White LED 5050 SMD डेटाशीट - आकार 5.0x5.0x1.9mm - वोल्टेज 25V - पावर 5W - अंग्रेजी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ 5050 सरफेस-माउंट डिवाइस (SMD) पैकेज में T5C श्रृंखला के उच्च-शक्ति, टॉप-व्यू व्हाइट एलईडी घटकों के विनिर्देशों का विवरण देता है। मांग वाले सामान्य प्रकाश अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया, यह एलईडी उच्च चमकदार फ्लक्स आउटपुट और एक विस्तृत व्यूइंग एंगल के साथ एक थर्मली एन्हांस्ड पैकेज को जोड़ती है। यह रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है और प्रासंगिक पर्यावरणीय मानकों का अनुपालन करती है।

1.1 मुख्य लाभ

• थर्मली एन्हांस्ड पैकेज डिज़ाइन: गर्मी के कुशल अपव्यय के लिए अनुकूलित, उच्च ड्राइव धाराओं का समर्थन करता है और दीर्घायु में सुधार करता है।
• उच्च दीप्तिमान फ्लक्स आउटपुट: प्रतिस्थापन और सामान्य प्रकाश जुड़नार के लिए उपयुक्त उच्च चमक स्तर प्रदान करता है।
• उच्च धारा क्षमता: 200mA की अग्र धारा (IF) के लिए रेटेड, जिसकी अधिकतम पल्स रेटिंग 330mA है।
• कॉम्पैक्ट पैकेज आकार (5050): 5.0mm x 5.0mm फुटप्रिंट उच्च-घनत्व PCB लेआउट की अनुमति देता है।
• Wide Viewing Angle (120°): एक विस्तृत क्षेत्र पर समान प्रकाश व्यवस्था प्रदान करता है।
• Pb-free & RoHS Compliant: पर्यावरण निर्देशों के अनुपालन की आवश्यकता वाले उत्पादों में उपयोग के लिए उपयुक्त।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह LED विभिन्न इनडोर और वास्तुशिल्प प्रकाश व्यवस्था अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जहाँ विश्वसनीयता, चमक और रंग गुणवत्ता सर्वोपरि हैं।

• आंतरिक प्रकाश व्यवस्था: डाउनलाइट्स, पैनल लाइट्स, और अन्य अंतर्निर्मित फिक्स्चर।
• रेट्रोफिट्स (प्रतिस्थापन): मौजूदा फिक्स्चर में पारंपरिक प्रकाश स्रोतों का सीधा प्रतिस्थापन।
• सामान्य प्रकाश व्यवस्था: कार्य प्रकाश व्यवस्था, एक्सेंट प्रकाश व्यवस्था और क्षेत्र प्रकाश व्यवस्था।
• आर्किटेक्चरल / सजावटी प्रकाश व्यवस्था: कोव लाइटिंग, साइनेज और सौंदर्य प्रकाश तत्व।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड मानक परीक्षण स्थितियों (Tj = 25°C, IF = 200mA) के तहत एलईडी की विद्युत, प्रकाशीय और तापीय विशेषताओं का विस्तृत विवरण प्रदान करता है।

2.1 Electro-Optical Characteristics

प्राथमिक प्रदर्शन मापदंड प्रकाश उत्पादन और रंग गुणवत्ता को परिभाषित करते हैं। माप आमतौर पर 25°C के जंक्शन तापमान (Tj) और 200mA की अग्र धारा पर लिए जाते हैं।

Key Notes: ल्यूमिनस फ्लक्स सहनशीलता ±7% है। कलर रेंडरिंग इंडेक्स (Ra) माप सहनशीलता ±2 है। उच्च CRI संस्करण (Ra90) उत्कृष्ट रंग सत्यता प्रदान करते हैं, लेकिन Ra70 और Ra80 बिन की तुलना में लुमेन आउटपुट थोड़ा कम होता है।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

ये तनाव सीमाएँ हैं जिनके परे डिवाइस को स्थायी क्षति हो सकती है। संचालन हमेशा इन सीमाओं के भीतर बनाए रखा जाना चाहिए।

