목차
- 1. 제품 개요
- 1.1 핵심 경쟁력 및 목표 시장
- 2. 심층 기술 파라미터 분석
- 2.1 절대 최대 정격값
- 2.2 광전 특성
- 2.3 전기적 특성
- 3. 등급 분류 시스템 설명
- 4. 성능 곡선 분석
- 4.1 스펙트럼 분포
- 4.2 방사 패턴
- 5. 기계 및 패키징 정보
- 5.1 패키지 크기 및 핀 구성
- 6. 솔더링 및 조립 가이드
- 6.1 리플로우 솔더링 온도 프로파일
- 6.2 저장 및 습도 민감성
- 6.3 주의사항
- 7. 포장 및 주문 정보
- 7.1 릴(Reel)과 캐리어 테이프(Carrier Tape) 규격
- 7.2 라벨 정보
- 8. 애플리케이션 설계 권장사항
- 8.1 전형적인 응용 회로
- 8.2 데이터 프로토콜과 타이밍
- 8.3 롱체인 설계 고려사항
- 9. 기술 비교와 차별화
- 10. 자주 묻는 질문 (기술 사양 기반)
- 10.1 이 LED들은 최대 몇 개까지 직렬 연결할 수 있나요?
- 10.2 3.3V 마이크로컨트롤러로 이 LED들을 구동할 수 있나요?
- 10.3 왜 5mA의 전류 제한이 있나요? 밝기를 높일 수 있나요?
- 11. 실제 적용 예시
- 12. 작동 원리
- 13. 기술 트렌드
1. 제품 개요
61-236-IC는 풀 컬러 RGB 애플리케이션을 위해 설계된 고집적 표면 실장 LED 드라이버입니다. 이 장치는 세 개의 독립적인 LED 칩(적색, 녹색, 청색)과 전용 제어 IC를 단일 P-LCC-6 패키지 내에 통합합니다. 이러한 통합은 각 색상 채널마다 외부 구동 소자를 필요로 하지 않아 PCB 설계를 단순화합니다. 이 소자는 선명한 색상 혼합, 동적 조명 효과 및 컴팩트한 폼 팩터에서의 신뢰할 수 있는 성능이 필요한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.
1.1 핵심 경쟁력 및 목표 시장
61-236-IC의 주요 장점은 시스템 수준의 단순성에 있습니다. 단일 와이어 데이터 전송 프로토콜을 채택하여 기존 병렬 RGB LED 인터페이스에 비해 마이크로컨트롤러 또는 메인 컨트롤러로부터 필요한 제어선 수를 크게 줄였습니다. 이는 확장 가능한 설계를 위한 비용 효율적인 솔루션으로 만듭니다. 내부 반사판과 투명 수지를 통해 구현된 120도의 넓은 시야각은 균일한 광 분포를 보장하여, 도광관 애플리케이션 및 다각도 가시성이 중요한 장식 조명에 이상적인 선택입니다.
목표 시장은 실내외 풀 컬러 LED 디스플레이, 장식 및 건축 조명용 라이트 스트립, 게임 주변기기, 그리고 어드레서블(주소 지정 가능)하고 다색 LED 점이 필요한 모든 응용 분야를 포함합니다. 이 소자는 RoHS, REACH 및 무할로겐 기준을 준수하여 엄격한 국제 환경 및 안전 규정을 충족함을 보장합니다.
2. 심층 기술 파라미터 분석
본 절에서는 규정된 조건에서의 소자 작동 한계 및 성능 특성을 상세히 분석합니다.
2.1 절대 최대 정격값
이러한 정격은 소자에 영구적 손상을 초래할 수 있는 스트레스 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 이를 초과하여 동작하는 경우에 대한 보증은 없습니다.
- 전원 전압 (Vdd):4.2V ~ 5.5V. 이는 내부 제어 회로의 동작 전압 범위를 정의합니다. 일반적으로 안정적인 5V 전원을 사용합니다.
- 출력 전압 (Vout):17V. 이는 드라이버 출력 단이 견딜 수 있는 최대 전압으로, LED 순방향 전압과 관련이 있습니다.
- 입력 전압 (Vin):-0.5V ~ Vdd+0.5V. 이는 래치업(latch-up)이나 손상을 방지하기 위한 데이터 입력(Din) 및 설정 핀의 안전 전압 범위를 규정합니다.
