SMD 미드 파워 LED XI3030E 데이터시트 - PLCC-2 패키지 - 최대 6.8V - 150mA - 화이트 - 기술 문서

1. 제품 개요

XI3030E는 PLCC-2 패키지에 장착된 표면 실장 장치(SMD) 미드 파워 LED입니다. 이 제품은 높은 광효율, 높은 색재현지수(CRI), 낮은 전력 소비 및 넓은 시야각을 결합한 화이트 LED로 설계되었습니다. 컴팩트한 폼 팩터로 인해 신뢰할 수 있고 효율적인 광 출력이 필요한 다양한 조명 응용 분야에 적합한 다용도 구성 요소입니다.

1.1 핵심 장점

이 LED의 성능 프로필을 정의하는 주요 특징은 다음과 같습니다: 밝은 조명을 보장하는 높은 광도 출력; 균일한 빛 분포를 제공하는 120도의 넓은 시야각; 환경 친화적인 RoHS(유해 물질 제한) 지침 준수; 일관된 색상 및 광속 특성을 위한 ANSI 표준 빈닝 활용; 무연(Pb-free) 구조.

1.2 목표 시장 및 응용 분야

이 LED는 다양한 조명 분야를 위한 이상적인 솔루션으로 설계되었습니다. 주요 응용 분야는 주거 및 상업 공간의 일반 조명, 분위기 효과를 창출하는 장식 및 엔터테인먼트 조명, 전자 장치의 표시등, 간판 및 디스플레이 조명, 스위치 조명 등이 포함됩니다.

2. 심층 기술 매개변수 분석

이 섹션은 표준 테스트 조건(납땜점 온도 25°C)에서 데이터시트에 정의된 LED의 주요 성능 매개변수에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 전기-광학 특성

주요 성능 지표는 순방향 전류(I_F) 150mA에서 측정됩니다. 광속(Φ)은 특정 제품 변형 및 빈 코드에 따라 135 lm에서 195 lm까지의 일반적인 범위를 가지며, 명시된 허용 오차는 ±11%입니다. 순방향 전압(V_F)은 최소 5.4V에서 최대 6.8V까지 범위를 가지며, 허용 오차는 ±0.1V입니다. 색재현지수(Ra)는 최소값 70(나열된 표준 시리즈 기준)을 가지며 허용 오차는 ±2입니다. 특히 고품질 색재현이 필요한 응용 분야, 특히 붉은색 톤에 대해 중요한 매개변수인 R9 값(포화 적색)의 일반값이 -40으로 지정되어 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 시야각(2θ_1/2)은 일반적으로 120도입니다.

2.2 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 최대 연속 순방향 전류는 180 mA입니다. 펄스 조건(듀티 사이클 1/10, 펄스 폭 10ms)에서 300 mA의 피크 순방향 전류가 허용됩니다. 최대 전력 소산은 1224 mW입니다. 장치는 주변 온도 범위 -40°C ~ +85°C에서 작동할 수 있으며 -40°C ~ +100°C 사이에서 보관할 수 있습니다. 최대 접합 온도는 125°C입니다. 접합에서 납땜점까지의 열저항은 17 °C/W로, 열 관리 설계의 핵심 매개변수입니다.

2.3 납땜 조건

LED는 조립 중 열에 민감합니다. 리플로우 납땜의 경우 최대 온도 260°C에서 10초가 지정됩니다. 핸드 납땜의 경우, 인두 팁 온도는 350°C를 초과해서는 안 되며 접촉 시간은 3초로 제한해야 합니다. 장치는 정전기 방전(ESD)에도 민감하므로 취급 시 적절한 ESD 예방 조치가 필요합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

이 제품은 주요 성능 매개변수의 일관성을 보장하기 위해 포괄적인 빈닝 시스템을 사용합니다. 제품 번호 자체가 이러한 빈 중 여러 개를 인코딩합니다.

3.1 제품 번호 디코딩

모델 번호 XI3030E/LKE-HXXXX68Z15/2T에는 특정 코드가 포함되어 있습니다: "HXX"는 CRI 코드와 색온도를 나타내고, "XX"는 최소 광속 빈을 나타내며, "68"은 최대 순방향 전압(6.8V)을 나타내고, "Z15"는 순방향 전류(150mA)를 지정합니다.

