T-1 3/4 화이트 LED 램프 데이터시트 - 5mm 직경 - 3.6V 순방향 전압 - 120mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 패널에 스루홀 방식으로 장착되도록 설계된 고휘도 화이트 발광 다이오드(LED)의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드) 기술을 활용하여 백색광을 생성하며, 물처럼 투명한 렌즈가 장착된 대중적인 T-1 3/4(5mm) 직경 패키지로 캡슐화되어 있습니다. 낮은 전력 소비와 높은 효율을 위해 설계되어, 신뢰할 수 있는 성능이 요구되는 다양한 지시등 및 조명 애플리케이션에 적합합니다.

이 LED의 핵심 장점은 RoHS(유해 물질 제한) 지침을 준수하여 무연 제품이라는 점입니다. 낮은 전류 요구 사항 덕분에 집적 회로와의 호환성이 우수합니다. 다양한 전자 어셈블리에 유연하게 통합할 수 있는 다용도 장착 기능을 제공합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 한계를 초과하여 동작시키면 영구적인 손상을 초래할 수 있으므로 주의해야 합니다.

• 소비 전력(Pd):120 mW. 이는 LED가 열로 발산할 수 있는 최대 총 전력입니다.
• 피크 순방향 전류(I_FP):100 mA. 이는 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭 조건에서 규정된 최대 허용 펄스 전류입니다. 짧은 고강도 펄스를 수용하기 위해 DC 정격보다 훨씬 높게 설정되어 있습니다.
• DC 순방향 전류(I_F):30 mA. 이는 장기간 안정적인 동작을 위해 권장되는 최대 연속 순방향 전류입니다.
• 동작 온도 범위(T_opr):-25°C ~ +80°C. LED는 이 주변 온도 범위 내에서 기능하도록 설계되었습니다.
• 보관 온도 범위(T_stg):-30°C ~ +100°C.
• 리드 솔더링 온도:LED 본체에서 1.6mm(0.063") 떨어진 지점에서 측정 시 260°C에서 5초. 이는 수동 또는 웨이브 솔더링 중 리드가 견딜 수 있는 열 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이 파라미터들은 주변 온도(T_a) 25°C에서 측정되며, 소자의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 광도(I_v):순방향 전류(I_F) 20mA에서 10000 - 16000 mcd(밀리칸델라). 이는 특정 방향으로 방출되는 빛의 지각된 세기를 측정한 값입니다. 실제 값은 ±15%의 허용 오차를 가지며 빈으로 분류됩니다(섹션 3 참조). 측정은 CIE 눈 반응 곡선을 따릅니다.
• 시야각(2θ_1/2):15도(일반적). 이는 광도가 최대 축값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 이처럼 좁은 시야각은 더 집중된 스포트라이트와 같은 빔을 나타냅니다.
• 색도 좌표(x, y):I_F= 20mA에서 약 0.30, 0.30. 이 좌표는 CIE 1931 색도도 상에서 백색광의 색점을 정의합니다. 더 엄격한 색상 제어를 위해 특정 빈이 정의됩니다(섹션 3 참조).
• 순방향 전압(V_F):I_F= 20mA에서 3.3V(최소) / 3.6V(최대). 이는 LED가 동작할 때 걸리는 전압 강하입니다. 일관성을 위해 빈으로 분류됩니다.
• 역방향 전류(I_R):역방향 전압(V_R) 5V에서 100 µA(최대).중요 참고:이 파라미터는 테스트 목적으로만 사용됩니다. LED는 역바이어스 동작을 위해 설계되지 않았으며, 실제 회로에서 역방향 전압을 가하면 소자가 손상될 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

대량 생산 시 일관성을 보장하기 위해 LED는 성능 빈으로 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 밝기, 전압 및 색상에 대한 특정 요구 사항을 충족하는 부품을 선택할 수 있습니다.

3.1 광도(I_v) 빈

I_F=20mA에서 최소 및 최대 광도 값을 기준으로 함:

• Y1:10000 - 13000 mcd
• Z1:13000 - 17000 mcd
• Z2:17000 - 22000 mcd

15%의 측정 허용 오차가 적용됩니다.

