1. Ürüne Genel Bakış
LTD-5260JD, 0,52 inç (13,2 mm) rakam yüksekliğine sahip, yüksek performanslı, 7 segmentli bir LED ekran modülüdür. Net ve parlak sayısal okumalar gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Cihaz, ışık yayan çipleri için, şeffaf olmayan bir Galyum Arsenür (GaAs) alt tabaka üzerine üretilmiş gelişmiş Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken teknolojisini kullanır. Bu yapı, kilit görsel özelliklerine katkıda bulunur: kırmızı segmentler aydınlatıldığında kontrastı artıran, kapalıyken gri ön panel ve beyaz segment alanları.
Ekran, çok haneli uygulamalarda sürücü devresini basitleştirmek için standart bir tasarım olan ortak katot konfigürasyonuna sahiptir. Her rakam için kesirli sayıların görüntülenmesine olanak tanıyan bir sağ el ondalık noktası (D.P.) içerir. Bu bileşen için birincil tasarım hedefleri, katı hal LED teknolojisinin tipik nispeten düşük güç gereksinimleriyle elde edilen mükemmel karakter görünümü, yüksek parlaklık, yüksek kontrast oranı ve geniş bir görüş açısıdır.
1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar
LTD-5260JD'nin temel avantajları, AlInGaP hiper kırmızı LED teknolojisinden kaynaklanmaktadır. Standart GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) kırmızı LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar. Bu, belirli bir ileri akım için daha yüksek parlaklık seviyeleri veya gerekli bir parlaklık seviyesi için daha düşük güç tüketimi anlamına gelir. "Hiper kırmızı" tanımı, baskın dalga boyu tipik olarak yaklaşık 639 nm civarında olan, insan gözü için oldukça görünür, derin ve doygun bir kırmızı rengi ifade eder.
Cihaz, ışık şiddetine göre kategorize edilmiştir; bu, birimlerin ölçülen ışık çıkışlarına göre gruplandırıldığı veya sıralandığı anlamına gelir. Bu, tasarımcıların bir üründeki birden fazla birimde tutarlı parlaklığa sahip ekranları seçmesine olanak tanıyarak tek tip bir görünüm sağlar. LED'lerin katı hal güvenilirliği, yanacak filaman olmadığı, titreşime dayanıklı olduğu ve genellikle 100.000 saati aşan son derece uzun bir çalışma ömrü anlamına gelir.
Bu ekranın hedef pazarı, net ve güvenilir bir sayısal okuma gerektiren endüstriyel enstrümantasyon, test ve ölçüm ekipmanları, satış noktası sistemleri, otomotiv gösterge panelleri (yan sanayi veya ikincil ekranlar için), tıbbi cihazlar ve tüketici cihazlarını içerir. 0,52 inçlik rakam boyutu, alanın dikkate alındığı ancak makul bir mesafeden okunabilirliğin gerekli olduğu panel montajı için uygun kılar.
2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi
Veri sayfası, güvenilir devre tasarımı ve ekranın uzun ömrünü sağlamak için kritik öneme sahip kapsamlı elektriksel, optik ve mutlak maksimum değerleri sağlar.
2.1 Absolute Maximum Ratings
Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bunlar normal çalışma koşulları değildir.
- Çip Başına Güç Dağılımı: 70 mW. Bu, aşırı ısınmaya neden olmadan tek bir LED segmenti (chip) tarafından sürekli olarak dağıtılabilecek maksimum güçtür.
- Çip Başına Tepe İleri Akımı: 90 mA. Bu yalnızca %10 görev döngüsü ve 0.1 ms darbe genişliğine sahip darbe koşullarında izin verilir. Çoklama şemaları veya kısa süreli daha yüksek parlaklık elde etmek için kullanışlıdır.
- Çip Başına Sürekli İleri Akımı: 25°C'de 25 mA. Bu değer, ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'nin üzerine çıktıkça 0.33 mA/°C oranında doğrusal olarak düşer. Örneğin, 85°C'de maksimum sürekli akım yaklaşık olarak şöyle olacaktır: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 25 mA - 19.8 mA = 5.2 mA. Bu düşürme, termal yönetim için çok önemlidir.
- Chip Başına Ters Gerilim: 5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması LED'in PN eklemini bozabilir.
- Operating & Storage Temperature Range: -35°C ila +85°C. Cihaz endüstriyel sıcaklık aralıkları için derecelendirilmiştir.
