T5C 시리즈 5050 화이트 LED 데이터시트 - 크기 5.0x5.0x1.9mm - 전압 25V - 전력 4W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

T5C 시리즈는 까다로운 일반 조명 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 탑뷰 화이트 LED입니다. 열적으로 향상된 패키지를 활용한 이 5050 사이즈 컴포넌트는 높은 광속 출력을 제공하며, 상승된 구동 전류를 처리할 수 있습니다. 컴팩트한 폼 팩터와 넓은 시야각은 공간과 효율이 중요한 다양한 조명 설계에 적합합니다. 본 제품은 무연 리플로우 솔더링 공정을 준수하며 RoHS 표준을 준수하여 제조 및 최종 사용에서의 환경 책임을 보장합니다.

1.1 목표 애플리케이션

이 LED는 조명 분야에서 광범위한 적용성을 위해 설계되었습니다. 주요 사용 사례로는 주거 및 상업 공간의 실내 조명, 기존 조명기구의 LED 기술로의 교체, 일반 목적 조명, 성능과 미적 요소가 모두 중요한 건축 또는 장식 조명 등이 포함됩니다. 견고한 설계는 이러한 다양한 환경에서의 신뢰할 수 있는 작동을 지원합니다.

2. 기술 파라미터 분석

최적의 시스템 설계를 위해서는 장치의 파라미터에 대한 깊은 이해가 필수적입니다. 다음 섹션에서는 주요 전기적, 광학적, 열적 특성을 상세히 설명합니다.

2.1 전기광학적 특성

표준 테스트 조건(순방향 전류, IF = 160mA 및 접합 온도, Tj = 25°C)에서, LED는 상관 색온도(CCT) 및 색 재현 지수(Ra)와 연관된 특정 성능 지표를 나타냅니다. 예를 들어, Ra70인 4000K LED의 경우 전형적인 광속은 655 루멘(lm)이며, 최소 지정 값은 600 lm입니다. CCT가 감소하거나(예: 2700K) 색 재현성이 증가하면(예: Ra90), 전형적인 광속 출력은 일반적으로 감소하는데, 이는 형광체 기술의 트레이드오프를 반영합니다. 모든 광속 측정값은 ±7%의 허용 오차를 가지며, Ra 측정값은 ±2의 허용 오차를 가집니다.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 영구적 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 절대 최대 순방향 전류(IF)는 240 mA이며, 특정 조건(펄스 폭 ≤ 100µs, 듀티 사이클 ≤ 1/10)에서의 펄스 순방향 전류(IFP)는 360 mA입니다. 최대 전력 소산(PD)은 6480 mW입니다. 장치는 최대 5V의 역방향 전압(VR)을 견딜 수 있습니다. 동작 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +105°C이며, 저장 온도 범위(Tstg)는 -40°C에서 +85°C입니다. 최대 허용 접합 온도(Tj)는 120°C입니다. 조립을 위한 솔더링 온도(Tsld)는 리플로우 공정에 대해 지정됩니다: 최대 10초 동안 230°C 또는 260°C.

2.3 Tj=25°C에서의 전기/광학적 특성

이 섹션은 전형적인 동작 파라미터를 상세히 설명합니다. 순방향 전압(VF)은 최소 23V에서 최대 27V까지 범위를 가지며, IF=160mA에서의 전형적인 값은 25V입니다(±3% 허용 오차). 역방향 전류(IR)는 VR=5V에서 최대 10 µA입니다. 시야각(2θ1/2)은 강도가 피크 값의 절반이 되는 축 이탈 각도로 정의되며, 전형적으로 120도입니다. 열 관리에 중요한 파라미터는 MCPCB 상의 LED 접합에서 솔더 포인트까지의 열저항(Rth j-sp)으로, 전형적으로 2.5 °C/W입니다. 장치는 1000V(Human Body Model)의 정전기 방전(ESD) 내성 수준을 가집니다.

