目次
1. 製品概要
LTW-1NHDR5JH231は、黒またはナチュラルプラスチック製の直角ホルダー(ハウジング)、別名回路基板インジケータ(CBI)と組み合わせて使用するために設計されたスルーホールLEDランプです。この構成により、様々な電子アプリケーションに適した固体光源を提供します。本製品は、プリント基板(PCB)への組立の容易さを考慮して設計されています。
1.1 特長
- 回路基板への組立が容易な設計。
- 信頼性の高い固体光源。
- 低消費電力かつ高効率。
- RoHS指令に準拠した鉛フリー製品。
- InGaN白色LEDと白色拡散レンズを備えたT-1サイズランプを採用。
1.2 用途
このLEDランプは、以下のような幅広い用途に適しています(これらに限定されません):
- コンピュータ機器
- 通信機器
- 民生電子機器
- 産業機器
2. 外形寸法
LTW-1NHDR5JH231の機械図面はデータシートの2ページに記載されています。寸法に関する主な注意事項は以下の通りです:
- 全ての寸法はミリメートルで指定されており、括弧内にインチ表記があります。
- 特に記載がない限り、標準公差は±0.25mm(±0.010インチ)です。
- ホルダー材質は黒色プラスチックです。
- LEDランプ本体は白色です。
- 全ての仕様は予告なく変更される場合があります。
3. 絶対最大定格
以下の定格は周囲温度(TA)25°Cで規定されています。これらの値を超えるとデバイスに永久損傷を与える可能性があります。
| パラメータ | 最大定格 | 単位 |
|---|---|---|
| 電力損失 | 108 | mW |
| ピーク順電流(デューティサイクル ≤1/10、パルス幅 ≤10ms) | 100 | mA |
| DC順電流 | 30 | mA |
| ディレーティング(30°Cから線形) | 0.45 | mA/°C |
| 動作温度範囲 | -40 ~ +85 | °C |
| 保存温度範囲 | -40 ~ +100 | °C |
| リードはんだ付け温度(本体から2.0mmの位置) | 最大5秒間 260 | °C |
4. 電気的・光学的特性
以下の特性は、指定された試験条件下、TA=25°Cで測定されたものです。
| パラメータ | 記号 | Min. | Typ. | Max. | 単位 | 試験条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 光度 | Iv | 880 | 1900 | 3200 | mcd | IF = 20mA |
| 指向角(2θ1/2) | - | - | 65 | - | 度 | - |
| 色度座標 x | x | - | 0.30 | - | - | IF = 20mA |
| 色度座標 y | y | - | 0.29 | - | - | IF = 20mA |
| 順電圧 | VF | 2.8 | 3.2 | 3.6 | V | IF = 20mA |
| 逆電流 | IR | - | - | 10 | μA | VR = 5V |
注記:
- 光度は、CIE明所視感度曲線に近似したセンサーとフィルターを用いて測定されます。
- θ1/2は、光度が軸上値の半分となるオフアクシス角度です。
- Ivの分類コードは各梱包袋に印字されています。
- Ivの保証値には±15%の公差が含まれます。
- 色度座標(x, y)は1931 CIE色度図に基づいています。
- 逆電圧条件はIR試験のみを目的としており、デバイスは逆動作用に設計されていません。
5. 代表的な電気的・光学的特性曲線
データシートには、様々なパラメータ間の関係を示す代表的な特性曲線(4ページに記載)が含まれています。これらの曲線は、順電流対光度や順電圧など、異なる動作条件下でのデバイス性能を理解するために不可欠です。これらの曲線を分析することで、設計者は動作範囲全体で一貫した輝度と効率を得るために駆動回路を最適化できます。
6. ビニングシステム仕様
LTW-1NHDR5JH231は、アプリケーションにおける一貫性を確保するため、光学的および電気的特性に基づくビンに分類されます。
6.1 光学的・電気的ビン表
光度ビン(Iv, mcd @ IF=20mA)