डिज़ाइन विचार: पल्स फॉरवर्ड करंट (IFP) रेटिंग केवल विशिष्ट शर्तों के तहत लागू होती है: पल्स चौड़ाई ≤ 100μs और ड्यूटी साइकिल ≤ 1/10। किसी भी पूर्ण अधिकतम रेटिंग को पार करने से डिवाइस के गुण बदल सकते हैं और विफलता का कारण बन सकते हैं।

2.3 Electrical & Thermal Characteristics

ये पैरामीटर सामान्य परिस्थितियों में संचालन व्यवहार को परिभाषित करते हैं।

Key Notes: फॉरवर्ड वोल्टेज सहनशीलता ±3% है। थर्मल प्रतिरोध मान थर्मल प्रबंधन डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण है; एक कम मान एलईडी जंक्शन से पीसीबी तक बेहतर ऊष्मा हस्तांतरण को दर्शाता है। 1000V HBM की ESD रेटिंग असेंबली के दौरान मानक ESD हैंडलिंग सावधानियों की आवश्यकता है।

3. बिनिंग प्रणाली स्पष्टीकरण

उत्पादन में रंग और चमक की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, एलईडी को मापे गए प्रदर्शन के आधार पर बिन में वर्गीकृत किया जाता है। यह डिजाइनरों को विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने वाले घटकों का चयन करने की अनुमति देता है।

3.1 पार्ट नंबरिंग सिस्टम

पार्ट नंबर एक संरचित कोड का अनुसरण करता है: T5C***82C-R****. प्रमुख तत्वों में शामिल हैं:

• X1 (टाइप कोड): "5C" 5050 पैकेज को दर्शाता है।
• X2 (CCT Code): उदाहरण के लिए, 2700K के लिए "27", 4000K के लिए "40", 6500K के लिए "65"।
• X3 (रंग प्रतिपादन कोड): "7" Ra70 के लिए, "8" Ra80 के लिए, "9" Ra90 के लिए।
• X4 & X5 (Chip Configuration): पैकेज के अंदर श्रृंखला और समानांतर एलईडी चिप्स की संख्या दर्शाता है (1-जेड)।
• एक्स7 (रंग कोड): वर्णिका बिनिंग मानक को परिभाषित करता है (जैसे, ANSI, ERP)।

3.2 Luminous Flux Binning

एलईडी को 200mA पर उनके न्यूनतम और अधिकतम प्रकाश उत्पादन के आधार पर समूहीकृत किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक 4000K, Ra80 एलईडी के लिए:

• कोड GN: 600 lm (Min) से 650 lm (Max)
• Code GP: 650 lm (Min) से 700 lm (Max)
• Code GQ: 700 lm (Min) से 750 lm (Max)

उच्च बिन (जैसे, GQ) चुनने से उच्च न्यूनतम चमक की गारंटी मिलती है।

3.3 Forward Voltage Binning

ड्राइवर डिज़ाइन और करंट मैचिंग में सहायता के लिए, एलईडी को फॉरवर्ड वोल्टेज (VF) द्वारा भी बिन किया जाता है।

• कोड 6D: VF = 22V से 24V
• कोड 6E: VF = 24V से 26V
• कोड 6F: VF = 26V से 28V

3.4 Chromaticity Binning

रंग बिंदु (CIE आरेख पर x, y निर्देशांक) को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है। विनिर्देश एक 5-चरण मैकएडम दीर्घवृत्त का संदर्भ देता है, जिसका अर्थ है कि एक दिए गए बिन के भीतर सभी एलईडी मानक देखने की स्थितियों में रंग में दृष्टिगत रूप से अविभेद्य हैं। तापमान के साथ रंग परिवर्तन को ध्यान में रखते हुए, 25°C और 85°C जंक्शन तापमानों पर प्रत्येक CCT के लिए केंद्र निर्देशांक और दीर्घवृत्त पैरामीटर प्रदान किए जाते हैं। 2600K से 7000K तक सभी CCTs के लिए Energy Star बिनिंग लागू की जाती है।

4. Performance Curve & Spectral Analysis

The datasheet includes graphical representations of key performance aspects.