- LED 출력 전류 (Iout):5 mA. 이는 각 색상 채널(적색, 녹색, 청색)의 최대 정격 전류입니다. 이 전류를 초과하면 LED 성능 저하 또는 손상이 발생할 수 있습니다.
- 동작 온도 (Topr):-25°C ~ +85°C. 장치가 안정적으로 작동하는 환경 온도 범위입니다.
- 저장 온도 (Tstg):-40°C ~ +90°C. 장치에 전원이 인가되지 않은 상태에서의 안전 온도 범위입니다.
- ESD (정전기 방전):2000V (HBM). 정전기 보호 등급을 나타내며, 조립 과정에서 주의하여 취급할 것을 권장합니다.
- 납땜 온도 (Tsol):리플로우: 최대 260°C, 10초; 핸드 솔더링: 최대 350°C, 3초. 패키지나 칩에 열 손상을 피하기 위한 PCB 조립의 핵심 파라미터입니다.
2.2 광전 특성
Ta=25°C, 각 채널 IF=5mA 조건에서 측정된 이 파라미터들은 광 출력 및 색상 특성을 정의합니다.
- 발광 강도 (Iv):
- 적색 (RQH): 90 mcd (최소값) ~ 280 mcd (최대값).
- 녹색 (GR): 280 mcd (최소값) ~ 900 mcd (최대값).
- 파란색 (BY): 71 mcd (최소값) ~ 224 mcd (최대값).
- 시야각 (2θ1/2):120도 (전형값). 발광 강도가 피크 값의 절반으로 감소할 때의 전체 각도로 정의됩니다. 넓은 시야각은 핵심 특성입니다.
- 주 파장 (λd):
- 적색 (RQH): 617.5 nm ~ 629.5 nm.
- 녹색 (GR): 525 nm ~ 540 nm.
- 파랑색 (BY): 462 nm ~ 474 nm.
2.3 전기적 특성
Ta=-20~+70°C, Vdd=4.5~5.5V, Vss=0V 조건에서 정의됨.
- 출력 전류 (IOL):5 mA (전형값). 각 LED에 공급되는 조정 전류.
- 입력 전류 (II):±1 μA (최대값). 데이터 입력 핀의 극히 낮은 누설 전류.
- 입력 전압 논리 레벨:
- VIH (논리 하이 레벨): 최소값 3.3V.
- VIL (논리 로우 레벨): 최대값 0.3*Vdd (예: Vdd=5.5V일 때 1.65V).
- 히스테리시스 전압 (VH):0.35V (전형값). 하이 및 로우 레벨 스위칭 문턱값 사이에 전압 간격을 생성하여 데이터 입력에 노이즈 내성을 제공합니다.
- 동적 전류 소비 (IDDdyn):2.5 mA (전형값). 데이터 전송 및 PWM 동작 시 내부 제어 논리에서 소비되는 전류.
3. 등급 분류 시스템 설명
사양서는 생산 적용 시 색상과 휘도 일관성을 보장하기 위한 다중 매개변수 등급 시스템을 암시합니다. 단일 표에 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 매개변수 범위로부터 다음과 같은 등급을 추론할 수 있습니다:
- 발광 강도 (CAT):소자는 각 색상(적색, 녹색, 청색)의 측정된 광 출력(mcd)에 따라 분류됩니다. 이는 디스플레이 또는 조명 스트립 내 다수의 유닛 간 균일한 휘도를 달성하는 데 중요합니다.
- 주 파장 (HUE):LED는 피크 파장(nm)에 따라 등급이 분류됩니다. 이는 조립된 모든 소자 간에 일관된 색점(예: 동일한 빨간색 또는 파란색 색조)을 보장하여 정확한 색상 혼합과 디스플레이 품질에 매우 중요합니다.
- 순방향 전압 (REF):메인 테이블에는 명시되지 않았지만, 포장재 부분에서 '순방향 전압 등급'이 언급되어 칩이 순방향 전압(Vf) 특성에 따라 분류될 수도 있음을 나타내며, 이는 직렬/병렬 스트링에서 전력이 균일하게 분배되도록 보장하기 위함입니다.
주문 시, 일반적으로 응용 요구사항에 맞추기 위해 특정 빈 코드(CAT, HUE, REF)를 요청할 수 있습니다.
4. 성능 곡선 분석
사양서에는 전형적인 성능 곡선이 포함되어 있어, 단일 포인트 사양을 넘어선 동작에 대한 통찰력을 제공합니다.