| ビンコード | 最小値(mcd) | 最大値(mcd) |
|---|---|---|
| P | 880 | 1150 |
| Q | 1150 | 1500 |
| R | 1500 | 1900 |
| S | 1900 | 2500 |
| T | 2500 | 3200 |
注記:各ビン限界値の公差は±15%です。
色調ランク(色度座標, CC(x,y) @ IF=20mA)
データシートには、複数の色調ランク(A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2)を定義する詳細な表(6ページ)が記載されています。各ランクは、4組の(x, y)座標を用いてCIE 1931色度図上の四角形領域として定義されます。これにより、精密な色選択が可能です。各ビン限界値の座標値の公差は±0.01です。
6.2 C.I.E. 1931 色度図
表で定義された色調ビンを視覚的に表現するため、参考としてCIE 1931色度図(7ページ)が含まれています。この図は光源の色を規定・理解するための標準的なツールです。
7. 梱包仕様
LTW-1NHDR5JH231の標準梱包構成は以下の通りです:
- 基本単位:トレイあたり180個。
- 内箱:内箱あたり8トレイ、合計1,440個。
- 外箱:外箱あたり8内箱、合計11,520個。
出荷ロットごとに、最終梱包のみが満梱でない場合がある旨の注記があります。
8. 注意事項およびアプリケーションガイドライン
8.1 用途
このLEDランプは、屋内・屋外のサイン表示および一般的な電子機器に適しています。
8.2 保管
最適な寿命を得るため、LEDは30°C以下、相対湿度70%以下の環境で保管してください。元の梱包から取り出したLEDは、3ヶ月以内に使用してください。元の梱包外での長期保管には、乾燥剤を入れた密閉容器または窒素雰囲気中での保管が必要です。
8.3 洗浄
洗浄が必要な場合は、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤を使用してください。
8.4 リード成形および組立
- リードは、LEDレンズ基部から少なくとも3mm離れた位置で曲げてください。
- リードフレームの基部を支点として使用しないでください。
- リード成形は常温で、はんだ付け前に実施してください。
- PCB組立時は、機械的ストレスを避けるため、最小限のクリンチ力で使用してください。
8.5 はんだ付け
損傷を防ぐため、以下の重要なはんだ付けガイドラインに従ってください:
- レンズ/スペーサーの基部からはんだ付け点まで、最低2mmのクリアランスを確保してください。
- レンズ/スペーサーをはんだに浸漬しないでください。
- LEDが高温の状態ではんだ付け中に、リードフレームに外部ストレスを加えないでください。
推奨はんだ付け条件:
| 方法 | パラメータ | 値 | 注記 |
|---|---|---|---|
| はんだごて | 温度 | 最大350°C | 1回のみ。先端はエポキシボール基部から2mm以上離すこと。 |
| 時間 | 最大3秒 | ||
| 位置 | - | ||
| フローはんだ付け | 予熱温度 | 最大120°C | はんだウェーブはエポキシボール基部から2mm以上離すこと。IRリフローはこのスルーホール製品には適しません。 |
| 予熱時間 | 最大100秒 | ||
| はんだウェーブ温度 | 最大260°C | ||
| はんだ付け時間 | 最大5秒 | ||
| 浸漬位置 | - |
警告:過度の温度や時間はレンズの変形や致命的な故障の原因となります。
8.6 駆動方法
LEDは電流駆動デバイスです。複数のLEDを並列接続する際に均一な輝度を確保するためには、各LEDに直列に電流制限抵抗を使用することを強く推奨します(回路モデルA)。複数の並列LEDに対して単一の抵抗を使用する方法(回路モデルB)は推奨されません。個々のLED間の順電圧(VF)のわずかなばらつきが、電流、ひいては輝度の大きな差につながる可能性があるためです。
9. 設計上の考慮点およびアプリケーションノート
9.1 熱対策