4.1 स्पेक्ट्रल पावर डिस्ट्रीब्यूशन

Ra≥70, Ra≥80, और Ra≥90 संस्करणों के लिए अलग-अलग स्पेक्ट्रा प्रदान किए गए हैं। उच्च CRI स्पेक्ट्रा दृश्यमान स्पेक्ट्रम में, विशेष रूप से लाल और सियान क्षेत्रों में, एक अधिक भरा हुआ वक्र दिखाएगा, जिससे अधिक सटीक रंग प्रतिपादन होगा।

4.2 Viewing Angle Distribution

एक ध्रुवीय आरेख स्थानिक विकिरण पैटर्न को दर्शाता है। विशिष्ट 120° फुल विड्थ ऐट हाफ मैक्सिमम (FWHM) एक लैम्बर्टियन या नियर-लैम्बर्टियन वितरण को इंगित करता है, जहां प्रकाश की तीव्रता 0° (LED सतह के लंबवत) पर सर्वोच्च होती है और कोसाइन नियम का पालन करते हुए घटती है।

5. Mechanical & Package Information

5.1 Package Dimensions

5050 SMD पैकेज के निम्नलिखित महत्वपूर्ण आयाम हैं (मिमी में, सहनशीलता ±0.1 मिमी जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो):

• कुल आकार: 5.00 (L) x 5.18 (W) x 1.90 (H) अधिकतम.
• LED चिप क्षेत्र: 4.20 x 4.54.
• Terminal Pitch & Size: इष्टतम सोल्डर जोड़ गठन और थर्मल कनेक्शन के लिए विस्तृत पैड लेआउट दिखाया गया है।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

नीचे का दृश्य आरेख कैथोड और एनोड पैड को स्पष्ट रूप से चिह्नित करता है। रिवर्स बायस क्षति को रोकने के लिए पीसीबी असेंबली के दौरान सही ध्रुवता आवश्यक है।

5.3 आंतरिक विन्यास

"8 Series 2 Parallel" संकेतन से पता चलता है कि पैकेज में कई एलईडी चिप्स एक संयुक्त श्रृंखला-समानांतर सरणी में जुड़े हुए हैं ताकि निर्दिष्ट उच्च अग्र वोल्टेज (~25V) और धारा क्षमता प्राप्त की जा सके।

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

विश्वसनीय सोल्डर जोड़ों को सुनिश्चित करने और एलईडी को नुकसान पहुंचाए बिना एक विस्तृत रीफ्लो प्रोफाइल प्रदान की गई है। मुख्य पैरामीटर में शामिल हैं:

• पीक पैकेज बॉडी तापमान (Tp): 260°C अधिकतम।
• Time above Liquidus (TL=217°C): 60 से 150 सेकंड।
• Time within 5°C of Tp: अधिकतम 30 सेकंड।
• रैंप-अप दर: अधिकतम 3°C/सेकंड।
• रैंप-डाउन दर: 6°C/second maximum.

Critical Consideration: इस प्रोफ़ाइल का पालन करना अत्यंत महत्वपूर्ण है। अत्यधिक तापमान या समय LED की आंतरिक सामग्रियों (epoxy, phosphor) और सोल्डर इंटरकनेक्ट्स को क्षीण कर सकता है, जिससे समय से पहले विफलता या प्रदर्शन हानि हो सकती है।

6.2 Storage & Handling

प्रदत्त अंश में स्पष्ट रूप से विस्तृत नहीं होने के बावजूद, भंडारण तापमान रेटिंग (Tstg: -40 से +85°C) के आधार पर, घटकों को ठंडे, शुष्क वातावरण में संग्रहित किया जाना चाहिए। SMD घटकों के लिए मानक नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL) सावधानियों की सिफारिश की जाती है, और यदि पैकेजिंग लंबे समय तक परिवेशी आर्द्रता के संपर्क में रही है तो रीफ्लो से पहले एलईडी को बेक किया जाना चाहिए।

