T3Cシリーズ 3030 ホワイトLED データシート - サイズ 3.0x3.0x0.69mm - 電圧 6.0V - 電力 0.72W - 日本語技術文書

1. 製品概要

T3Cシリーズは、一般照明用途向けに設計された高性能トップビューホワイトLEDです。この3030パッケージ（3.0mm x 3.0mm）は、高光束出力を提供しつつ、現代のスペース制約のある照明設計に適したコンパクトな形状を維持するように設計されています。その熱強化パッケージ設計は主要な特徴であり、より優れた放熱を可能にし、より高い駆動電流での信頼性の高い動作を実現し、高い電流耐性に貢献しています。本デバイスは、鉛フリーリフローはんだ付けプロセスに対応し、RoHS指令に準拠するように設計されており、厳しい環境規制を持つグローバル市場に適しています。

1.1 中核的利点とターゲット市場

このLEDの主な利点は、高い発光効率、堅牢な熱性能、および均一な光分布を保証する120度の広い視野角です。これらの特性は、従来光源を置き換えることができるリフォームアプリケーション、一般的な環境照明、屋内および屋外の看板バックライトに理想的な選択肢となります。その性能は、一貫した色と高出力が求められる建築照明や装飾照明プロジェクトにも適しています。

2. 詳細な技術パラメータ分析

このセクションでは、設計エンジニアにとって重要なデータシートに規定された主要性能パラメータの詳細かつ客観的な解釈を提供します。

2.1 電気光学特性

光束出力は、試験電流120mA、接合部温度（Tj）25°Cで規定されています。代表値は、相関色温度（CCT）および平均演色評価数（Ra）によって大きく異なります。例えば、Ra70の4000K LEDの代表光束は114ルーメンですが、同じCCTでRa90の場合は91ルーメンに低下します。このRaと光出力の逆相関関係は、LED設計における基本的なトレードオフです。すべての光束測定値には±7%の許容誤差が、Ra測定値には±2の許容誤差が規定されています。

2.2 電気的・熱的パラメータ

絶対最大定格は動作限界を定義します。最大連続順方向電流（IF）は200mAで、特定の条件下（パルス幅≤100μs、デューティサイクル≤1/10）でのパルス順方向電流（IFP）は300mAです。最大許容損失（PD）は1280mWです。順方向電圧（VF）は、120mAで通常6.0Vを測定し、範囲は5.6Vから6.4Vです。熱管理のための重要なパラメータは、接合部からはんだ付けポイントまでの熱抵抗（Rth j-sp）であり、17°C/Wと規定されています。この値は、LEDチップからプリント基板へ熱がどれだけ効果的に伝達されるかを示し、LEDの寿命と性能安定性に直接影響します。

3. ビニングシステムの説明

本製品は、主要パラメータの一貫性を確保するためにビンに分類されており、均一な光出力と色を必要とするアプリケーションにとって極めて重要です。

3.1 光束および順方向電圧のビニング

光束ビニング構造は複雑で、CCT、Ra、および光束コード（例：5D、5E）によって定義されます。例えば、3000K、Ra80のLEDは、5D（95-100 lm）、5E（100-105 lm）、5F（105-110 lm）、または5G（110-115 lm）にビニングされます。同様に、順方向電圧は4つのコードにビニングされます：Z3（5.6-5.8V）、A4（5.8-6.0V）、B4（6.0-6.2V）、C4（6.2-6.4V）。これにより、設計者はドライバ回路の要件に合致し、最適な効率を得られるLEDを選択できます。

3.2 色度ビニング

色の一貫性は、各CCTビン（例：2700Kの27R5）に対して、CIE色度図上の5ステップマクアダム楕円内で制御されます。データシートには、25°Cおよび85°Cでの中心座標と、楕円パラメータ（a、b、Φ）が提供されています。2600K-7000KのEnergy Starなどの規格に準拠したこの厳密なビニングにより、同じロット内のLED間の目に見える色差を最小限に抑え、マルチLED器具にとって重要な要件を満たします。

4. 性能曲線分析

グラフデータは、異なる動作条件下でのLEDの挙動に関する洞察を提供します。

4.1 スペクトル分布および角度分布

色スペクトルグラフ（Ra70、Ra80、Ra90用）は、相対分光放射分布を示しています。高RaのLEDは、特に赤色領域でより充実したスペクトルを示し、より優れた演色性をもたらしますが、全体的な効率はわずかに低下します。視野角分布グラフは、ランバートまたは準ランバート分布を特徴とする、広い120度のビームパターンを確認しています。

4.2 電気的・熱的依存性

順方向電流対相対強度曲線は、駆動電流と光出力の超線形関係を示しています。順方向電流対順方向電圧曲線は、ダイオードの指数関数的なIV特性を示しています。おそらく最も重要なのは、周囲温度対相対光束グラフで、温度上昇が光出力に及ぼす負の影響を示しています。同様に、周囲温度対相対順方向電圧グラフは、順方向電圧の負の温度係数を示しており、定電流ドライバーにとって重要な考慮事項です。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

5.1 寸法および極性

パッケージは標準的な3030フットプリントで、寸法は3.00mm x 3.00mm、高さは0.69mmです。底面図には、はんだパッドレイアウトと極性識別が明確に示されています。アノードとカソードはマークされており、カソードは通常、パッケージ自体の切り欠きや緑色のマーキングなどの特徴で示されます。はんだ付けパターンは、信頼性の高い表面実装を実現するように設計されています。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

このLEDは、鉛フリーリフローはんだ付けに対応しています。はんだ付け温度（Tsld）の絶対最大定格は、最大10秒間で230°Cまたは260°Cと規定されています。これは、リフロープロファイル中にLEDはんだパッドで測定されたピーク温度を指します。熱衝撃によるパッケージクラックやはんだ接合部の故障を防ぐために、制御された速度で昇温・降温する推奨リフロープロファイルに従うことが重要です。動作温度範囲は-40°Cから+105°C、保管温度範囲は-40°Cから+85°Cです。

