एलईडी 3030 मिड-पावर सीरीज़ डेटाशीट - 3.0x3.0x?mm - वोल्टेज 6.8V - पावर 1.3W - कूल-न्यूट्रल-वार्म व्हाइट - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ 3030 सीरीज़ के मिड-पावर एलईडी घटकों के विनिर्देशों का विवरण देता है। सामान्य प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई यह श्रृंखला थर्मली एन्हांस्ड एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड (ईएमसी) पैकेज का उपयोग करती है, जो चमकदार दक्षता, लागत-प्रभावशीलता और विश्वसनीयता का इष्टतम संतुलन प्रदान करती है। इस श्रृंखला की विशेषता इसका 3.0mm x 3.0mm फुटप्रिंट है और यह 1.3W तक की पावर स्तरों पर कार्य करने में सक्षम है, जो इसे पारंपरिक मिड-पावर और एंट्री-लेवल हाई-पावर एलईडी के बीच स्थित करती है।

1.1 मुख्य लाभ और स्थिति

इस एलईडी श्रृंखला का प्राथमिक मूल्य प्रस्ताव मिड-पावर एलईडी श्रेणी के भीतर लुमेन प्रति वाट (lm/W) और लुमेन प्रति डॉलर (lm/$) के सर्वोत्तम अनुपातों में से एक को प्राप्त करने में निहित है। ईएमसी पैकेज मानक पीपीए या पीसीटी प्लास्टिक की तुलना में बेहतर थर्मल प्रबंधन प्रदान करता है, जिससे उच्च ड्राइव करंट और बेहतर दीर्घकालिक लुमेन रखरखाव संभव होता है। यह उत्पाद लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है, जो आधुनिक, पर्यावरण-सचेत विनिर्माण मानकों के अनुरूप है।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह बहुमुखी एलईडी श्रृंखला प्रकाश व्यवस्था समाधानों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए इंजीनियर की गई है। मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्रों में रेट्रोफिट लैंप शामिल हैं जो पारंपरिक गरमागरम या फ्लोरोसेंट स्रोतों को बदलने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, आवासीय और वाणिज्यिक स्थानों के लिए सामान्य परिवेश प्रकाश व्यवस्था, इनडोर और आउटडोर साइनेज के लिए बैकलाइटिंग, और वास्तुशिल्प या सजावटी प्रकाश व्यवस्था जहां प्रदर्शन और सौंदर्यपूर्ण रंग गुणवत्ता दोनों महत्वपूर्ण हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी पैरामीटर Ta = 25°C और 60% सापेक्ष आर्द्रता की मानक परीक्षण स्थितियों के तहत मापे जाते हैं।

2.1 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएं

फोटोमेट्रिक प्रदर्शन 150mA के फॉरवर्ड करंट (I_F) पर परिभाषित किया गया है। यह श्रृंखला वार्म व्हाइट (2725K) से कूल व्हाइट (6530K) तक के कोरिलेटेड कलर टेम्परेचर (CCT) की एक श्रृंखला प्रदान करती है, सभी न्यूनतम कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI या Ra) 80 के साथ। विशिष्ट ल्यूमिनस फ्लक्स मान CCT बिन के अनुसार भिन्न होते हैं, जो 150mA पर लगभग 107 lm से 120 lm तक होते हैं। बताए गए माप सहनशीलताओं पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है: ल्यूमिनस फ्लक्स के लिए ±7% और CRI के लिए ±2। प्रमुख व्यूइंग एंगल (2Θ1/2) 110 डिग्री है, जो सामान्य प्रकाश व्यवस्था के लिए उपयुक्त एक विस्तृत बीम वितरण प्रदान करता है।

2.2 विद्युत और तापीय पैरामीटर

विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) 150mA पर 6.8V है, जिसकी सहनशीलता ±0.1V है। निरपेक्ष अधिकतम फॉरवर्ड करंट 200mA DC है, जिसमें विशिष्ट स्थितियों (पल्स चौड़ाई ≤ 100µs, ड्यूटी साइकिल ≤ 1/10) के तहत 300mA का पल्स्ड फॉरवर्ड करंट (I_FP) अनुमत है। अधिकतम पावर डिसिपेशन 1360 mW है। एक महत्वपूर्ण तापीय पैरामीटर जंक्शन-टू-सोल्डर पॉइंट थर्मल रेजिस्टेंस (R_{th j-sp}) है, जो आमतौर पर 17 °C/W होता है। यह कम थर्मल रेजिस्टेंस ईएमसी पैकेज का प्रत्यक्ष लाभ है, जो एलईडी जंक्शन से दूर कुशल गर्मी हस्तांतरण को सक्षम बनाता है।