本デバイスは比較的低い電力損失(最大108mW)ですが、長期信頼性のためには適切な熱設計が依然として重要です。特に最大定格付近での動作や高周囲温度環境下では注意が必要です。30°C以上でのディレーティング係数0.45 mA/°Cを考慮し、DC順電流が安全限界を超えないようにする必要があります。PCB上の十分な間隔と可能な気流が接合部温度の管理に役立ちます。
9.2 輝度均一性のための回路設計
光度(Iv)と色度(x, y)のビニングシステムは、色や輝度の一貫性を要求するアプリケーションにおける重要な機能です。設計者は発注時に必要なビンを指定すべきです。さらに、駆動方法のセクションで強調されているように、各LEDに個別の直列抵抗を使用することが、マルチLEDアレイで均一な輝度を得る最も確実な方法であり、LEDの順電圧特性における自然分布を補償します。
9.3 機械的統合
本製品は特定の直角ホルダー(CBI)と組み合わせて使用するように設計されています。設計者は、PCBレイアウトがホルダーのフットプリントと、はんだ付けのための推奨キープアウトエリア(レンズ基部から2mm)に対応していることを確認する必要があります。リード成形と最小クリンチ力に関する指示は、LEDパッケージに機械的ストレスを加えて早期故障やレンズのクラックを引き起こさないために極めて重要です。
10. 比較および選定ガイダンス
LTW-1NHDR5JH231は、標準的なT-1ランプと専用ホルダーシステムを組み合わせた製品です。その主な利点は、組立の容易さと、ホルダーによる直角視認オプションの利用可能性にあります。詳細なビニング構造により、色や強度のマッチングが重要なアプリケーションでの精密な選択が可能です。LEDを選定する際に比較すべき主要パラメータには、光度(Iv)、指向角、順電圧(VF)、および関連する最大定格(電流、電力、温度)があります。本デバイスの代表順電圧は20mAで3.2Vであり、白色InGaN LEDでは一般的な値であるため、適切な電流制限抵抗と併用することで標準的なロジックレベル電源との互換性があります。
LED仕様用語集
LED技術用語の完全な説明
光電性能
| 用語 | 単位/表示 | 簡単な説明 | なぜ重要か |
|---|---|---|---|
| 発光効率 | lm/W (ルーメン毎ワット) | 電力ワット当たりの光出力、高いほどエネルギー効率が良い。 | エネルギー効率等級と電気コストを直接決定する。 |
| 光束 | lm (ルーメン) | 光源から発せられる全光量、一般に「明るさ」と呼ばれる。 | 光が十分に明るいかどうかを決定する。 |
| 視野角 | ° (度)、例:120° | 光強度が半分になる角度、ビーム幅を決定する。 | 照明範囲と均一性に影響する。 |
| 色温度 | K (ケルビン)、例:2700K/6500K | 光の暖かさ/冷たさ、低い値は黄色がかった/暖かい、高い値は白っぽい/冷たい。 | 照明の雰囲気と適切なシナリオを決定する。 |
| 演色性指数 | 無次元、0–100 | 物体の色を正確に再現する能力、Ra≥80は良好。 | 色の真実性に影響し、ショッピングモール、美術館などの高要求場所で使用される。 |
| 色差許容差 | マクアダム楕円ステップ、例:「5ステップ」 | 色の一貫性指標、ステップが小さいほど色の一貫性が高い。 | 同じロットのLED全体で均一な色を保証する。 |
| 主波長 | nm (ナノメートル)、例:620nm (赤) | カラーLEDの色に対応する波長。 | 赤、黄、緑の単色LEDの色相を決定する。 |
| 分光分布 | 波長 vs 強度曲線 | 波長全体の強度分布を示す。 | 演色性と色品質に影響する。 |
電気パラメータ
| 用語 | 記号 | 簡単な説明 | 設計上の考慮事項 |
|---|---|---|---|
| 順電圧 | Vf | LEDを点灯するための最小電圧、「始動閾値」のようなもの。 | ドライバ電圧は≥Vfでなければならず、直列LEDの場合は電圧が加算される。 |
| 順電流 | If | LEDの正常動作のための電流値。 | 通常は定電流駆動、電流が明るさと寿命を決定する。 |
| 最大パルス電流 | Ifp | 短時間耐えられるピーク電流、調光やフラッシュに使用される。 | パルス幅とデューティサイクルは損傷を避けるために厳密に制御する必要がある。 |