7. एप्लिकेशन डिज़ाइन विचार

7.1 थर्मल प्रबंधन

5.94W तक की बिजली क्षय और 3°C/W (जंक्शन से सोल्डर पॉइंट) की थर्मल प्रतिरोधकता के साथ, प्रभावी हीट सिंकिंग अनिवार्य है। PCB को एक मेटल कोर PCB (MCPCB) या किसी अन्य थर्मली चालक सब्सट्रेट का उपयोग करना चाहिए। सोल्डर पॉइंट से जंक्शन तक गणना की गई तापमान वृद्धि ΔT = पावर * Rth j-sp है। उदाहरण के लिए, 5W पर, ΔT = 15°C। सोल्डर पॉइंट तापमान को पर्याप्त रूप से कम रखा जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि संचालन के दौरान जंक्शन तापमान (Tj) 120°C की अपनी अधिकतम रेटिंग से नीचे रहे।

7.2 Electrical Drive

LED संचालन के लिए एक स्थिर धारा ड्राइवर अनिवार्य है। ड्राइवर को 200mA (या कम, यदि डिमिंग आवश्यक हो) के आउटपुट करंट और एक वोल्टेज कम्प्लायंस के लिए निर्दिष्ट किया जाना चाहिए जो LED के फॉरवर्ड वोल्टेज बिन रेंज को कवर करे (जैसे, 22-28V)। एकाधिक LEDs का उपयोग करने वाले डिज़ाइनों के लिए, उच्च Vf के कारण श्रृंखला कनेक्शन सामान्य है; समानांतर कनेक्शन के लिए सावधानीपूर्वक करंट बैलेंसिंग की आवश्यकता होती है।

7.3 प्रकाशीय डिज़ाइन

120° का व्यूइंग एंगल उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है जिनमें चौड़ा, विसरित प्रकाश आवश्यक है। अधिक केंद्रित बीम के लिए, सेकेंडरी ऑप्टिक्स (लेंस या रिफ्लेक्टर) आवश्यक होंगे। टॉप-व्यू डिज़ाइन का अर्थ है कि प्रकाश मुख्य रूप से माउंटिंग प्लेन के लंबवत उत्सर्जित होता है।

8. Comparison & Differentiation

मानक मध्यम-शक्ति एलईडी (जैसे, 2835, 3030 पैकेज) की तुलना में, यह 5050 एलईडी प्रति पैकेज काफी अधिक चमकदार प्रवाह प्रदान करती है, जिससे किसी दिए गए प्रकाश उत्पादन के लिए आवश्यक घटकों की संख्या कम हो जाती है। इसका उच्च अग्र वोल्टेज किसी दी गई शक्ति के लिए करंट की आवश्यकता को कम करता है, जो ट्रेस और कनेक्टर्स में प्रतिरोधक हानियों को कम कर सकता है। प्राथमिक समझौता उच्च शक्ति घनत्व के कारण बढ़ी हुई थर्मल प्रबंधन चुनौती है।

9. तकनीकी मापदंडों पर आधारित अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

9.1 क्या मैं इस LED को 200mA के बजाय 150mA पर चला सकता हूँ?

हाँ, कम करंट पर चलाने से प्रकाश उत्पादन कम होगा (लगभग करंट के समानुपाती) और कम जंक्शन तापमान के कारण दक्षता (लुमेन प्रति वाट) और जीवनकाल में काफी सुधार होगा।

9.2 अपेक्षित जीवनकाल (L70/B50) क्या है?

हालांकि इस डेटाशीट में स्पष्ट रूप से उल्लेखित नहीं है, एलईडी का जीवनकाल मुख्य रूप से जंक्शन तापमान का एक कार्य है। एलईडी को उसकी रेटिंग के भीतर संचालित करना, विशेष रूप से अच्छे थर्मल डिज़ाइन के माध्यम से Tj को कम रखना, लंबे जीवनकाल (आमतौर पर 50,000 घंटे से L70 या अधिक) प्राप्त करने की कुंजी है।

9.3 तापमान और समय के साथ रंग में परिवर्तन कैसे होता है?