- Lehimleme Sıcaklığı: Oturma düzleminin 1.6mm altında ölçüldüğünde, maksimum 3 saniye için 260°C. Bu, yeniden akış lehimleme profil kısıtlamalarını tanımlar.
2.2 Electrical & Optical Characteristics
Bu parametreler standart test koşullarında (Ta=25°C) ölçülmüş olup tipik cihaz performansını temsil eder.
- Ortalama Işık Şiddeti (IV): 320 (Min), 700 (Typ), μcd (Microcandelas) IF=1mA akımında. Bu, parlaklığın temel ölçüsüdür. Min'den typ'a kadar olan geniş aralık, binning işlemini gösterir; tasarımcılar en kötü durum parlaklık hesaplamaları için minimum değeri kullanmalıdır.
- Tepe Emisyon Dalga Boyu (λp): 650 nm (Typ) IF=20mA. Bu, spektral çıkışın en güçlü olduğu dalga boyudur.
- Baskın Dalga Boyu (λd): 639 nm (Tipik) IF=20mA. Bu, insan gözü tarafından algılanan ve rengi tanımlayan tek dalga boyudur. 639 nm değeri, "hiper kırmızı" sınıflandırmasını doğrular.
- Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ): 20 nm (Tipik). Bu, renk saflığını gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık anlamına gelir.
- Segment Başına İleri Gerilim (VF): 2.1 (Min), 2.6 (Typ) Volt, IF=20mA'da. Bu, akım sınırlayıcı devre tasarımı için kritiktir. Sürücü, LED'in düzgün şekilde yanmasını sağlamak için en az 2.6V sağlamalıdır.
- Segment Başına Ters Akım (IR): V'de 100 μA (Maks.)R=5V. Bu, LED ters öngerilimli olduğunda oluşan sızıntı akımıdır.
- Işık Şiddeti Eşleştirme Oranı (IV-m): 2:1 (Maks.). Bu, aynı rakam içindeki herhangi iki segment arasındaki parlaklık farkının 2'ye 1 oranını aşmayacağını belirtir ve tekdüze bir görünüm sağlar.
3. Binning Sistemi Açıklaması
Veri sayfası, cihazların \"ışık şiddeti için kategorize edildiğini\" açıkça belirtmektedir. Bu, üretim sonrası bir binning veya sınıflandırma işlemine işaret eder. Yarı iletken epitaksiyel büyüme ve çip üretim süreçlerindeki doğal varyasyonlar nedeniyle, aynı üretim partisinden gelen LED'ler, ileri voltaj (VF) ve ışık şiddeti (IV).
LTD-5260JD için, belirtildiği gibi birincil sınıflandırma kriteri ışık şiddetidir. Birimler test edilir ve farklı şiddet sınıflarına ayrılır (örneğin, 1mA test koşulunda 320-400 μcd için bir sınıf, 400-500 μcd için başka bir sınıf vb.). Bu, üreticilerin ve distribütörlerin garanti edilen minimum parlaklık seviyelerine sahip parçalar sunmasını sağlar. Bu göstergeleri tedarik eden tasarımcılar, üretim serilerindeki tüm birimler arasında tutarlılığı sağlamak için gerekli şiddet sınıfını belirtmelidir; bu, görsel düzgünlüğün önemli olduğu çoklu ekran kullanan ürünler için hayati önem taşır. Veri sayfası, olası aralığı tanımlayan minimum (320 μcd) ve tipik (700 μcd) değerleri sağlar.
4. Performance Curve Analysis
Sağlanan metinde belirli grafikler ayrıntılı olarak verilmemiş olsa da, veri sayfası "Typical Electrical / Optical Characteristic Curves" için bir bölüm içerir. Standart LED davranışına dayanarak, bu eğriler tipik olarak şunları içerir:
- I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi: İleri gerilim (V) ile ileri akım (I) arasındaki ilişkiyi gösterir.F) ve ileri akım (IF). Doğrusal değildir, ileri voltaj diyot eşiğini (AlInGaP kırmızı için yaklaşık 2V) aştığında akımda keskin bir artış görülür. Bu eğri, sabit akım sürücüleri tasarlamak için temeldir.
- Işık Şiddeti - İleri Akım Grafiği (IV - I GrafiğiF): Parlaklığın akımla nasıl arttığını gösterir. Genellikle düşük akımlarda doğrusaldır, ancak yüksek akımlarda termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle doyuma ulaşabilir.
- Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı Grafiği (IV vs. TA): Işık çıkışının bağlantı sıcaklığı arttıkça nasıl azaldığını göstermektedir. Bu, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritik bir güç azaltma eğrisidir.
- Spektral Dağılım: Göreceli ışıma gücünün dalga boyuna karşı grafiği, ~650 nm'deki tepe noktasını ve ~20 nm'lik yarı genişliği göstererek optik özellikler tablosunu doğrulamaktadır.
- İleri Gerilim - Ortam Sıcaklığı Grafiği (VF vs. TA): V'nin negatif sıcaklık katsayısını gösterirF; sıcaklık arttıkça ileri gerilim hafifçe düşer.
Bu eğriler, mühendislerin standart dışı koşullardaki performansı tahmin etmesine ve tasarımlarını verimlilik ve güvenilirlik için optimize etmesine olanak tanır.
5. Mechanical & Packaging Information
Veri sayfası, detaylı bir paket boyutları çizimi sağlar. Temel mekanik özellikler şunları içerir:
- Genel Boyut: Çizim, plastik paketin uzunluğunu, genişliğini ve yüksekliğini, ayrıca bacak aralığını ve boyutlarını belirtmektedir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden olup standart tolerans ±0.25 mm'dir.
- Leadframe Tasarımı: 18 pin, 0.1 inç (2.54 mm) aralıkla düzenlenmiştir; bu standart bir DIP (Dual In-line Package) ayak izidir ve standart PCB soketleri ve düzenleriyle uyumlu olmasını sağlar.
- Polarite Tanımlama: Pin bağlantı şeması, birincil polarite ve pin çıkışı rehberi olarak hizmet eder. Ortak katot pinleri (13 ve 14) açıkça belirtilmiştir. Fiziksel paket muhtemelen pin 1 yönünü belirtmek için bir çentik, nokta veya pahlı köşe içerir; bu, pin diyagramı ile karşılaştırılmalıdır.
- Oturma Düzlemi: Lehim sıcaklığı ile ilgili not, oturma düzleminin 1.6mm altındaki bir noktaya atıfta bulunur; bu, yeniden akış lehimleme sırasında paketin termal kütlesini tanımlamak için önemlidir.
6. Soldering & Assembly Guidelines
Mutlak maksimum derecelendirmeler, lehimleme için temel kılavuzu sağlar: paket, 260°C'yi aşan sıcaklıklara 3 saniyeden fazla maruz bırakılmamalıdır. Bu, standart kurşunsuz reflow lehimleme profilleriyle uyumludur (örneğin, IPC/JEDEC J-STD-020).
Önerilen Süreç: Kontrollü bir sıcaklık profiline sahip standart bir kızılötesi veya konveksiyon reflow fırını kullanılmalıdır. Profil, sıcaklığı kademeli olarak yükseltmek için bir ön ısıtma bölgesi, flux'u aktifleştirmek ve sıcaklıkları dengelemek için bir bekleme bölgesi, paket bacaklarındaki sıcaklığın kısa süreliğine 240-250°C'ye ulaştığı (260°C sınırının altında kalarak) bir tepe reflow bölgesi ve kontrollü bir soğutma bölgesinden oluşmalıdır.
El ile Lehimleme: El ile lehimleme gerekliyse, sıcaklığı kontrollü bir lehim havya kullanılmalıdır. Havya ucu sıcaklığı genellikle 300-350°C arasında ayarlanmalı, ancak ısının bacağa iletilerek dahili tel bağlantılarını veya LED çipinin kendisini hasara uğratmasını önlemek için her pimle temas süresi çok kısa (3 saniyeden az) olmalıdır. Lehim noktası ile paket gövdesi arasındaki bacak üzerine bir ısı emici klips kullanılması tavsiye edilir.
Temizleme: Lehimleme sonrasında temizlik gerekiyorsa, plastik paket malzemesiyle uyumlu çözücüler kullanın. İzopropil alkol genellikle güvenlidir.
Depolama Koşulları: Cihazlar, -35°C ila +85°C belirtilen sıcaklık aralığında, kuru ve anti-statik bir ortamda saklanmalıdır. Nem emilimini ve yeniden akış sırasında "popcorning" oluşumunu önlemek için, kullanıma hazır olana kadar orijinal nem bariyerli torbalarında muhafaza edilmelidir.
