HPL3535CZ12 श्रृंखला SMD हाई पावर एलईडी डेटाशीट - 3.5x3.5mm सिरेमिक पैकेज - 2.5-3.3V फॉरवर्ड वोल्टेज - 350mA-1200mA ड्राइव करंट - व्हाइट एलईडी

1. उत्पाद अवलोकन

HPL3535CZ12 श्रृंखला एक सतह-माउंट हाई-पावर एलईडी डिवाइस है जो मांगलिक प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर की गई है। यह उच्च चमकदार आउटपुट को एक कॉम्पैक्ट सिरेमिक पैकेज के साथ जोड़ती है, जिससे यह आधुनिक सॉलिड-स्टेट प्रकाश डिजाइनों के लिए एक बहुमुखी घटक बन जाती है। एक प्रमुख विशेषता इसका विद्युत रूप से अलग थर्मल पैड है, जो पीसीबी डिजाइन में अधिक लचीलापन की अनुमति देकर थर्मल प्रबंधन और विद्युत लेआउट को सरल बनाता है। यह श्रृंखला एक मजबूत समाधान के रूप में स्थित है जो सामान्य, वाणिज्यिक और विशेष प्रकाश व्यवस्था की कठोर आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

इस एलईडी के प्राथमिक लाभों में इसका छोटा सिरेमिक SMD फॉर्म फैक्टर शामिल है, जो विश्वसनीयता और थर्मल प्रदर्शन को बढ़ाता है, और 350mA पर 204 लुमेन का उच्च विशिष्ट चमकदार प्रवाह है। यह RoHS, EU REACH और हैलोजन-मुक्त मानकों का अनुपालन करता है, जिससे पर्यावरणीय और नियामक अनुकूलता सुनिश्चित होती है। लक्षित बाजार विविध हैं, जिनमें शामिल हैंसजावटी और मनोरंजन प्रकाश व्यवस्था, सिग्नल और प्रतीक प्रकाश व्यवस्था, औरकृषि प्रकाश व्यवस्था. इसके प्रदर्शन विशेषताएं इसे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती हैं जिन्हें एक विश्वसनीय पैकेज में सुसंगत, चमकदार और कुशल प्रकाश आउटपुट की आवश्यकता होती है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत, प्रकाशिक और थर्मल पैरामीटरों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

डिवाइस को अधिकतम निरंतर फॉरवर्ड करंट (I_F) के लिए 2000 mA पर रेट किया गया है, बशर्ते कि थर्मल पैड 25°C पर बनाए रखा जाए। यह वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में प्रदर्शन गिरावट या विफलता को रोकने के लिए प्रभावी हीट सिंकिंग के महत्व को उजागर करता है। पीक पल्स करंट रेटिंग 1/10 ड्यूटी साइकिल और 1 kHz पर 2400 mA है। अधिकतम जंक्शन तापमान (T_J) 150°C है, जो सेमीकंडक्टर डाई की अंतिम सीमा है। ऑपरेटिंग तापमान रेंज -40°C से +105°C तक निर्दिष्ट है, जो कठोर वातावरण के लिए उपयुक्तता दर्शाता है। एलईडी के लिए 3°C/W का कम थर्मल प्रतिरोध (R_th) निर्दिष्ट है, जो पावर डिसिपेशन के लिए उत्कृष्ट है लेकिन ध्यान दें कि यह जंक्शन-टू-पैड प्रतिरोध है; सिस्टम थर्मल प्रतिरोध अधिक होगा। डिवाइस 260°C के अधिकतम सोल्डरिंग तापमान को सहन कर सकता है और अधिकतम 2 रीफ्लो साइकिल के लिए रेट किया गया है, जो ऐसे घटकों के लिए एक मानक रेटिंग है।