2.3 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स

इन सीमाओं से परे डिवाइस को संचालित करने से स्थायी क्षति हो सकती है। प्रमुख रेटिंग्स में शामिल हैं: फॉरवर्ड करंट: 200 mA; रिवर्स वोल्टेज: 5 V; जंक्शन तापमान: 115 °C; ऑपरेटिंग तापमान सीमा: -40 से +85 °C; भंडारण तापमान सीमा: -40 से +85 °C। सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल 230°C या 260°C से अधिक 10 सेकंड से अधिक समय तक नहीं होनी चाहिए।

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 रंग (CCT) बिनिंग

यह उत्पाद CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर एक अण्डाकार बिनिंग संरचना का उपयोग करता है, जो 2600K से 7000K सीमा के लिए एनर्जी स्टार आवश्यकताओं का अनुपालन करता है। छह प्राथमिक रंग कोड परिभाषित किए गए हैं (जैसे, 27M5, 30M5...65M6), प्रत्येक में एक केंद्र निर्देशांक (x, y), सेमी-मेजर एक्सिस (a), सेमी-माइनर एक्सिस (b), और कोण (Φ) होता है। रंग निर्देशांक के लिए माप अनिश्चितता ±0.007 है। यह कड़ी बिनिंग एकल प्रकाश फिक्स्चर के भीतर न्यूनतम दृश्यमान रंग अंतर सुनिश्चित करती है।

3.2 ल्यूमिनस फ्लक्स बिनिंग

प्रत्येक रंग बिन के भीतर, एलईडी को 150mA पर उनके ल्यूमिनस फ्लक्स आउटपुट के आधार पर आगे वर्गीकृत किया जाता है। कई फ्लक्स रैंक परिभाषित किए गए हैं (जैसे, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E), प्रत्येक एक विशिष्ट लुमेन सीमा को कवर करता है (जैसे, 94-100 lm, 100-107 lm, आदि)। यह डिजाइनरों को उन बिन का चयन करने की अनुमति देता है जो उनके अनुप्रयोग की सटीक चमक आवश्यकताओं से मेल खाते हैं।

3.3 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

एलईडी को परीक्षण करंट पर उनके फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप के अनुसार भी बिन किया जाता है। जबकि विशिष्ट कोड मान और सीमाएं डेटाशीट टेबल में विस्तृत हैं, यह बिनिंग अधिक कुशल और सुसंगत ड्राइवर सर्किट डिजाइन करने में मदद करती है, विशेष रूप से मल्टी-एलईडी स्ट्रिंग्स में।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

4.1 IV विशेषताएं और सापेक्ष ल्यूमिनस फ्लक्स

चित्र 3 फॉरवर्ड करंट और सापेक्ष ल्यूमिनस फ्लक्स के बीच संबंध दर्शाता है। आउटपुट अधिकतम रेटेड करंट तक अपेक्षाकृत रैखिक है, लेकिन डिजाइनरों को ध्यान देना चाहिए कि दक्षता (lm/W) आमतौर पर उच्च करंट पर बढ़े हुए थर्मल लोड और दक्षता ड्रूप के कारण कम हो जाती है। चित्र 4 फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम करंट वक्र दर्शाता है, जो उचित वोल्टेज अनुपालन सुनिश्चित करने के लिए ड्राइवर डिजाइन के लिए आवश्यक है।

4.2 तापमान निर्भरता

चित्र 6 और 7 परिवेश तापमान (T_a) के प्रदर्शन पर प्रभाव प्रदर्शित करते हैं। तापमान बढ़ने के साथ चमकदार आउटपुट कम हो जाता है, जो सभी एलईडी की एक विशेषता है। इसके विपरीत, फॉरवर्ड वोल्टेज तापमान बढ़ने के साथ कम हो जाता है। चित्र 5 तापमान के साथ क्रोमैटिसिटी निर्देशांक (CIE x, y) में बदलाव दर्शाता है, जो स्थिर रंग बिंदुओं की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है। चित्र 8 एक महत्वपूर्ण डिजाइन ग्राफ प्रदान करता है: दो अलग-अलग थर्मल रेजिस्टेंस परिदृश्यों (R_j-a=35°C/W और 45°C/W) के लिए परिवेश तापमान बनाम अधिकतम अनुमेय फॉरवर्ड करंट। यह ग्राफ वास्तविक दुनिया के थर्मल वातावरण में सुरक्षित ऑपरेटिंग करंट निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