3.2 색재현지수(CRI) 빈닝

데이터시트는 단일 문자 기호를 최소 CRI 값에 매핑하는 테이블을 제공합니다. 예를 들어: L = 70, Q = 75, K = 80, P = 85, H = 90. 표준 양산 목록은 최소 CRI 70(코드 L)을 가진 변형에 중점을 둡니다.

3.3 상관 색온도(CCT) 및 광속 빈닝

이 LED는 2200K(따뜻한 화이트)부터 6500K(차가운 화이트)까지 다양한 CCT로 제공됩니다. 각 CCT에 대해 특정 광속 빈이 있습니다. 예를 들어, "4000K 165lm 시리즈"에는 2200K부터 6500K까지의 CCT를 가진 제품이 포함되며, 각각 정의된 최소 광속(예: 2200K의 경우 135 lm, 4000K의 경우 165 lm)을 가집니다. 더 높은 출력의 "175lm" 시리즈도 선택된 CCT(2700K ~ 6500K)에 사용 가능합니다. 상세 빈 범위 테이블은 광속 출력을 더 작은 코드(예: 165L5, 170L5)로 세분화하여 정밀한 선택을 위한 최소 및 최대 광속 값을 지정합니다.

3.4 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 5.4V부터 6.8V까지 0.2V 단위로 빈닝됩니다. 빈 코드는 54B(5.4-5.6V), 56B(5.6-5.8V), ..., 66B(6.6-6.8V)까지입니다. 이를 통해 설계자는 전류 조절 회로 설계를 위해 일관된 전압 강하를 가진 LED를 선택할 수 있습니다.

3.5 색도 좌표 빈닝

데이터시트에는 CIE 1931 색도 다이어그램에 대한 섹션이 포함되어 있으며 2200K와 같은 특정 CCT에 대한 색도 좌표(x, y)의 상세 빈 범위를 제공합니다. 이러한 빈(예: 22K-A, 22K-B)은 색 공간 차트상의 작은 사각형을 정의하여 배치 내에서 엄격한 색상 일관성을 보장합니다. 예를 들어, 2200K 빈의 기준 범위는 2070K와 2320K 사이입니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 데이터시트 발췌본에는 그래픽 성능 곡선(예: IV 곡선, 상대 광속 대 온도, 또는 스펙트럼 파워 분포)이 포함되어 있지 않지만, 이러한 곡선은 일반적으로 설계에 중요합니다. 주어진 매개변수를 기반으로 예상 동작을 추론할 수 있습니다. 순방향 전압은 접합 온도가 증가함에 따라 약간 증가할 것입니다. 광속은 접합 온도가 상승함에 따라 감소하는데, 이는 모든 LED에 공통적인 특성입니다. 넓은 120도 시야각은 람베르시안 또는 근접 람베르시안 방사 패턴을 시사합니다. 정밀한 설계를 위해서는 제조업체의 전체 데이터시트에서 이러한 그래프를 참조하는 것이 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 표준 PLCC-2(Plastic Leaded Chip Carrier) 표면 실장 패키지를 사용합니다. "XI3030E"라는 명칭은 약 3.0mm x 3.0mm의 패키지 풋프린트를 나타냅니다. 장치는 탑뷰 화이트 LED를 특징으로 합니다. 수지 재질은 워터클리어입니다. 칩 재질은 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로, 형광체 층과 결합된 블루 칩을 통해 백색광을 생산하는 표준 방식입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

절대 최대 정격에서 언급된 바와 같이, 엄격한 열 프로파일을 따라야 합니다. 리플로우 납땜의 경우, 피크 온도 260°C를 10초 이상 초과해서는 안 됩니다. 열 응력을 최소화하기 위해 예열, 침지, 리플로우 및 냉각 단계가 포함된 권장 리플로우 프로파일을 사용해야 합니다. 가능하면 핸드 납땜은 피해야 하지만, 필요한 경우 신속하게 온도 제어 하에 수행해야 합니다. 구성 요소는 ESD에 민감하므로 적절한 접지 조치와 함께 취급해야 합니다. 보관은 지정된 온도 범위 내의 건조하고 제어된 환경에서 이루어져야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보

