2820 SMD LED डेटाशीट - पैकेज 2.8x2.0mm - एम्बर रंग - 3.0V टाइप. - 0.45W @ 150mA - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

2820-PA1501M-AM श्रृंखला एक उच्च-प्रदर्शन, सतह-माउंट एलईडी है जिसे मुख्य रूप से मांग वाले ऑटोमोटिव प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक स्थिर एम्बर रंग आउटपुट उत्पन्न करने के लिए फॉस्फर-परिवर्तित तकनीक का उपयोग करती है। यह डिवाइस एक कॉम्पैक्ट 2.8mm x 2.0mm एसएमडी पैकेज में रखी गई है, जो आकार और प्रकाश उत्पादन के बीच संतुलन प्रदान करती है। इसके मुख्य लाभों में कठोर AEC-Q102 ऑटोमोटिव योग्यता मानक का अनुपालन, 8KV (HBM) की उच्च इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा, और RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त आवश्यकताओं जैसे पर्यावरणीय नियमों का पालन शामिल है। लक्षित बाजार ऑटोमोटिव आंतरिक और बाहरी प्रकाश व्यवस्था है, जहां विश्वसनीयता, रंग स्थिरता और कठोर परिस्थितियों में प्रदर्शन सर्वोपरि है।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

2.1 प्रकाशमितीय और विद्युत विशेषताएँ

LED का प्रदर्शन 150 mA की एक मानक परीक्षण धारा के तहत चित्रित किया गया है। विशिष्ट दीप्त फ्लक्स 45 लुमेन (lm) है, जो बिनिंग संरचना के अनुसार न्यूनतम 39 lm और अधिकतम 60 lm है। इस धारा पर अग्र वोल्टेज (Vf) आम तौर पर 3.00 वोल्ट है, जो 2.75V से 3.5V तक होता है। यह पैरामीटर ड्राइवर डिजाइन और थर्मल प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण है। डिवाइस 120 डिग्री का एक विस्तृत दृश्य कोण प्रदान करता है, जो एक व्यापक और समान प्रकाश वितरण प्रदान करता है। वर्णिकता निर्देशांक CIE x=0.575 और CIE y=0.418 के आसपास केंद्रित हैं, जो इसके विशिष्ट एम्बर रंग को परिभाषित करते हैं। सभी प्रकाशमितीय मापों की सहनशीलता ±8% है, और अग्र वोल्टेज मापों की सहनशीलता ±0.05V है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स और तापीय गुण

दीर्घकालिक विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, डिवाइस को इसके पूर्ण अधिकतम रेटिंग से परे संचालित नहीं किया जाना चाहिए। अधिकतम निरंतर अग्र धारा 350 mA है, जिसमें 750 mA की शिखर सर्ज धारा (tp ≤ 10 μs) क्षमता है। अधिकतम शक्ति अपव्यय 1225 mW है। जंक्शन तापमान (Tj) 150°C से अधिक नहीं होना चाहिए, जिसका संचालन तापमान सीमा -40°C से +125°C है। दो थर्मल प्रतिरोध मान प्रदान किए गए हैं: जंक्शन से सोल्डर बिंदु तक का वास्तविक थर्मल प्रतिरोध (Rth JS real) अधिकतम 22 K/W है, जबकि विद्युत विधि से प्राप्त मान (Rth JS el) अधिकतम 15 K/W है। संचालन के दौरान Tj को सुरक्षित सीमा के भीतर बनाए रखने के लिए आवश्यक हीटसिंकिंग की गणना करने में ये मान महत्वपूर्ण हैं।

3. Binning System Explanation

एलईडी को एप्लिकेशन डिजाइन के लिए प्रमुख मापदंडों में स्थिरता सुनिश्चित करने हेतु बिन में वर्गीकृत किया जाता है।

3.1 Luminous Flux Binning

Flux bins are designated F3, F4, and F5. The F3 bin covers luminous flux from 39 lm to 45 lm, F4 from 45 lm to 52 lm, and F5 from 52 lm to 60 lm. This allows designers to select LEDs based on the required brightness level for their specific application.

