PLCC-2 कोल्ड व्हाइट LED डेटाशीट - ऑटोमोटिव ग्रेड - ल्यूमिनस इंटेंसिटी 2240mcd - व्यूइंग एंगल 120° - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ PLCC-2 पैकेज में निर्मित एक उच्च-प्रदर्शन सरफेस माउंट LED के विनिर्देशों का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। यह उपकरण शीत श्वेत प्रकाश उत्सर्जित करता है और कठोर वातावरण में विश्वसनीयता एवं प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका प्राथमिक डिज़ाइन फोकस ऑटोमोटिव इंटीरियर अनुप्रयोगों पर है, जहाँ स्थिर प्रकाश उत्पादन, विस्तृत देखने का कोण और मजबूत निर्माण महत्वपूर्ण हैं। यह LED कठोर ऑटोमोटिव प्रमाणन मानकों का अनुपालन करता है, जो परिवर्तनशील तापमान और विद्युत परिस्थितियों में दीर्घकालिक स्थिर प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

1.1 मुख्य लाभ

यह LED डिज़ाइन इंजीनियरों को कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है। 20mA की मानक ड्राइव धारा पर, इसकी विशिष्ट चमकदार तीव्रता 2240 मिलिकैंडेला (mcd) है, जो चमकदार प्रकाश व्यवस्था प्रदान करती है। 120 डिग्री का विस्तृत देखने का कोण समान प्रकाश वितरण सुनिश्चित करता है, जो पैनल और स्विच बैकलाइटिंग के लिए महत्वपूर्ण है। यह उपकरण AEC-Q102 मानक प्रमाणन के लिए योग्य है, जो ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए इसकी उपयुक्तता की पुष्टि करता है। इसके अतिरिक्त, यह RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त आवश्यकताओं सहित प्रमुख पर्यावरणीय विनियमों का अनुपालन करता है, जो वैश्विक विनिर्माण और स्थिरता लक्ष्यों का समर्थन करता है। इसमें सल्फाइड प्रतिरोध (ग्रेड B1) भी है, जो वायुमंडलीय प्रदूषकों की उपस्थिति वाले वातावरण में इसके सेवा जीवन को बढ़ाता है।

1.2 लक्षित बाजार एवं अनुप्रयोग

मुख्य लक्ष्य बाजार ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में आंतरिक वातावरण प्रकाश, इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर बैकलाइटिंग और विभिन्न स्विच और नियंत्रण पैनलों की प्रकाश व्यवस्था शामिल है। इसके प्रकाशीय प्रदर्शन, विश्वसनीयता और अनुपालन का संयोजन इसे इन अनुप्रयोगों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

सही सर्किट डिज़ाइन और ताप प्रबंधन के लिए विद्युत, प्रकाशीय और तापीय मापदंडों की गहन समझ महत्वपूर्ण है।

2.1 प्रकाशमितीय एवं विद्युत विशेषताएँ

मुख्य कार्य बिंदु को फॉरवर्ड करंट (I_F) 20mA है। इस धारा पर, विशिष्ट चमकदार तीव्रता (I_V) 2240 mcd है, न्यूनतम मान 1400 mcd और अधिकतम मान 3550 mcd है, जो उत्पादन वितरण सीमा को दर्शाता है। अग्र वोल्टेज (V_F) का विशिष्ट मान 3.1V है, जो 2.5V से 3.75V तक होता है। प्रमुख तरंगदैर्ध्य को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी निर्देशांक द्वारा चित्रित किया गया है, जिसका विशिष्ट मान (0.3, 0.3) है। देखने का कोण (वह कोण जिस पर चमकदार तीव्रता शिखर मान के आधे तक गिर जाती है) 120 डिग्री है, जिसकी सहिष्णुता ±5° है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो स्थायी क्षति का कारण बन सकती हैं। अधिकतम निरंतर अग्र धारा 80 mA है। डिवाइस 250 mA की सर्ज धारा का सामना कर सकता है, जो अत्यंत संक्षिप्त स्पंदों (t ≤ 10 μs, ड्यूटी साइकिल D=0.005) के लिए उपयुक्त है। अधिकतम शक्ति अपव्यय 300 mW है। जंक्शन तापमान 125°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और कार्यशील तापमान सीमा -40°C से +110°C है। मानव शरीर मॉडल (HBM) परीक्षण के अनुसार इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) संवेदनशीलता रेटिंग 8 kV है। रिफ्लो सोल्डरिंग के दौरान अधिकतम सोल्डरिंग तापमान 260°C है, जो 30 सेकंड तक रहता है।