7. Pin Connection & Internal Circuit
Pin bağlantı tablosu kapsamlıdır. LTD-5260JD, her basamak için ortak katotlu iki basamaklı bir göstergedir. Dahili devre şeması, belirli bir basamağın belirli bir segmentinin (örneğin, "A" segmenti) tüm anotlarının bağımsız olduğunu, tek bir basamak içindeki tüm segmentlerin katotlarının ise dahili olarak birbirine bağlı olduğunu gösterir.
Sürme Yöntemi: Bu konfigürasyon çoklama için idealdir. Bir sayıyı görüntülemek için mikrodenetleyici şu işlemleri yapar:
- Yanması gereken segmentler için anotların (pin 1-12, 15-18) desenini (akım sınırlayıcı dirençler üzerinden) yüksek seviyeye çeker.
- Devreyi tamamlamak ve rakımı aydınlatmak için ilgili rakımın ortak katodunu (pin 13 veya 14) düşük seviyeye çeker.
- Kısa bir süre sonra (örneğin, 5ms), ilgili haneyi katodunu yüksek seviyeye çekerek veya yüzer duruma getirerek kapatın.
- Bir sonraki hane için, ilgili segment anot deseni ve katodu ile işlemi tekrarlayın.
8. Uygulama Önerileri
8.1 Tipik Uygulama Devreleri
En yaygın uygulama, çoklama (multiplex) sürücü devresidir. Bir mikrodenetleyicinin I/O portları, genellikle katot akımını yönetmek için harici akım çeken sürücülerle (ULN2003A Darlington dizisi gibi) desteklenerek ekranı kontrol eder. Her segment anodu, akım sınırlayıcı bir direnç üzerinden mikrodenetleyiciye (veya 74HC595 gibi bir mandal/çözücü IC'ye) bağlanır. Direnç değeri R = (Vsupply - VF) / IF. 5V besleme için, tipik bir VF 2.6V ve istenen bir IF 10 mA için: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. 220 Ω veya 270 Ω direnç standart seçenekler olacaktır.
8.2 Tasarım Hususları
- Akım Sınırlama: Her segment anodu için daima seri direnç kullanın. Bir LED'i doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamayın.
- Çoklama Sırasında Tepe Akımı: Çoklama yapılırken, aynı ortalama parlaklığı elde etmek için kısa açık süresi boyunca anlık akım, DC değerinden daha yüksek olabilir. Örneğin, 1/4 görev döngüsü ile ortalama 10 mA elde etmek için 40 mA'lik bir darbe kullanabilirsiniz. Ancak, bu darbe mutlak maksimum 90 mA tepe akım değerini aşmamalı ve görev döngüsü ile darbe genişliği kısıtlamalarına uymalıdır.
- Görüş Açısı: Ekranı, hedeflenen görüş yönünün cihazın geniş görüş açısı içinde kalacak şekilde konumlandırın; maksimum kontrast için genellikle ekran yüzeyine dik olmalıdır.
- Karartma: Parlaklık, katot sürücüleri üzerindeki PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) ile, çoklama darbelerinin görev döngüsü ayarlanarak kontrol edilebilir.
9. Technical Comparison & Differentiation
LTD-5260JD'nin temel farklılaştırıcısı, hiper kırmızı emisyon için AlInGaP teknolojisini kullanmasıdır. Eski GaAsP veya standart kırmızı AllnGaP kullanan ekranlarla karşılaştırıldığında:
- GaAsP Kırmızı'ya karşı: AlInGaP, önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği (mA başına daha fazla ışık), daha iyi sıcaklık kararlılığı ve genellikle göze daha parlak görünen ve kırmızı filtrelerde daha iyi performans sergileyen daha uzun bir dalga boyu (daha derin kırmızı) sunar.
- Standart Kırmızı LED Ekranlara Karşı: "Hiper kırmızı" 639 nm baskın dalga boyu, standart ~625 nm kırmızıya kıyasla, özellikle ortam ışığı koşullarında, gri/beyaz arka plana karşı üstün bir kontrast sağlar.
- Çağdaş Alternatiflere Karşı (örn., OLED): OLED'ler esneklik ve karanlık ortamlarda potansiyel olarak daha yüksek kontrast sunarken, bu LED ekran yüksek parlaklık ortamlarında (gün ışığında okunabilirlik) üstündür, daha geniş bir çalışma sıcaklığı aralığı sunar ve ilk nesil OLED'leri aşan, kanıtlanmış uzun vadeli güvenilirlik ve kararlılığa sahiptir.
