PLCC-4 Cool White LED Data Sheet - Package 3.2x2.8x1.9mm - Voltage 3.1V - Power 0.093W - Technical Documentation in Hindi

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ PLCC-4 (प्लास्टिक लीडेड चिप कैरियर) सतह माउंट पैकेज में उपलब्ध एक उच्च चमक वाले कूल व्हाइट एलईडी की तकनीकी विशिष्टताओं का विस्तृत विवरण प्रस्तुत करता है। इसका डिज़ाइन मुख्य रूप से कठोर ऑटोमोटिव वातावरण में विश्वसनीयता और प्रदर्शन पर केंद्रित है, जो बाह्य प्रकाशन अनुप्रयोगों के लिए अभिप्रेत है। इसके मुख्य लाभों में व्यापक देखने का कोण, कठोर परिस्थितियों के लिए उपयुक्त मजबूत निर्माण, और सख्त ऑटोमोटिव एवं पर्यावरणीय मानकों के अनुपालन शामिल हैं।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

2.1 प्रकाशमितीय एवं विद्युत विशेषताएँ

यह डिवाइस टाइपिकल फॉरवर्ड करंट (I_F) 30 mA की स्थिति में कार्य करता है। इस स्थिति में, इसकी टाइपिकल ल्यूमिनस इंटेंसिटी (I_V) 3350 मिलिकैंडेला (mcd), न्यूनतम 2240 mcd और अधिकतम 5600 mcd है। टाइपिकल फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) 3.10 वोल्ट है, जो 2.75V से 3.75V के बीच है। इसकी प्रमुख तरंगदैर्ध्य CIE 1931 क्रोमैटिसिटी निर्देशांक x=0.33 और y=0.34 द्वारा परिभाषित है, जो इसके शीत श्वेत प्रकाश बिंदु को निर्धारित करती है। स्थानिक प्रकाश वितरण 120 डिग्री के विस्तृत देखने के कोण (2θ_½) द्वारा परिभाषित है, जो विस्तृत प्रकाशन सीमा प्रदान करता है।

2.2 निरपेक्ष अधिकतम रेटिंग एवं ताप प्रबंधन

डिवाइस के जीवनकाल को सुनिश्चित करने के लिए, महत्वपूर्ण सीमा मूल्यों को कभी भी पार न करें। पूर्ण अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट 60 mA है, पल्स ≤10 μs पर सर्ज करंट क्षमता 250 mA है। अधिकतम पावर डिसिपेशन 225 mW है। जंक्शन तापमान (T_J) 125°C से अधिक नहीं होना चाहिए, कार्य तापमान सीमा -40°C से +110°C है। थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है; जंक्शन से सोल्डर पॉइंट तक थर्मल प्रतिरोध (R_thJS) अधिकतम 150 K/W (वास्तविक मान) और 100 K/W (विद्युत मान) निर्धारित करता है। T को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए उचित PCB थर्मल डिजाइन आवश्यक है।_Jको सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखना चाहिए।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

3.1 फॉरवर्ड करंट और वोल्टेज संबंध (I-V वक्र)

I-V आरेख 25°C पर फॉरवर्ड करंट और वोल्टेज के बीच संबंध दर्शाता है। यह वक्र एक अर्धचालक डायोड की विशिष्ट विशेषता है, जो एक घातीय वृद्धि प्रदर्शित करता है। डिजाइनर वांछित ऑपरेटिंग करंट प्राप्त करने के लिए श्रृंखला प्रतिरोध मान या ड्राइव सर्किट आवश्यकताओं की गणना करने के लिए इस वक्र का उपयोग करते हैं।

3.2 सापेक्ष ल्यूमिनस तीव्रता और फॉरवर्ड करंट संबंध

यह ग्राफ दर्शाता है कि प्रकाश उत्पादन धारा बढ़ने के साथ बढ़ता है, लेकिन उच्च धारा पर उप-रैखिक संबंध प्रदर्शित करता है, जो मुख्य रूप से जंक्शन तापमान में वृद्धि और दक्षता में कमी के कारण होता है। आउटपुट मान को 30 mA पर मान के आधार पर सामान्यीकृत किया गया है।