4.1 스펙트럼 분포
제공된 차트는 적색(RQH), 녹색(GR), 청색(BY) 칩의 가시광선 스펙트럼 전반에 걸친 상대 발광 강도를 보여줍니다. 주요 관찰 사항:
- 각 곡선은 해당 주 파장에 대응되는 뚜렷하고 좁은 피크를 보여주어 우수한 색채 포화도를 확인시켜 줍니다.
- 적색 발광은 장파장 영역(~620-630nm)에, 녹색은 중간 영역(~525-540nm)에, 청색은 단파장 영역(~462-474nm)에 집중되어 있습니다.
- 색상 스펙트럼 간의 중첩이 극히 적어, 색상을 혼합할 때 넓은 색역을 생성하는 데 유리합니다.
4.2 방사 패턴
"방사 특성도"는 빛의 공간적 분포를 설명합니다. 이러한 광시야각 LED의 곡선은 일반적으로 넓고 램버트형(코사인 분포)에 가까워 120도 사양을 확인시켜 줍니다. 축 방향(0도)으로 직접 관찰할 때 강도가 가장 높으며, 가장자리(±60도)로 갈수록 부드럽게 감소합니다.
5. 기계 및 패키징 정보
5.1 패키지 크기 및 핀 구성
본 장치는 P-LCC-6(플라스틱 리드 칩 캐리어, 6핀) 패키지를 채택합니다. 상세 치수도는 길이, 너비, 높이, 핀 피치 및 패드 크기를 규정하며, 일반 공차는 ±0.1mm입니다. 이 정보는 PCB 패드 설계에 매우 중요합니다.
핀 정의:
- Vss:내부 회로의 접지 연결.
- NA:미연결 / 내부 연결 없음.
- Di:제어 데이터 신호 입력. 직렬 데이터 스트림을 수신합니다.
- Do:제어 데이터 신호 출력. 데이터 스트림을 Daisy Chain의 다음 장치로 전송합니다.
- NA:미연결 / 내부 연결 없음.
- Vdd:정전원 입력 (4.2V ~ 5.5V).
6. 솔더링 및 조립 가이드
6.1 리플로우 솔더링 온도 프로파일
데이터시트는 특정 무연 리플로우 솔더링 온도 프로파일을 제공합니다:
- 프리히트(Preheat):150–200°C, 60–120초 유지. 최대 승온 속도: 3°C/초.
- 리플로우 (액상선 이상):온도는 217°C를 초과하여 60–150초 동안 유지해야 합니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 260°C 이상의 온도에 노출되는 시간은 10초를 넘지 않아야 합니다.
- 냉각:최대 냉각 속도: 6°C/초. 255°C 이상의 온도에 노출되는 시간은 30초를 초과하지 않아야 합니다.
6.2 저장 및 습도 민감성
본 장치는 건제제가 들어 있는 방습 베리어 백에 포장되어 있습니다.
- 개봉 전:≤30°C 및 ≤90% 상대습도(RH) 조건에서 보관하십시오.
- 작업 수명:밀봉 백 개봉 후, 24시간 이내에 작업장 조건(일반적으로 약 30°C/60% RH)에서 솔더링을 완료해야 합니다.
- 베이킹:포장이 개봉된 지 24시간이 경과했거나 건조제 지시제가 포화 상태를 나타낼 경우, 흡수된 수분을 제거하고 리플로우 솔더링 과정 중 '팝콘' 현상(패키지 크랙)을 방지하기 위해 60°C ±5°C에서 24시간 동안 베이킹해야 합니다.
6.3 주의사항
- 전류 제한:내부 드라이버는 정전류를 제공합니다. 그러나 Iout의 절대 최대 정격은 5mA입니다. 응용 회로는 동작 조건이 이 한계를 초과하지 않도록 보장해야 합니다. 일반적인 5V 동작에서 드라이버 자체는 전류 제한을 위한 외부 직렬 저항이 필요하지 않지만, 전원 설계 시 주의해야 합니다.
- 기계적 응력:용접 또는 처리 과정에서 패키지에 기계적 응력을 가하지 않도록 주의하십시오. 조립 후에는 부품 주변에서 PCB를 휘지 마십시오.