2.3 तापीय विशेषताएँ

एलईडी के जीवनकाल और प्रकाश उत्पादन स्थिरता के लिए ताप प्रबंधन महत्वपूर्ण है। डेटाशीट दो थर्मल प्रतिरोध मान निर्दिष्ट करती है: जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक का वास्तविक थर्मल प्रतिरोध (R_{th JS real}) अधिकतम 130 K/W है, जबकि विद्युत विधि से प्राप्त मूल्य (R_{th JS el}) अधिकतम 100 K/W है। डिजाइनरों को सटीक थर्मल मॉडलिंग के लिए वास्तविक मूल्यों का उपयोग करना चाहिए। फॉरवर्ड करंट डिरेटिंग कर्व दर्शाता है कि अधिकतम अनुमत निरंतर धारा पैड तापमान बढ़ने के साथ घटती है, और 110°C पर 31 mA तक पहुँच जाती है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

उत्पादन भिन्नताओं को प्रबंधित करने के लिए, एलईडी को मुख्य मापदंडों के आधार पर विभिन्न बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 दीप्त तीव्रता ग्रेडिंग

ल्यूमिनस इंटेंसिटी को एक अल्फान्यूमेरिक कोड सिस्टम (जैसे L1, M2, BA, CB) का उपयोग करके बिन में वर्गीकृत किया जाता है। बिन की सीमा बहुत व्यापक है, न्यूनतम 11.2 mcd (L1) से लेकर 22,400 mcd (GA) से अधिक तक। एक विशिष्ट घटक (2240 mcd) "BA" बिन से संबंधित है, जिसकी सीमा 1800 mcd से 2240 mcd तक है। डेटाशीट तालिका में हाइलाइट किए गए बिन इस विशिष्ट उत्पाद के संभावित आउटपुट रेंज को दर्शाते हैं।

3.2 क्रोमैटिसिटी निर्देशांक श्रेणीकरण

कूल व्हाइट रंग को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर एक विशिष्ट क्षेत्र के भीतर परिभाषित किया गया है। डेटाशीट एक ग्राफिकल बिनिंग संरचना प्रदान करती है और विशिष्ट बिन कोड (जैसे FK0, GK0, HK0, NK0, PK0, FL0) और उनकी संबंधित कोऑर्डिनेट सीमाएँ सूचीबद्ध करती है। यह सुनिश्चित करता है कि जहाँ एक समान उपस्थिति की आवश्यकता होती है, वहाँ रंग परिभाषित सहनशीलता सीमा के भीतर सुसंगत रहता है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

ग्राफिकल डेटा विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत LED के व्यवहार में गहन अंतर्दृष्टि प्रदान करता है।

4.1 IV वक्र और सापेक्ष प्रकाश तीव्रता

फॉरवर्ड करंट बनाम फॉरवर्ड वोल्टेज का प्लॉट एक विशिष्ट डायोड घातीय संबंध दर्शाता है। सापेक्ष चमक तीव्रता बनाम फॉरवर्ड करंट का कर्व सब-लीनियर है; तीव्रता करंट के साथ बढ़ती है लेकिन आनुपातिक रूप से नहीं, और उच्च करंट पर गर्मी में वृद्धि के कारण दक्षता कम हो सकती है।

