T20 시리즈 화이트 LED 사양 - 2016 패키지 - 2.0x1.6x1.75mm - 11V 정격 - 0.33W - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

T20 시리즈는 현대 조명 응용 분야를 위해 설계된 소형 고성능 화이트 LED 솔루션을 대표합니다. 2016 패키지 사이즈로 지정된 이 탑뷰 LED는 신뢰할 수 있고 효율적인 조명을 제공하도록 설계되었습니다. 그 핵심 장점은 열적으로 향상된 패키지 설계에서 비롯되며, 이는 더 나은 열 방산을 용이하게 하여 더 높은 전류 구동과 지속적인 광 출력을 가능하게 합니다. 이 소자는 넓은 시야각을 특징으로 하여, 광범위한 빛 분포가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 이 소자는 무연 리플로우 솔더링 공정을 완전히 준수하며 RoHS 환경 표준을 준수하여, 현대 제조 요구사항 및 글로벌 규정과의 호환성을 보장합니다.

이 LED의 목표 시장은 상업용 및 주거용 조명 부문을 모두 포함하여 다양합니다. 주요 응용 분야로는 실내 조명기구, 기존 광원을 대체하기 위한 개조 솔루션, 일반 주변 조명, 그리고 성능과 폼 팩터가 모두 중요한 건축 또는 장식 조명이 포함됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 전기광학적 특성

LED의 기본 성능은 순방향 전류(IF) 30mA, 접합 온도(Tj) 25°C의 표준 테스트 조건에서 정의됩니다. 광속 출력은 상관 색온도(CCT)에 따라 달라집니다. 예를 들어, 2700K(따뜻한 화이트) LED는 최소 32루멘, 전형적으로 34.5루멘의 광속을 제공하는 반면, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K와 같은 차가운 CCT는 더 높은 전형적 출력인 36.5루멘(최소 34루멘)을 제공합니다. 모든 변형은 Ra80의 높은 색 재현 지수(CRI)를 유지하여 우수한 색 충실도를 보장합니다. 광속 측정 허용 오차는 ±7%이며, CRI 허용 오차는 ±2입니다.

이 소자는 120도의 매우 넓은 시야각(2θ1/2)을 특징으로 하여, 영역 조명에 이상적인 넓고 균일한 발광 패턴을 제공합니다.

2.2 전기적 파라미터

30mA에서의 순방향 전압(VF)은 전형적으로 11V이며, 범위는 9.5V에서 12V이고, 측정 허용 오차는 ±0.3V입니다. 절대 최대 정격은 동작 한계를 정의합니다: 연속 순방향 전류(IF) 40mA, 펄스 순방향 전류(IFP) 60mA(특정 펄스 조건 하), 최대 전력 소산(PD) 440mW. 역방향 전압(VR)은 5V로 제한됩니다. 장기적인 신뢰성을 보장하기 위해 이러한 정격을 초과하지 않도록 주의해야 합니다.

.3 Thermal Characteristics

열 관리는 LED 성능과 수명에 매우 중요합니다. 접합에서 솔더 포인트까지의 열저항(Rth j-sp)은 표준 테스트 조건 하에서 40°C/W로 명시되어 있습니다. 절대 최대 접합 온도(Tj)는 120°C입니다. 이 소자의 동작 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +105°C까지입니다. 디레이팅 곡선(그림 8)은 과열과 조기 고장을 방지하기 위해 주변 온도가 증가함에 따라 허용 가능한 순방향 전류를 어떻게 감소시켜야 하는지를 명확히 보여줍니다.

3. 빈닝 시스템 설명

3.1 광속 빈닝

일관성을 보장하기 위해 LED는 광속 빈으로 분류됩니다. 예를 들어, Ra80의 4000K LED는 E1(34-36 lm), E2(36-38 lm), E3(38-42 lm) 빈에서 찾을 수 있습니다. 빈 코드(예: D9, E1, E2)는 부품 번호 시스템의 일부이며, 설계자가 응용 분야에 맞는 정확한 출력 수준의 LED를 선택할 수 있게 합니다.

3.2 순방향 전압 빈닝

마찬가지로, 순방향 전압은 회로 설계, 특히 여러 LED를 직렬로 구동할 때 도움이 되도록 빈닝됩니다. 사용 가능한 빈에는 1C(8-9V), 1D(9-10V), 5X(10-12V)가 포함됩니다. 동일한 전압 빈에서 LED를 선택하면 더 균일한 전류 분배를 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다.

3.3 색도 빈닝

색 일관성은 CIE 1931 색도도를 사용하여 엄격하게 제어됩니다. 각 CCT(예: 2700K, 3000K)는 목표 중심 좌표(x, y)와 허용 오차 타원으로 정의됩니다. 사양서는 색 등급이 5-스텝 맥아담 타원 내에 속한다고 명시하며, 이는 지각 가능한 색차를 정의하는 표준입니다. 에너지 스타 빈닝 표준은 2600K에서 7000K 범위에 적용되어, LED가 고품질 조명 제품을 위한 엄격한 색 균일성 요구사항을 충족하도록 보장합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 성능을 이해하기 위한 몇 가지 핵심 그래프를 제공합니다.