3.2 순방향 전압(V_F) 빈

I_F=20mA에서 순방향 전압을 기준으로 함:

• 3H:2.75V - 3.00V
• 4H:3.00V - 3.25V
• 5H:3.25V - 3.50V
• 6H:3.50V - 3.60V

15%의 측정 허용 오차가 적용됩니다.

3.3 색조(색도) 빈

CIE 1931 도표 상의 (x,y) 좌표 사각형으로 정의되며, 예를 들어:

• 빈 40:특정 백색점 주변을 형성하는 좌표 사각형.
• 빈 50, 60, 70:점진적으로 다른 색도 좌표를 가진 후속 빈들로, 더 차가운 색조에서 잠재적으로 더 따뜻한 백색 색조까지 선택할 수 있습니다(정확한 해석은 도표 필요).

±0.01의 색도 좌표 측정 허용 오차가 적용됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트에서 특정 그래프를 참조하지만, 이러한 LED의 일반적인 곡선은 다음과 같습니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류(I_vvs. I_F):광 출력이 전류에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 비선형적인 방식으로 증가하여 전압 조절보다 전류 조절의 중요성을 강조합니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류(V_Fvs. I_F):다이오드의 지수적 I-V 특성을 보여줍니다. 턴온 문턱값을 넘으면 전압이 급격히 상승합니다.
• 상대 광도 대 주변 온도(I_vvs. T_a):접합 온도가 증가함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 고출력 또는 고주변 온도 애플리케이션에서 열 관리의 핵심 고려 사항입니다.

이 곡선들은 비표준 조건(다른 전류 또는 온도)에서 소자의 동작을 이해하고 정확한 회로 설계를 위해 필수적입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 T-1 3/4(5mm) 원형 스루홀 패키지를 사용합니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터 단위입니다(괄호 안은 인치).
• 별도로 명시되지 않는 한 ±0.25mm(±0.010")의 일반 공차가 적용됩니다.
• 플랜지 아래 수지의 최대 돌출은 1.0mm(0.04")입니다.
• 리드 간격은 리드가 패키지 본체에서 나오는 지점에서 측정됩니다.

5.2 극성 식별 및 리드 성형

일반적으로, 더 긴 리드는 애노드(양극)를 나타내고, 더 짧은 리드 또는 패키지 가장자리의 평평한 부분은 캐소드(음극)를 나타냅니다. 데이터시트는 중요한 취급 규칙을 강조합니다:

• 리드 성형은솔더링 전그리고 정상 실내 온도에서 수행해야 합니다.
• 굽힘은 LED 렌즈 베이스에서 최소 3mm 이상 떨어진 곳에서 이루어져야 합니다. 패키지 본체를 지렛대로 사용하는 것은 금지됩니다.
• 리드는 정상 온도에서 절단해야 합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 솔더링 파라미터

수동 솔더링(인두):

• 온도: 최대 300°C.
• 시간: 리드당 최대 3초(한 번만).

• 예열 온도: 최대 100°C.
• 예열 시간: 최대 60초.
• 솔더 웨이브 온도: 최대 260°C.
• 접촉 시간: 최대 5초.

6.2 보관 및 세척

• 보관:권장 보관 조건은 ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도입니다. 원래의 방습 배리어 백에서 꺼낸 LED는 3개월 이내에 사용해야 합니다. 장기 보관의 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기 또는 질소 분위기를 사용하십시오.
• 세척:세척이 필요한 경우 이소프로필 알코올과 같은 알코올 계 용제를 사용하십시오.

6.3 정전기 방전(ESD) 예방 조치

LED는 정전기에 민감합니다. 취급 시 주의 사항으로는 정전기 방지 손목 스트랩, 정전기 방지 장갑 사용 및 모든 장비의 적절한 접지 확인이 포함됩니다.