4.3 स्पेक्ट्रल और कोणीय वितरण

चित्र 1 एक विशिष्ट स्पेक्ट्रल पावर वितरण प्रस्तुत करता है, जो फॉस्फर कोटिंग के साथ ब्लू पंप एलईडी की विशेषता वाले एक व्यापक फॉस्फर-परिवर्तित सफेद प्रकाश स्पेक्ट्रम को दर्शाता है। चित्र 2 स्थानिक तीव्रता वितरण (व्यूइंग एंगल पैटर्न) को दर्शाता है, जो 110-डिग्री व्यूइंग एंगल द्वारा इंगित लैम्बर्टियन-जैसे विस्तृत बीम पैटर्न की पुष्टि करता है।

5. अनुप्रयोग दिशानिर्देश और डिजाइन विचार

5.1 थर्मल प्रबंधन

प्रदर्शन और दीर्घायु के लिए प्रभावी हीट सिंकिंग परम आवश्यक है। कम R_{th j-sp}के बावजूद, सोल्डर पॉइंट से परिवेश वातावरण (R_{th sp-a}) तक के थर्मल पथ को उचित पीसीबी डिजाइन (थर्मल वायस, पर्याप्त कॉपर क्षेत्र का उपयोग करके) और सिस्टम-लेवल हीटसिंकिंग के माध्यम से न्यूनतम किया जाना चाहिए। अनुमानित T_aऔर सिस्टम R_j-a.

के आधार पर ऑपरेटिंग करंट को डीरेट करने के लिए चित्र 8 देखें।

5.2 विद्युत ड्राइव_Fस्थिर प्रकाश आउटपुट और रंग सुनिश्चित करने के लिए एक कॉन्स्टेंट करंट ड्राइवर की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है। ड्राइवर को निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग्स के भीतर संचालित होने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, वोल्टेज बिनिंग और V

पर तापमान प्रभावों को ध्यान में रखते हुए। अधिकतम करंट के निकट डिजाइनों के लिए, उच्च प्रकाश आउटपुट और कम दक्षता/जीवनकाल के बीच व्यापार-बंद पर विचार करें।

5.3 ऑप्टिकल एकीकरण

110-डिग्री व्यूइंग एंगल इन एलईडी को सेकेंडरी ऑप्टिक्स के बिना विस्तृत, विसरित प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। दिशात्मक प्रकाश व्यवस्था के लिए, उपयुक्त लेंस या रिफ्लेक्टर का चयन किया जाना चाहिए। सुसंगत रंग और फ्लक्स बिनिंग मल्टी-एलईडी एरे में एक समान उपस्थिति को सक्षम बनाती है।

6. सोल्डरिंग और हैंडलिंग

यह घटक मानक लीड-फ्री रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल के साथ संगत है। पीक सोल्डरिंग तापमान 230°C या 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, 217°C से ऊपर एक्सपोजर समय 60 सेकंड तक सीमित होना चाहिए और पीक तापमान पर समय 10 सेकंड तक सीमित होना चाहिए। हैंडलिंग के दौरान मानक ईएसडी (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए, क्योंकि डिवाइस में 1000V (ह्यूमन बॉडी मॉडल) का ईएसडी विदस्टैंड वोल्टेज है।

7. तकनीकी तुलना और विभेदन

इस श्रृंखला का मुख्य विभेदक 3030 मिड-पावर फॉर्म फैक्टर में ईएमसी पैकेज का उपयोग है। मानक प्लास्टिक पैकेज (पीपीए/पीसीटी) की तुलना में, ईएमसी काफी उच्च थर्मल चालकता और उच्च तापमान और यूवी एक्सपोजर के प्रति प्रतिरोध प्रदान करता है, जिससे उत्पाद के जीवनकाल में बेहतर लुमेन रखरखाव और रंग स्थिरता होती है। यह एलईडी को विशिष्ट मिड-पावर एलईडी की तुलना में उच्च करंट (200mA तक) पर चलाने की अनुमति देता है, जो उच्च-शक्ति उपकरणों के साथ अंतर को पाटते हुए मिड-पावर प्लेटफॉर्म के लागत और ऑप्टिकल लाभों को बनाए रखता है।

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

प्रश्न: विशिष्ट ऑपरेटिंग बिंदु पर वास्तविक बिजली खपत क्या है?_Fउत्तर: I_F= 150mA और V

= 6.8V पर, विशिष्ट विद्युत शक्ति 150mA * 6.8V = 1.02W है।

प्रश्न: मैं अपनी परियोजना के लिए सही CCT और फ्लक्स बिन का चयन कैसे करूं?