7. 型番体系および発注情報

品番は以下の構造に従います：T3C***21A-*****。この構造内の特定のコードは、重要な属性を定義します：

• X1（タイプコード）：3030パッケージの場合は3C。
• X2（CCTコード）：例：2700Kの場合は27、4000Kの場合は40。
• X3（演色性）：Ra70の場合は7、Ra80の場合は8、Ra90の場合は9。
• X4 & X5（チップ構成）：直列および並列チップの数を示します（1-Z）。
• X6（コンポーネントコード）：内部指定（A-Z）。
• X7（カラーコード）：色度ビン規格を定義します（例：85°C ANSIの場合はR）。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 典型的なアプリケーションシナリオ

このLEDは以下の用途に適しています：

• リフォームランプ：ダウンライト、電球、管球における白熱灯、ハロゲン灯、または蛍光灯の直接置換。
• 一般照明：高光束と良好な均一性が必要な直線器具、パネルライト、ハイベイ照明。
• 看板バックライト：一貫した白色光を必要とするエッジライトまたはダイレクトライトの屋内/屋外看板。
• 建築照明：コーブ照明、ファサード照明、その他の装飾用途。

8.2 設計上の考慮点

主要な設計要因は以下の通りです：

• 熱管理：17°C/WのRth j-spは、効果的なヒートシンクを必要とします。定格寿命を達成し、光出力と色の安定性を維持するためには、低い接合部温度を維持することが最も重要です。
• 駆動電流：最大200mAまで対応可能ですが、試験電流の120mA以下で動作させることで、効率、寿命、熱負荷のより良いバランスが得られることが多いです。
• 光学系：広い視野角は、より焦点の合ったビームを必要とするアプリケーションでは、二次光学系（レンズ、リフレクター）を必要とする場合があります。
• ビニング選択：マルチLED設計では、目に見える不整合（色ずれ、輝度ばらつき）を避けるために、光束、電圧、色度の厳密なビンを指定することが不可欠です。

9. 技術比較および差別化

3528や5050などの従来のパッケージと比較して、3030フォーマットは、中程度のサイズのパッケージでより高いルーメン密度を提供します。その熱強化設計は、通常、最大駆動電流および高温での持続光出力の点で、標準的な3030パッケージよりも優位性があります。同じパッケージ内で高Ra（Ra90）オプションが利用可能であることは、機械的フットプリントを変更することなく、色品質が重要なアプリケーションに対して設計者に柔軟性を提供します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: 代表動作点での実際の消費電力は？

A: IF=120mA、VF=6.0Vの試験条件では、電気的電力は0.72Wです（120mA * 6.0V = 720mW）。

Q: 温度は光出力にどのように影響しますか？

A: 図7に示すように、相対光束は周囲温度（ひいては接合部温度）の上昇とともに減少します。この低下を最小限に抑えるには、適切な放熱対策が必要です。

Q: 推奨されるドライバートポロジーは？

A: LEDには定電流ドライバーが必須です。ドライバーの出力電流は、所望の光出力と熱設計に基づいて設定し、200mAを超えないようにする必要があります。ドライバーは順方向電圧ビン範囲（5.6V-6.4V）も考慮する必要があります。

Q: 複数のLEDを直列に接続できますか？

A: はい、ただし直列の総順方向電圧は、ドライバーのコンプライアンス電圧範囲内である必要があります。特に並列ストリングでは、均一な電流分配を確保するために、順方向電圧ビンのばらつきを考慮する必要があります。

11. 設計および使用事例

シナリオ：オフィスリフォーム用1200mm LED管灯の設計。

設計者は、4000K、Ra80、5Gビン（110-115 lm）のLEDを120個使用し、直線アレイに配置するかもしれません。LEDあたり120mAでは、システム全体の光束は約13,200-13,800ルーメンになります。120mA定格で、120個のLEDを直列に接続するのに十分なコンプライアンス電圧（120 * ~6V = 720V）を持つ定電流ドライバー、または直並列ストリングの組み合わせを使用します。アルミニウムチャネルは構造体とヒートシンクの両方として機能し、目標寿命期間中に初期光束出力の90%以上を維持するために、LED接合部温度を85°C以下に保つように設計されます。広い視野角により、過度のグレアなしに作業面を良好に照らします。

12. 動作原理の紹介

白色LEDは通常、青色発光の窒化インジウムガリウム（InGaN）半導体チップを使用します。この青色光の一部は、チップをコーティングする蛍光体層によってより長い波長（黄色、赤色）に変換されます。残りの青色光と蛍光体変換光の混合により、白色光として知覚されます。蛍光体の特定の配合がCCT（温白色、昼白色）とRaを決定します。電気的原理は半導体ダイオードのそれです：バンドギャップを超える順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子（光）の形でエネルギーを放出します。

13. 技術トレンド

3030のようなミッドパワーLEDの一般的なトレンドは、より高い効率（ワットあたりのルーメン数の向上）、改善された色の一貫性（より厳密なビニング）、および高温でのより高い信頼性に向かっています。また、効率を大幅に犠牲にすることなく、高Raおよび特定のスペクトルチューニング（例：人間中心照明向け）を備えたLEDへの需要も高まっています。パッケージング技術は、熱性能を改善し、同じフットプリントからより高い駆動電流と電力密度を可能にするために進化し続けています。さらに、測光および測色試験データを直接トレーサブルな品番またはデジタル製品パスポートに統合することが、自動製造および品質管理を支援するためにますます一般的になっています。