3. 빈닝 시스템 설명

생산에서 색상과 밝기의 일관성을 보장하기 위해 LED는 빈으로 분류됩니다. T5C 시리즈는 광속, 순방향 전압 및 색도를 포함하는 다차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

3.1 광속 빈닝

LED는 160mA에서 측정된 광속을 기준으로 그룹화됩니다. 각 CCT와 CRI 조합에는 두 글자 코드(예: GL, GM, GN)로 표시되는 특정 플럭스 빈이 있습니다. 예를 들어, 4000K Ra70 LED는 GN(600-650 lm 최소), GP(650-700 lm), GQ(700-750 lm) 또는 GR(750-800 lm)로 빈닝될 수 있습니다. 동일한 CCT에 대한 더 높은 CRI 버전(Ra90)은 일반적으로 더 낮은 플럭스 빈(예: GK, 450-500 lm)에서 시작합니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 적합한 밝기 등급을 선택할 수 있습니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 전류 조절을 위한 회로 설계를 돕기 위해 빈닝됩니다. 빈은 6D(22-24V), 6E(24-26V), 6F(26-28V)로 코딩되며, 모두 IF=160mA에서 측정됩니다. VF 빈을 알면 전원 공급 요구 사항과 열 부하를 더 정확하게 계산하는 데 도움이 됩니다.

3.3 색도 빈닝 (색상 일관성)

LED는 CIE 색도도 상의 5-스텝 맥아담 타원 내에서 빈닝되며, 이는 지각 가능한 색상 차이를 정의하는 표준입니다. 각 CCT(예: 2700K, 3000K)는 정의된 중심 좌표(x, y)와 파라미터(a, b, Φ)로 정의된 타원을 가집니다. 예를 들어, 4000K 빈(40R5)은 x=0.3875, y=0.3868에 중심을 둡니다. 이 엄격한 빈닝은 동일한 빈의 LED가 인간의 눈에 거의 동일한 색상으로 보이도록 보장하며, 이는 다중 LED 조명기구에 매우 중요합니다. Energy Star 빈닝 표준은 2600K부터 7000K까지의 모든 제품에 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

그래픽 데이터는 다양한 조건에서 LED의 동작에 대한 통찰력을 제공합니다.

4.1 스펙트럼 분포

데이터시트에는 Ra70, Ra80 및 Ra90 버전의 색상 스펙트럼이 포함됩니다. 이 그래프는 파장에 걸친 상대 강도를 보여줍니다. 더 높은 CRI LED(Ra90)는 일반적으로 Ra70 LED에 비해, 특히 적색 영역에서 더 채워진 스펙트럼을 나타내며, 이는 더 나은 색 재현성을 설명하지만 종종 전체 효율이 약간 낮아지는 원인이 됩니다.

4.2 시야각 및 강도

시야각 분포 플롯은 120도의 반각을 가진 넓고 전형적으로 람베르시안 방출 패턴을 확인시켜 줍니다. 이는 일반 조명에 적합한 넓은 영역에 걸쳐 균일한 조명을 제공합니다.

4.3 전류 대 특성

순방향 전류 대 상대 강도 곡선은 광 출력이 전류와 함께 증가하는 방식을 보여주며, 고전류에서는 효율 저하로 인해 일반적으로 비선형적인 방식으로 증가합니다. 순방향 전류 대 순방향 전압 곡선은 정전류 드라이버 설계에 필수적인 다이오드의 지수적 V-I 관계를 설명합니다.

4.4 온도 의존성

주요 플롯은 주변 온도(Ta)에 따른 성능 변화를 보여줍니다. 주변 온도 대 상대 광속 곡선은 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 이는 열 관리의 중요한 요소입니다. 주변 온도 대 상대 순방향 전압 곡선은 VF가 온도가 증가함에 따라 감소함을 보여줍니다(음의 온도 계수). Ta 대 CIE x, y 이동 플롯은 방출된 색상점이 온도에 따라 어떻게 이동할 수 있는지 보여줍니다. 마지막으로, 최대 순방향 전류 대 주변 온도 그래프는 디레이팅 라인을 정의합니다. 주변 온도가 증가함에 따라 접합 온도 한계를 초과하지 않도록 최대 허용 구동 전류를 줄여야 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 5050 풋프린트를 가지며, 이는 패키지 치수가 약 5.0mm x 5.0mm임을 의미합니다. 전체 높이는 1.9mm입니다. 상세한 기계 도면은 렌즈 모양과 패드 레이아웃을 포함한 상면도와 하면도를 보여줍니다. 중요한 치수로는 패드 크기와 간격이 포함되며, 이는 적절한 솔더링과 열 전도를 보장하기 위한 PCB 레이아웃 설계에 필수적입니다.

