T1D 시리즈 화이트 LED 데이터시트 - 10.0x10.0mm 패키지 - 49.5V 정격 - 360mA 구동 - 고 CRI - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

T1D 시리즈는 까다로운 일반 조명 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 탑뷰 화이트 LED 부품입니다. 이 장치는 효과적인 열 관리를 위해 열 설계가 강화된 패키지를 사용하여 높은 구동 전류에서도 안정적인 동작을 가능하게 합니다. 주요 설계 목표는 우수한 연색성을 유지하면서 높은 광속 출력을 제공하는 것으로, 광질과 광도가 중요한 애플리케이션에 적합합니다.

1.1 핵심 장점

• 높은 광속 출력:관련 색온도(CCT)에 따라 360mA에서 2370루멘 이상(전형적)을 제공할 수 있습니다.
• 우수한 색상 품질:Ra90의 높은 연색 지수(CRI)를 특징으로 하여, 조명 아래에서 정확하고 생생한 색 재현을 보장합니다.
• 견고한 열 관리:패키지는 효율적인 방열을 위해 설계되어 고전류 동작을 지원하고 장기적인 신뢰성에 기여합니다.
• 컴팩트한 폼 팩터:10.0mm x 10.0mm의 크기로 다양한 조명 기구 및 설계에 유연하게 통합할 수 있습니다.
• 넓은 시야각:120도의 전형적인 시야각(2θ1/2)은 넓고 균일한 조명을 제공합니다.
• 신뢰할 수 있는 제조:이 부품은 무연 리플로우 솔더링 공정과 호환되며 관련 환경 규정을 준수하도록 설계되었습니다.

1.2 목표 애플리케이션

이 LED는 광범위한 조명 솔루션을 위해 설계되었으며, 다음을 포함합니다:

• 건축 및 장식 조명:고출력과 좋은 색상이 필요한 파사드 조명, 코브 조명 및 기타 액센트 조명.
• 리트로핏 램프:기존 기구에서 전통적인 광원을 직접 대체하여 에너지 절약과 향상된 광질을 제공합니다.
• 주거, 상업 및 산업 공간의 기본 조명.Primary illumination for residential, commercial, and industrial spaces.
• 사인보드 백라이트:밝고 균일한 백라이트가 필요한 실내외 사인보드.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 T1D 시리즈 LED의 성능 범위를 정의하는 주요 전기적, 광학적 및 열적 파라미터에 대한 상세한 분석을 제공합니다.

2.1 전기-광학 특성

순방향 전류(IF) 360mA, 접합 온도(Tj) 25°C에서 측정 시, 장치는 다양한 색온도에 걸쳐 다음과 같은 성능을 나타냅니다:

• 2700K (따뜻한 화이트):최소 광속 1900 lm, 전형적 2150 lm.
• 3000K (따뜻한 화이트):최소 광속 2000 lm, 전형적 2260 lm.
• 4000K-6500K (중립에서 차가운 화이트):최소 광속 2100 lm, 전형적 2370 lm.

중요 참고사항:광속 측정 허용 오차는 ±7%, CRI(Ra) 측정 허용 오차는 ±2입니다. 이러한 조건에서 순방향 전압(VF)은 전형적으로 49.5V이며, 범위는 46V에서 52V(허용 오차 ±3%)입니다.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 동작은 항상 이 경계 내에서 유지되어야 합니다.

• 연속 순방향 전류(IF):400 mA
• 펄스 순방향 전류(IFP):600 mA (펄스 폭 ≤100μs, 듀티 사이클 ≤1/10)
• 소비 전력(PD):20800 mW
• 역방향 전압(VR):5 V
• 동작 온도(Topr):-40°C ~ +105°C
• 접합 온도(Tj):120°C (최대)

2.3 전기 및 열 특성

• 순방향 전압(VF):IF=360mA에서 46V(최소), 49.5V(전형), 52V(최대).
• 역방향 전류(IR):VR=5V에서 최대 1 μA.
• 시야각(2θ1/2):120° (전형적).
• 열저항(Rth j-sp):1 °C/W (전형적). 이 낮은 값은 반도체 접합에서 보드의 솔더 포인트로의 효율적인 열 전달을 나타냅니다.
• 정전기 방전(ESD):1000V (인체 모델) 견딤.