4.2 तापमान निर्भरता

सापेक्ष अग्र वोल्टेज बनाम जंक्शन तापमान का ग्राफ एक नकारात्मक ढलान दर्शाता है, जिसका अर्थ है कि V_Fतापमान बढ़ने के साथ घटता है, यह अर्धचालक बैंडगैप की एक विशेषता है। सापेक्ष दीप्ति तीव्रता बनाम जंक्शन तापमान का ग्राफ दर्शाता है कि तीव्रता तापमान बढ़ने के साथ घटती है, इस घटना को थर्मल क्षय कहा जाता है। क्रोमैटिसिटी निर्देशांक विस्थापन बनाम जंक्शन तापमान का ग्राफ दर्शाता है कि श्वेत बिंदु तापमान के साथ थोड़ा बदल सकता है, जो रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4.3 स्पेक्ट्रम वितरण और पल्स हैंडलिंग क्षमता

सापेक्ष स्पेक्ट्रम वितरण ग्राफ एक शीत श्वेत फॉस्फर-परिवर्तित LED के उत्सर्जन स्पेक्ट्रम को दर्शाता है, जो एक नीला पंप शिखर और एक विस्तृत पीला फॉस्फर उत्सर्जन दिखाता है। अनुमत पल्स हैंडलिंग क्षमता चार्ट विभिन्न ड्यूटी साइकिल और पल्स चौड़ाई के लिए अधिकतम अनुमत असंतत पल्स धारा को परिभाषित करता है, जो मल्टीप्लेक्सिंग या PWM डिमिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 यांत्रिक आयाम

यह एलईडी मानक PLCC-2 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) सरफेस माउंट पैकेज में आती है। आयाम चित्र महत्वपूर्ण माप डेटा प्रदान करता है, जिसमें कुल लंबाई, चौड़ाई, ऊंचाई, पिन पिच और पैड आयाम शामिल हैं। पीसीबी पैड डिजाइन और स्वचालित असेंबली के लिए इन आयामों का पालन करना आवश्यक है।

5.2 अनुशंसित पैड लेआउट और ध्रुवीयता

रिफ्लो प्रक्रिया के दौरान विश्वसनीय सोल्डर जोड़ बनाने और उचित संरेखण सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न (पैड डिजाइन) प्रदान किए गए हैं। ध्रुवीयता पैकेज ज्यामिति द्वारा इंगित की जाती है; आमतौर पर, एक पिन या पैकेज बॉडी पर एक नॉच/कटआउट कैथोड को दर्शाता है। सर्किट के कामकाज के लिए सही अभिविन्यास महत्वपूर्ण है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

एक विस्तृत रिफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफाइल निर्दिष्ट की गई है। पीक तापमान 260°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और 240°C (या समान लिक्विडस तापमान) से ऊपर का समय अनुशंसित अवधि (जैसे 30 सेकंड) तक सीमित होना चाहिए ताकि प्लास्टिक पैकेज और आंतरिक चिप तथा बॉन्डिंग वायर को तापीय क्षति से बचाया जा सके।

6.2 उपयोग और भंडारण संबंधी सावधानियां

सामान्य संचालन सावधानियों में लेंस पर यांत्रिक तनाव लगाने से बचना, इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) को रोकने के लिए उचित ग्राउंडिंग उपायों का उपयोग करना, और सूखे, नियंत्रित वातावरण में भंडारण शामिल है। यह उपकरण रिवर्स बायस ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। भंडारण तापमान सीमा कार्यशील सीमा के समान है (-40°C से +110°C)।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विनिर्देश

LED को स्वचालित प्लेसमेंट मशीनों के लिए उपयुक्त उद्योग-मानक टेप और रील पैकेजिंग में आपूर्ति की जाती है। पैकेजिंग जानकारी रील आकार, कैरियर टेप चौड़ाई, पॉकेट पिच और कैरियर टेप के भीतर घटकों के अभिविन्यास को विस्तार से बताती है।

7.2 मॉडल और ऑर्डर कोड

बेस मॉडल 67-11-C70202H-AM है। ऑर्डरिंग जानकारी में विभिन्न ल्यूमिनस इंटेंसिटी या क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट बिन के निर्दिष्टीकरण के लिए विकल्प शामिल हो सकते हैं, जो डिजाइनर को अपने एप्लिकेशन के लिए आवश्यक सटीक प्रदर्शन स्तर का चयन करने की अनुमति देते हैं।