5.2 솔더링 패드 설계 및 극성

하면도는 애노드와 캐소드 패드를 명확히 나타냅니다. 솔더링 패턴은 안정성과 LED 다이에서 멀리 효과적인 열 전달을 위해 설계되었습니다. 캐소드는 일반적으로 식별을 위해 표시되거나 특정 패드 모양(예: 노치 또는 더 큰 패드)을 가집니다. 데이터시트는 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 최적의 열 성능을 달성하기 위한 PCB 상의 권장 솔더 패드 치수를 지정합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

본 장치는 무연 리플로우 솔더링에 적합합니다. 최대 솔더링 온도 프로파일이 지정됩니다: 피크 온도 230°C 또는 260°C를 10초 이상 초과해서는 안 됩니다. 열 충격이나 LED 패키지 및 내부 재료 손상을 피하기 위해 권장 리플로우 프로파일을 따르는 것이 중요합니다. 주의 사항으로는 배치 중 기계적 응력 피하기, 솔더링 전 PCB와 LED를 깨끗하고 습기가 없도록 유지하기(필요시 베이킹 고려), 지정된 온도 범위(-40°C ~ +85°C) 내의 건조하고 제어된 환경에서 저장하기 등이 포함됩니다.

7. 주문 정보 및 모델 번호

부품 번호는 구조화된 시스템을 따릅니다: T5C***81C-R****. 상세한 분류는 각 세그먼트(X1 ~ X10)를 설명합니다. 주요 선택 가능한 파라미터로는: 타입 코드(X1, 예: '5C'는 5050), CCT 코드(X2, 예: '40'은 4000K), 색 재현 코드(X3, 예: '8'은 Ra80), 직렬 및 병렬 칩 수(X4, X5), ANSI 또는 ERP와 같은 성능 표준을 나타내는 색상 코드(X7) 등이 있습니다. 이 시스템을 통해 원하는 성능 빈을 정확하게 주문할 수 있습니다.

8. 애플리케이션 설계 고려 사항

8.1 열 관리

높은 전력(160mA, 25V에서 최대 4W 전형적)과 전형적인 열저항 2.5 °C/W를 고려할 때, 효과적인 방열판은 매우 중요합니다. 최대 접합 온도 120°C를 초과해서는 안 됩니다. 설계 계산은 주변 온도, 접합에서 방열판까지의 열 경로, 구동 전류를 고려해야 합니다. 고온 환경에서는 디레이팅 곡선(최대 순방향 전류 대 주변 온도)을 사용하는 것이 필수적입니다.

8.2 전기적 구동

안정적인 광 출력과 긴 수명을 보장하기 위해 정전류 드라이버를 강력히 권장합니다. 드라이버는 순방향 전압 빈과 원하는 동작 전류(최대 절대 최대치 240mA DC)를 기준으로 선택해야 합니다. 역방향 전압 및 과도 전압 스파이크에 대한 보호도 권장됩니다. ESD 민감도(1000V HBM)는 조립 중 표준 ESD 처리 주의 사항을 필요로 합니다.

8.3 광학적 통합

넓은 120도 시야각은 스포트라이트 또는 다운라이트와 같은 애플리케이션을 위한 특정 빔 패턴을 달성하기 위해 보조 광학(렌즈 또는 반사판)을 필요로 할 수 있습니다. 탑뷰 설계는 이러한 광학 장치로의 직접 방출을 용이하게 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

T5C 시리즈는 컴팩트한 5050 패키지에서의 높은 광속 출력과 높은 순방향 전압 특성(전형적 25V)의 조합을 통해 차별화되며, 이는 직렬 스트링 구성에서 전류 요구 사항을 줄이는 데 유리할 수 있습니다. 지정된 열저항으로 입증된 열적으로 향상된 패키지 설계는 표준 패키지에 비해 더 나은 신뢰성과 성능 지속성을 목표로 합니다. 플럭스, 전압 및 엄격한 색도 타원에 걸친 포괄적인 빈닝은 설계자에게 고품질 조명 제품을 위한 높은 수준의 일관성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED의 전형적인 효율은 얼마입니까?

A: 효율(와트당 루멘)은 계산할 수 있습니다. 160mA 및 25V(4W 입력)에서 전형적으로 655 lm인 4000K Ra70 LED의 경우, 전형적인 효율은 약 164 lm/W입니다. 실제 시스템 효율은 드라이버 손실과 열 효과로 인해 더 낮아집니다.

Q: 내 프로젝트에 맞는 빈을 어떻게 선택합니까?