7. 포장 및 주문 정보
7.1 릴(Reel)과 캐리어 테이프(Carrier Tape) 규격
부품은 자동 표면 실장(SMT) 조립을 위해 릴에 감겨 엠보싱 캐리어 테이프 형태로 제공됩니다.
- 포장 수량:릴당 800개.
- SMT 장비와의 호환성을 보장하기 위해 릴 사이즈, 캐리어 테이프 포켓 사이즈(폭, 피치, 깊이) 및 커버 테이프 사양에 대한 상세 도면이 제공됩니다.
7.2 라벨 정보
릴 라벨에는 추적 가능성과 정확한 조립을 위한 핵심 정보가 포함되어 있습니다:
- 고객 부품 번호 (CPN)
- 제조사 부품 번호 (P/N): 예, 61-236-ICRQHGRBYC-A 05-ET-CS
- 수량 (QTY)
- 빈 코드: CAT (강도), HUE (파장), REF (전압)
- LOT No. (추적용)
8. 애플리케이션 설계 권장사항
8.1 전형적인 응용 회로
데이터시트는 표준 5V 애플리케이션 회로를 보여줍니다. 마이크로컨트롤러(MCU) 또는 전용 컨트롤러가 직렬 데이터를 첫 번째 LED 드라이버의 Din 핀으로 전송합니다. 각 드라이버의 Dout 핀은 다음 드라이버의 Din 핀에 연결되어 데이지 체인을 형성합니다. 단일 전원(5V)이 모든 Vdd 핀에 전력을 공급하며, 모든 Vss 핀은 접지에 연결됩니다. 특히 긴 체인이나 노이즈가 많은 환경에서 고주파 노이즈를 억제하고 신호 무결성을 개선하기 위해 MCU 근처의 데이터 라인에 소형 RC 필터(예: 100Ω 저항 및 100nF 커패시터)를 사용하는 것이 좋습니다.
8.2 데이터 프로토콜과 타이밍
해당 장치는 독자적인 단일선 귀영(zero-return) 프로토콜을 사용합니다.
- 데이터 프레임:각 디바이스는 24비트로 구성되며, 8비트 녹색(G7-G0), 8비트 적색(R7-R0), 8비트 청색(B7-B0)으로 조직됩니다. 이를 통해 각 색상 채널은 256개의 강도 등급(0-255)을 가질 수 있습니다.
- 비트 타이밍:
- 논리 '0': 고전압 시간(T0H) = 0.30 µs ±80ns, 저전압 시간(T0L) = 0.90 µs ±80ns.
- 논리 '1': 하이 레벨 시간 (T1H) = 0.90 µs ±80ns, 로우 레벨 시간 (T1L) = 0.30 µs ±80ns.
- 논리 '0'과 '1'의 총 비트 주기는 모두 1.2 µs이며, 데이터 속도는 약 833 kHz입니다.
- 리셋/래치 신호:Din 라인의 저전압 펄스 지속 시간이 50 µs (RES)를 초과하면 하나의 데이터 프레임의 종료를 나타냅니다. 이 리셋 신호를 수신한 후, 체인 내의 모든 장치는 방금 수신한 24비트 데이터를 출력 레지스터에 동시에 래치하고 PWM 출력을 업데이트합니다. 이는 디스플레이 내 모든 LED의 동기화된 업데이트를 보장하여 데이터 갱신 중 "고스트" 또는 "레인보우" 효과를 방지합니다.
8.3 롱체인 설계 고려사항
많은 장치가 직렬로 연결된 애플리케이션(예: 긴 LED 스트립)의 경우:
- 전원 인가:전압 강하를 방지하고 전원에서 먼 LED의 어두워짐이나 색상 편차를 예방하기 위해 체인을 따라 여러 지점에 5V 전원을 인가해야 합니다. 두꺼운 전원 트레이스나 별도의 전원선을 사용하십시오.
- 데이터 신호 무결성:긴 데이터 라인은 신호 열화(상승/하강 시간 증가, 링잉)를 겪을 수 있습니다. 드라이버 입력단에 버퍼 IC 또는 낮은 값의 직렬 저항(예: 33-100Ω)을 사용하면 임피던스 매칭과 반사 감소에 도움이 됩니다.
- 갱신률:총 업데이트 시간 = (LED 수 * 24비트 * 1.2 µs) + 리셋 시간. 100개의 LED로 구성된 체인의 경우 약 ~2.88 ms + ~0.05 ms = ~2.93 ms로, 300 Hz를 초과하는 갱신률을 허용하며 대부분의 시각적 응용에 충분합니다.