| 逆電圧 | Vr | LEDが耐えられる最大逆電圧、それを超えると破壊される可能性がある。 | 回路は逆接続や電圧スパイクを防ぐ必要がある。 |
| 熱抵抗 | Rth (°C/W) | チップからはんだへの熱伝達抵抗、低いほど良い。 | 高い熱抵抗はより強力な放熱を必要とする。 |
| ESD耐性 | V (HBM)、例:1000V | 静電気放電に耐える能力、高いほど脆弱性が低い。 | 生産時には帯電防止対策が必要、特に敏感なLEDには。 |
熱管理と信頼性
| 用語 | 主要指標 | 簡単な説明 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 接合温度 | Tj (°C) | LEDチップ内部の実際の動作温度。 | 10°Cの低下ごとに寿命が2倍になる可能性がある;高すぎると光衰、色ずれを引き起こす。 |
| 光束減衰 | L70 / L80 (時間) | 明るさが初期の70%または80%に低下するまでの時間。 | LEDの「サービス寿命」を直接定義する。 |
| 光束維持率 | % (例:70%) | 時間経過後に残った明るさの割合。 | 長期使用における明るさの保持能力を示す。 |
| 色ずれ | Δu′v′またはマクアダム楕円 | 使用中の色変化の程度。 | 照明シーンでの色の一貫性に影響する。 |
| 熱劣化 | 材料劣化 | 長期的な高温による劣化。 | 明るさ低下、色変化、または開放回路故障を引き起こす可能性がある。 |
パッケージングと材料
| 用語 | 一般的な種類 | 簡単な説明 | 特徴と応用 |
|---|---|---|---|
| パッケージタイプ | EMC、PPA、セラミック | チップを保護し、光学的/熱的インターフェースを提供するハウジング材料。 | EMC:耐熱性が良く、低コスト;セラミック:放熱性が良く、寿命が長い。 |
| チップ構造 | フロント、フリップチップ | チップ電極配置。 | フリップチップ:放熱性が良く、効率が高い、高電力用。 |
| 蛍光体コーティング | YAG、珪酸塩、窒化物 | 青チップを覆い、一部を黄/赤に変換し、白に混合する。 | 異なる蛍光体は効率、CCT、CRIに影響する。 |
| レンズ/光学 | フラット、マイクロレンズ、TIR | 光分布を制御する表面の光学構造。 | 視野角と配光曲線を決定する。 |
品質管理とビニング
| 用語 | ビニング内容 | 簡単な説明 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光束ビン | コード例:2G、2H | 明るさでグループ化され、各グループに最小/最大ルーメン値がある。 | 同じロット内で均一な明るさを保証する。 |
| 電圧ビン | コード例:6W、6X | 順電圧範囲でグループ化される。 | ドライバのマッチングを容易にし、システム効率を向上させる。 |
| 色ビン | 5ステップマクアダム楕円 | 色座標でグループ化され、狭い範囲を保証する。 | 色の一貫性を保証し、器具内の不均一な色を避ける。 |
| CCTビン | 2700K、3000Kなど | CCTでグループ化され、各々に対応する座標範囲がある。 | 異なるシーンのCCT要件を満たす。 |
テストと認証
| 用語 | 標準/試験 | 簡単な説明 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 光束維持試験 | 一定温度での長期照明、明るさの減衰を記録する。 | LED寿命の推定に使用される (TM-21と併用)。 |
| TM-21 | 寿命推定標準 | LM-80データに基づいて実際の条件下での寿命を推定する。 | 科学的な寿命予測を提供する。 |
| IESNA | 照明学会 | 光学的、電気的、熱的試験方法を網羅する。 | 業界で認められた試験基盤。 |
| RoHS / REACH | 環境認証 | 有害物質 (鉛、水銀) がないことを保証する。 | 国際的な市場参入要件。 |
| ENERGY STAR / DLC | エネルギー効率認証 | 照明製品のエネルギー効率と性能認証。 | 政府調達、補助金プログラムで使用され、競争力を高める。 |