SMD 고출력 LED 1W 시리즈 데이터시트 - 표면 실장 - 전압 2.65-3.55V - 전력 1W - 멀티컬러 - 기술 문서

1. 제품 개요

Shwo 시리즈는 까다로운 조명 애플리케이션을 위해 설계된 표면 실장 고출력 LED 장치 라인을 대표합니다. 그 핵심 설계 철학은 높은 광 출력과 컴팩트한 폼 팩터를 결합하여 광범위한 조명 요구 사항에 대한 다목적 솔루션을 제공합니다.

1.1 핵심 장점 및 포지셔닝

이 시리즈의 주요 차별점은 전기적으로 절연된 열 패드입니다. 이 기능은 열 관리와 전기 배선 고려 사항을 분리하여 설계자에게 상당한 편의를 제공하며, PCB 설계를 단순화하고 신뢰성을 향상시킵니다. 이 시리즈는 성능, 크기 및 설계 유연성의 균형을 제공하여 현대의 고체 조명 요구 사항을 충족시키는 유망한 솔루션으로 포지셔닝됩니다.

1.2 목표 애플리케이션

이 장치는 일반 조명, 플래시 조명, 스포트 조명, 신호 조명 및 다양한 산업 및 상업용 조명 기구를 포함하되 이에 국한되지 않는 광범위한 조명 애플리케이션에 적합합니다. 언급된 구체적인 사용 사례로는 장식 및 엔터테인먼트 조명, 방향 표시등(예: 계단, 출구 통로), 자동차 외부 및 내부 조명, 농업 조명 등이 있습니다.

2. 주요 특징 및 규격 준수

• LM-80 인증:조명 설계 및 검증을 위한 신뢰할 수 있는 광유지율 데이터를 제공합니다.
• 소형 패키지의 고효율:컴팩트한 SMD 풋프린트에서 상당한 광 출력을 제공합니다.
• ESD 보호:8KV(HBM)까지의 강력한 정전기 방전 보호 기능을 갖추고 있습니다.
• 솔더링 방법:표준 표면 실장 기술(SMT) 조립 공정을 위해 설계되었습니다.
• 포괄적인 빈닝:제품은 색상 및 성능 일관성을 보장하기 위해 밝기(광속), 순방향 전압, 파장 및 색도에 따라 빈닝 및 분류됩니다.
• 습기 민감도:MSL 레벨 1로 등급이 매겨져 있으며, 조건 ≤30°C/85% RH에서 무제한 플로어 라이프를 가지므로 취급 및 보관이 간소화됩니다.
• 환경 규정 준수:본 제품은 RoHS를 준수하며, 백색 LED에 대한 ANSI 빈닝 표준과 일치하고, EU REACH 규정을 준수하며, 할로겐 프리(Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm)입니다.

3. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

3.1 절대 최대 정격

장치의 작동 한계는 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 정의됩니다. 열 패드 온도가 25°C로 유지될 때 최대 DC 순방향 전류(I_F)는 700mA입니다. 펄스 동작의 경우, 1kHz에서 듀티 사이클 1/10 조건에서 최대 1000mA의 피크 펄스 전류(I_Pulse)가 허용됩니다. 최대 접합 온도(T_J)는 125°C이며, 열 패드의 작동 온도 범위(T_Opr)는 -40°C에서 +100°C입니다. 이 LED는 역방향 바이어스 동작을 위해 설계되지 않았음을 유의하는 것이 중요합니다.

3.2 열적 특성

열 관리는 고출력 LED에 있어 가장 중요합니다. 열 저항(R_th)은 색상에 따라 다릅니다: 블루, 그린, 쿨 화이트, 뉴트럴 화이트, 웜 화이트 LED의 경우 10°C/W이며, 레드, 앰버, 오렌지 LED의 경우 12°C/W입니다. 이 파라미터는 LED 접합부에서 열 패드로 열이 얼마나 효과적으로 전달되는지를 나타냅니다. 값이 낮을수록 열 성능이 더 좋음을 의미하며, 이는 더 높은 광 출력과 더 긴 수명과 직접적으로 연결됩니다.

3.3 광도 및 전기적 특성

광속 또는 방사 파워는 구동 전류 350mA, 열 패드 온도 25°C 조건에서 명시됩니다. 데이터시트는 다양한 색상의 여러 부품 번호에 대한 최소값을 제공합니다. 예를 들어, 일반적인 최소 광속 값은 앰버의 약 45 lm에서 로열 블루의 530 lm(방사 파워 mW로 측정)까지 다양합니다. 백색 LED 변종의 순방향 전압(V_f)은 2.65V에서 3.55V까지의 범위에서 빈닝됩니다.