3. 빈닝 시스템 설명

조명 프로젝트의 일관성을 보장하기 위해 LED는 주요 파라미터에 따라 분류(빈닝)됩니다. T1D 시리즈는 다차원 빈닝 시스템을 사용합니다.

LED는 360mA에서 측정된 광 출력에 따라 그룹화됩니다. 각 빈은 정의된 최소 및 최대 광속 값을 가집니다. 예를 들어, Ra90의 4000K CCT LED의 경우, 빈 코드 "3M"은 2100-2200 lm, "3N"은 2200-2300 lm을 커버하며, 최대 "3Q"는 2400-2500 lm을 커버합니다. 이를 통해 설계자는 예측 가능한 밝기 수준의 LED를 선택할 수 있습니다.

LEDs are grouped by their measured light output at 360mA. Each bin has a defined minimum and maximum luminous flux value. For example, for a 4000K CCT LED with Ra90, bin code "3M" covers 2100-2200 lm, "3N" covers 2200-2300 lm, and so on up to "3Q" for 2400-2500 lm. This allows designers to select LEDs with predictable brightness levels.

3.2 순방향 전압 빈닝

드라이버 설계 및 다중 LED 어레이의 전류 매칭을 돕기 위해 장치는 순방향 전압에 따라 빈닝됩니다. 코드에는 "6R" (46-48V), "6S" (48-50V), "6T" (50-52V)가 포함됩니다. 동일한 전압 빈에서 LED를 선택하면 보다 균일한 성능을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

LED는 매우 엄격한 색상 일관성 표준에 따라 빈닝됩니다. 각 CCT(예: 2700K, 4000K, 6500K)에 대한 색도 좌표(CIE 다이어그램의 x, y)는 5단계 맥아담 타원 내에서 제어됩니다. 이는 동일한 빈 내의 LED 간 색상 변이가 인간의 눈으로는 거의 인지할 수 없음을 의미하며, 균일한 백색광이 필요한 애플리케이션에 중요합니다. 이 표준은 2600K-7000K 범위에 대한 Energy Star 빈닝 요구 사항을 따릅니다.

The LEDs are binned to very tight color consistency standards. The chromaticity coordinates (x, y on the CIE diagram) for each CCT (e.g., 2700K, 4000K, 6500K) are controlled within a 5-step MacAdam ellipse. This means the color variation between LEDs in the same bin is virtually imperceptible to the human eye, which is crucial for applications requiring uniform white light. The standard follows Energy Star binning requirements for the 2600K-7000K range.

4. 성능 곡선 분석

제공된 그래프는 다양한 동작 조건에서 LED의 거동에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다.

4.1 스펙트럼 분포

Ra≥90 장치에 대한 스펙트럼 그래프는 가시광선 범위 전체에 걸쳐 넓고 연속적인 방출을 보여주며, 이는 고 CRI 형광체 변환 화이트 LED의 특징입니다. 스펙트럼에 상당한 간격이 없다는 것이 높은 연색 지수를 가능하게 하여, 물체가 그 빛 아래에서 자연스럽게 보이도록 합니다.

4.2 전류 대비 상대 광속

이 곡선은 구동 전류와 광 출력 간의 관계를 설명합니다. 초기에 광 출력은 전류와 거의 선형적으로 증가합니다. 그러나 더 높은 전류에서는 일반적으로 증가된 열 및 기타 효과(효율 저하)로 인해 효율이 떨어집니다. 권장 360mA 이하에서 동작하면 최적의 효율과 수명을 보장합니다.

4.3 온도 의존성

상대 광속 및 순방향 전압 대비 솔더 포인트 온도(Ts)를 보여주는 그래프는 열 설계에 매우 중요합니다. 광속은 일반적으로 온도가 상승함에 따라 감소합니다. 순방향 전압도 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 이러한 관계를 이해하는 것은 효과적인 방열판을 설계하고 최종 애플리케이션 환경에서 광 출력을 예측하는 데 필수적입니다.

4.4 최대 전류 대비 주변 온도

이 디레이팅 곡선은 주변 온도의 함수로서 허용 가능한 최대 순방향 전류를 정의합니다. 주변 온도가 증가함에 따라 LED의 방열 능력이 감소하므로, 최대 접합 온도(Tj 최대)를 초과하지 않도록 최대 안전 동작 전류를 줄여야 합니다. 이 그래프는 고온 환경에서의 신뢰성을 보장하는 데 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 10.0mm x 10.0mm 크기의 정사각형 표면 실장 패키지를 특징으로 합니다. 치수 도면은 주요 측정값과 함께 상면, 측면 및 하면도를 제공합니다. 하면도는 솔더 패드 레이아웃과 극성 표시를 명확히 보여줍니다. 지정되지 않은 치수에 대한 표준 허용 오차는 ±0.1mm입니다.