9. 기술 비교와 차별화
분리형 솔루션(별도의 RGB LED + 외부 정전류 드라이버 또는 저항 + 다중화 논리)과 비교하여, 61-236-IC는 상당한 이점을 제공합니다:
- 부품 수 감소:세 개의 LED와 그 구동기를 하나의 패키지에 통합하여 PCB 공간과 조립 비용을 절감합니다.
- 제어 간소화:단일선 데이지 체인 프로토콜은 MCU GPIO 요구를 크게 줄여줍니다——단 하나의 핀으로 수백 개의 LED를 제어할 수 있으며, 기본 PWM 제어는 각 RGB LED마다 세 개의 핀이 필요합니다.
- 통합 전류 제어:각 LED 칩에 안정적이고 조절된 전류를 공급하여, 개별 LED 간의 미세한 순방향 전압(Vf) 변화에 영향을 받지 않고 일관된 밝기와 색상을 보장합니다. 이로 인해 전류 제한 저항과 관련 전력 손실이 제거됩니다.
- 동기 업데이트:전체 래치/리셋 기능은 전체 디스플레이의 색상 변화가 완벽하게 동기화되도록 하며, 이는 다중화된 개별 LED로는 구현하기 어려운 기능입니다.
10. 자주 묻는 질문 (기술 사양 기반)
10.1 이 LED들은 최대 몇 개까지 직렬 연결할 수 있나요?
규격서에는 엄격한 전기적 제한이 규정되어 있지 않습니다. 실제 제한은 다음과 같은 요소에 의해 결정됩니다:데이터 타이밍:通过多个器件的累积传播延迟。对于非常长的链 (>500-1000),数据信号可能会劣化,需要信号调理或分段。 2.전원 분배:체인 내 각 장치에 충분한 전압(5V)을 공급하려면 전원 버스를 신중하게 설계하고 다수의 인젝션 포인트를 설정해야 합니다.주사율 요구사항:더 많은 LED는 더 긴 프레임 업데이트 시간을 의미하며, 동적 콘텐츠의 주사율이 60-100 Hz 이하로 떨어지면 눈에 띄게 나타날 수 있습니다.
10.2 3.3V 마이크로컨트롤러로 이 LED들을 구동할 수 있나요?
데이터시트에 따르면 최소 하이 레벨 입력 전압(VIH)은 3.3V입니다. 마이크로컨트롤러의 3.3V 논리 하이 레벨은 이 최소 사양을 정확히 충족합니다. 그러나 사양의 한계에서 동작하면 노이즈 마진이 없습니다. 연결이 짧고 통제된 환경에서는 작동할 수 있습니다. 특히 긴 체인이나 노이즈가 많은 환경에서 신뢰할 수 있는 동작을 위해서는 5V 마이크로컨트롤러를 사용하거나, 레벨 시프터(예: 간단한 MOSFET 또는 전용 IC)를 사용하여 3.3V 신호를 안정적인 5V 신호로 변환하는 것이 강력히 권장됩니다.
10.3 왜 5mA의 전류 제한이 있나요? 밝기를 높일 수 있나요?
5mA 제한은 내부 정전류 드라이버의 설계와 통합 LED 칩의 열/전기적 특성에 의해 결정됩니다. 이 절대 최대 정격을 초과하면 드라이버 IC 또는 LED 칩의 과열 위험이 있어, 광속의 가속화된 감소(시간 경과에 따른 어두워짐) 또는 치명적 고장을 초래할 수 있습니다. 밝기는 전류를 증가시키는 것이 아니라 8비트 PWM 듀티 사이클(0-255)로 제어해야 합니다. 더 높은 밝기가 필요한 경우, 더 높은 전류 정격을 가진 다른 LED 제품을 선택해야 합니다.
11. 실제 적용 예시
시나리오: 짧은 주소 지정 가능 LED 사인을 설계한다.디자이너가 애니메이션과 텍스트를 표시하기 위해 50개의 독립 제어 가능 RGB 픽셀로 구성된 소형 사인을 제작 중이다.
- 부품 선택:61-236-IC는 통합 드라이버, 넓은 시야각으로 우수한 가시성 확보, 그리고 간단한 데이지 체인 제어 기능 때문에 선택되었습니다.