8. एप्लिकेशन डिज़ाइन सुझाव

8.1 टाइपिकल एप्लिकेशन सर्किट

निरंतर प्रकाश आउटपुट के लिए, LED को कॉन्स्टेंट वोल्टेज स्रोत के बजाय कॉन्स्टेंट करंट स्रोत द्वारा संचालित किया जाना चाहिए। एक स्थिर वोल्टेज स्रोत के तहत एक साधारण श्रृंखला रोकनेवाला का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इसके प्रतिरोध मूल्य की गणना बिजली आपूर्ति वोल्टेज, LED के फॉरवर्ड वोल्टेज (अधिकतम V_Fका उपयोग करके सबसे खराब स्थिति वर्तमान गणना) और आवश्यक करंट (जैसे 20mA) के आधार पर की जानी चाहिए। ऑटोमोटिव एप्लिकेशन के लिए, इनपुट पर ट्रांजिएंट वोल्टेज दमन और रिवर्स पोलैरिटी सुरक्षा पर विचार किया जाना चाहिए।

8.2 थर्मल प्रबंधन विचार

प्रदर्शन और दीर्घायु बनाए रखने के लिए, पैड पर गर्मी का प्रबंधन करने की आवश्यकता है। थर्मल प्रतिरोध मान (R_{th JS real}= 130 K/W अधिकतम) का उपयोग करके जंक्शन तापमान वृद्धि की गणना करें: ΔT_J= P_D* R_{th JS}, जहाँ P_D= V_F* I_F. सुनिश्चित करें कि परिकलित T_J125°C से नीचे रखा जाए। एलईडी पैड के नीचे और आसपास पर्याप्त तांबे की परत बिछाना हीट सिंक के रूप में कार्य कर सकता है।

8.3 ऑप्टिकल डिज़ाइन विचार

120° का दृश्य कोण पूर्ण चौड़ाई आधी अधिकतम (FWHM) मान है। संकीर्ण बीम की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, द्वितीयक प्रकाशीय तत्व (लेंस) की आवश्यकता हो सकती है। विशिष्ट CIE निर्देशांक (0.3, 0.3) एक शीत श्वेत बिंदु से मेल खाते हैं। यदि एक सरणी में कई एलईडी का उपयोग किया जाता है, तो दृश्यमान रंग बेमेल से बचने के लिए समान या आसन्न क्रोमैटिसिटी बिन से घटकों का चयन किया जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

सामान्य गैर-ऑटोमोटिव ग्रेड PLCC-2 एलईडी की तुलना में, इस उपकरण का मुख्य विभेदक इसका AEC-Q102 प्रमाणन, सल्फाइड प्रतिरोध और विस्तारित ऑटोमोटिव तापमान सीमा (-40°C से +110°C) के भीतर गारंटीकृत प्रदर्शन है। इसके पैकेज आकार और ड्राइव करंट के लिए 2240mcd की विशिष्ट ल्यूमिनस तीव्रता प्रतिस्पर्धी है। व्यापक बिनिंग संरचना अधिक कठोर सिस्टम-स्तरीय प्रदर्शन नियंत्रण की अनुमति देती है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

10.1 अनुशंसित ड्राइव करंट क्या है?

मानक परीक्षण और विशिष्ट संचालन स्थिति 20mA है। अधिकतम निरंतर धारा 80mA है, लेकिन 20mA से ऊपर संचालन से जंक्शन तापमान बढ़ सकता है और ल्यूमिनस दक्षता तथा दीर्घकालिक विश्वसनीयता कम हो सकती है। बढ़े हुए परिवेश तापमान पर संचालन करते समय, डीरेटिंग वक्र का संदर्भ अवश्य लें।

10.2 ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेड कोड की व्याख्या कैसे करें?