2.2 फोटोमेट्रिक विशेषताएं

डेटाशीट विभिन्न सहसंबंधित रंग तापमान (CCTs): 3000K, 4000K, 5000K, 5700K, और 6500K के लिए विस्तृत चमकदार प्रवाह डेटा प्रदान करती है, सभी 70 के कलर रेंडरिंग इंडेक्स (CRI) के साथ। 350mA और 25°C जंक्शन तापमान पर विशिष्ट प्रवाह 194 lm (3000K) से 204 lm (5000K, 5700K, 6500K) तक होता है। महत्वपूर्ण रूप से, डेटा में 85°C के उच्च जंक्शन तापमान और उच्च ड्राइव करंट (700mA, 1000mA, 1200mA) पर प्रदर्शन शामिल है। उदाहरण के लिए, 5000K वेरिएंट का विशिष्ट प्रवाह 204 lm (350mA, 25°C) से गिरकर 184 lm (350mA, 85°C) हो जाता है, जो प्रकाश आउटपुट पर तापमान के नकारात्मक प्रभाव को प्रदर्शित करता है। 1200mA और 85°C पर, विशिष्ट आउटपुट 536 lm है, लेकिन कम करंट की तुलना में दक्षता (लुमेन प्रति वाट) कम हो जाती है। सभी रेडियोमेट्रिक पावर माप ±10% की निर्दिष्ट सहनशीलता रखते हैं।

3. बिनिंग सिस्टम स्पष्टीकरण

उत्पाद को प्रकाश डिजाइनों में स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए कई पैरामीटरों के अनुसार वर्गीकृत किया गया है।

3.1 चमकदार प्रवाह बिनिंग

व्हाइट एलईडी को 20-लुमेन वृद्धि के साथ चमकदार प्रवाह बिन में समूहीकृत किया गया है। उपलब्ध बिन हैं: 170L20 (170-190 lm), 190L20 (190-210 lm), 210L20 (210-230 lm), और 230L20 (230-250 lm)। ये बिन 350mA के मानक परीक्षण स्थिति पर परिभाषित हैं।

3.2 फॉरवर्ड वोल्टेज बिनिंग

फॉरवर्ड वोल्टेज (V_F) को लगभग 0.2V के चरणों में बिन किया गया है, जिसे 350mA पर मापा गया है। बिन हैं U1 (2.5-2.7V), U2 (2.7-2.9V), U3 (2.9-3.1V), U4 (3.1-3.2V), और U5 (3.2-3.3V)। एक निचलाV_Fबिन समान करंट के लिए थोड़ी कम बिजली की खपत और कम गर्मी उत्पादन का कारण बन सकता है।

3.3 व्हाइट कलर (CCT) बिन संरचना

व्हाइट लाइट आउटपुट को सावधानीपूर्वक वार्म-व्हाइट (2580K-3710K), न्यूट्रल-व्हाइट (3710K-4745K), और कूल-व्हाइट (4745K-7050K) समूहों में वर्गीकृत किया गया है। कूल-व्हाइट समूह के भीतर, 5000K, 5700K, और 6500K CCTs के लिए विशिष्ट बिन परिभाषित हैं, प्रत्येक में चार उप-बिन (जैसे, 50K-1, 50K-2, 50K-3, 50K-4) हैं। प्रत्येक उप-बिन CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर एक चतुर्भुज क्षेत्र द्वारा परिभाषित है, जो चार (x, y) समन्वय जोड़े द्वारा निर्दिष्ट है। यह सटीक बिनिंग डिजाइनरों को बहुत तंग रंग स्थिरता वाली एलईडी का चयन करने की अनुमति देती है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जहां एकसमान उपस्थिति आवश्यक है। क्रोमैटिसिटी समन्वय माप भत्ता ±0.01 है।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

जबकि प्रदान किया गया PDF अंश ग्राफिकल प्रदर्शन वक्र नहीं रखता है, सारणीबद्ध डेटा प्रमुख संबंधों के महत्वपूर्ण विश्लेषण की अनुमति देता है।

4.1 करंट बनाम चमकदार प्रवाह (L-I संबंध)

डेटा तालिकाएं स्पष्ट रूप से ड्राइव करंट और प्रकाश आउटपुट के बीच एक गैर-रैखिक संबंध दिखाती हैं। 85°C पर 5000K एलईडी के लिए करंट को 350mA से 1200mA (3.43x वृद्धि) तक बढ़ाने से प्रवाह में ~204 lm से ~536 lm (~2.63x वृद्धि) तक वृद्धि होती है। यह उप-रैखिक स्केलिंग उच्च करंट पर दक्षता में कमी का संकेत देती है, मुख्य रूप से बढ़े हुए जंक्शन तापमान और एलईडी सेमीकंडक्टर्स में निहित दक्षता ड्रूप के कारण।

