LED 3030 मिड-पावर LED डेटाशीट - 3.0x3.0mm - 2.0-2.4V - 0.35W - लाल/पीला - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

3030 श्रृंखला एक मिड-पावर LED समाधान का प्रतिनिधित्व करती है जिसे उच्च दक्षता और लागत प्रभावी प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उत्पाद परिवार EMC (एपॉक्सी मोल्डिंग कंपाउंड) पैकेजिंग तकनीक का उपयोग करता है, जो इसके उत्कृष्ट तापीय प्रदर्शन और विश्वसनीयता में योगदान देता है। प्राथमिक डिज़ाइन लक्ष्य उच्च लुमेन आउटपुट और दक्षता (lm/W) प्रदान करते हुए प्रति लुमेन (lm/$) प्रतिस्पर्धी लागत बनाए रखना है, जिससे यह ऑटोमोटिव और सामान्य प्रकाश व्यवस्था के विभिन्न उपयोगों के लिए उपयुक्त है।

1.1 विशेषताएँ और लाभ

• उच्च लुमेन आउटपुट और दक्षता:श्रेष्ठ चमकदार प्रवाह प्रदान करने के लिए इंजीनियर, जो अधिक चमकदार और ऊर्जा कुशल प्रकाश समाधान सक्षम करता है।
• उच्च धारा संचालन के लिए डिज़ाइन:उन्नत ड्राइव धाराओं पर स्थिर प्रदर्शन करने में सक्षम, डिज़ाइन लचीलापन प्रदान करता है।
• निम्न तापीय प्रतिरोध:EMC पैकेज और कुशल तापीय पथ (Rth j-sp 14 °C/W जितना कम) प्रभावी ऊष्मा अपव्यय सुनिश्चित करते हैं, जो LED दीर्घायु और रंग स्थिरता बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है।
• Pb-मुक्त रीफ्लो सोल्डरिंग अनुप्रयोग:मानक लीड-मुक्त सोल्डर रीफ्लो प्रक्रियाओं के साथ संगत, स्वचालित असेंबली लाइनों में आसान एकीकरण सुविधाजनक बनाता है।

1.2 प्रमुख अनुप्रयोग

इस LED श्रृंखला के रंग विकल्पों और प्रदर्शन प्रोफ़ाइल के कारण यह विशेष रूप से ऑटोमोटिव सिग्नल लाइटिंग और विभिन्न संकेतक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

• टर्निंग लैंप
• सेंटर हाई-माउंटेड स्टॉप लैंप (CHMSL)
• स्टॉप लैंप
• सिग्नल लैंप
• रीयर लैंप

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो, सभी पैरामीटर फॉरवर्ड करंट (IF) = 150 mA, एम्बिएंट तापमान (Ta) = 25°C, और सापेक्ष आर्द्रता (RH) = 60% की परीक्षण स्थिति पर निर्दिष्ट हैं। डिज़ाइन मार्जिन के लिए माप सहनशीलता पर विचार किया जाना चाहिए।

2.1 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएँ

मुख्य प्रदर्शन मेट्रिक्स मानक संचालन स्थितियों के तहत प्रकाश आउटपुट और बुनियादी विद्युत व्यवहार को परिभाषित करते हैं।

• विशिष्ट चमकदार प्रवाह:150 mA पर लाल और पीले दोनों प्रकारों के लिए 19 lm। न्यूनतम गारंटीकृत मान 17 lm है। ध्यान दें कि चमकदार प्रवाह तालिका संदर्भ के लिए है, और वास्तविक मापों में ±7% की सहनशीलता है।
• प्रमुख तरंगदैर्ध्य (WD):लाल: 620-630 nm; पीला: 585-595 nm। यह LED के अनुभव किए गए रंग को परिभाषित करता है।
• देखने का कोण (2θ1/2):120° का एक विशिष्ट मान, जो क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था और सिग्नलिंग के लिए उपयुक्त एक विस्तृत बीम पैटर्न दर्शाता है।

2.2 विद्युत और तापीय पैरामीटर

ये पैरामीटर ड्राइवर डिज़ाइन और तापीय प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण हैं।