- PCB 설계:PCB 레이아웃은 50개의 P-LCC-6 패키지용 패드를 포함합니다. 데이터 라인(Din/Do)은 MCU 커넥터에서 각 픽셀까지 순차적으로 배선됩니다. 두꺼운 5V 전원층과 접지층을 사용합니다. 전원 입구점 근처에 100µF 벌크 커패시터와 여러 개의 0.1µF 디커플링 커패시터를 배치합니다.
- 펌웨어:对MCU(例如ARM Cortex-M或ESP32)进行编程,以生成精确的1.2 µs位时序。一个缓冲区数组保存所有50个像素的24位颜色值。固件顺序传输1200位 (50 * 24),然后发送一个>50µs的低电平脉冲来锁存数据。
- 조립:지정된 리플로우 프로파일에 따라 SMT 장비를 사용하여 부품을 배치합니다. 조립 후, 다양한 색상 패턴 테스트 신호를 전송하여 모든 픽셀이 올바르고 동기화되어 응답하는지 확인합니다.
12. 작동 원리
61-236-IC은 간단하고 직접적인 동작 원리로 작동합니다. 내부에는 시프트 레지스터와 각 색상 채널별 래치가 포함되어 있습니다. Din 핀에서 수신된 직렬 데이터 스트림은 신호 에지의 타이밍에 따라 24비트 시프트 레지스터로 이동됩니다. 리셋 펄스가 감지되면, 시프트 레지스터의 내용이 세 개의 8비트 홀드 래치(빨강, 초록, 파랑 각각 하나씩)로 병렬 전송됩니다. 이 래치 값들은 세 개의 독립적인 PWM 발생기의 듀티 사이클을 직접 제어합니다. 각 PWM 발생기는 각각의 LED 칩(빨강, 초록 또는 파랑)에 연결된 정전류원을 구동합니다. 정전류원은 PWM 신호가 하이 레벨일 때 LED의 순방향 전압 미세 변화에 영향받지 않고 안정적인 5mA 전류를 LED가 수신하도록 보장합니다. 각 지점에서 세 가지 PWM 변조된 원색의 조합이 원하는 혼합 색상을 생성합니다. 데이터는 동시에 Dout 핀으로 시프트 출력되어, 동일한 데이터 스트림이 최소 지연으로 체인의 다음 장치로 전파될 수 있도록 합니다.
13. 기술 트렌드
61-236-IC와 같은 장치는 어드레서블 RGB LED 분야에서 성숙하고 널리 채택된 방식을 대표합니다. 이 분야의 트렌드는 더 높은 집적도와 더 스마트한 기능을 향해 발전하고 있습니다:
- 더 높은 비트 심도:채널당 8비트(256단계)에서 10비트, 12비트, 심지어 16비트 PWM으로 발전하여, 특히 고급 디스플레이와 건축 조명에서 더 부드러운 색상 그라데이션과 전문가급 색상 정밀도를 구현합니다.
- 통합 메모리와 패턴:일부 새로운 드라이버는 사전 프로그래밍된 조명 패턴이나 애니메이션을 저장하기 위한 내장 메모리를 포함하여, 이 작업을 메인 컨트롤러에서 분리하여 독립 실행을 가능하게 합니다.
- 더 높은 데이터 전송률과 프로토콜:더 긴 케이블 길이, 더 높은 픽셀 수 및 고속 비디오에 적합한 재생률을 지원하기 위해 차동 신호 SDI와 같은 더 빠르고 견고한 직렬 통신 프로토콜을 채택합니다.
- 효율성 및 열 관리 개선:열로 손실되는 전력을 줄이기 위해 효율성이 더 높은 드라이버를 개발하여 더 밝은 LED 또는 더 조밀한 패키징 사용을 가능하게 합니다. 여기에는 패키지 내부의 고급 열 설계가 포함됩니다.
- 확장 색역:RGB를 넘어서는 추가 LED 색상, 예를 들어 백색(W), 앰버색(A) 또는 라임색(L)을 통합하여 RGBW 또는 RGBAW 모듈을 생성함으로써, 더 자연스러운 백색과 파스텔 톤을 포함한 더 넓은 색상 범위를 구현할 수 있습니다.