Relative Intensity vs. Forward Current (Fig. 3): This curve shows how light output increases with current. It is typically non-linear, and operating beyond the recommended current can lead to efficiency droop and accelerated degradation.

Forward Voltage vs. Forward Current (Fig. 4): This IV characteristic curve is essential for designing the driver circuit. It shows the relationship between the voltage across the LED and the current flowing through it.

Relative Luminous Flux vs. Ambient Temperature (Fig. 5): This graph demonstrates the negative impact of rising temperature on light output. As the ambient (and consequently junction) temperature increases, the luminous flux decreases. This underscores the importance of effective thermal design.

Relative Forward Voltage vs. Ambient Temperature (Fig. 6): The forward voltage has a negative temperature coefficient, meaning it decreases slightly as temperature rises. This can be a factor in constant-current driver design.

Chromaticity Shift vs. Ambient Temperature (Fig. 7): This plot is critical for color-sensitive applications. It shows how the x and y color coordinates drift with changes in temperature, which is vital information for maintaining color consistency in varying environments.

Color Spectrum (Fig. 1): This graph displays the spectral power distribution of the emitted white light, which is a combination of the blue LED chip and the phosphor coating. It helps in understanding the color quality and potential applications.

5. 기계적 및 패키지 정보

LED는 2016 패키지 풋프린트를 사용하며, 길이 2.0mm, 너비 1.6mm, 높이 1.75mm의 치수를 가집니다. 패키지 도면은 솔더링 패드 패턴을 보여주는 바닥면도를 제공합니다. 명확한 극성 식별이 표시됩니다: 캐소드가 표시되어 있습니다. 별도로 명시되지 않는 한 치수 허용 오차는 ±0.1mm입니다. 이 컴팩트한 크기는 고밀도 PCB 레이아웃을 가능하게 하여, 슬림한 조명기구에 적합합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

이 소자는 리플로우 솔더링 공정을 위해 설계되었습니다. 상세한 리플로우 프로파일이 특정 파라미터와 함께 제공됩니다: 액상선 온도(TL=217°C)에서 피크 온도(Tp=260°C 최대)까지의 상승 속도는 초당 3°C를 초과해서는 안 됩니다. TL 이상에서 유지되는 시간(tL)은 60초에서 150초 사이여야 합니다. 피크 패키지 본체 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 이 피크의 5°C 이내에서의 시간(tp)은 최대 30초여야 합니다. 냉각 속도는 최대 초당 6°C여야 합니다. 25°C에서 피크 온도까지의 총 시간은 8분을 초과해서는 안 됩니다. 이 프로파일을 준수하는 것은 LED 패키지, 솔더 접합부 및 내부 다이 부착 재료에 대한 열 손상을 방지하는 데 매우 중요합니다.

7. 포장 및 주문 정보

부품 번호 시스템은 포괄적이며 정확한 사양 지정을 가능하게 합니다. 모델은 T20**811A-*****입니다. 번호 시스템은 다음과 같이 분해됩니다: X1은 타입 코드(2016 패키지의 경우 20)를 나타냅니다. X2는 CCT 코드(예: 2700K의 경우 27)입니다. X3은 색 재현 지수(Ra80의 경우 8)입니다. X4와 X5는 각각 직렬 및 병렬 칩의 수를 나타냅니다. X6은 구성 요소 코드입니다. X7은 특정 성능 등급(예: ANSI 표준의 경우 M)을 정의하는 색상 코드입니다. X8, X9, X10은 내부 및 예비 코드용입니다. 이 시스템을 통해 사용자는 설계에 필요한 정확한 LED 변형을 주문할 수 있습니다.

8. 응용 제안

8.1 전형적인 응용 시나리오

나열된 대로, 주요 응용 분야는 실내 조명, 개조, 일반 조명 및 건축/장식 조명입니다. 높은 광속 출력과 넓은 각도는 다운라이트, 패널 라이트, 튜브 라이트 및 장식 스트립에 탁월합니다. 120도 빔 각도는 핫스팟 없이 넓은 조명 범위가 필요한 조명기구에 특히 유리합니다.

8.2 설계 고려사항

Thermal Management: Given the thermal resistance of 40°C/W, proper heat sinking is mandatory, especially when operating at or near the maximum current. The PCB should be designed with adequate thermal vias and possibly connected to a metal core or heatsink to maintain a low junction temperature.

Electrical Driving: A constant current driver is recommended to ensure stable light output and color over the LED's lifetime. The driver should be selected based on the forward voltage bin and the required operating current, ensuring it does not exceed the absolute maximum ratings. The derating curve must be consulted for high-temperature environments.