उत्तर: वांछित वातावरण के आधार पर CCT (जैसे, 3000K वार्म व्हाइट, 4000K न्यूट्रल व्हाइट, 6500K कूल व्हाइट) चुनें। प्रति एलईडी लक्ष्य लुमेन आउटपुट के आधार पर एक फ्लक्स बिन का चयन करें, बिनिंग टेबल और माप सहनशीलताओं पर विचार करते हुए। एकसमान एरे के लिए, रंग और फ्लक्स दोनों के लिए एक एकल कड़े बिन को निर्दिष्ट करें।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को 200mA पर लगातार चला सकता हूं?_{उत्तर: आप कर सकते हैं, लेकिन केवल तभी जब जंक्शन तापमान उसके अधिकतम 115°C से काफी नीचे रखा जाए। इसके लिए उत्कृष्ट थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है। चित्र 8 देखें; 85°C के परिवेश तापमान पर, R}j-a

=45°C/W वाले सिस्टम के लिए अधिकतम अनुमेय करंट केवल लगभग 89mA है। इसलिए, 200mA पर चलाना केवल बहुत अच्छी तरह से ठंडे, कम परिवेश तापमान वाले वातावरण में संभव है।

9. डिजाइन और उपयोग केस उदाहरण

परिदृश्य: एक 1200 lm एलईडी बल्ब प्रतिस्थापन (A19) डिजाइन करना।

लक्ष्य: 1200 lm, 2700K CCT, 120V AC इनपुट।

1. डिजाइन चरण:एलईडी चयन:

2. T3C27821C-**AA मॉडल (2725K CCT) चुनें। प्रति एलईडी अधिकतम आउटपुट के लिए एक उच्च ल्यूमिनस फ्लक्स बिन (जैसे, 2D या 2E) का चयन करें।मात्रा गणना:

3. 115 lm/एलईडी (बिन 2D से विशिष्ट) मानते हुए, लगभग 1200 lm / 115 lm/एलईडी ≈ 11 एलईडी की आवश्यकता है।विद्युत डिजाइन:

4. 11 एलईडी को एक श्रृंखला स्ट्रिंग में कॉन्फ़िगर करें। 150mA पर कुल फॉरवर्ड वोल्टेज ~11 * 6.8V = 74.8V होगा। एक आइसोलेटेड, कॉन्स्टेंट-करंट एलईडी ड्राइवर का चयन करें जिसका आउटपुट 74.8V, 150mA के अनुरूप हो।थर्मल डिजाइन:

5. कुल पावर डिसिपेशन ~1.02W/एलईडी * 11 एलईडी = 11.22W है। इसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा गर्मी है। बल्ब में एलईडी सोल्डर पॉइंट तापमान को चित्र 8 में डीरेटिंग कर्व से नीचे बनाए रखने के लिए एक एल्यूमीनियम हीटसिंक या इसी तरह का समावेश होना चाहिए, जिससे लंबी उम्र और स्थिर प्रकाश आउटपुट सुनिश्चित हो सके।ऑप्टिकल डिजाइन:

विस्तृत 110-डिग्री बीम एंगल ओमनीडायरेक्शनल बल्ब अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त हो सकता है। कई पॉइंट स्रोतों को एक समान चमक में मिलाने के लिए एक डिफ्यूज़र कवर का उपयोग किया जाएगा।

10. तकनीकी सिद्धांत और रुझान

10.1 संचालन सिद्धांत

यह एक फॉस्फर-परिवर्तित सफेद एलईडी है। मुख्य अर्धचालक तत्व एक नीला प्रकाश उत्सर्जक इनगैन (इंडियम गैलियम नाइट्राइड) डायोड है। नीले प्रकाश का एक हिस्सा सेरियम-डोप्ड यिट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (YAG:Ce) फॉस्फर कोटिंग द्वारा अवशोषित किया जाता है, जो इसे ब्रॉड-स्पेक्ट्रम पीले प्रकाश के रूप में पुनः उत्सर्जित करता है। शेष नीले प्रकाश और परिवर्तित पीले प्रकाश का संयोजन सफेद प्रकाश की धारणा में परिणत होता है। नीले और पीले प्रकाश का अनुपात, जो फॉस्फर संरचना और मोटाई द्वारा नियंत्रित होता है, कोरिलेटेड कलर टेम्परेचर (CCT) निर्धारित करता है।

10.2 उद्योग रुझान