3.2 Forward Voltage Binning

वोल्टेज बिन मल्टी-एलईडी ऐरे में करंट शेयरिंग के लिए एलईडी को मैच करने में मदद करते हैं। बिन 2730 (2.75V - 3.00V), 3032 (3.00V - 3.25V), और 3235 (3.25V - 3.50V) हैं। एक ही या निकट से मेल खाने वाले वोल्टेज बिन से एलईडी का उपयोग करने से करंट असंतुलन न्यूनतम हो जाता है।

3.3 कलर बिनिंग

एम्बर रंग को दो प्राथमिक बिन्स: YA और YB के भीतर सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। प्रत्येक बिन को CIE 1931 क्रोमैटिसिटी डायग्राम पर एक चतुर्भुज क्षेत्र द्वारा परिभाषित किया गया है। बिन YA और YB की विशिष्ट निर्देशांक सीमाएँ हैं जो यह सुनिश्चित करती हैं कि उत्सर्जित एम्बर रंग दृश्यतः सुसंगत और स्वीकार्य सीमा के भीतर आता है। प्रदान किए गए विशिष्ट निर्देशांक (x=0.575, y=0.418) एक केंद्रीय संदर्भ बिंदु के रूप में कार्य करते हैं।

4. परफॉर्मेंस कर्व एनालिसिस

4.1 IV वक्र और सापेक्ष दीप्तिमान फ्लक्स

Forward Current vs. Forward Voltage graph LED ki vishesh exponential sambandh ko dikhata hai. 150 mA par, Vf lagbhag 3.0V ke aas-paas hota hai. Relative Luminous Flux vs. Forward Current graph sanket karta hai ki prakash utpadan current ke saath sub-linearly badhta hai. Uchch dharayein chalane par zyada prakash milta hai, lekin isase adhik ushna utpann hoti hai, jo prabhavta aur aayu ko prabhavit karti hai.

4.2 तापमान पर निर्भरता

Junction temperature के विरुद्ध performance graphs automotive applications के लिए महत्वपूर्ण हैं। Relative Luminous Flux vs. Junction Temperature curve दर्शाती है कि तापमान बढ़ने के साथ प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। 125°C पर, relative flux, 25°C पर इसके मूल्य का लगभग 70-80% होता है। Forward Voltage का एक negative temperature coefficient है, जो तापमान बढ़ने के साथ रैखिक रूप से घटता है। Chromaticity Coordinates Shift graphs बढ़ती धारा और तापमान दोनों के साथ न्यूनतम परिवर्तन दर्शाते हैं, जो अच्छी color stability का संकेत देता है।

4.3 स्पेक्ट्रल वितरण और विकिरण पैटर्न

Relative Spectral Distribution graph एक phosphor-converted spectrum की पुष्टि करता है, जो amber LEDs के लिए विशिष्ट है, जिसमें एक व्यापक उत्सर्जन शिखर होता है। Viewing angle diagram 120° full width at half maximum (FWHM) के साथ Lambertian-like emission pattern को दर्शाता है, जो व्यापक, समान प्रकाश वितरण की पुष्टि करता है।

4.4 डीरेटिंग और पल्स हैंडलिंग

फॉरवर्ड करंट डीरेटिंग कर्व सोल्डर पैड तापमान (Ts) के आधार पर अधिकतम अनुमेय निरंतर धारा निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, Ts=125°C पर, अधिकतम IF 350 mA है। वक्र न्यूनतम 20 mA के संचालन धारा का निर्देश देता है। परमिसिबल पल्स हैंडलिंग कैपेबिलिटी ग्राफ बहुत कम पल्स चौड़ाई (tp) और विभिन्न ड्यूटी साइकिल (D) के लिए अनुमत शिखर पल्स धारा (IFP) को परिभाषित करता है, जो PWM डिमिंग या स्ट्रोब अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।

5. मैकेनिकल और पैकेज सूचना

5.1 Physical Dimensions

LED पैकेज की लंबाई 2.8mm और चौड़ाई 2.0mm है। मैकेनिकल ड्राइंग में समग्र ऊंचाई, लेंस ज्यामिति और लीड आयाम सहित विस्तृत माप दिए गए हैं। अन्यथा निर्दिष्ट न होने पर सभी सहनशीलताएं ±0.1mm हैं। इसका कॉम्पैक्ट आकार उच्च-घनत्व PCB लेआउट की सुविधा प्रदान करता है।