3.3 तापमान निर्भरता

दो प्रमुख ग्राफ निरंतर 30 mA चालन धारा पर, जंक्शन तापमान (T_J) में परिवर्तन के साथ प्रदर्शन को दर्शाते हैं।सापेक्ष दीप्ति तीव्रता और जंक्शन तापमानवक्र दर्शाता है कि तापमान बढ़ने के साथ, प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है, जो LED की एक सामान्य विशेषता है।सापेक्ष अग्र वोल्टेज और जंक्शन तापमानवक्र नकारात्मक तापमान गुणांक दर्शाता है, अर्थात V_FT के साथ_Jबढ़ने पर रैखिक रूप से घटता है। यह विशेषता कभी-कभी तापमान संवेदन के लिए उपयोगी होती है।

3.4 क्रोमैटिसिटी शिफ्ट

ΔCIE x और ΔCIE y को फॉरवर्ड करंट और जंक्शन तापमान के साथ बदलते हुए प्लॉट करने से सफेद प्रकाश के रंग बिंदु की स्थिरता दिखाई देती है। मामूली शिफ्ट होती है, जो रंग उपस्थिति की स्थिरता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

3.5 फॉरवर्ड करंट डेरेटिंग

यह विश्वसनीयता से संबंधित एक महत्वपूर्ण चार्ट है, डेरेटिंग वक्र अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट को पैड तापमान (T_S) के साथ प्लॉट करता है। T के बढ़ने पर_S, अनुमत I_Fअधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक होने से रोकने के लिए इसे कम करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, T_S=110°C पर, अधिकतम I_F31 mA है। डिवाइस को 8 mA से कम करंट पर संचालित नहीं किया जाना चाहिए।

3.6 अनुमेय पल्स हैंडलिंग क्षमता

यह ग्राफ किसी दिए गए पल्स चौड़ाई (t_F(AV)) और ड्यूटी साइकिल (D) के लिए अधिकतम अनुमत सर्ज करंट (I_p) को परिभाषित करता है। यह डिजाइनर को पल्स ऑपरेशन (जैसे PWM डिमिंग या सिग्नल एप्लिकेशन) में LED की क्षमता को समझने में सक्षम बनाता है।

3.7 स्पेक्ट्रल वितरण

सापेक्ष वर्णक्रमीय शक्ति वितरण ग्राफ तरंगदैर्ध्य पर उत्सर्जित प्रकाश की तीव्रता दर्शाता है, जो फॉस्फर-रूपांतरित सफेद एलईडी की विशिष्ट विशेषता है, जिसमें नीला पंप शिखर और व्यापक पीला फॉस्फर उत्सर्जन बैंड होता है।

4. बिनिंग सिस्टम विवरण

4.1 ल्यूमिनस तीव्रता बिनिंग

उत्पाद को 30 mA पर मापी गई ल्यूमिनस तीव्रता के आधार पर बिन किया जाता है। बिनिंग संरचना व्यापक है, कोड L1 (11.2-14 mcd) से लेकर GA (18000-22400 mcd) तक। इस विशिष्ट मॉडल के लिए, संभावित आउटपुट बिन दर्शाए गए हैं, 3350 mcd का विशिष्ट मान CA बिन (2800-3550 mcd) के भीतर आता है। यह डिजाइनरों को सुसंगत चमक स्तर वाले उपकरणों का चयन करने में सक्षम बनाता है।

4.2 रंग (क्रोमैटिसिटी) बिनिंग

शीत श्वेत प्रकाश रंग बिंदु को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी आरेख पर विशिष्ट चतुर्भुज क्षेत्रों के भीतर नियंत्रित किया जाता है। डेटाशीट 64A, 64B, 64C, 64D, 60A और 60B जैसे बिन को परिभाषित करती है, प्रत्येक बिन चार (x, y) निर्देशांक जोड़ों के एक सेट द्वारा परिभाषित होता है जो अनुमत रंग क्षेत्र के कोने बनाते हैं। इन बिनों के लिए संबंधित रंग तापमान (CCT) संदर्भ सीमा लगभग 6240K से 6680K के बीच है, जो शीत श्वेत उपस्थिति की पुष्टि करती है। यह बहु-एलईडी अनुप्रयोगों में रंग एकरूपता सुनिश्चित करता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