4. 빈닝 시스템 설명

4.1 파장/색온도 빈닝

제품 명명법에는 색상에 대한 특정 코드가 포함됩니다. 백색 LED의 경우 이는 상관 색온도(CCT) 빈에 해당합니다. 이 시리즈는 2700K(웜 화이트)부터 6500K(쿨 화이트)까지의 넓은 CCT 범위를 제공하며, 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K, 5700K와 같은 중간 옵션도 있습니다. 각 CCT는 색상 일관성을 엄격하게 보장하기 위해 여러 매카담 타원 스텝(예: 57K-1 ~ 57K-4)으로 더 세분화됩니다. 단색 LED의 경우, 빈은 주 파장 범위(예: 레드: 620-630nm, 블루: 460-485nm)로 정의됩니다.

4.2 광속 빈닝

LED는 표준 테스트 조건에서의 최소 광속 출력을 기준으로 분류됩니다. 부품 번호 자체에 이 최소 광속 값이 인코딩됩니다. 예를 들어, 부품 번호의 'F51', 'F61', 'F91'과 같은 코드는 주어진 색상 및 구동 전류에 대한 서로 다른 최소 광속 등급을 나타냅니다.

4.3 순방향 전압 빈닝

순방향 전압은 전기 설계, 특히 여러 LED를 직렬로 구동할 때 또 다른 중요한 파라미터입니다. 백색 LED 부품 번호는 순방향 전압 빈 범위(예: 2.65-3.55V)를 명시합니다. 일부 주문 코드는 이를 U4(2.65-2.95V), V1(2.95-3.25V), V2(3.25-3.55V)와 같은 서브 빈으로 더 세분화하여 드라이버 설계에서 더 정밀한 전류 매칭을 가능하게 합니다.

5. 부품 번호 명명법 및 주문

제품 명명 규칙은 구조화된 형식을 따릅니다:ELSW – ABCDE – FGHIJ – V1234.

• AB:최소 광속(lm) 또는 방사 파워(mW)를 나타냅니다.
• C:방사 패턴을 나타냅니다(예: '1'은 람베르시안).
• D:색상 또는 CCT를 나타냅니다(예: 'C'는 쿨 화이트, 'M'은 웜 화이트, 'R'은 레드).
• E:전력 소비를 명시합니다(예: '1'은 1W).
• F, G, H, I, J:내부 및 패키징 유형 코드입니다(예: 'H'는 패키징 유형을 나타내며, 'P'는 테이프).
• V:순방향 전압 빈 코드입니다.
• 1234:색상 빈 또는 CCT 빈 코드입니다.

이 시스템을 통해 특정 광학적, 전기적, 열적 특성을 가진 LED를 정확하게 식별하고 주문할 수 있습니다.

6. 백색 LED 사양

데이터시트는 표준 및 고광속 백색 LED 변종에 대한 상세한 표를 제공합니다. 모든 백색 LED는 ANSI 빈닝 표준을 준수합니다. 각 주문 코드에 대해 나열된 주요 파라미터에는 최소 광속, 특정 CCT 빈 범위, 순방향 전압 범위 및 최소 연색 지수(CRI)가 포함됩니다. CRI 값은 일반적으로 쿨 화이트의 경우 70, 뉴트럴 및 웜 화이트 변종의 경우 75입니다. 표준 시리즈의 일반적인 시야각은 120°입니다.

7. 기계적, 조립 및 취급 지침

7.1 솔더링 및 리플로우

이 장치는 SMT 조립을 위해 제작되었습니다. 리플로우 중 최대 솔더링 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 최대 두 번의 리플로우 사이클이 허용됩니다. 설계자는 사용된 특정 솔더 페이스트에 대해 권장되는 리플로우 프로파일을 준수해야 합니다.

7.2 습기 민감도 및 보관

MSL 레벨 1 등급으로, 구성 요소는 표준 공장 조건(≤30°C/85% RH)에서 무제한 플로어 라이프를 가집니다. 이는 일반적인 상황에서 사용 전 베이킹이 필요 없어 재고 관리를 단순화합니다. 보관 온도 범위는 -40°C에서 +100°C입니다.

8. 애플리케이션 제안 및 설계 고려 사항

8.1 열 설계

전기적으로 절연된 열 패드는 상당한 장점입니다. 설계자는 충분한 열 비아와 구리 면적을 사용하여 패드에서 PCB의 방열판까지 적절한 열 경로를 보장해야 합니다. 적절한 방열은 접합 온도를 125°C 미만으로 유지하여 정격 광 출력과 수명을 보장하는 데 필수적입니다. 다양한 색상에 대한 서로 다른 열 저항은 열 모델에 고려되어야 합니다.

8.2 전기 설계

최적의 성능과 안정성을 위해 정전류 드라이버를 권장합니다. 순방향 전압 빈닝 정보는 특히 여러 LED를 직렬로 연결할 때 적절한 드라이버 전압을 계산하는 데 사용해야 합니다. 8KV ESD 보호는 강력하지만 조립 중 표준 ESD 취급 주의 사항은 여전히 권장됩니다.