패키지 하단에는 명확히 정의된 애노드(+) 및 캐소드(-) 솔더 패드가 있습니다. 신뢰할 수 있는 솔더 접합과 인쇄 회로 기판(PCB)으로의 적절한 열 연결을 보장하기 위해 권장 솔더 패드 패턴(랜드 패턴)이 제공됩니다. 이 권장 풋프린트를 따르는 것은 기계적 안정성과 최적의 열 전달에 필수적입니다.

The bottom of the package has clearly defined anode (+) and cathode (-) solder pads. The recommended solder pad pattern (land pattern) is provided to ensure a reliable solder joint and proper thermal connection to the printed circuit board (PCB). Following this recommended footprint is essential for mechanical stability and optimal heat transfer.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 리플로우 솔더링 프로파일

이 부품은 무연(Pb-free) 리플로우 솔더링 공정에 적합합니다. 손상을 피하기 위해 특정 열 프로파일을 따라야 합니다:

• 피크 패키지 본체 온도(Tp):최대 260°C.
• 액상 온도 이상 시간(TL=217°C):60 ~ 150초.
• 피크 온도 5°C 이내 시간:최대 30초.
• 상승 속도(피크까지):최대 3°C/초.
• 하강 속도(피크부터):최대 6°C/초.
• 25°C에서 피크까지 총 시간:최대 8분.

이 프로파일을 준수하면 열 충격, 솔더 접합 결함 및 내부 LED 다이와 형광체의 잠재적 손상을 방지할 수 있습니다.

7. 부품 번호 시스템

부품 번호(예: T1D**9G2R-*****)는 주요 속성을 전달하는 구조화된 코드를 따릅니다:

• 타입 코드:"1D"는 10.0mm x 10.0mm 패키지를 나타냅니다.
• CCT 코드:관련 색온도를 나타내는 두 자리 숫자(예: 27은 2700K, 40은 4000K).
• 연색 코드:CRI를 나타내는 한 자리 숫자(예: 9는 Ra90).
• 칩 구성 코드:패키지 내 직렬 및 병렬 칩의 수를 나타냅니다.
• 색상 코드:색상 표준을 나타내는 문자(예: ANSI).

이 시스템을 통해 원하는 LED 변형을 정확하게 식별하고 주문할 수 있습니다.

8. 애플리케이션 설계 고려사항

8.1 열 관리

높은 소비 전력(360mA, 49.5V에서 최대 ~17.8W)을 고려할 때, 효과적인 열 관리가 가장 중요한 설계 요소입니다. 솔더 포인트 온도(Ts)를 안전한 한계 내로 유지하기 위해 적절한 크기의 금속 코어 PCB(MCPCB) 또는 기타 방열 솔루션이 필수적입니다. 열 정격을 초과하면 광속 감소, 색상 변이가 가속화되고 궁극적으로 장치 고장으로 이어질 수 있습니다.

8.2 전기 구동

이 장치를 동작시키려면 정전류 LED 드라이버가 필요합니다. 드라이버는 안정적인 360mA(또는 열 조건에 기반한 디레이팅 전류)를 제공하도록 선택되어야 하며, LED당 전형적인 순방향 전압 ~49.5V를 견뎌야 합니다. 다중 LED를 사용하는 설계의 경우, 직렬로 연결할 수 있지만 드라이버의 출력 전압은 순방향 전압의 합을 수용할 수 있어야 합니다.

8.3 광학 통합

넓은 120도 시야각은 2차 광학 장치 없이 넓은 조명이 필요한 애플리케이션에 적합합니다. 집중된 빔이 필요한 애플리케이션의 경우 적절한 렌즈나 반사경을 사용해야 합니다. 설계자는 각도에 따른 잠재적 색상 변이를 고려해야 하지만, 엄격한 빈닝으로 이를 최소화합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 중출력 LED(예: 2835, 3030 패키지)와 비교하여, T1D 시리즈는 장치당 훨씬 더 높은 광속을 제공하여 고출력 기구에서 필요한 부품 수를 줄입니다. 주요 차별화 요소는 매우 높은 광속, 고 CRI(Ra90), 그리고 열 성능을 위해 설계된 견고한 패키지의 조합입니다. 다른 고출력 COB(Chip-on-Board) LED와 비교하여, 특정 애플리케이션에서 광학 제어에 유리할 수 있는 보다 개별적이고 점 광원과 같은 폼 팩터를 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 400mA로 연속 구동할 수 있나요?