क्रोमैटिसिटी निर्देशांक 25°C और 85°C दोनों पर निर्दिष्ट किए गए हैं, जो अपेक्षित परिवर्तन दर्शाते हैं। आम तौर पर, तापमान बढ़ने पर सफेद एलईडी का रंग थोड़ा बदल जाता है। लंबी अवधि में, उचित थर्मल प्रबंधन फॉस्फर क्षरण को कम करता है, जो रंग परिवर्तन और लुमेन मूल्यह्रास का मुख्य कारण है।

10. Practical Design Case Study

परिदृश्य: 20W हलोजन लैंप के स्थान पर उपयोग के लिए 1200 लुमेन, 4000K, Ra80 रेट्रोफिट एलईडी मॉड्यूल का डिजाइन।

1. घटक चयन: 4000K, Ra80, ल्यूमिनस फ्लक्स बिन जीपी (न्यूनतम 650lm) या जीक्यू (न्यूनतम 700lm) चुनें।
2. मात्रा गणना: बिन जीपी के लिए: 1200 एलएम / 650 एलएम = ~1.85 एलईडी। ~1300-1400 एलएम के लिए श्रृंखला में 2 एलईडी का उपयोग करें, फिर आवश्यकतानुसार थोड़ा मंद करें।
3. ड्राइवर विशिष्टता: एक स्थिर धारा ड्राइवर चुनें: आउटपुट = 200mA, वोल्टेज रेंज 2 * VF को कवर करनी चाहिए (उदाहरण के लिए, 2 * 24-28V = 48-56V)।
4. थर्मल डिज़ाइन: Total power ≈ 2 LEDs * (25V * 0.2A) = 10W. Use an MCPCB with a heatsink capable of dissipating 10W while keeping the LED solder point temperature low enough to maintain Tj < 120°C in the fixture's ambient environment.
5. पीसीबी लेआउट: अनुशंसित सोल्डर पैड पैटर्न का पालन करें। उच्च-धारा पथों के लिए चौड़े ट्रेस का उपयोग करें। उच्च वोल्टेज के लिए पर्याप्त विद्युत अलगाव सुनिश्चित करें।

11. संचालन सिद्धांत

एक सफेद एलईडी मूल रूप से एक अर्धचालक डायोड है। जब अग्र अभिनत होता है, तो सक्रिय क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और होल पुनर्संयोजित होते हैं, जिससे फोटॉन (प्रकाश) के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है। यह प्राथमिक प्रकाश आमतौर पर नीले या पराबैंगनी स्पेक्ट्रम में होता है। सफेद प्रकाश बनाने के लिए, अर्धचालक चिप के ऊपर एक फॉस्फर कोटिंग लगाई जाती है। यह फॉस्फर प्राथमिक नीले/यूवी प्रकाश के एक हिस्से को अवशोषित करता है और इसे व्यापक स्पेक्ट्रम (पीला, लाल, हरा) में प्रकाश के रूप में पुनः उत्सर्जित करता है। शेष नीले प्रकाश और फॉस्फर-परिवर्तित प्रकाश के संयोजन से सफेद प्रकाश की धारणा होती है। Correlated Color Temperature (CCT) और Color Rendering Index (CRI) फॉस्फर परत की सटीक संरचना और मोटाई द्वारा नियंत्रित किए जाते हैं।

12. प्रौद्योगिकी रुझान

हाई-पावर एसएमडी एलईडी बाजार उच्च दक्षता (प्रति वाट अधिक लुमेन), बेहतर रंग स्थिरता और उच्च विश्वसनीयता की ओर विकसित हो रहा है। रुझानों में बेहतर कलर रेंडरिंग और स्थिरता के लिए नई फॉस्फर तकनीकों (जैसे, क्वांटम डॉट्स, फॉस्फर-इन-ग्लास) को अपनाना, और श्रेष्ठ थर्मल प्रदर्शन के लिए सिरेमिक या अन्य उन्नत पैकेज सामग्रियों का उपयोग शामिल है। प्रकाश उद्योग में डिजाइन और निर्माण को सरल बनाने के लिए मानकीकृत फॉर्म फैक्टर और फुटप्रिंट्स की ओर भी एक प्रवृत्ति है। थर्मल प्रबंधन और कॉन्स्टेंट-करंट ड्राइव के सिद्धांत सभी हाई-पावर एलईडी अनुप्रयोगों के लिए मूलभूत बने हुए हैं।