यह उपकरण मानक PLCC-4 सतह माउंट पैकेज में आता है। हालांकि निकाले गए पाठ में सटीक आयाम नहीं दिए गए हैं, लेकिन एक विशिष्ट PLCC-4 पैकेज का आकार लगभग 3.2mm x 2.8mm और ऊंचाई लगभग 1.9mm होती है। पैकेज में ताप अपव्यय में सहायता के लिए एक थर्मल पैड शामिल है। ध्रुवीयता पैकेज के आकार या चिह्नित कैथोड द्वारा इंगित की जाती है। विश्वसनीय सोल्डर जोड़ और इष्टतम थर्मल प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए अनुशंसित पैड पैटर्न प्रदान किया गया है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली गाइड

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग तापमान प्रोफ़ाइल

यह LED 260°C शिखर तापमान पर, अधिकतम 30 सेकंड के लिए रीफ्लो सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त है। यह मानक लीड-फ्री रीफ्लो प्रक्रिया के साथ संगत है। प्रीहीट, सोक, रीफ्लो और कूलिंग चरणों वाले एक विशिष्ट रीफ्लो तापमान प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि LED पिन पर तापमान निर्दिष्ट सीमा से अधिक न हो।

6.2 उपयोग संबंधी सावधानियां

सामान्य संचालन सावधानियों में असेंबली के दौरान उचित ESD सुरक्षा का उपयोग शामिल है, क्योंकि इस उपकरण की ESD संवेदनशीलता 8 kV (ह्यूमन बॉडी मॉडल) है। लेंस पर यांत्रिक तनाव लगाने से बचें। यह उत्पाद रिवर्स वोल्टेज संचालन के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। इसे सूखे, नियंत्रित वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए और नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 3 की आवश्यकताओं का पालन किया जाना चाहिए, जो आम तौर पर निर्धारित करता है कि यदि पैकेज को सोल्डरिंग से पहले परिवेशी हवा में 168 घंटे से अधिक समय तक उजागर किया गया है, तो उसे बेक किया जाना चाहिए।

7. विश्वसनीयता और अनुपालन

此LED符合AEC-Q102标准，该标准是汽车应用中分立光电器件关键的可靠性应力测试规范。它还具备A1级别的抗硫化物腐蚀特性，能够抵抗含硫气体的腐蚀性环境，这对于汽车和工业环境至关重要。该产品符合RoHS（有害物质限制）、欧盟REACH法规，并且是无卤的（Br<900ppm， Cl<900ppm， Br+Cl<1500ppm）。

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 मुख्य अनुप्रयोग: ऑटोमोटिव बाह्य प्रकाश व्यवस्था

वर्णित प्राथमिक अनुप्रयोग ऑटोमोटिव बाह्य प्रकाश व्यवस्था है। इसमें डेटाइम रनिंग लाइट्स (DRL), पोजिशन लाइट्स, साइड मार्कर लाइट्स, टर्न सिग्नल इंडिकेटर और आंतरिक प्रकाश व्यवस्था जैसे कार्य शामिल हैं। चौड़ा देखने का कोण, उच्च चमक और ऑटोमोटिव-ग्रेड विश्वसनीयता (AEC-Q102 प्रमाणित, विस्तृत तापमान सीमा) इसे इन कार्यों के लिए उपयुक्त बनाते हैं।