4.2 तापमान बनाम चमकदार प्रवाह (T-I संबंध)

तापमान का नकारात्मक प्रभाव स्पष्ट रूप से स्पष्ट है। 350mA पर समान 5000K एलईडी के लिए, जंक्शन तापमान को 25°C से 85°C तक बढ़ाने से विशिष्ट चमकदार प्रवाह 204 lm से गिरकर 184 lm हो जाता है, जो लगभग 10% की कमी है। उत्पाद के जीवनकाल और ऑपरेटिंग स्थितियों में सुसंगत प्रकाश आउटपुट सुनिश्चित करने के लिए अंतिम उत्पाद के थर्मल डिजाइन में इस थर्मल डिरेटिंग को ध्यान में रखा जाना चाहिए।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

डिवाइस एक सिरेमिक SMD पैकेज का उपयोग करता है। श्रृंखला नाम \"HPL3535CZ12\" लगभग 3.5mm x 3.5mm के पैकेज आकार का सुझाव देता है। सिरेमिक पैकेज प्लास्टिक पैकेज की तुलना में उत्कृष्ट थर्मल चालकता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता प्रदान करते हैं, विशेष रूप से हाई-पावर ऑपरेशन और थर्मल साइक्लिंग के तहत। अवलोकन में उल्लेख किया गया है कि एक विद्युत रूप से अलग थर्मल पैड की उपस्थिति एक महत्वपूर्ण विशेषता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

डिवाइस में JEDEC मानक के अनुसार नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 3 है। इसका मतलब है कि यदि पैकेज्ड एलईडी को ≤30°C/85% RH पर 168 घंटे (7 दिन) से अधिक समय तक परिवेशी परिस्थितियों के संपर्क में लाया गया है, तो सोल्डरिंग से पहले उन्हें बेक किया जाना चाहिए। बेकिंग (सोक) आवश्यकता 85°C/85% RH पर 168 घंटे है। रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया के दौरान \"पॉपकॉर्निंग\" या आंतरिक क्षति को रोकने के लिए इन स्थितियों का पालन करना महत्वपूर्ण है। अधिकतम अनुमेय सोल्डरिंग तापमान 260°C है, और घटक अधिकतम 2 रीफ्लो साइकिल के लिए रेट किया गया है, जो लीड-फ्री सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए विशिष्ट है।

7. अनुप्रयोग सिफारिशें

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• सजावटी और मनोरंजन प्रकाश व्यवस्था:इसकी उच्च चमक और उपलब्ध रंग तापमान के कारण वास्तुशिल्प एक्सेंट लाइटिंग, स्टेज लाइटिंग और मूड लाइटिंग के लिए आदर्श।
• सिग्नल और प्रतीक प्रकाश व्यवस्था:एग्जिट साइन, ट्रैफिक सिग्नल और इंडिकेटर लाइट्स के लिए उपयुक्त जहां विश्वसनीयता और सुसंगत रंग सर्वोपरि हैं।
• कृषि प्रकाश व्यवस्था:हॉर्टिकल्चरल लाइटिंग सिस्टम में उपयोग किया जा सकता है, विशेष रूप से उच्च CCT वेरिएंट (5000K-6500K) जो वनस्पति विकास के लिए नीले स्पेक्ट्रम की पूर्ति कर सकते हैं।