10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
S: Bu ekranı 3.3V mikrodenetleyici ile sürebilir miyim?
A: Evet, ancak ileri voltajı kontrol etmelisiniz. Tipik VF 2.6V'dur. 3.3V besleme ile akım sınırlama direnci için voltaj marjı sadece 0.7V'dur (3.3V - 2.6V). 10 mA akım elde etmek için 70 Ω direnç gerekir (R = 0.7V / 0.01A). Bu mümkündür, ancak akım VF ve besleme voltajındaki değişimlere karşı daha hassas olacaktır. Bu LED'leri sürmek için 5V besleme daha sağlamdır.
Q: Işık şiddeti neden 1mA'de verilirken VF 20mA'de veriliyor?
A: Düşük akımda (1mA) yoğunluk, parlaklık verimliliğini karşılaştırmak için standart bir test koşuludur. İleri voltaj tipik olarak standart bir çalışma akımında (20mA) ölçülür; bu, gösterge LED'leri için yaygın bir sürüş seviyesidir. Tasarımcılar düşük güç hesaplamaları için 1mA verisini ve standart sürüş devresi tasarımı için 20mA VF verisini kullanır.
Q: Devrem için "ortak katot" ne anlama geliyor?
A: Bu, bir hanedeki tüm LED'lerin katotlarının (negatif taraflarının) paket içinde birbirine bağlı olduğu anlamına gelir. Bir segmenti yakmak için, anot pinine (bir direnç üzerinden) pozitif bir voltaj uygularsınız ve hanenin ortak katot pinini toprağa bağlarsınız. Bu, segment pinini topraklayıp ortak anoda voltaj uyguladığınız "ortak anot"lu bir gösterge panelinin tam tersidir.
Q: Termal yönetim için güç dağılımını nasıl hesaplarım?
A: Bir segment için güç P = VF * IF. 20mA ve 2.6V'de, her segment için P = 52 mW'dir. Bir hanenin tüm 7 segmenti (artı ondalık noktası, toplam 8) açıksa, o hanenin toplam gücü 8 * 52 mW = 416 mW olur. Bu güç, LED çiplerinde ısı olarak dağılır. Özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında, akım düşürme eğrisini takip ederek ve gerekirse yeterli havalandırma veya soğutucu sağlayarak ortalama çip sıcaklığının limitleri aşmamasını sağlamalısınız.
11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması
Senaryo: Bir tezgah üstü güç kaynağı için 0.0V ila 19.9V aralığını gösteren basit iki haneli bir voltmetre ekranı tasarlanması.
Uygulama:
- Mikrodenetleyici: En az 10 G/Ç pini olan düşük maliyetli bir 8-bit MCU seçilmiştir.
- Sürücü Devresi: Two I/O port pins are configured to sink current for the two common cathodes (pins 13 & 14). These pins connect directly to the MCU if they can sink 20-40mA, or through a transistor/driver IC. Eight other I/O pins (or a serial-in/parallel-out shift register like 74HC595 to save pins) drive the segment anodes (A-G and DP for both digits, noting some are shared) through individual 220Ω current-limiting resistors.
- Yazılım: Donanım yazılımı, voltajı bir ADC üzerinden okur, BCD'ye (İkili Kodlanmış Ondalık) dönüştürür ve her rakam (0-9) için hangi segmentlerin yanacağını belirlemek için bir arama tablosu kullanır. Ekranı 200Hz hızında (her rakam ~2.5ms süreyle) güncelleyen bir çoklama rutini uygular.
- Parlaklık Kontrolü: Başka bir ADC kanalı tarafından okunan bir potansiyometre ile kontrol edilen, çoğullama görev döngüsünün basit bir PWM ayarı uygulanır; bu, kullanıcının karanlık ortamlarda ekranı karartmasına olanak tanır.