8.2 डिज़ाइन विचार

थर्मल डिज़ाइन:PCB के माध्यम से प्रभावी ऊष्मा अपव्यय महत्वपूर्ण है। अनुशंसित पैड लेआउट का उपयोग करें, थर्मल पैड को कॉपर फ़ॉइल क्षेत्र से जोड़ें, और आंतरिक या निचली परतों से जुड़ने के लिए थर्मल वाया के उपयोग पर विचार करें। सोल्डर जॉइंट तापमान (T_S) की निगरानी करें ताकि यह डिरेटिंग कर्व सीमा के भीतर रहे।
करंट ड्राइव:बेहतर स्थिरता और लंबे जीवनकाल के लिए, विशेष रूप से व्यापक ऑटोमोटिव तापमान सीमा में, श्रृंखला प्रतिरोधक के साथ नियत वोल्टेज स्रोत के बजाय नियत धारा ड्राइवर का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। उचित सर्ज करंट सुरक्षा लागू की जानी चाहिए।
ऑप्टिकल डिज़ाइन:विशिष्ट अनुप्रयोगों (जैसे संकेत संकेतन) के लिए प्रकाश पुंज को आकार देने के लिए 120 डिग्री के दृश्य कोण को माध्यमिक ऑप्टिकल घटकों (लेंस, रिफ्लेक्टर) की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

सामान्य वाणिज्यिक-ग्रेड LED की तुलना में, इस उपकरण का मुख्य अंतर इसकीऑटोमोटिव-ग्रेड प्रमाणन (AEC-Q102)和सल्फाइड जंग प्रतिरोध विशेषता (ग्रेड A1)। ये विशेषताएँ उपभोक्ता-ग्रेड LED की सामान्य विशेषताएँ नहीं हैं, लेकिन वाहनों में थर्मल चक्र, कंपन, नमी और रासायनिक एक्सपोजर को सहन करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। गारंटीकृत व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज (-40°C से +110°C) भी मानक उपकरणों से अधिक है। ल्यूमिनस तीव्रता और रंग के लिए विस्तृत बिनिंग संरचना एक समान उपस्थिति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उच्च स्थिरता प्रदान करती है।

10. सामान्य प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: थर्मल पैड का उद्देश्य क्या है?
उत्तर: थर्मल पैड एलईडी जंक्शन से प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) तक गर्मी के प्रवाह के लिए एक कम प्रतिरोध पथ प्रदान करता है। यह जंक्शन तापमान को प्रबंधित करने के लिए महत्वपूर्ण है, जो सीधे प्रकाश उत्पादन, रंग स्थिरता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करता है।

प्रश्न: क्या मैं इस एलईडी को सीधे 12V कार बैटरी से चला सकता हूँ?
उत्तर: नहीं। इसका विशिष्ट फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 3.1V है। 12V से सीधे कनेक्शन आपदापूर्ण अतिधारा का कारण बनेगा। आपको करंट-लिमिटिंग सर्किट का उपयोग करना चाहिए, जैसे कि सबसे खराब स्थिति V_Fऔर बैटरी वोल्टेज के लिए गणना किया गया श्रृंखला प्रतिरोध, या अधिमानतः एक समर्पित कॉन्स्टेंट-करंट एलईडी ड्राइवर।

प्रश्न: भंडारण के लिए MSL 3 का क्या अर्थ है?
答：湿度敏感等级3表示，在包装袋打开后，密封包装可以在工厂环境（<30°C/60% RH）中存放最多168小时（7天）。如果暴露时间更长，则必须在回流焊前以125°C烘烤24小时，以防止焊接过程中发生“爆米花”效应损坏。

प्रश्न: तापमान और करंट के साथ सफेद प्रकाश के रंग की स्थिरता कैसी है?
उत्तर: कृपया "क्रोमैटिसिटी कोऑर्डिनेट ड्रिफ्ट" चार्ट देखें। निर्दिष्ट ऑपरेटिंग रेंज के भीतर ड्रिफ्ट (Δx, Δy) होता है, लेकिन यह अपेक्षाकृत छोटा है। अधिकांश ऑटोमोटिव बाहरी अनुप्रयोगों के लिए, यह ड्रिफ्ट स्वीकार्य है। महत्वपूर्ण कलर मैचिंग अनुप्रयोगों के लिए, कृपया विस्तृत बिनिंग डेटा देखें।