5.2 अनुशंसित सोल्डर पैड लेआउट

विश्वसनीय सोल्डरिंग और इष्टतम थर्मल प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए एक लैंड पैटर्न डिज़ाइन प्रदान किया गया है। डिज़ाइन में दो विद्युत टर्मिनलों और एक केंद्रीय थर्मल पैड के लिए पैड शामिल हैं। एलईडी जंक्शन से पीसीबी तक कुशल ताप हस्तांतरण के लिए थर्मल पैड आवश्यक है। इस अनुशंसित लेआउट का पालन करने से टॉम्बस्टोनिंग को रोकने, सोल्डर जोड़ की विश्वसनीयता में सुधार करने और थर्मल डिसिपेशन को अधिकतम करने में मदद मिलती है।

5.3 पोलैरिटी पहचान

कैथोड आमतौर पर डिवाइस पर चिह्नित होता है, अक्सर एक खांचे, एक बिंदु, या यांत्रिक चित्र में दर्शाए अनुसार पैकेज के निचले हिस्से पर हरे रंग के चिह्न द्वारा। डिवाइस क्षति को रोकने के लिए असेंबली के दौरान सही ध्रुवता अभिविन्यास अनिवार्य है।

6. Soldering and Assembly Guidelines

6.1 Reflow Soldering Profile

LED की अधिकतम सोल्डरिंग तापमान रेटिंग 30 सेकंड के लिए 260°C है। एक विस्तृत रीफ्लो प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए, जिसमें आमतौर पर प्रीहीट, थर्मल सोक, रीफ्लो (शिखर तापमान 260°C से अधिक नहीं), और कूलिंग चरण शामिल होते हैं। प्रोफाइल JEDEC मानकों के लिए नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) 2 घटकों के साथ संगत होनी चाहिए, जिसका अर्थ है कि रीफ्लो से पहले यदि डिवाइस अपने फ्लोर लाइफ से अधिक समय तक परिवेशी परिस्थितियों के संपर्क में रहा है तो उसे बेक किया जाना चाहिए।

6.2 उपयोग के लिए सावधानियाँ

प्रमुख सावधानियों में शामिल हैं: लेंस पर यांत्रिक तनाव से बचना, प्रकाशीय सतह के संदूषण को रोकना, उपयुक्त ESD हैंडलिंग प्रक्रियाओं का पालन करना, और सल्फर-प्रेरित जंग (डिवाइस सल्फर टेस्ट क्लास A1 को पूरा करता है) को रोकने के लिए PCB और सोल्डर पेस्ट को साफ सुनिश्चित करना।

6.3 भंडारण की स्थितियाँ

भंडारण तापमान सीमा -40°C से +125°C है। दीर्घकालिक भंडारण के लिए, यदि बैग खोला गया है और एक्सपोजर समय MSL 2 फ्लोर लाइफ से अधिक हो जाता है, तो घटकों को उनके मूल नमी-रोधी बैग में डिसिकेंट के साथ रखा जाना चाहिए।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर संबंधी जानकारी

7.1 Packaging Specifications

एलईडी स्वचालित असेंबली के लिए टेप और रील पर आपूर्ति की जाती हैं। पैकेजिंग जानकारी रील के आयाम, टेप की चौड़ाई, पॉकेट अंतराल और टेप पर घटकों की अभिविन्यास का विवरण देती है।

7.2 Part Number and Model Naming Rules

पार्ट नंबर 2820-PA1501M-AM एक तार्किक संरचना का अनुसरण करता है: "2820" पैकेज आकार को दर्शाता है, "PA" संभवतः फॉस्फर-रूपांतरित एम्बर के लिए है, "150" एमए में नाममात्र परीक्षण धारा को संदर्भित कर सकता है, "1M" एक विशिष्ट फ्लक्स/रंग बिन या संस्करण को दर्शा सकता है, और "AM" एम्बर रंग की पुष्टि करता है। ऑर्डरिंग जानकारी सटीक अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए चमकदार फ्लक्स (F3/F4/F5) और फॉरवर्ड वोल्टेज (2730/3032/3235) के लिए विशिष्ट बिन के चयन की अनुमति देती है।

8. अनुप्रयोग सिफारिशें

8.1 Typical Application Scenarios

प्राथमिक अनुप्रयोग ऑटोमोटिव लाइटिंग है। इसमें आंतरिक अनुप्रयोग शामिल हैं जैसे डैशबोर्ड बैकलाइटिंग, स्विच प्रकाश, और एंबिएंट लाइटिंग। बाहरी अनुप्रयोगों में साइड मार्कर लाइट्स, टर्न सिग्नल इंडिकेटर्स (स्थानीय नियमों और आवश्यक चमकदार तीव्रता के आधार पर), और डेटाइम रनिंग लाइट्स (DRLs) शामिल हैं, जब उन्हें क्लस्टर में या उपयुक्त ऑप्टिक्स के साथ प्रयोग किया जाता है।