LED 사양 용어 상세 설명
LED 기술 용어 완전 해설
1. 광전 성능 핵심 지표
| 용어 | 단위/표기 | 일반적인 설명 | 왜 중요한가 |
|---|---|---|---|
| 광효율 (Luminous Efficacy) | lm/W(루멘/와트) | 와트당 전력으로 발생하는 광속으로, 값이 높을수록 에너지 효율이 높습니다. | 이는 조명기구의 에너지 효율 등급과 전기요금 비용을 직접적으로 결정합니다. |
| 광속(Luminous Flux) | lm(루멘) | 광원이 방출하는 총 광량으로, 일반적으로 "밝기"라고 불립니다. | 조명기구가 충분히 밝은지를 결정합니다. |
| 발광 각도 (Viewing Angle) | °(도), 예: 120° | 광강도가 절반으로 감소하는 각도로, 빔의 너비를 결정합니다. | 조명 범위와 균일도에 영향을 미칩니다. |
| 색온도 (CCT) | K (켈빈), 예: 2700K/6500K | 빛의 색온도, 낮은 값은 노랑/따뜻한 느낌, 높은 값은 하양/차가운 느낌. | 조명의 분위기와 적용 가능한 장소를 결정합니다. |
| 색 렌더링 지수 (CRI / Ra) | 단위 없음, 0–100 | 광원이 물체의 실제 색상을 재현하는 능력으로, Ra≥80이면 양호함. | 색상의 사실성에 영향을 미치며, 백화점, 미술관 등 높은 요구 사항이 있는 장소에 사용됩니다. |
| 색용차 (SDCM) | 매카담 타원 스텝 수, 예: "5-step" | 색상 일관성의 정량적 지표로, 스텝 수가 작을수록 색상이 더 일관됩니다. | 동일 로트의 조명 간 색상 차이가 없음을 보장합니다. |
| 주파장 (Dominant Wavelength) | nm (나노미터), 예: 620nm (적색) | 컬러 LED 색상에 대응하는 파장 값. | 적색, 황색, 녹색 등의 단색 LED 색조를 결정. |
| 스펙트럼 분포 (Spectral Distribution) | 파장 대 강도 곡선 | LED에서 방출되는 빛의 각 파장별 강도 분포를 나타냅니다. | 색 재현성과 색상 품질에 영향을 미칩니다. |
2. 전기적 파라미터
| 용어 | 기호 | 일반적인 설명 | 설계 시 고려사항 |
|---|---|---|---|
| 순방향 전압 (Forward Voltage) | Vf | LED가 점등되기 위해 필요한 최소 전압으로, 일종의 '시동 문턱값'과 유사합니다. | 구동 전원 전압은 Vf 이상이어야 하며, 여러 LED가 직렬 연결될 경우 전압이 누적됩니다. |
| 순방향 전류(Forward Current) | If | LED가 정상적으로 발광하는 전류 값. | 일반적으로 정전류 구동을 채택하며, 전류는 밝기와 수명을 결정합니다. |
| 최대 펄스 전류 (Pulse Current) | Ifp | 디밍 또는 플래시에 사용되는, 단시간 동안 견딜 수 있는 피크 전류. | 펄스 폭과 듀티 사이클은 엄격하게 제어해야 하며, 그렇지 않으면 과열로 인해 손상될 수 있습니다. |
| 역전압 (Reverse Voltage) | Vr | LED가 견딜 수 있는 최대 역방향 전압으로, 이를 초과하면 항복이 발생할 수 있습니다. | 회로에서 역접속 또는 서지 전압을 방지해야 합니다. |
| 열저항 (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | 칩에서 솔더 접점으로 열이 전달되는 데 대한 저항으로, 값이 낮을수록 방열 성능이 우수함. | 높은 열저항은 더 강력한 방열 설계가 필요하며, 그렇지 않으면 접합부 온도가 상승합니다. |
| 정전기 방전 내성 (ESD Immunity) | V(HBM), 예: 1000V | 정전기 방지 능력, 값이 높을수록 정전기로 인한 손상 가능성이 낮습니다. | 생산 과정에서 정전기 방지 조치를 철저히 해야 하며, 특히 고감도 LED의 경우 더욱 주의해야 합니다. |
3. 열 관리와 신뢰성
| 용어 | 핵심 지표 | 일반적인 설명 | 영향 |
|---|---|---|---|
