XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2N SMD 高輝度LED データシート - 5.0x5.0mm パッケージ - 最大26V - 180mA - 白色光 - 技術文書

1. 製品概要

XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2Nは、コンパクトな5050表面実装デバイス（SMD）パッケージに収められた、照明グレードの高輝度LEDです。この部品は高い光束出力と効率を実現するように設計されており、幅広い一般照明および特殊照明用途に適しています。トップビューの白色光放射と堅牢な構造は、現代の製造および環境基準に適合しています。

1.1 中核的利点と製品位置付け

このLEDは、高い光度と広い120度の視野角を組み合わせることで差別化されており、広く均一な光分布を保証します。RoHS、EU REACH、ハロゲンフリー要件（Br<900ppm、Cl<900ppm、Br+Cl<1500ppm）を含む主要な業界基準に準拠しており、厳しい環境規制を持つ世界市場に適しています。鉛フリー構造は、その環境プロファイルをさらに強化します。

1.2 ターゲット用途

このLEDの主な用途分野は以下の通りです：

• 装飾・エンターテインメント照明：その明るさと色の一貫性から、アクセント照明、建築ハイライト、舞台照明に最適です。
• 農業照明：植物成長に必要な特定の光スペクトルと高効率が求められる園芸照明システムに適しています。
• 一般照明：ダウンライト、パネルライト、街路灯などの住宅、商業、産業用照明器具の信頼性の高い選択肢です。

2. 詳細な技術パラメータ分析

このセクションでは、データシートに規定されている主要な電気的、光学的、熱的パラメータについて、詳細かつ客観的な解釈を提供します。

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のある応力限界を定義します。これらの限界以下または限界での動作は保証されません。

• 順方向電流（I_F）：200 mA（DC）。これはLEDが連続的に扱える最大電流です。
• パルス順方向電流（I_PF）：280 mA。短時間のパルス動作で許容されるより高い電流で、テストや特定の駆動方式に有用です。
• 電力損失（P_d）：5.2 W。パッケージが熱として放散できる最大電力で、通常V_F* I_F.
• 接合温度（T_j）：125 °C。半導体接合部で許容される最高温度です。
• 熱抵抗、接合部から基板（R_θjc）：10 °C/W。この重要なパラメータは、LED接合部から回路基板への熱の流れの効率を示します。値が低いほど熱性能が優れていることを意味します。
• はんだ付け温度：リフロー：260°Cで10秒間；手はんだ：350°Cで3秒間。これらのプロファイルを遵守することは、パッケージやダイの損傷を防ぐために極めて重要です。

2.2 電気光学特性

これらは、標準試験条件（T_soldering= 25°C、I_F= 180mA）で測定された代表的な性能パラメータです。

• 光束（Φ）：相関色温度（CCT）バリアントに応じて、最小値は700 lmから780 lmの範囲で、許容差は±11%です。これは総可視光出力を定義します。
• 順方向電圧（V_F）：180mA時最大26 V、許容差±0.1V。高いV_Fは、パッケージ内に直列接続されたマルチチップLEDアレイであることを示唆しています。
• 演色評価数（CRIまたはR_a）：記載されているバリアントの最小値は70で、許容差は±2です。CRIは、自然光源と比較して光源が物体の真の色を再現する能力を測定します。
• 視野角（2θ_1/2）：120度。光度が0度（軸上）の値の半分になる角度です。
• 逆方向電流（I_R）：V_R= 5V時最大50 µA。LEDは逆バイアス用に設計されていません。このパラメータはリーク電流を示します。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、色と明るさの一貫性を確保するための包括的なビニングシステムを使用しており、複数のLEDを一緒に使用する照明用途において極めて重要です。

3.1 演色評価数（CRI）ビニング

データシートは、特定の最小値を持つCRIビンを定義しており、型番の1文字で示されます。例えば、'L'は最小CRI 70に対応します。'H'（最小90）や'R'（最小90、R9 > 50）などの上位ビンは、小売店や博物館の照明など、優れた色忠実度が重要な用途に適しています。

3.2 光束ビニング

光束は、各CCTグループに特化した50ルーメンのステップでビニングされます。例えば、4000KのLEDは780L50（780-830 lm）、830L50（830-880 lm）などとビニングされる場合があります。これにより、設計者は正確なルーメン出力要件に合わせてLEDを選択でき、器具全体の均一性を確保できます。

3.3 順方向電圧ビニング

電圧は22Vから26Vまで1Vステップ（22J、23J、24J、25J）でグループ化されています。V_Fビンを一致させることで、ドライバーの設計を簡素化し、並列ストリングでの電流マッチングを改善できます。

3.4 色度座標ビニング

データシートは、各CCT（2700K、3000K、3500K、4000K、5000K、5700K、6500K）について、CIE 1931図上の詳細な（x, y）座標ボックスを提供します。各CCTには複数のサブビン（例：27K-A、27K-B、27K-F、27K-G）があり、標準ANSI四辺形内のより狭い領域を定義します。この厳密なビニングは、優れた色均一性を達成し、隣接するLED間の目に見える差異を排除するために重要です。

4. 量産リストと注文情報

利用可能な標準製品は、その主要パラメータとともにリストされています。型番は以下の構造に従います：XI5050U/LKE-H[光束ビン][CCT][電圧インデックス][電流インデックス]/[構成].