A: 애플리케이션의 조명 요구 사항에 따라 CCT(X2)와 CRI(X3)를 선택하십시오. 그런 다음, 밝기 요구 사항을 충족하는 광속 빈(빈닝 테이블에서)을 선택하십시오. 전압 빈(6D/E/F)은 드라이버의 전압 준수 범위를 기준으로 선택할 수 있습니다.

Q: 이 LED를 절대 최대 전류 240mA로 지속적으로 구동할 수 있습니까?

A: 열 관리가 매우 효과적이고 접합 온도를 120°C보다 훨씬 낮게 유지할 수 있는 경우에만 가능합니다. 대부분의 실제 설계에서는 수명을 보장하고 효율을 유지하기 위해 테스트 전류 160mA 이하에서 동작하는 것이 더 안전합니다. 특정 주변 온도에 대한 디레이팅 곡선을 항상 참조하십시오.

Q: 색상 일관성에 대한 "5-스텝 맥아담 타원"은 무엇을 의미합니까?

A: 이 빈 내의 모든 LED는 색도 좌표가 매우 가까워서 표준 관찰 조건에서 대부분의 관찰자에게 색상 차이가 지각되지 않거나 거의 지각되지 않음을 의미합니다. 5-스텝 타원은 고품질 색상 혼합을 위한 일반적인 산업 표준입니다.

11. 실용적 설계 사례 연구

고품질 4000K Ra80 LED 패널 조명을 설계하는 것을 고려해 보십시오. 설계자는 높은 출력과 일관성을 위해 T5C 시리즈를 선택합니다. 빈닝 테이블에서 목표 패널 밝기를 달성하기 위해 GN 플럭스 빈(600-650 lm 최소)을 지정합니다. 정전류 드라이버의 출력 전압 범위와 일치시키기 위해 6E 전압 빈(24-26V)을 선택합니다. 데이터시트 권장 사항과 일치하는 패드를 가진 금속 코어 PCB(MCPCB)가 설계됩니다. 열 설계는 LED 수, 2.5 °C/W Rth j-sp, 예상 주변 온도 45°C 및 선택된 구동 전류 150mA(마진을 위해 테스트 전류보다 약간 낮음)를 기준으로 필요한 방열판 크기를 계산합니다. 드라이버는 모든 LED의 총 직렬 전압을 포함하는 전압 준수 범위를 가진 안정적인 150mA 출력을 제공하도록 선택됩니다. 데이터시트 파라미터를 기반으로 한 이 체계적인 접근 방식은 신뢰할 수 있고 효율적이며 일관된 조명 제품을 보장합니다.

12. 동작 원리

화이트 LED는 일반적으로 청색 발광을 위한 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)와 같은 반도체 재료에서의 전계발광 원리로 작동합니다. 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하여 광자(청색광) 형태로 에너지를 방출합니다. 이 청색광은 반도체 칩 위 또는 근처에 증착된 형광체 코팅을 때립니다. 형광체는 청색광의 일부를 흡수하고 더 넓은 스펙트럼, 주로 황색 및 적색 영역에서 빛으로 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체 변환된 황색/적색광의 조합은 백색광으로 인식됩니다. 청색광과 형광체 변환된 빛의 정확한 비율은 상관 색온도(CCT)를 결정하며, 형광체 방출 스펙트럼의 폭과 구성은 색 재현 지수(CRI)에 영향을 미칩니다.

13. 기술 동향

고체 조명 산업은 몇 가지 주요 동향과 함께 계속 발전하고 있습니다. 내부 양자 효율, 광 추출 및 형광체 기술의 개선을 통해 효율(와트당 루멘)은 꾸준히 증가하고 있습니다. 색상 품질 개선에 대한 강한 초점이 있으며, Ra(CRI)를 넘어 R9(포화 적색 재현) 및 TM-30(Rf, Rg)과 같은 지표로 더 정확한 색상 평가를 위해 이동하고 있습니다. 소형화는 계속되어 더 높은 밀도와 더 유연한 설계를 가능하게 합니다. 센서와 제어를 통합한 스마트 및 연결 조명이 더욱 보편화되고 있습니다. 또한, 실제 동작 조건(고온 및 고습 포함)에서의 신뢰성과 수명은 여전히 중요한 개발 영역이며, 더 지속 가능한 제조 공정과 재료를 위한 추진도 마찬가지입니다.