7. 패키징 및 주문 정보

표준 패키징 흐름은 다음과 같습니다:

• 기본 단위:정전기 방지 방습 백당 500개 또는 250개.
• 내부 카톤:10개의 백을 포함하며, 총 5,000개.
• 외부 카톤:8개의 내부 카톤을 포함하며, 총 40,000개.

특정 부품 번호(예: LTW-2S3D7)가 제품을 식별합니다. 광도 빈 코드는 각 포장 백에 표시됩니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 LED는 범용 지시등, 상태 표시, 소형 패널의 백라이트, 소비자 가전, 기기, 산업용 제어판 및 자동차 내장 애플리케이션(환경 사양 충족 시)의 장식 조명에 적합합니다. 일반 전자 장비용으로 제작되었습니다.

8.2 회로 설계 고려 사항

구동 방식:LED는 전류 구동 소자입니다. 특히 여러 LED를 병렬로 연결할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해 각 LED마다 직렬 전류 제한 저항을 사용하는 것이강력히 권장됩니다(회로 모델 A). 개별 LED 간의 순방향 전압(V_F) 변동으로 인해 전류 및 결과적으로 밝기에 큰 차이가 발생할 수 있으므로, 전압원에서 여러 LED를 직접 병렬로 구동하는 것(회로 모델 B)은 권장하지 않습니다.

직렬 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R = (V_공급- V_F) / I_F, 여기서 V_F와 I_F는 LED의 원하는 동작점입니다.

8.3 열 관리

이 소자는 저전력 장치이지만, 장수명을 위해 최대 소비 전력 및 동작 온도 정격을 준수하는 것이 중요합니다. 높은 주변 온도 또는 밀폐된 공간이 있는 애플리케이션에서는 적절한 공기 흐름을 보장하거나 동작 전류를 감액하는 것을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

백열등과 같은 구형 기술과 비교하여, 이 LED는 훨씬 우수한 효율성, 더 긴 수명 및 더 낮은 열 발생을 제공합니다. LED 시장 내에서 주요 차별화 요소는 표준 5mm 패키지에서 나오는 높은 광도(10,000+ mcd), 지향성 빛을 위한 좁은 15도 시야각, 그리고 밝기와 색상 일관성을 위한 명확하게 정의된 빈닝 구조입니다. RoHS 준수는 표준 요구 사항이지만 현대 전자 제조에 있어 여전히 중요한 기능입니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 저항 없이 5V 전원으로 이 LED를 직접 구동할 수 있나요?
A:No.이렇게 하면 LED가 파손될 가능성이 높습니다. 순방향 전압은 약 3.6V입니다. 5V를 가하면 과도한 전류가 흘러 최대 DC 정격을 초과합니다. 항상 직렬 전류 제한 저항을 사용하십시오.

Q: 피크 순방향 전류(100mA)와 DC 순방향 전류(30mA)의 차이는 무엇인가요?
A: LED는 더 높은 전류(100mA)의 짧은 펄스를 처리할 수 있지만 낮은 듀티 사이클에서만 가능합니다. 연속 동작의 경우 전류는 30mA를 초과해서는 안 됩니다. DC 정격을 초과하면 과도한 열이 발생하고 급격한 성능 저하가 일어납니다.

Q: 시야각이 왜 그렇게 좁나요(15°)?
A: 물처럼 투명한 렌즈와 내부 다이 리플렉터는 빛을 집중된 빔으로 정렬하도록 설계되었습니다. 이는 패널 지시등처럼 특정 방향에서 빛을 보아야 하는 애플리케이션에 이상적입니다.

Q: 색조 빈(40, 50 등)을 어떻게 해석하나요?
A: 이 빈들은 CIE 색도도 상의 다른 영역을 나타냅니다. 낮은 숫자(예: 빈 40)는 일반적으로 다른 상관 색온도(CCT)를 가진 백색광에 해당합니다. 정확한 색상 일치를 위해서는 전체 데이터시트에 제공된 특정 색도도 및 좌표 범위를 참조하십시오.