양산 목록이 주요 주문 가이드 역할을 합니다. XI3030E/LKE-H4016568Z15/2T와 같은 특정 제품 코드는 필요한 CCT(4000K), 최소 광속(165 lm), CRI(70 최소), 순방향 전압(6.8V 최대)을 기반으로 선택할 수 있습니다. 패키징 형식(테이프 및 릴, 릴당 수량)은 발췌본에 명시되어 있지 않지만 SMD 구성 요소의 표준입니다.

8. 응용 권장 사항

8.1 일반적인 응용 시나리오

이 LED는 다음과 같은 용도에 매우 적합합니다: 높은 효율과 좋은 CRI가 중요한 일반 조용용 LED 전구 및 튜브; 넓은 시야각의 이점을 얻는 건축물 액센트 조명 및 무대 조명; 스위치 및 제어판의 백라이트; 소매 디스플레이 또는 간판 조명.

8.2 설계 고려 사항

열 관리:열저항(R_{th J-S})이 17°C/W이므로 효과적인 방열판이 중요합니다. 최대 접합 온도 125°C를 초과해서는 안 됩니다. 작동 중 납땜점 온도를 가능한 한 낮게 유지하기 위해 PCB 레이아웃 및 외부 방열 설계를 해야 합니다.
전류 구동:안정적인 광 출력과 긴 수명을 위해 정전류 드라이버를 권장합니다. 정격 전류는 150mA이며 절대 최대치는 180mA입니다. 신뢰성을 위해 정격 전류 이하에서 작동하는 것이 좋습니다.
광학 설계:120도 시야각은 패키지의 고유 특성입니다. 더 좁은 빔 각도를 위해서는 2차 광학 장치(렌즈)가 필요합니다.
색상 일관성:균일한 외관이 필요한 응용 분야의 경우 동일한 광속, 전압 및 색도 빈에서 LED를 선택하기 위해 빈닝 정보를 활용하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

기존 저전력 LED와 비교하여, 이 미드 파워 LED는 컴팩트한 패키지에서 훨씬 높은 광속을 제공하여 루멘 밀도를 향상시킵니다. 높은 CRI(최대 90까지의 변형)는 종종 CRI가 70-80 범위에 있는 표준 미드 파워 LED와 차별화되며, 색상 품질이 중요한 응용 분야에 적합합니다. 표준 시리즈에서는 음수이지만 지정된 R9 값은 설계자가 전 스펙트럼 조명에 대한 적합성을 평가할 수 있도록 하는 투명한 매개변수입니다. 넓은 120도 시야각은 영역 조명 응용 분야에서 더 좁은 빔을 가진 LED에 비해 주요 장점입니다.

10. 자주 묻는 질문(기술 매개변수 기반)

Q: 이 LED의 실제 전력 소비는 얼마입니까?
A: 전력(P)은 순방향 전압(V_F) × 순방향 전류(I_F)로 계산됩니다. 일반적인 V_F가 약 6V이고 I_F가 150mA일 때, 일반적인 전력은 약 0.9W(6V * 0.15A)입니다. 최대 전력 소산 정격은 1.224W입니다.

Q: 12V 전원으로 이 LED를 구동할 수 있습니까?
A: 아니요, 직접적으로는 불가능합니다. LED 자체의 순방향 전압은 약 6V입니다. 12V에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 즉시 고장납니다. 전압 차이를 고려하여 전류를 150mA로 제한하도록 설계된 정전류 드라이버 또는 회로(전압원과 직렬로 연결된 저항과 같은)를 사용해야 합니다.

Q: 음의 R9 값은 무엇을 의미합니까?
A: R9는 광원이 진한 빨간색을 얼마나 잘 재현하는지 측정합니다. 음수 값은 광원이 기준 광원에 비해 특정 빨간색 테스트 색상을 덜 포화되거나 더 둔하게 보이게 만든다는 것을 의미합니다. 이는 일부 화이트 LED 형광체 시스템에서 일반적입니다. 생생한 빨간색이 중요한 응용 분야(예: 육류 진열, 소매)의 경우 높은 양의 R9 값을 가진 LED를 선택하는 것이 중요합니다.