ग्रेड कोड (जैसे BA) एक न्यूनतम और अधिकतम ल्यूमिनस इंटेंसिटी रेंज को परिभाषित करता है। ऑर्डर करते समय, आप एक ग्रेड कोड निर्दिष्ट कर सकते हैं ताकि प्राप्त एलईडी की तीव्रता उस विशिष्ट सीमा के भीतर हो, जो मल्टी-एलईडी डिज़ाइन में समान चमक प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है।

10.3 क्या इस LED का उपयोग PWM डिमिंग के लिए किया जा सकता है?

是的，该LED可以使用脉宽调制（PWM）进行调光。应查阅允许脉冲处理能力图表，以确保PWM信号的峰值电流和占空比不超过规定的限制。PWM频率应足够高以避免可见闪烁（通常>200Hz）。

11. व्यावहारिक डिज़ाइन केस स्टडी

ऑटोमोटिव एयर कंडीशनिंग कंट्रोल पैनल के लिए बैकलाइट डिज़ाइन करने हेतु 10 ऐसे एलईडी के उपयोग पर विचार करें। डिज़ाइन लक्ष्य 85°C तक के परिवेशी तापमान पर समान चमक प्राप्त करना है। चरण 1: समरूपता सुनिश्चित करने के लिए समान ल्यूमिनस इंटेंसिटी ग्रेड (जैसे BA) और क्रोमैटिसिटी ग्रेड के एलईडी चुनें। चरण 2: प्रत्येक एलईडी को 20mA प्रदान करने वाला एक कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर सर्किट डिज़ाइन करें। चरण 3: थर्मल विश्लेषण करें: 20mA और टाइपिकल V_F3.1V पर, प्रत्येक एलईडी की पावर डिसिपेशन 62mW है। मान लें कि R_{th JS real}130 K/W है, पैड से जंक्शन तक तापमान वृद्धि लगभग 8°C है। यदि PCB डिज़ाइन पैड तापमान को 90°C (अधिकतम परिवेशी तापमान से 5°C अधिक) पर बनाए रख सकता है, तो जंक्शन तापमान लगभग 98°C होगा, जो 125°C की सीमा के भीतर है। चरण 4: PCB लेआउट में हीट डिसिपेशन के लिए पर्याप्त कॉपर पोर करें और विश्वसनीय सोल्डरिंग सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न का पालन करें।

12. कार्य सिद्धांत

यह एक फॉस्फर-परिवर्तित सफेद एलईडी है। मूल अर्धचालक चिप फॉरवर्ड बायस पर नीला प्रकाश (इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस) उत्सर्जित करती है। यह नीला प्रकाश चिप पर या उसके निकट पीले (या पीले और लाल) फॉस्फर कोटिंग को उत्तेजित करता है। शेष नीला प्रकाश फॉस्फर द्वारा उत्सर्जित चौड़े स्पेक्ट्रम वाले पीले प्रकाश के साथ मिलकर सफेद प्रकाश की दृश्य धारणा उत्पन्न करता है। नीले प्रकाश और फॉस्फर-परिवर्तित प्रकाश का विशिष्ट अनुपात संबंधित रंग तापमान (CCT) निर्धारित करता है, इस उदाहरण में "ठंडी सफेद रोशनी" का रूप बनाता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

ऑटोमोटिव एलईडी प्रकाश व्यवस्था का सामान्य रुझान उच्च प्रकाश दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर दृश्य आकर्षण के लिए उन्नत कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI), और उच्च जंक्शन तापमान पर अधिक विश्वसनीयता की ओर है। ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स और कई एलईडी चिप्स को एकल पैकेज में एकीकृत करना उन्नत प्रकाश मॉड्यूल के लिए भी आम है। इसके अलावा, सल्फाइड, नमी और थर्मल साइकिल जैसे कठोर पर्यावरणीय कारकों के प्रति अधिक प्रतिरोधी एलईडी विकसित करने पर भी ध्यान केंद्रित है, ताकि अगली पीढ़ी की ऑटोमोटिव की विकासशील मांगों को पूरा किया जा सके।