• फॉरवर्ड वोल्टेज (VF):लाल: विशिष्ट 2.0V, अधिकतम 2.4V; पीला: विशिष्ट 2.2V, अधिकतम 2.4V (150 mA पर)। सहनशीलता ±0.08V है।
• रिवर्स करंट (IR):रिवर्स वोल्टेज (VR) 5V पर अधिकतम 10 µA।
• तापीय प्रतिरोध, जंक्शन से सोल्डर पॉइंट (Rth j-sp):लाल: 14 °C/W; पीला: 16 °C/W। यह निम्न मान जंक्शन तापमान प्रबंधन की कुंजी है।
• इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) प्रतिरोध:8000V (ह्यूमन बॉडी मॉडल) सहन करता है, जो अच्छी हैंडलिंग मजबूती दर्शाता है।

2.3 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

इन सीमाओं से अधिक होने पर डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। संचालन हमेशा इन सीमाओं के भीतर रहना चाहिए।

• फॉरवर्ड करंट (IF):लाल: 350 mA (DC); पीला: 240 mA (DC)।
• पल्स फॉरवर्ड करंट (IFP):लाल: 400 mA; पीला: 300 mA। शर्त: पल्स चौड़ाई ≤ 100 µs, ड्यूटी साइकिल ≤ 1/10।
• पावर डिसिपेशन (PD):लाल: 840 mW; पीला: 624 mW।
• रिवर्स वोल्टेज (VR):5 V।
• ऑपरेटिंग तापमान (Topr):-40°C से +105°C।
• स्टोरेज तापमान (Tstg):-40°C से +105°C।
• जंक्शन तापमान (Tj):125°C (अधिकतम)।
• सोल्डरिंग तापमान (Tsld):10 सेकंड के लिए 260°C (या 230°C)।

महत्वपूर्ण नोट:यदि संचालन निर्दिष्ट पैरामीटर सीमा से अधिक हो जाता है तो LED गुण कम हो सकते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए कि पावर डिसिपेशन पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक न हो।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

ग्राफिकल डेटा विभिन्न स्थितियों के तहत LED के व्यवहार में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, जो मजबूत सिस्टम डिज़ाइन के लिए आवश्यक है।

3.1 सापेक्ष वर्णक्रमीय वितरण

स्पेक्ट्रल प्लॉट (चित्र 1) इन LEDs की नैरो-बैंड उत्सर्जन विशेषता दर्शाता है। लाल LED 620-630 nm रेंज में चरम पर है, जबकि पीली LED 585-595 nm रेंज में चरम पर है। यह जानकारी रंग-संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

3.2 फॉरवर्ड करंट विशेषताएँ

चमकदार प्रवाह बनाम करंट (चित्र 2):सापेक्ष चमकदार प्रवाह फॉरवर्ड करंट के साथ बढ़ता है लेकिन अंततः संतृप्त हो जाएगा। अनुशंसित करंट पर या उससे नीचे संचालन करने से इष्टतम दक्षता और आयु सुनिश्चित होती है।

फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम करंट (चित्र 3):V-I वक्र विशिष्ट डायोड व्यवहार दर्शाता है। वोल्टेज करंट के साथ लघुगणकीय रूप से बढ़ता है। यह वक्र स्थिर धारा ड्राइवरों को डिज़ाइन करने के लिए आवश्यक है।

3.3 तापमान निर्भरता विशेषताएँ

चमकदार प्रवाह बनाम एम्बिएंट तापमान (चित्र 4):Luminous output decreases as ambient temperature rises. This derating must be accounted for in thermal design to maintain consistent light output.

फॉरवर्ड वोल्टेज बनाम एम्बिएंट तापमान (चित्र 5):फॉरवर्ड वोल्टेज आमतौर पर बढ़ते तापमान के साथ घटता है (नकारात्मक तापमान गुणांक)। इसका उपयोग कुछ तापमान-संवेदी सर्किट में किया जा सकता है।

अधिकतम फॉरवर्ड करंट बनाम एम्बिएंट तापमान (चित्र 6):यह डीरेटिंग वक्र शायद विश्वसनीयता के लिए सबसे महत्वपूर्ण है। यह एम्बिएंट तापमान के एक फ़ंक्शन के रूप में अधिकतम स्वीकार्य निरंतर धारा दर्शाता है (जंक्शन-से-एम्बिएंट तापीय प्रतिरोध, Rθj-a, 40°C/W मानते हुए)। उदाहरण के लिए, लाल LED की धारा को ~81°C पर 350 mA से घटाकर 105°C एम्बिएंट पर लगभग 104 mA करना होगा। इस वक्र की अनदेखी करने से अधिक गर्म होने और तेजी से लुमेन मूल्यह्रास का जोखिम होता है।

4. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पादन में रंग और चमक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, LEDs को बिन में वर्गीकृत किया जाता है। डिज़ाइनरों को आवश्यक बिन कोड निर्दिष्ट करने चाहिए।

4.1 तरंगदैर्ध्य (रंग) बिनिंग

प्रमुख तरंगदैर्ध्य को विशिष्ट रेंज (बिन) में वर्गीकृत किया जाता है जिसमें ±1 nm की माप सहनशीलता होती है।

• लाल:बिन 1: 620-625 nm; बिन 2: 625-630 nm।
• पीला:बिन 1: 585-590 nm; बिन 2: 590-595 nm।

4.2 चमकदार प्रवाह बिनिंग

LEDs को 150 mA पर उनके प्रकाश आउटपुट के आधार पर समूहीकृत किया जाता है, जिसमें ±7% की माप सहनशीलता होती है।

• कोड AG:14 lm से 18 lm
• कोड AH:18 lm से 22 lm
• कोड AJ:22 lm से 26 lm

19 lm का विशिष्ट मान AH बिन के भीतर आता है।

4.3 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

फॉरवर्ड वोल्टेज को भी बिन किया जाता है ताकि मल्टी-LED एरे में सुसंगत धारा वितरण के लिए ड्राइवर डिज़ाइन में सहायता मिल सके। माप सहनशीलता ±0.08V है। विशिष्ट वोल्टेज बिन कोड और रेंज (जैसे, V1, V2) पूर्ण डेटाशीट तालिका (तालिका 7) में परिभाषित हैं, जो विशिष्ट 2.0V-2.4V रेंज को वर्गीकृत करते हैं।

5. अनुप्रयोग और डिज़ाइन दिशानिर्देश

5.1 तापीय प्रबंधन

प्रभावी हीट सिंकिंग अनिवार्य है। जंक्शन तापमान (Tj) वृद्धि की गणना सोल्डर पॉइंट तापमान से ऊपर करने के लिए तापीय प्रतिरोध (Rth j-sp) मान का उपयोग करें। सूत्र है: ΔTj = PD * Rth j-sp। सुनिश्चित करें कि Tj हर समय 125°C से नीचे रहे, अधिकतम आयु के लिए अधिमानतः कम। डीरेटिंग वक्र (चित्र 6) एम्बिएंट तापमान के आधार पर करंट सीमा के लिए एक सीधा दिशानिर्देश प्रदान करता है।

5.2 विद्युत ड्राइव

इन LEDs को एक स्थिर धारा स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए, न कि स्थिर वोल्टेज स्रोत द्वारा। ड्राइवर को आवश्यक धारा (जैसे, 150 mA) की आपूर्ति करते हुए फॉरवर्ड वोल्टेज बिन रेंज और इसके नकारात्मक तापमान गुणांक को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। यदि सिस्टम अधिक गर्म हो जाता है तो करंट कम करने के लिए ओवर-टेम्परेचर प्रोटेक्शन लागू करने पर विचार करें।

5.3 सोल्डरिंग और हैंडलिंग

10 सेकंड के लिए 260°C के शिखर तापमान के साथ अनुशंसित रीफ्लो प्रोफ़ाइल का पालन करें। पैकेज पर यांत्रिक तनाव से बचें। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान 8000V HBM रेटिंग द्वारा निर्दिष्ट मानक ESD सावधानियों का पालन करें।

6. तकनीकी तुलना और विचार

3030 EMC पैकेज कम लागत लेकिन तापीय रूप से सीमित PLCC पैकेज और उच्च शक्ति लेकिन अधिक महंगे सिरेमिक-आधारित पैकेज के बीच संतुलन प्रदान करता है। इसकी मुख्य विशेषता मानक प्लास्टिक पर EMC सामग्री का बेहतर तापीय प्रदर्शन है, जो पारंपरिक मिड-पावर LEDs की तुलना में उच्च ड्राइव धाराओं और बेहतर लुमेन रखरखाव की अनुमति देता है। एक बिन का चयन करते समय, सख्त रंग स्थिरता (संकीर्ण बिन) और संभावित लागत/उपलब्धता के बीच व्यापार-बंद पर विचार करें।

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

7.1 क्या मैं इस LED को 300 mA पर चला सकता हूँ?