A: 연속 순방향 전류에 대한 절대 최대 정격은 400mA입니다. 그러나 최적의 수명과 신뢰성을 위해, 특히 실제 애플리케이션에서 열 디레이팅을 고려한 후에는 테스트 조건인 360mA 이하에서 동작하는 것이 권장됩니다.

Q: 어떤 방열판이 필요한가요?

A: 필요한 방열판은 전적으로 애플리케이션의 주변 온도, 원하는 구동 전류, 허용 가능한 접합 온도에 따라 달라집니다. 열저항(Rth j-sp = 1°C/W)과 디레이팅 곡선을 사용하여 열 엔지니어는 솔더 포인트에서 주변 환경까지 필요한 열 임피던스를 계산할 수 있습니다.

Q: 시간과 온도에 따른 색상 변이는 어떻게 되나요?

A: 모든 화이트 LED는 어느 정도의 색상 변이를 경험합니다. 제공된 그래프(그림 7. Ts 대비 CIE x, y 변이)는 솔더 포인트 온도에 따른 색도 좌표 변이의 방향과 크기를 보여줍니다. 장기적인 광속 유지 및 색상 변이는 동작 온도와 전류의 영향을 받으며, 사양 내에서 동작하면 이러한 영향을 최소화할 수 있습니다.

11. 설계 사용 사례 예시

시나리오: 고베이 산업용 조명 기구 설계.

설계자는 약 25,000루멘의 광 출력이 필요합니다. 빈 "3P"(전형적 2300-2400 lm)의 T1D-4000K-Ra90 LED를 사용하면 대략 10-11개의 LED가 필요합니다. 이들은 낮은 Ts를 유지하기 위해 크고 능동 냉각되는 알루미늄 방열판에 장착됩니다. LED는 직렬 배열로 배치되며, 500V 이상(11 LED * 49.5V)의 출력 전압 능력과 안정적인 360mA 출력을 가진 정전류 드라이버가 필요합니다. 넓은 시야각은 고베이 영역에 좋은 커버리지를 제공하며, 고 CRI는 작업 공간의 가시성과 안전성을 향상시킵니다.

12. 동작 원리

이것은 형광체 변환 화이트 LED입니다. 핵심은 일반적으로 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN) 기반의 청색 발광 반도체 칩입니다. 순방향 전류가 인가되면 전자와 정공이 칩의 활성 영역에서 재결합하여 청색광을 방출합니다. 이 청색광의 일부는 칩 위나 근처에 증착된 형광체 재료(예: YAG:Ce) 층에 충돌합니다. 형광체는 일부 청색 광자를 흡수하고 더 넓은 스펙트럼, 주로 노란색과 빨간색 영역에서 빛을 재방출합니다. 남은 청색광과 형광체의 광범위 스펙트럼 방출이 혼합되어 백색광으로 인지됩니다. 형광체의 특정 혼합 비율이 최종 출력의 CCT와 CRI를 결정합니다.

13. 기술 동향

T1D 시리즈와 같은 고출력 화이트 LED의 개발은 여러 분야의 지속적인 개선에 의해 주도됩니다:효율(lm/W):새로운 반도체 재료(예: 비극성/반극성 GaN) 및 고급 칩 설계에 대한 지속적인 연구는 고전류에서의 효율 저하를 줄이는 것을 목표로 합니다.색상 품질:더 높은 CRI 값(Ra95, Ra98)과 향상된 색상 일관성(더 엄격한 맥아담 타원, 예: 3단계 또는 2단계)으로의 추세입니다. 이는 정교한 다중 형광체 혼합을 통해 달성됩니다.신뢰성 및 수명:향상된 패키지 재료, 더 나은 열 인터페이스, 고온 및 고유속 밀도에서 향상된 형광체 안정성은 LED 수명과 광속 유지를 연장하고 있습니다.스마트 통합:지능형, 조정 가능한 조명 시스템을 위한 온보드 센서, 드라이버 및 통신 인터페이스와의 LED 패키지 융합이 증가하고 있습니다.