11. 실용적인 설계 사례 연구

시나리오:동일한 10개의 화이트 LED로 상태 지시 패널을 설계 중입니다. 사용 가능한 전원 공급 장치는 12V DC입니다. 목표는 밝고 균일한 조명을 달성하는 것입니다.

설계 단계:

1. 회로 토폴로지:균일성을 보장하기 위해 10개의 LED를 직렬로 연결하고, 각각 자체 저항을 사용합니다(또는 V_F빈이 엄격한 경우 전체 스트링에 대해 단일 고와트 저항 사용). V_F variation.
2. 동작점:순방향 전류(I_F)를 선택합니다. 안전하고 밝은 지점은 20mA이며, 이는 테스트 조건이자 30mA 최대치 이내입니다.
3. 전압 계산:최악의 경우 빈 6H의 V_F를 가정: 3.6V. 직렬로 연결된 10개의 LED의 경우 총 V_F= 36V. 이는 12V 공급 전압을 초과하므로 10개 모두 직렬 연결은 불가능합니다. 대신, 각각 5개의 LED가 직렬로 연결된 두 개의 병렬 분기를 사용합니다.
4. 한 분기(5개 LED)에 대한 저항 계산:
   총 V_F(5개 LED) = 5 * 3.6V = 18V. 이는 이미 12V를 초과하므로 이 접근법도 실패합니다. 재평가: 12V 공급 전압으로는 직렬로 몇 개의 LED만 연결할 수 있습니다. 직렬로 3개의 LED의 경우: V_F= 10.8V. 저항 R = (12V - 10.8V) / 0.020A = 60 옴. 저항의 전력 P = I²R = (0.02^2)*60 = 0.024W이므로 표준 1/4W 저항이 적합합니다. 10개의 LED를 만들려면 4개의 이러한 스트링(3+3+3+1)이 필요하며, 각 스트링에 적절한 저항을 사용해야 합니다.
5. 구현:이 설계는 스트링당 균일한 밝기를 제공하고 각 LED를 자체 전류 제한으로 보호합니다.

12. 동작 원리 소개

이 화이트 LED는 InGaN 반도체 기술을 기반으로 합니다. 노란색 형광체가 도포된 청색 다이를 사용하는 기존 화이트 LED와 달리, 데이터시트는 "InGaN White"를 명시하며, 이는 일반적으로 유사한 원리를 나타냅니다: 반도체 칩이 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 패키지 내부의 노란색(또는 노란색과 빨간색) 형광체 코팅층을 여기시킵니다. 칩에서 나오는 청색광과 형광체에서 나오는 노란색/빨간색 빛이 혼합되어 인간의 눈에 백색으로 보이는 빛을 생성합니다. 형광체의 특정 혼합 비율이 백색광의 상관 색온도(CCT)와 색 재현 지수(CRI)를 결정합니다. 물처럼 투명한 렌즈는 혼합된 빛 전체가 최소한의 확산으로 통과하도록 하여 좁은 시야각에 기여합니다.

13. 기술 동향

화이트 LED 기술의 발전은 효율성(루멘/와트), 색상 품질(CRI 및 CCT 일관성)의 지속적인 개선 및 비용 절감에 의해 주도됩니다. 표면 실장 소자(SMD) LED는 더 작은 크기와 자동화 조립에 더 적합하기 때문에 새로운 설계를 지배하고 있지만, 이 T-1 3/4 패키지와 같은 스루홀 LED는 프로토타이핑, 취미 프로젝트, 수리 작업 및 견고한 기계적 장착 또는 개별 패키지에서 더 높은 단일점 밝기가 필요한 애플리케이션에서 여전히 관련성을 유지하고 있습니다. 재료 과학의 동향은 더 효율적이고 안정적인 형광체 개발과 빛 추출 및 열 성능을 개선하기 위한 새로운 반도체 구조 탐구에 초점을 맞추고 있습니다. 근본적인 추진력은 모든 분야에서 더 지속 가능하고 에너지 효율적인 조명 솔루션을 향하고 있습니다.