Q: 165lm 시리즈와 175lm 시리즈 중 어떻게 선택해야 합니까?
A: 선택은 응용 분야에 필요한 광 출력과 효율에 따라 달라집니다. 175lm 시리즈는 동일한 전류(150mA)에서 더 높은 루멘 출력을 제공하며, 이는 더 높은 효율(와트당 루멘)을 의미합니다. 이는 일반적으로 약간 더 높은 비용을 수반합니다. 루멘 요구 사항과 비용 목표에 따라 선택하십시오.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 다운라이트용 개조 LED 모듈 설계
1. 요구 사항:다운라이트는 60W 할로겐 전구를 대체하기 위해 좋은 색재현(CRI >80)을 가진 800루멘, 따뜻한 화이트(3000K) 빛이 필요합니다.
2. LED 선택:양산 목록에서 XI3030E/LKE-H3016368Z15/2T가 선택됩니다(3000K, 163 lm 최소, CRI 70). 그러나 CRI >80이 필요하므로, 전체 제품 범위에서 CRI 코드가 "K"(80 최소) 이상인 변형을 선택해야 하며, 이는 약간 다른 광속 코드를 가질 가능성이 있습니다.
3. 수량 계산:800루멘을 달성하기 위해 선택된 유형의 LED 약 5개(800 lm / LED당 163 lm)가 필요하며, 광학 및 열 손실을 고려하여 6-7개의 LED가 사용될 수 있습니다.
4. 열 설계:LED 6개가 각각 약 0.9W일 때 총 발열량은 약 5.4W입니다. 접합 온도를 125°C 훨씬 아래로 유지하기 위해 충분한 열 비아를 가진 금속 코어 PCB(MCPCB)와 다운라이트 하우징을 방열판으로 연결하는 설계가 이루어집니다.
5. 전기 설계:6개의 LED 스트링(총 V_f~ 36V)에 150mA를 공급할 수 있는 정전류 드라이버가 선택됩니다. 또는 다른 드라이버 구성으로 각각 3개의 LED로 구성된 두 개의 병렬 스트링을 사용할 수 있습니다.

12. 작동 원리

XI3030E는 형광체 변환 화이트 LED입니다. 핵심은 순방향으로 전류가 흐를 때(전계발광) 청색광을 방출하는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 만들어진 반도체 칩입니다. 이 청색광은 칩 위 또는 주변에 도포된 노란색(및 종종 빨간색/녹색) 형광체 층에 의해 부분적으로 흡수됩니다. 형광체는 더 긴 파장(노란색, 빨간색)에서 빛을 재방출합니다. 흡수되지 않은 청색광과 형광체에서 방출된 노란색/빨간색 빛의 혼합이 결합하여 백색광의 인식을 생성합니다. 청색광과 형광체 방출의 정확한 비율이 백색광의 상관 색온도(CCT)를 결정합니다.

13. 기술 동향

PLCC-2(3030)와 같은 패키지로 대표되는 미드 파워 LED 분야는 계속 발전하고 있습니다. 주요 산업 동향으로는 더 나은 칩 기술과 형광체 효율에 의해 주도되는 광효율(와트당 루멘)의 지속적인 개선이 있습니다. 전 스펙트럼 조명을 위한 더 높은 CRI 값(90+)과 개선된 R9 및 기타 포화 색상 지수(R12, R13 등)를 추구하는 색상 품질 향상에 강력한 초점이 맞춰져 있습니다. 또 다른 동향은 더 높은 구동 전류와 작동 온도에서의 신뢰성과 수명 개선입니다. 더욱이, 패키징 기술은 동일한 풋프린트에서 더 높은 광속 밀도와 더 나은 열 관리를 가능하게 하도록 발전하고 있습니다. 우수한 색상 균일성을 가진 조명 제품의 양산을 가능하게 하는 더 정밀하고 일관된 빈닝 시스템의 개발도 여전히 우선 순위로 남아 있습니다.