7.2 डिजाइन विचार

• थर्मल प्रबंधन:कम 3°C/W थर्मल प्रतिरोध तभी प्रभावी होता है जब गर्मी को थर्मल पैड से पीसीबी और फिर पर्यावरण में कुशलता से स्थानांतरित किया जाए। मेटल-कोर पीसीबी (MCPCB) या एक समर्पित हीटसिंक के उपयोग की दृढ़ता से सिफारिश की जाती है, विशेष रूप से 700mA से ऊपर काम करते समय।
• करंट ड्राइव:स्थिर संचालन के लिए एक स्थिर-करंट एलईडी ड्राइवर का उपयोग करें। जबकि एलईडी 2000mA तक संभाल सकती है, इष्टतम दक्षता और दीर्घायु के लिए विस्तृत तालिकाओं के अनुसार 1200mA या उससे नीचे संचालित करने की सलाह दी जाती है।
• ऑप्टिकल डिजाइन:विशिष्ट व्यूइंग एंगल 120° है। स्पॉट या दिशात्मक प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए वांछित बीम पैटर्न प्राप्त करने के लिए सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस, रिफ्लेक्टर) की आवश्यकता हो सकती है।
• बिनिंग चयन:रंग स्थिरता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों (जैसे, पैनल लाइटिंग) के लिए, तंग CCT और फ्लक्स बिन निर्दिष्ट करें। जहां लागत अधिक प्राथमिकता है, वहां व्यापक बिन स्वीकार्य हो सकते हैं।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

मानक मिड-पावर एलईडी की तुलना में, HPL3535CZ12 श्रृंखला प्रति पैकेज काफी अधिक चमकदार प्रवाह प्रदान करती है, जिससे दिए गए प्रकाश आउटपुट के लिए आवश्यक घटकों की संख्या कम हो जाती है। सिरेमिक निर्माण प्लास्टिक-पैकेज्ड हाई-पावर एलईडी से एक प्रमुख अंतर प्रदान करता है, जो थर्मल तनाव के प्रति बेहतर प्रतिरोध और उच्च ऑपरेटिंग तापमान पर संभावित रूप से लंबे जीवनकाल की पेशकश करता है। विद्युत रूप से अलग थर्मल पैड एक और प्रतिस्पर्धात्मक लाभ है, जो गैर-अलग पैकेज के लिए अक्सर आवश्यक हीटसिंक को विद्युत रूप से अलग करने की आवश्यकता को हटाकर पीसीबी डिजाइन को सरल बनाता है।

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

प्रश्न: इस एलईडी की वास्तविक बिजली की खपत क्या है?
उत्तर: पावर (W) = फॉरवर्ड करंट (A) x फॉरवर्ड वोल्टेज (V)। उदाहरण के लिए, 1000mA (1A) और एक विशिष्टV_F3.0V (U3 बिन से) पर, पावर लगभग 3.0W है।

प्रश्न: जब जंक्शन तापमान बढ़ता है तो चमकदार प्रवाह क्यों कम हो जाता है?
उत्तर: यह एलईडी सेमीकंडक्टर्स की एक मौलिक विशेषता है। उच्च तापमान चिप के भीतर गैर-विकिरण पुनर्संयोजन दरों को बढ़ाता है, जिससे आंतरिक क्वांटम दक्षता और इस प्रकार दिए गए करंट के लिए प्रकाश आउटपुट कम हो जाता है।

प्रश्न: 1000-लुमेन प्रकाश स्रोत के लिए मुझे इनमें से कितनी एलईडी की आवश्यकता है?
उत्तर: 350mA और 85°C पर, एक 5000K एलईडी ~184 lm उत्पन्न करती है। इसलिए, 1000 lm प्राप्त करने के लिए आपको लगभग 6 एलईडी (1000/184 ≈ 5.43) की आवश्यकता होगी, ऑप्टिकल नुकसान को ध्यान में नहीं रखते हुए। उच्च करंट (जैसे, 700mA) पर ड्राइव करने से कम एलईडी की आवश्यकता होगी लेकिन अधिक कठोर थर्मल प्रबंधन के साथ।

प्रश्न: मेरी उत्पादन प्रक्रिया के लिए \"नमी संवेदनशीलता स्तर 3\" का क्या अर्थ है?
उत्तर: इसका मतलब है कि घटक नमी अवशोषण के प्रति संवेदनशील हैं। यदि सीलबंद फैक्टरी बैग खोला जाता है, तो यदि ≤ 30°C/85% RH पर संग्रहीत किया जाता है, तो आपके पास सोल्डरिंग पूरा करने के लिए 168 घंटे (7 दिन) हैं। यदि यह समय पार हो जाता है, तो घटकों को सुरक्षित रूप से रीफ्लो सोल्डर किए जाने से पहले नमी को हटाने के लिए 85°C/85% RH पर 168 घंटे तक बेक किया जाना चाहिए।