| 접합 온도 (Junction Temperature) | Tj(°C) | LED 칩 내부의 실제 작동 온도. | 10°C 낮출 때마다 수명이 두 배로 늘어날 수 있으며, 과도한 온도는 광량 감소와 색상 편이를 초래합니다. |
| 광쇠(Lumen Depreciation) | L70 / L80(시간) | 밝기가 초기값의 70% 또는 80%로 감소하는 데 필요한 시간. | LED의 "수명(Life)"을 직접 정의함. |
| 루멘 유지율 (Lumen Maintenance) | %(예: 70%) | 일정 기간 사용 후 남은 휘도의 백분율. | 장기간 사용 후의 휘도 유지 능력을 나타냅니다. |
| 색 편이 (Color Shift) | Δu′v′ 또는 맥아담 타원 | 사용 과정 중 색상 변화 정도. | 조명 장면의 색상 일관성에 영향을 미침. |
| 열화 (Thermal Aging) | 재료 성능 저하 | 장기간 고온 노출로 인한 봉재 재료의 열화. | 휘도 저하, 색상 변화 또는 개방 회로(Open Circuit) 고장을 초래할 수 있습니다. |
4. 패키징 및 재료
| 용어 | 일반적인 유형 | 일반적인 설명 | 특징 및 응용 |
|---|---|---|---|
| 패키지 유형 | EMC, PPA, 세라믹 | 칩을 보호하고 광학적, 열적 인터페이스를 제공하는 패키징 재료. | EMC는 내열성이 우수하고 비용이 낮으며, 세라믹은 방열 성능이 우수하고 수명이 깁니다. |
| 칩 구조 | 정장(正装), 도장(倒装, Flip Chip) | 칩 전극 배치 방식. | 플립칩 방식은 방열 성능이 더 우수하고 광효율이 더 높아 고출력에 적합합니다. |
| 형광체 코팅 | YAG, 실리케이트, 질화물 | 청색 칩 위에 도포되어, 일부가 황/적색광으로 변환되어 백색광으로 혼합됩니다. | 서로 다른 형광체는 광효율, 색온도 및 색재현성에 영향을 미칩니다. |
| 렌즈/광학 설계 | 평면, 마이크로 렌즈, 전반사 | 패키지 표면의 광학 구조, 광선 분포 제어. | 발광 각도와 배광 곡선을 결정. |
5. 품질 관리 및 등급 분류
| 용어 | 등급 분류 내용 | 일반적인 설명 | 목적 |
|---|---|---|---|
| 광속 등급 | 코드 예: 2G, 2H | 밝기 높낮이에 따라 그룹을 나누며, 각 그룹에는 최소/최대 루멘 값이 있습니다. | 동일한 제품 배치의 밝기가 일정하도록 보장합니다. |
| 전압 분할 | 코드 예: 6W, 6X | 순방향 전압 범위에 따라 그룹화. | 구동 전원 매칭이 용이하여 시스템 효율을 향상시킵니다. |
| 색상 구분 등급 | 5-step MacAdam 타원 | 색도 좌표별로 그룹화하여 색상이 극히 좁은 범위 내에 위치하도록 보장합니다. | 색상 일관성을 보장하여 동일 조명기기 내에서 색상 불균일을 방지합니다. |
| 색온도 분류 | 2700K, 3000K 등 | 색온도별로 그룹화하며, 각 그룹에는 해당하는 좌표 범위가 있습니다. | 다양한 상황에 따른 색온도 요구를 충족합니다. |
6. 테스트 및 인증
| 용어 | 표준/시험 | 일반적인 설명 | 의미 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 광유지율 시험 | 항온 조건에서 장기간 점등하며, 휘도 감쇠 데이터를 기록한다. | LED 수명 추정에 사용됨 (TM-21과 결합). |
| TM-21 | 수명 추정 표준 | LM-80 데이터를 기반으로 실제 사용 조건에서의 수명을 추정합니다. | 과학적인 수명 예측을 제공합니다. |
| IESNA 표준 | 조명공학회 표준 | 광학, 전기, 열학적 시험 방법을 포함합니다. | 업계에서 공인된 시험 기준. |
| RoHS / REACH | 환경 인증 | 제품이 유해 물질(예: 납, 수은)을 포함하지 않도록 보장합니다. | 국제 시장 진입을 위한 허가 조건. |
| ENERGY STAR / DLC | 에너지 효율 인증 | 조명 제품의 에너지 효율 및 성능 인증. | 정부 조달 및 보조금 프로젝트에 흔히 사용되며, 시장 경쟁력을 향상시킵니다. |