लाल LED को 300 mA पर चलाना इसकी पूर्ण अधिकतम DC करंट रेटिंग 350 mA से अधिक है लेकिन पल्स रेटिंग से नीचे है। हालांकि यह शुरू में अधिक प्रकाश उत्पन्न कर सकता है, यह जंक्शन तापमान में काफी वृद्धि करेगा, जिससे तेजी से लुमेन मूल्यह्रास, रंग परिवर्तन और कम आयु होगी। निरंतर संचालन के लिए इसकी अनुशंसा नहीं की जाती है। अपने विशिष्ट एम्बिएंट तापमान पर सुरक्षित संचालन धारा के लिए हमेशा डीरेटिंग वक्र (चित्र 6) देखें।

7.2 तापीय प्रतिरोध विशिष्टता क्यों महत्वपूर्ण है?

तापीय प्रतिरोध (Rth j-sp) यह मात्रा निर्धारित करता है कि ऊष्मा LED जंक्शन (हॉट स्पॉट) से आपके बोर्ड पर सोल्डर पॉइंट तक कितनी आसानी से प्रवाहित होती है। एक निम्न मान (जैसे 14 °C/W) का अर्थ है कि ऊष्मा अधिक कुशलता से हटाई जाती है। यह सीधे जंक्शन तापमान को नियंत्रित करता है, जो LED आयु, दक्षता और रंग स्थिरता को प्रभावित करने वाला प्राथमिक कारक है। खराब तापीय प्रबंधन समय से पहले LED विफलता का सबसे आम कारण है।

7.3 मेरे डिज़ाइन के लिए चमकदार प्रवाह पर ±7% सहनशीलता का क्या अर्थ है?

इसका अर्थ है कि AH बिन (18-22 lm) से एक LED आपके सिस्टम में 16.7 lm (18 lm * 0.93) जितना कम या 23.5 lm (22 lm * 1.07) जितना अधिक माप सकता है, भले ही वह सही ढंग से बिन किया गया हो। इसलिए, आपके ऑप्टिकल डिज़ाइन में इस भिन्नता को समायोजित करने के लिए पर्याप्त मार्जिन होना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि अंतिम उत्पाद अपनी चमक विशिष्टताओं को पूरा करता है।

8. संचालन सिद्धांत और प्रौद्योगिकी प्रवृत्ति

8.1 बुनियादी संचालन सिद्धांत

यह LED एक अर्धचालक डायोड है। जब इसकी विशेषता सीमा से अधिक एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल अर्धचालक चिप के सक्रिय क्षेत्र के भीतर पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। अर्धचालक परतों की विशिष्ट सामग्री संरचना उत्सर्जित प्रकाश के तरंगदैर्ध्य (रंग) को निर्धारित करती है। EMC पैकेज नाजुक चिप की सुरक्षा करने, प्रकाश बीम को आकार देने के लिए एक प्राथमिक लेंस प्रदान करने और ऊष्मा अपव्यय के लिए एक मजबूत तापीय पथ प्रदान करने का कार्य करता है।

8.2 उद्योग प्रवृत्तियाँ

मिड-पावर LED खंड प्रतिस्पर्धी लागत पर उच्च दक्षता (lm/W) और बेहतर विश्वसनीयता की ओर विकसित होना जारी रखता है। प्रवृत्तियों में सफेद LEDs के लिए उन्नत फॉस्फर प्रौद्योगिकियों को अपनाना, बेहतर तापीय और आर्द्रता प्रतिरोध के लिए EMC और अन्य पैकेज सामग्रियों का और परिष्कार, और अधिक सुसंगत चिप-स्तरीय प्रदर्शन का एकीकरण शामिल है। प्रकाश व्यवस्था मॉड्यूल में लघुकरण और उच्च घनत्व के लिए ड्राइव उन पैकेजों को भी धकेलती है जो उत्कृष्ट तापीय विशेषताओं के साथ छोटे फुटप्रिंट से अधिक प्रकाश दे सकते हैं, जैसा कि 3030 जैसे पैकेजों द्वारा उदाहरणित है।