Optical Design: The top-view nature and wide beam angle may require secondary optics (lenses or diffusers) if a specific beam pattern or glare control is needed.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 중전력 LED와 비교하여, T20/2016 패키지는 열적으로 향상된 설계 덕분에 컴팩트한 크기와 우수한 열 성능 사이의 균형을 제공합니다. 30mA에서 전형적인 순방향 전압이 11V라는 것은 내부적으로 다중 칩 구성이 포함되어 있을 수 있음을 시사합니다. 넓은 120도 시야각은 좁은 빔을 가진 LED와의 주요 차별화 요소이며, 이는 스포트라이트보다 일반 조명에 더 적합하게 만듭니다. 5-스텝 맥아담 타원 및 에너지 스타 빈닝 준수는 높은 색 일관성에 초점을 맞춘 범주에 위치시키며, 이는 느슨한 색 허용 오차를 가진 LED에 비해 상당한 장점입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: What is the actual power consumption of this LED?
A: At the typical operating condition of 30mA and 11V, the power consumption is 0.33W (30mA * 11V = 330mW). This is below the maximum power dissipation rating of 440mW.

Q: Can I drive this LED with a 12V supply?
A: Not directly. The LED requires a constant current driver, not a constant voltage supply. Connecting it directly to a 12V source would likely cause excessive current flow, exceeding the absolute maximum rating and destroying the LED. A driver circuit that regulates current to 30mA (or another desired level within spec) must be used.

Q: How does temperature affect the light output?
A: As shown in Fig. 5, light output decreases as ambient temperature rises. Effective heat sinking is crucial to maintain high luminous flux and long life.

Q: What does "5-step MacAdam ellipse" mean for my application?
A: It means the LEDs are binned so tightly that the color difference between any two LEDs in the same bin is virtually imperceptible to the human eye under standard viewing conditions. This is essential for applications where color uniformity across multiple LEDs is critical, such as in panel lights or linear fixtures.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

기존 형광등 T8 튜브를 대체하기 위한 개조형 LED 튜브 라이트를 설계하는 것을 고려해 보십시오. 일반적인 설계는 금속 코어 PCB(MCPCB) 위에 선형으로 배열된 120개의 이 T20 LED를 사용할 수 있습니다. 넓은 120도 시야각을 고려할 때, 빛 분포는 일반 사무실 조명에 탁월할 것입니다. 설계자는 균일한 밝기와 전류 분배를 보장하기 위해 동일한 광속 및 전압 빈(예: E2 및 5X)에서 LED를 선택할 것입니다. MCPCB는 방열판 역할을 하는 알루미늄 하우징에 부착될 것입니다. 직렬 연결된 LED의 총 순방향 전압을 고려하여 LED 스트링당 약 30mA를 제공하도록 정전류 드라이버가 설계될 것입니다. 조립 시 리플로우 솔더링 프로파일을 엄격히 준수할 것입니다. 이 설정은 LED의 높은 효율, 긴 수명 및 우수한 색 재현을 활용하여 에너지 절약형 고품질 조명 제품을 만들 것입니다.

12. 동작 원리 소개

화이트 LED는 반도체 물질의 전계발광 원리와 형광체 변환의 조합으로 동작합니다. 핵심은 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)로 일반적으로 만들어진 반도체 칩으로, 순방향 전류가 인가되면 청색광을 방출합니다. 이 청색광은 칩 위 또는 주변에 도포된 형광체 코팅층(종종 이트륨 알루미늄 가닛 또는 YAG 기반)을 때립니다. 형광체는 청색광의 일부를 흡수하여 황색광으로 재방출합니다. 남은 청색광과 방출된 황색광의 조합은 인간의 눈에 의해 백색광으로 인지됩니다. 정확한 백색의 색조(CCT)는 형광체 층의 구성과 두께에 의해 제어됩니다. 넓은 시야각은 패키지 설계와 캡슐화 렌즈를 통한 빛의 확산을 통해 달성됩니다.

13. 기술 동향 및 발전

조명 산업은 더 높은 효율(와트당 루멘), 향상된 색 품질(더 높은 CRI 및 R9 값), 그리고 더 나은 신뢰성을 위해 계속해서 노력하고 있습니다. 동향에는 더 포화된 적색 발광(CRI R9 개선)을 위한 새로운 형광체 재료 개발, 더 나은 색 균일성과 열 관리를 위한 원격 형광체 설계 사용, 그리고 더 작은 폼 팩터를 위한 칩 스케일 패키지(CSP) 기술 통합이 포함됩니다. 더 나아가, DALI나 Zigbee와 같은 프로토콜을 통해 안정적으로 디밍 및 제어될 수 있는 LED가 필요한 스마트 조명에 대한 초점이 점점 커지고 있습니다. 열적으로 향상된 패키지와 일관된 빈닝을 갖춘 T20 시리즈는 기본 및 고급 조명 시스템의 기초를 형성하는 신뢰할 수 있는 고품질 구성 요소에 대한 산업의 수요와 일치합니다. 빛의 색상과 강도를 조절하여 일주기 리듬을 지원하는 인간 중심 조명(HCL)으로의 이동 또한 이 시리즈의 LED와 같은 안정적이고 예측 가능한 성능에 의존합니다.