8.2 Design Considerations

डिज़ाइनरों को कई कारकों पर विचार करना चाहिए: थर्मल प्रबंधन: उचित PCB हीटसिंक (कॉपर पोर) डिज़ाइन करने के लिए थर्मल प्रतिरोध मान और डीरेटिंग कर्व का उपयोग करें और संभवतः उच्च-शक्ति या उच्च-परिवेश-तापमान अनुप्रयोगों के लिए मेटल-कोर PCBs (MCPCBs) के उपयोग पर विचार करें। Current Drive: स्थिर प्रकाश उत्पादन के लिए एक स्थिर धारा ड्राइवर का उपयोग करें। ड्राइवर को फॉरवर्ड वोल्टेज बिन रेंज को समायोजित करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। Optics: 120° के दृश्य कोण के लिए विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए वांछित बीम पैटर्न प्राप्त करने के लिए द्वितीयक प्रकाशिकी (लेंस, प्रकाश मार्गदर्शक) की आवश्यकता हो सकती है। PCB लेआउट: अनुशंसित सोल्डर पैड डिज़ाइन का बारीकी से पालन करें, विशेष रूप से थर्मल पैड कनेक्शन के लिए, जिसे गर्मी फैलाने के लिए आंतरिक या निचली परतों में कई वाया के साथ एक बड़े तांबे के क्षेत्र से जोड़ा जाना चाहिए।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदन

मानक वाणिज्यिक-श्रेणी एलईडी की तुलना में, 2820-PA1501M-AM श्रृंखला स्वयं को ऑटोमोटिव-ग्रेड योग्यता (AEC-Q102) के माध्यम से अलग करती है। इसमें तापमान चक्रण, नमी प्रतिरोध, उच्च-तापमान संचालन जीवन (HTOL), और अन्य दबाव कारकों के लिए अधिक कठोर परीक्षण शामिल हैं। 8KV ESD रेटिंग सामान्य वाणिज्यिक भागों से अधिक है। इसका सल्फर प्रतिरोध (क्लास A1) ऑटोमोटिव और औद्योगिक वातावरणों में एक प्रमुख लाभ है जहां वायुमंडलीय सल्फर चांदी-लेपित घटकों को संक्षारित कर सकता है। छोटे 2820 पैकेज से अपेक्षाकृत उच्च फ्लक्स आउटपुट (45 lm typ) का संयोजन अच्छी दीप्त प्रभावकारिता और डिजाइन लचीलापन प्रदान करता है।

10. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (तकनीकी मापदंडों के आधार पर)

क्या मैं इस एलईडी को 350 एमए पर लगातार चला सकता हूँ?
उत्तर: आप इसे केवल 350 एमए पर चला सकते हैं यदि सोल्डर पैड का तापमान (Ts) 25°C या उससे कम है, जैसा कि डीरेटिंग कर्व के अनुसार है। उच्च Ts वाले वास्तविक अनुप्रयोग में, अधिकतम अनुमत निरंतर धारा कम होगी। हमेशा डीरेटिंग कर्व से परामर्श लें।

Rth JS real और Rth JS el में क्या अंतर है?
A: Rth JS real को तापमान-संवेदनशील पैरामीटर (जैसे फॉरवर्ड वोल्टेज) का उपयोग करके मापा जाता है और यह वास्तविक थर्मल पथ का प्रतिनिधित्व करता है। Rth JS el की गणना विद्युत पैरामीटर से की जाती है और यह अक्सर कम होता है। रूढ़िवादी थर्मल डिजाइन के लिए, उच्च Rth JS real मान (22 K/W अधिकतम) का उपयोग करें।

Q: मैं सही बिन का चयन कैसे करूं?
A: लगातार चमक की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, एक सख्त ल्यूमिनस फ्लक्स बिन (जैसे, F4) निर्दिष्ट करें। ऐरे के लिए जहां करंट शेयरिंग महत्वपूर्ण है, एक सख्त फॉरवर्ड वोल्टेज बिन निर्दिष्ट करें। रंग-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए, कलर बिन (YA या YB) निर्दिष्ट करें।