12. Technology Principle Introduction
Temel ışık yayma prensibi, bir yarı iletken PN ekleminde elektrolüminesanstır. LTD-5260JD, aktif katman olarak AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür) kullanır. İleri yönlü bir voltaj uygulandığında, N-tipi bölgeden elektronlar ve P-tipi bölgeden oyuklar aktif bölgeye enjekte olur. Orada yeniden birleşirler ve enerjiyi foton (ışık) formunda salarlar. AlInGaP'nin spesifik bileşimixInyGa1-x-yP alaşımı bant aralığı enerjisini belirler, bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. ~639 nm'deki hiper kırmızı için bileşim dikkatle kalibre edilmiştir. Opak GaAs substratı, aşağıya doğru yayılan tüm ışığı emerek, ışığın çipin arkasından saçılmasını önleyerek kontrastı iyileştirir. Gri yüzey ve beyaz bölümler, plastik paket kalıplamanın bir parçasıdır ve arkasına monte edilen küçük, parlak LED çipler için bir difüzör ve kontrast artırıcı filtre görevi görür.
13. Gelişim Trendleri
LTD-5260JD gibi ayrık 7 segmentli LED ekranlar basitlikleri, sağlamlıkları ve uygun maliyetleri nedeniyle birçok uygulama için geçerliliğini korurken, birkaç trend belirgindir:
- Entegrasyon: Entegre sürücülü (I2C veya SPI arayüzü) ve denetleyicili ekranlara doğru bir eğilim bulunmaktadır; bu, sistem tasarımcısı için bileşen sayısını ve mikrodenetleyici yükünü azaltır.
- Miniaturization & Higher Density: Daha küçük rakam yüksekliğine sahip ekranlar (örn. 0,3 inç) ve tek bir pakette çok rakamlı modüller (4 rakamlı, 8 rakamlı) yaygındır.
- Renk Çeşitliliği: Kırmızı geleneksel olsa da, belirli estetik veya işlevsel ihtiyaçlar için parlak yeşil, mavi, sarı ve tam renkli RGB 7 segmentli ekranlar mevcuttur.
- Alternatif Teknolojiler: Ultra düşük güç tüketimi, incelik veya esnekliğin çok önemli olduğu uygulamalarda, OLED tabanlı segment ekranlar bir alternatiftir; ancak inorganik LED'lere kıyasla belirli koşullarda maksimum parlaklık, sıcaklık aralığı veya uzun vadeli güvenilirlik açısından taviz verebilirler.
- Verimlilik İyileştirmeleri: Yeni fosfor dönüştürmeli LED'ler ve mikro-LED teknolojisi de dahil olmak üzere yarı iletken malzemeler üzerindeki devam eden araştırmalar, daha yüksek verimlilikler ve yeni form faktörleri vaat etmektedir; ancak bunların, temel uygulamalarında geleneksel segment LED'lerin yerini yakın vadede almaktan ziyade, gelecek nesil ekran teknolojilerini etkilemesi daha olasıdır.
LED Spesifikasyon Terminolojisi
LED teknik terimlerinin tam açıklaması
Fotoelektrik Performans
| Terim | Birim/Temsil | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Etkinliği | lm/W (lümen başına watt) | Watt başına ışık çıktısı, daha yüksek olması daha enerji verimli olduğu anlamına gelir. | Enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini doğrudan belirler. |
| Işık Akısı | lm (lümen) | Kaynaktan yayılan toplam ışık, genellikle "parlaklık" olarak adlandırılır. | Işığın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı | ° (derece), örn., 120° | Işık yoğunluğunun yarıya düştüğü açı, ışın genişliğini belirler. | Aydınlatma aralığını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| CCT (Renk Sıcaklığı) | K (Kelvin), örn., 2700K/6500K | Işığın sıcaklığı/soğukluğu, düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek değerler beyazımsı/soğuk ton verir. | Aydınlatma atmosferini ve uygun senaryoları belirler. |
| CRI / Ra | Birimsiz, 0–100 | Nesne renklerini doğru şekilde yansıtma yeteneği, Ra≥80 iyidir. | Renk doğruluğunu etkiler, alışveriş merkezleri, müzeler gibi yüksek talepli yerlerde kullanılır. |
| SDCM | MacAdam elips adımları, örn. "5-adım" | Renk tutarlılığı metriği, daha küçük adımlar daha tutarlı renk anlamına gelir. | Aynı parti LED'ler arasında tek tip renk sağlar. |
| Baskın Dalga Boyu | nm (nanometre), örn. 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin rengine karşılık gelen dalga boyu. | Kırmızı, sarı, yeşil tek renkli LED'lerin tonunu belirler. |
| Spectral Distribution | Dalga boyu - yoğunluk eğrisi | Dalga boyları üzerindeki yoğunluk dağılımını gösterir. | Renk oluşturmayı ve kaliteyi etkiler. |
Elektriksel Parametreler
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim | Vf | LED'i açmak için gereken minimum voltaj, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü voltajı ≥Vf olmalıdır, seri bağlı LED'ler için voltajlar toplanır. |