10. व्यावहारिक डिजाइन और उपयोग मामला

मामला: एक हाई-बे औद्योगिक लाइट फिक्स्चर डिजाइन करना
एक डिजाइनर को एक गोदाम के लिए 10,000-लुमेन हाई-बे लाइट बनाने की आवश्यकता है। सिस्टम स्तर पर 150 lm/W की दक्षता को लक्षित करते हुए, उन्हें लगभग 67 वाट एलईडी पावर की आवश्यकता है। 700mA और 85°C (विशिष्ट प्रवाह 341 lm) पर संचालित 5000K वेरिएंट का चयन करते हुए, उन्हें लगभग 30 एलईडी (10000/341) की आवश्यकता होगी। कुल एलईडी फॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 90V (30 एलईडी * ~3V प्रत्येक) होगा, जो एक सीरीज-पैरेलल या एक हाई-वोल्टेज स्थिर-करंट ड्राइवर टोपोलॉजी का सुझाव देता है। महत्वपूर्ण कार्य थर्मल प्रबंधन है: 30 एलईडी के साथ ~90W (प्रति एलईडी 3W मानते हुए) का अपव्यय होता है, एक बड़ा, फिन वाला एल्यूमीनियम हीटसिंक और एक मेटल-कोर पीसीबी जंक्शन तापमान को 85°C के जितना संभव हो उतना करीब बनाए रखने के लिए आवश्यक है ताकि अपेक्षित प्रकाश आउटपुट प्राप्त किया जा सके और दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित की जा सके।

11. संचालन सिद्धांत परिचय

लाइट एमिटिंग डायोड (एलईडी) सेमीकंडक्टर डिवाइस हैं जो इलेक्ट्रोलुमिनेसेंस के माध्यम से प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। जब p-n जंक्शन के पार एक फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन और होल सक्रिय क्षेत्र में इंजेक्ट किए जाते हैं जहां वे पुनर्संयोजित होते हैं। व्हाइट एलईडी में उपयोग किए जाने वाले सेमीकंडक्टर्स (आमतौर पर इंडियम गैलियम नाइट्राइड, InGaN पर आधारित) जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप सेमीकंडक्टर में, इस पुनर्संयोजन ऊर्जा का एक हिस्सा फोटॉन (प्रकाश) के रूप में निकलता है। व्हाइट लाइट आमतौर पर एक ब्लू-एमिटिंग एलईडी चिप का उपयोग करके उत्पन्न की जाती है जिसे एक फॉस्फर परत के साथ लेपित किया जाता है। फॉस्फर नीले प्रकाश के एक अंश को अवशोषित करता है और इसे पीले प्रकाश के व्यापक स्पेक्ट्रम के रूप में पुनः उत्सर्जित करता है। शेष नीले प्रकाश और फॉस्फर-परिवर्तित पीले प्रकाश का संयोजन मानव आंख को सफेद दिखाई देता है। सहसंबंधित रंग तापमान (CCT) को फॉस्फर संरचना को संशोधित करके समायोजित किया जाता है।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

सॉलिड-स्टेट प्रकाश उद्योग उच्च दक्षता (लुमेन प्रति वाट), बेहतर रंग गुणवत्ता (उच्च CRI और लाल रेंडिशन के लिए बेहतर R9 मान), और अधिक विश्वसनीयता की ओर विकसित हो रहा है। हाई-पावर एलईडी में चिप-स्केल पैकेज (CSP) और फ्लिप-चिप डिजाइन की ओर एक रुझान है जो थर्मल प्रतिरोध और पैकेज आकार को और कम करते हैं। HPL3535CZ12 जैसी सिरेमिक-पैकेज्ड एलईडी के लिए, चल रहे विकास उच्च दक्षता और बीम कोण में बेहतर रंग स्थिरता के लिए फॉस्फर को अनुकूलित करने, साथ ही चिप और पैकेज से प्रकाश निष्कर्षण दक्षता में सुधार करने पर केंद्रित हैं। इसके अलावा, अंतिम उत्पाद डिजाइन को सरल बनाने के लिए मॉड्यूल स्तर पर ड्राइवर इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑप्टिक्स के एकीकरण में वृद्धि हो रही है।