Q: क्या यह LED PWM डिमिंग के लिए उपयुक्त है?
A: हाँ, पल्स हैंडलिंग क्षमता ग्राफ दर्शाता है कि यह कम ड्यूटी साइकिल पर उच्च पीक करंट संभाल सकता है। ओवरहीटिंग से बचने के लिए सुनिश्चित करें कि पल्स चौड़ाई और आवृत्ति निर्दिष्ट सीमा के भीतर हों।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन और उपयोग के उदाहरण

Example 1: Automotive Interior Ambient Lighting Strip: एक डिज़ाइन में फ्लेक्सिबल PCB पर 20 एलईडी श्रृंखला में लगाई जाती हैं। डिज़ाइनर सुसंगत चमाक के लिए F4 फ्लक्स बिन और अच्छे मिलान के लिए 3032 वोल्टेज बिन का चयन करता है। 150 mA की आपूर्ति करने वाला एक कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइवर उपयोग किया जाता है। फ्लेक्सिबल PCB हीट सिंकिंग के लिए एक धातु चेसिस से जुड़ी होती है, जो Ts को 80°C से नीचे रखती है, जो डीरेटिंग कर्व के अनुसार एक सुरक्षित ऑपरेटिंग करंट की अनुमति देती है।

उदाहरण 2: एक्सटीरियर साइड मार्कर लाइट: डिज़ाइन में 3 एलईडी का उपयोग किया जाता है। हुड के नीचे अधिक परिवेशी तापमान के कारण, डिज़ाइनर एक मेटल-कोर PCB (MCPCB) का उपयोग करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि Tj 125°C से नीचे रहे, Rth JS real = 22 K/W और अपेक्षित परिवेशी तापमान का उपयोग करके थर्मल सिमुलेशन किया जाता है। 120° का चौड़ा व्यूइंग एंगल एक सेकेंडरी डिफ्यूज़र लेंस की आवश्यकता को समाप्त कर देता है, जिससे हाउसिंग डिज़ाइन सरल हो जाता है।

12. Operational Principle Introduction

यह LED एक फॉस्फर-परिवर्तित प्रकार का है। मूल सेमीकंडक्टर चिप छोटी तरंगदैर्ध्य (आमतौर पर नीली या निकट-पराबैंगनी) पर प्रकाश उत्सर्जित करती है। यह प्रकाश चिप पर या उसके आसपास जमा फॉस्फर सामग्री की एक परत द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। फॉस्फर फिर लंबी तरंगदैर्ध्य पर प्रकाश का पुनः उत्सर्जन करता है। फॉस्फर संरचना का सावधानीपूर्वक चयन करके, चिप और फॉस्फर से संयुक्त प्रकाश को एम्बर के रूप में देखा जाता है। यह विधि रंग बिंदु पर सटीक नियंत्रण की अनुमति देती है और अक्सर प्रत्यक्ष-उत्सर्जक रंगीन एलईडी (जैसे एम्बर/लाल के लिए AlInGaP) की तुलना में बेहतर स्थिरता और स्थिरता प्रदान करती है। सतह-माउंट पैकेज चिप, फॉस्फर और एक ढला हुआ सिलिकॉन या एपॉक्सी लेंस को एकीकृत करता है जो प्रकाश उत्पादन को आकार देता है और पर्यावरणीय सुरक्षा प्रदान करता है।

13. Technology Trends and Developments

ऑटोमोटिव एलईडी प्रकाश व्यवस्था का रुझान उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), अधिक शक्ति घनत्व (छोटे पैकेजों से अधिक प्रकाश), और चरम परिस्थितियों में बेहतर विश्वसनीयता की ओर है। फॉस्फर प्रौद्योगिकी निरंतर उन्नति कर रही है, जो तापमान और समय के साथ उच्च रूपांतरण दक्षता और बेहतर रंग स्थिरता प्रदान करती है। पैकेजिंग प्रौद्योगिकियां थर्मल प्रदर्शन में सुधार के लिए विकसित हो रही हैं, जिससे जीवनकाल से समझौता किए बिना उच्च ड्राइव धाराओं की अनुमति मिलती है। इसके अलावा, ड्राइवर इलेक्ट्रॉनिक्स और कई एलईडी चिप्स का एकल मॉड्यूल में एकीकरण एक बढ़ता हुआ रुझान है। AEC-Q102 जैसे मानकों और विशिष्ट सल्फर प्रतिरोध परीक्षणों का पालन उद्योग की कठोर ऑटोमोटिव वातावरण में मात्रात्मक और गारंटीकृत विश्वसनीयता के लिए धक्के को दर्शाता है।