| İleri Akım | If | Normal LED çalışması için akım değeri. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | Kısa süreler için tolere edilebilen tepe akımı, karartma veya flaş için kullanılır. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Ters Gerilim | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters voltaj, aşılırsa bozulmaya neden olabilir. | Devre, ters bağlantı veya voltaj dalgalanmalarını önlemelidir. |
| Termal Direnç | Rth (°C/W) | Çipten lehime ısı transferine karşı direnç, düşük olması daha iyidir. | Yüksek termal direnç, daha güçlü ısı dağılımı gerektirir. |
| ESD Bağışıklığı | V (HBM), örn., 1000V | Elektrostatik deşarja dayanma yeteneği, değer ne kadar yüksekse o kadar az hassastır. | Üretimde, özellikle hassas LED'ler için antistatik önlemler gereklidir. |
Thermal Management & Reliability
| Terim | Temel Metrik | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | LED çipinin içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C düşüş ömrü iki katına çıkarabilir; çok yüksek sıcaklık ışık azalmasına ve renk kaymasına neden olur. |
| Lumen Değer Kaybı | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70'ine veya %80'ine düşmesi için geçen süre. | LED'in "hizmet ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lumen Maintenance | % (örneğin, %70) | Belirli bir süre sonunda korunan parlaklık yüzdesi. | Uzun süreli kullanımda parlaklık korunumunu gösterir. |
| Renk Kayması | Δu′v′ veya MacAdam elipsi | Kullanım sırasındaki renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnelerindeki renk tutarlılığını etkiler. |
| Thermal Aging | Malzeme Bozulması | Uzun süreli yüksek sıcaklık nedeniyle bozulma. | Parlaklık düşüşüne, renk değişimine veya açık devre arızasına neden olabilir. |
Packaging & Materials
| Terim | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| Paket Tipi | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan, optik/termal arayüz sağlayan muhafaza malzemesi. | EMC: iyi ısı direnci, düşük maliyet; Seramik: daha iyi ısı dağılımı, daha uzun ömür. |
| Chip Yapısı | Ön, Flip Chip | Çip Elektrot Düzeni. | Flip chip: daha iyi ısı dağılımı, daha yüksek verimlilik, yüksek güç için. |
| Fosfor Kaplama. | YAG, Silikat, Nitrür | Mavi çipi kaplar, bir kısmını sarı/kırmızıya dönüştürür ve beyaz ışık elde etmek için karıştırır. | Farklı fosforlar verimliliği, CCT'yi ve CRI'yi etkiler. |
| Lens/Optik | Düz, Mikrolens, TIR | Yüzeydeki ışık dağılımını kontrol eden optik yapı. | Görüş açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Quality Control & Binning
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıfı | Kod örn., 2G, 2H | Parlaklığa göre gruplandırılmıştır, her grubun min/maks lümen değerleri vardır. | Aynı partide düzgün parlaklık sağlar. |
| Voltage Bin | Kod örn., 6W, 6X | İleri gerilim aralığına göre gruplandırılmıştır. | Sürücü eşleştirmeyi kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | Renk koordinatlarına göre gruplandırılmış, sıkı aralık sağlanmıştır. | Renk tutarlılığını garanti eder, armatür içinde düzensiz renkten kaçınır. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K vb. | CCT'ye göre gruplandırılmıştır, her birinin karşılık gelen koordinat aralığı vardır. | Farklı sahne CCT gereksinimlerini karşılar. |
Testing & Certification
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Önem |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen bakım testi | Sabit sıcaklıkta uzun süreli aydınlatma, parlaklık azalmasını kaydetme. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile). |
| TM-21 | Ömür tahmin standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek koşullar altında ömrü tahmin eder. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | Optik, elektrik, termal test yöntemlerini kapsar. | Endüstride kabul görmüş test temeli. |
| RoHS / REACH | Çevresel sertifikasyon | Zararlı maddelerin (kurşun, cıva) bulunmadığını garanti eder. | Uluslararası piyasaya erişim gereksinimi. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Kamu alımlarında, teşvik programlarında kullanılır, rekabet gücünü artırır. |