी श्रृंखला का मुख्य अंतर इसकी पैकेज तकनीक में निहित है। पारंपरिक पीपीए (पॉलीफ्थैलामाइड) या पीसीटी प्लास्टिक की तुलना में, ईएमसी सामग्री बेहतर तापीय चालकता, उच्च तापमान प्रतिरोध, और यूवी एक्सपोजर और गर्मी से पीलेपन और क्षरण के लिए बेहतर प्रतिरोध प्रदान करती है। इसका परिणाम एलईडी के जीवनकाल में अधिक स्थिर ऑप्टिकल प्रदर्शन होता है, जो प्लास्टिक-पैकेज्ड विकल्पों की तुलना में लुमेन आउटपुट और रंग बिंदु दोनों को बेहतर ढंग से बनाए रखता है।

मजबूत ईएमसी पैकेज, उच्च चमकदार प्रभावकारिता, और सटीक बहु-आयामी बिनिंग का संयोजन उन अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है जिनमें उच्च विश्वसनीयता, लंबी आयु और सुसंगत गुणवत्ता की मांग होती है, जैसे कि वाणिज्यिक प्रकाश फिक्स्चर और आउटडोर साइनेज।

8. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)

Q: What is the actual power consumption at the typical operating point?
A: At the test condition of I_F=25mA and V_F=5.4V (typical max), the power is 25mA * 5.4V = 135mW. The "1.2W Series" designation refers to its capability and thermal package rating, not the standard operating point.

Q: How does the luminous flux change if I drive the LED at 30mA instead of 25mA?
A: Refer to Figure 3. The relative luminous flux increases with current but not linearly. Driving at 30mA will yield more light but also generate significantly more heat. You must ensure the junction temperature remains below 115°C by implementing excellent thermal management, as per the derating curve in Figure 8.

Q: Can I use these LEDs for outdoor applications?
A: Yes, the EMC package offers good environmental resistance. However, for outdoor use, the entire luminaire must be properly sealed and designed to manage condensation and environmental stresses. The operating temperature range of -40°C to +85°C supports most outdoor conditions.

Q: Why is the forward voltage tolerance ±0.5V important?
A: This tolerance impacts the design of the power supply, especially when connecting multiple LEDs in series. The driver must accommodate the total possible voltage range of the string. Selecting LEDs from the same voltage bin (Table 7) can simplify driver design and improve system efficiency.

9. डिज़ाइन और उपयोग केस स्टडी

Scenario: Designing a 1200lm LED Panel Light for Office Use.
A designer aims to create a 600mm x 600mm LED panel light with a neutral white color (4000K, CRI>80) and an output of 1200 lumens.

Component Selection: The designer selects the T3C40821C-**AA model (Neutral White, 3985K typical). From Table 6, for the 40M5 color bin, a flux rank of 2H offers 148-156 lumens at 25mA. Choosing the typical value of 152 lm for calculation.

Quantity Calculation: To achieve 1200 lm, approximately 1200 lm / 152 lm per LED ≈ 8 LEDs are needed at 25mA each.

Thermal & Electrical Design: The 8 LEDs will be arranged on an aluminum MCPCB. Total power at 25mA and typical V_F (5.2V): 8 * (0.025A * 5.2V) = 1.04W. The thermal design must ensure the LED solder point temperature remains low enough to keep the junction below 115°C, utilizing the R_{th j-sp} of 11°C/W. A constant current driver outputting 25mA with a voltage compliance covering 8 * V_F (considering bin 2: 4.8-5.0V) is selected.

Outcome: This design leverages the LED's high efficacy and EMC thermal performance to create a reliable, efficient, and uniform office lighting fixture.

10. तकनीकी सिद्धांत और रुझान

10.1 संचालन सिद्धांत

ये एलईडी अर्धचालक प्रौद्योगिकी पर आधारित हैं। जब p-n जंक्शन के पार एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। अर्धचालक परतों की विशिष्ट सामग्री और संरचना उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य (रंग) निर्धारित करती है। नीली-उत्सर्जक चिप पर एक फॉस्फर कोटिंग लगाई जाती है ताकि नीले प्रकाश के एक हिस्से को लंबी तरंगदैर्ध्य में परिवर्तित किया जा सके, जिससे वांछित CCT और CRI के साथ सफेद प्रकाश का व्यापक स्पेक्ट्रम बनाया जा सके।

10.2 उद्योग रुझान

मिड-पावर एलईडी सेगमेंट प्रतिस्पर्धी लागत बिंदुओं पर उच्च प्रभावकारिता (वाट प्रति लुमेन) और बेहतर विश्वसनीयता की ओर विकसित होना जारी है। प्रमुख रुझानों में बेहतर तापीय प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए ईएमसी और अन्य सिरेमिक जैसी पैकेज सामग्रियों का व्यापक अपनाना शामिल है। रंग गुणवत्ता और स्थिरता को बढ़ाने पर भी मजबूत ध्यान केंद्रित है, जिसमें सख्त बिनिंग मानक और उच्च CRI विकल्प आम होते जा रहे हैं। इसके अलावा, अगली पीढ़ी की प्रकाश व्यवस्था प्रणालियों के लिए ड्राइवर एकीकरण और स्मार्ट नियंत्रण क्षमता तेजी से महत्वपूर्ण होती जा रही है। 3030 ईएमसी प्लेटफॉर्म इन चल रहे उद्योग विकासों के भीतर एक परिपक्व और अनुकूलित समाधान का प्रतिनिधित्व करता है।