11. डिज़ाइन एवं उपयोग केस विश्लेषण

परिदृश्य: डेटाइम रनिंग लाइट (DRL) मॉड्यूल डिज़ाइन करना।
एक डिज़ाइनर कार के लिए एक कॉम्पैक्ट DRL मॉड्यूल डिज़ाइन कर रहा है। उन्होंने इस LED का चयन उसकी उच्च चमक, चौड़े व्यूइंग एंगल और AEC-Q102 अनुपालन के कारण किया है। यह मॉड्यूल 6 LEDs को श्रृंखला में उपयोग करता है। डिज़ाइन प्रक्रिया में शामिल है:
1. विद्युत डिज़ाइन:आवश्यक ड्राइवर आउटपुट वोल्टेज की गणना करें (6 * ~3.1V = ~18.6V मार्जिन सहित)। एक बक-बूस्ट या बूस्ट LED ड्राइवर IC चुनें जो वाहन के 9-16V सिस्टम पर काम कर सके और इस श्रृंखला को स्थिर 30mA (या मार्जिन के लिए थोड़ा कम) प्रदान कर सके।
2. थर्मल डिज़ाइन:एक डबल-लेयर PCB डिज़ाइन करें, जिसमें LED थर्मल पैड के नीचे टॉप लेयर पर बड़ा कॉपर एरिया हो, जो कई थर्मल वाया के माध्यम से बॉटम लेयर के कॉपर प्लेन से जुड़ा हो जो हीट सिंक का काम करे। यह सुनिश्चित करने के लिए थर्मल सिमुलेशन करें कि अधिकतम परिवेश तापमान (जैसे, इंजन बे में 70°C) पर, T_S85°C से नीचे रहे।
3. ऑप्टिकल/मैकेनिकल डिज़ाइन:120 डिग्री के उत्सर्जन को नियामक मानकों के अनुरूप एक विशिष्ट DRL बीम पैटर्न में समानांतर करने के लिए एक इंजेक्शन मोल्डेड पॉलीकार्बोनेट लेंस डिज़ाइन करें। यह लेंस पर्यावरणीय सीलिंग (IP67) भी प्रदान करता है।
यह मामला उच्च-प्रदर्शन एलईडी का उपयोग करते समय विद्युत, थर्मल और ऑप्टिकल डिज़ाइन के बीच अंतर्निर्भरता को उजागर करता है।

12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय

यह एक फॉस्फर-कन्वर्टेड व्हाइट एलईडी है। इसका मूल एक अर्धचालक चिप (आमतौर पर इंडियम गैलियम नाइट्राइड - InGaN पर आधारित) है जो फॉरवर्ड बायस्ड होने पर नीला प्रकाश उत्सर्जित करता है (इलेक्ट्रॉन और होल p-n जंक्शन में पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे ऊर्जा फोटॉन के रूप में मुक्त होती है)। नीले प्रकाश का एक हिस्सा चिप पर या उसके पास जमा पीले-उत्सर्जक फॉस्फर परत (आमतौर पर सेरियम-डोप्ड यट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट - YAG:Ce) द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। शेष नीला प्रकाश परिवर्तित पीले प्रकाश के साथ मिलकर सफेद प्रकाश की दृश्य धारणा उत्पन्न करता है। नीले और पीले प्रकाश का सटीक अनुपात संबंधित रंग तापमान (CCT) निर्धारित करता है, इस मामले में एक "कूल व्हाइट" उपस्थिति बनाता है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान

ऑटोमोटिव एलईडी प्रकाश व्यवस्था का रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), उच्च शक्ति घनत्व और उच्च तापमान पर उच्च विश्वसनीयता की ओर है। साथ ही, ड्राइवर IC और सेंसर (तापमान निगरानी के लिए) को एलईडी पैकेज में एकीकृत करते हुए अधिक बुद्धिमान एकीकरण की ओर भी बढ़ रहा है। इसके अलावा, सटीक और स्थिर रंग प्रतिपादन की मांग बढ़ रही है, विशेष रूप से उन्नत हेडलाइट सिस्टम और आंतरिक एंबिएंट लाइटिंग के लिए। इस डेटाशीट में उजागर सल्फाइड जंग प्रतिरोध एक अधिक सामान्य आवश्यकता बन रहा है, क्योंकि प्रदूषण और सील इलेक्ट्रॉनिक मॉड्यूल में सामग्री के गैस निकलने से जंग का अधिक जोखिम पैदा होता है।