8.3 광학 설계

람베르시안 방사 패턴(대부분의 변종)은 넓고 균일한 광 분포를 제공합니다. 2차 광학 장치가 필요한 애플리케이션의 경우, 이 패턴은 일반적으로 잘 적합합니다. 설계자는 시스템의 광도 계산에서 최소 광속 값을 고려해야 합니다.

9. 기술 파라미터 기반 일반적인 질문

Q: "1W" LED의 실제 전력 소비는 얼마입니까?
A: "1W" 지정은 일반적으로 일반적인 구동 조건, 종종 약 350mA를 나타냅니다. 실제 소비 전력은 순방향 전압(V_f)과 구동 전류(I_f)의 곱입니다. 예를 들어, 350mA 및 V_f 3.2V에서 전력은 약 1.12W입니다.

Q: 열 패드 온도는 광 출력에 어떤 영향을 미칩니까?
A: 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소합니다. 데이터시트는 T_pad=25°C에서의 광속을 명시합니다. 실제 애플리케이션에서는 온도 상승을 최소화하고 높은 효율과 일관된 색상을 유지하기 위해 효과적인 냉각이 필요합니다.

Q: 이 LED를 350mA보다 높은 전류로 구동할 수 있습니까?
A: DC 전류에 대한 절대 최대 정격은 700mA입니다. 이 전류까지 동작하는 것이 가능하지만, 상당히 더 많은 열을 발생시키고 더 강력한 열 관리가 필요하며, 수명과 색상 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 성능 데이터(광속)는 350mA에서 제공됩니다.

10. 실제 사용 사례 예시

연색성이 좋은(CRI >75) 웜 화이트 광(3000K)이 필요한 주거용 고품질 다운라이트 설계를 고려해 보십시오. 설계자는 데이터시트에서 ELSW-F71M1-0LPGS-C3000과 같은 부품 번호를 선택할 것입니다. 이는 350mA에서 최소 70 lm의 광속, 3000K의 CCT(빈 30K-1 ~ 30K-4 내), 2.65V에서 3.55V 사이의 순방향 전압 및 최소 75의 CRI를 명시합니다. 그런 다음 설계자는 다음을 수행합니다:

1. LED의 열 패드 아래에 열을 발산하기 위해 충분한 구리 패드와 열 비아가 있는 PCB를 설계합니다.
2. 직렬로 사용되는 경우 여러 LED의 V_f 범위를 수용할 수 있는 전압 컴플라이언스를 가진 350mA를 공급할 수 있는 정전류 드라이버를 선택합니다.
3. 다운라이트에 원하는 빔 각도를 달성하기 위해 적절한 광학 장치(예: 2차 렌즈 또는 반사판)를 통합합니다.
4. 시스템의 총 루멘 계산에 70 lm의 최소 광속 값을 사용하여 최종 기구가 광도 목표를 충족하도록 합니다.

11. 작동 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전류가 통과할 때 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 이 현상은 전기발광이라고 하며, 전자가 장치 내의 전자 정공과 재결합하면서 광자의 형태로 에너지를 방출할 때 발생합니다. 빛의 특정 파장(색상)은 사용된 반도체 재료의 에너지 밴드 갭에 의해 결정됩니다. 백색 LED는 일반적으로 형광체 재료로 코팅된 블루 또는 자외선 LED 칩을 사용하여 생성됩니다. 형광체는 칩의 빛 일부를 흡수하여 더 긴 파장(노란색, 빨간색)으로 재방출하며, 남은 파란색 빛과 혼합되어 백색광을 생성합니다. 상관 색온도(CCT)와 연색 지수(CRI)는 형광체 층의 구성과 두께에 의해 제어됩니다.

12. 산업 동향 및 배경

SMD 형식, 고출력 및 절연된 열 패드를 갖춘 Shwo 시리즈는 고체 조명의 여러 주요 동향과 일치합니다. 산업은 더 높은 효율(와트당 루멘), 개선된 신뢰성 및 더 큰 설계 통합을 지속적으로 추진하고 있습니다. SMD 패키지는 자동화된 대량 조립을 가능하게 하여 제조 비용을 절감합니다. 표준화된 빈닝(ANSI와 같은)으로의 이동은 조명 제품의 일관성과 상호 교환성을 용이하게 합니다. 더욱이, LM-80 인증 및 할로겐 프리 준수와 같은 기능은 장수명, 지속 가능성 및 환경 책임에 대한 시장의 증가하는 요구를 해결합니다. 일반 조명부터 자동차 및 농업에 이르기까지 다양한 애플리케이션에 대한 이 장치의 적합성은 LED의 역할이 단순한 조명을 넘어 인간 중심 조명, 통신(Li-Fi) 및 식물 생장 촉진과 같은 영역으로 확장되고 있음을 반영합니다.