例：XI5050U/LKE-H50780260Z18/2N の解読：

- 光束ビン：5000K用 780 lm（最小）

- CCT：5000K

- V_Fインデックス：最大26Vの'260'

- I_Fインデックス：180mAの'Z18'

- 構成：/2N（おそらく2チップまたは他の内部構成を示す）。

標準提供品には、2700K（温白色）から6500K（昼白色）までのCCTが含まれており、すべて最小CRI 70、V_Fmax26Vです。

5. 性能とアプリケーションに関する考慮事項

5.1 熱管理

最大5.2Wの電力損失と10°C/WのR_θjcを考慮すると、効果的な熱管理は必須です。LEDは、十分な熱ビアを持つPCBに実装し、ほとんどの場合、ヒートシンクに取り付ける必要があります。接合温度（T_j）125°Cを超えると、寿命と光束出力が大幅に減少します。設計者は、以下の式を使用して予想されるT_jを計算する必要があります：T_j= T_board+ (P_d* R_θjc)。

5.2 電気的駆動に関する考慮事項

このLEDは順方向電流180mAで規定されています。安定した光出力を確保し、熱暴走を防ぐため、定電圧源ではなく定電流源で駆動する必要があります。高い順方向電圧（最大26V）は、この電圧を供給できるドライバーを必要とします。複数のLEDを使用する設計では、直列接続するとV_Fが加算され、並列接続では電流の偏りを防ぐために、注意深いビンマッチングまたは個別の電流調整が必要です。

5.3 光学設計

120度の視野角は、広くランバート型に近い放射パターンを提供します。より狭いビームが必要な用途では、二次光学部品（レンズまたは反射器）が必要になります。ウォータークリア樹脂は、高い光取り出し効率を保証します。

6. はんだ付けと取り扱いガイドライン

• ESD感度：本デバイスは静電気放電（ESD）に敏感です。取り扱いおよび組立中は、適切なESD対策（接地された作業台、リストストラップ）を遵守する必要があります。
• リフローはんだ付け：推奨プロファイルに従ってください：ピーク温度260°C、最大10秒間。標準的な鉛フリーリフロープロファイルが適用可能です。
• 手はんだ付け：必要な場合、はんだごての接触をパッドごとに350°C、最大3秒間に制限してください。
• 保管：-35°Cから+100°Cの条件で保管し、湿度が高い場合は防湿バッグでの保管が望ましいです。

7. よくある質問（FAQ）

7.1 なぜ順方向電圧が26Vと高いのですか？

5050パッケージには、内部で直列接続された複数のLEDチップが含まれている可能性が高いです。これらの個々のチップの順方向電圧の合計が、パッケージの高いV_Fとなります。この設計は、一部の高電圧アプリケーションにおいてドライバー設計を簡素化できます。

7.2 このLEDを180mAより高い電流で駆動できますか？

連続電流の絶対最大定格は200mAです。信頼性の観点から最大200mAまでの駆動は許容されますが、より多くの熱を発生させ、LEDの寿命を短縮します。測光データ（光束、CCT、CRI）は180mAで保証されています。他の電流での性能は変動する可能性があり、特性評価が必要です。

7.3 器具で最高の色均一性を達成するにはどうすればよいですか？

同じ厳密な色度ビン（例：すべて30K-Fビン）からLEDを選択し、可能であれば同じ光束ビンから選択してください。生産ロットに対してマッチングビンを要求するために、サプライヤーと協力してください。

7.4 このLEDの典型的な寿命はどれくらいですか？

データシートにはL70またはL50寿命は規定されていませんが、LEDの寿命は主に接合温度の関数です。推奨電流（180mA）以下でLEDを動作させ、優れた熱設計によって接合温度を低く（125°Cを十分に下回るように）維持することで、動作寿命は最大化され、通常は数万時間に達します。

8. 設計ケーススタディ：直線型LED器具

シナリオ：オフィス一般照明用の4フィート直線型器具を設計し、4000K色温度と高い均一性を目標とします。

選択：XI5050U/LKE-H40780260Z18/2Nバリアント（4000K、780 lm最小）を選択します。サプライヤーから単一の厳密な色度ビン（例：40K-F）と単一の光束ビン（例：830L50）を指定します。

熱設計：LEDを2オンス銅層の金属基板PCB（MCPCB）に実装します。MCPCBはヒートシンクとして機能するアルミニウム押出材に取り付けます。熱シミュレーションにより、目標環境温度でT_jが100°C未満に保たれることを確認する必要があります。

電気設計：20個のLEDを備えた器具の場合、すべて直列に接続します。総V_Fは最大520V（20 * 26V）になる可能性があり、互換性のある高電圧出力を持つ定電流ドライバーが必要です。推奨の180mAで駆動することで、定格光出力と長寿命が確保されます。

光学設計：LEDの上に乳白色ポリカーボネート拡散板を使用し、本来の120°ビーム角を活用して、個々の発光点を滑らかで均一な光のラインに融合させます。

9. 技術と市場の背景

9.1 動作原理

これは半導体物理学に基づく固体光源です。LEDチップのp-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。特定の材料（白色LED用のInGaN）と蛍光体コーティングが、発光の波長と色を決定します。

9.2 比較とトレンド

5050高輝度パッケージは、コスト、性能、信頼性のバランスを提供する成熟したプラットフォームを表しています。より小型のパッケージ（例：2835）と比較して、通常、デバイスあたりの総光束が高くなります。市場のトレンドは、より高い効率（ルーメン毎ワット）、改善された色品質（より高いCRIとR9）、優れた均一性のためのより厳密なビニングに向かって続いています。明確な高CRIオプションと詳細な色度ビンを備えた本製品は、品質照明に対するこれらの進化する市場要求に対応しています。