Seramik LED 9292 Serisi 10W Beyaz Işık Spesifikasyonu - Boyutlar 9.2x9.2x1.6mm - Voltaj 9.3V - Güç 10W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

9292 Seramik Serisi, sağlam termal performans ve yüksek ışık çıkışı gerektiren zorlu aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, yüksek güçlü, yüzey montajlı bir LED'i temsil eder. Seramik alt tabaka kullanan bu paket, geleneksel plastik paketlere kıyasla üstün ısı dağılımı sunarak, daha yüksek sürücü akımlarında ve yüksek ortam sıcaklıklarında güvenilir çalışmayı mümkün kılar. Seri, 2700K'dan 6500K'ya kadar bir dizi beyaz renk sıcaklığında mevcuttur ve 350mA'de tipik olarak 1100 lümene kadar ışık akısı çıkışı sağlar. Başlıca hedef pazarları arasında ticari aydınlatma, yüksek tavan aydınlatması, dış mekan alan aydınlatması ve uzun vadeli güvenilirlik ile tutarlı ışık çıkışının kritik olduğu her türlü uygulama yer alır.

1.1 Temel Avantajlar

• Üstün Termal Yönetim:Seramik paket, mükemmel termal iletkenlik sağlayarak ısıyı LED bağlantısından PCB'ye ve soğutucuya etkili bir şekilde aktarır, böylece çalışma ömrünü uzatır ve renk kararlılığını korur.
• Yüksek Güç Kapasitesi:10W'a kadar güç dağılımı için derecelendirilmiştir, yüksek lümen çıkışlı tasarımlar için uygundur.
• Sağlam Yapı:Seramik malzeme, yüksek mekanik dayanıklılık ve termal stres ile neme karşı direnç sunar.
• Tutarlı Optik Performans:Renk sıcaklığı ve ışık akısı için sıkı sınıflandırma standartları, çoklu LED dizilerinde tekdüzeliği garanti eder.
• Geniş Görüş Açısı:Tipik 130 derecelik görüş açısı, geniş ve eşit aydınlatma sağlar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin detaylı ve nesnel bir yorumunu sunar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler (Ts=25°C)

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları temsil eder. Normal kullanım için bu sınırlarda veya yakınında çalıştırılması önerilmez.

• İleri Yönlü Akım (IF):700 mA (DC)
• İleri Yönlü Darbe Akımı (IFP):700 mA (Darbe genişliği ≤ 10ms, Görev döngüsü ≤ 1/10)
• Güç Dağılımı (PD):20300 mW (20.3W)
• Çalışma Sıcaklığı (Topr):-40°C ila +100°C
• Depolama Sıcaklığı (Tstg):-40°C ila +100°C
• Bağlantı Sıcaklığı (Tj):125°C (Yarı iletken bağlantı noktasındaki maksimum izin verilen sıcaklık)
• Lehimleme Sıcaklığı (Tsld):230°C veya 260°C'de maksimum 10 saniye süreyle reflow lehimleme.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler (Ts=25°C)

Bunlar, belirtilen test koşulları altındaki tipik çalışma parametreleridir.

• İleri Yönlü Voltaj (VF):Tipik 9.3V, IF = 350mA'de Maksimum 29V. Geniş maksimum aralık, üretim partileri arasındaki potansiyel değişimi gösterir; devre tasarımı üst sınırı karşılayacak şekilde yapılmalıdır.
• Ters Voltaj (VR):5V. LED'ler önemli ters öngerilime dayanacak şekilde tasarlanmamıştır. Bu voltajın aşılması anında arızaya neden olabilir.
• Ters Akım (IR):VR = 5V'de Maksimum 100 µA.
• Görüş Açısı (2θ1/2):130 derece (tipik). Bu, ışık şiddetinin tepe şiddetinin yarısı olduğu tam açıdır.

2.3 Termal Karakteristikler

Seramik paketin birincil faydası termaldir. Yüksek maksimum güç dağılımı derecesi (20.3W) ve çalışma sıcaklığı aralığı (-40 ila +100°C) bu yeteneğini vurgular. Ancak, güvenilirlik için bağlantı sıcaklığını (Tj) 125°C'nin altında tutmak en önemli husustur. Bu, LED'in termal pedinden sistem soğutucusuna kadar etkili bir ısı yolu tasarımı gerektirir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Aydınlatma ürünlerinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için hassas bir sınıflandırma sistemi şarttır.

3.1 İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) Sınıflandırması

LED, standart CCT değerlerinde mevcuttur ve her biri CIE 1931 diyagramındaki belirli renklilik bölgelerine karşılık gelir. Sipariş kodu hedef bölgeyi belirtir ve yayılan beyaz ışığın tanımlı bir renk uzayı içinde kalmasını garanti eder.

• 2700K (Bölgeler: 8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000K (Bölgeler: 7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500K (Bölgeler: 6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000K (Bölgeler: 5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500K (Bölgeler: 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000K (Bölgeler: 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700K (Bölgeler: 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500K (Bölgeler: 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)

Not: Veri sayfası, ışık akısı sınıfının bir minimum değeri temsil ettiğini belirtir. Sevkiyatlar sipariş edilen minimum akıyı aşabilir ancak her zaman sipariş edilen CCT renklilik bölgesine uyacaktır.

3.2 Işık Akısı Sınıflandırması

Akı, 350mA test akımında sınıflandırılır. Toleranslar net olarak tanımlanmıştır.

• Sıcak Beyaz / Nötr Beyaz (2700K-5000K, CRI 70):
  • Kod 3K: Min 800 lm, Tipik 900 lm
  • Kod 3L: Min 900 lm, Tipik 1000 lm
• Soğuk Beyaz (5000K-10000K, CRI 70):
  • Kod 3L: Min 900 lm, Tipik 1000 lm
  • Kod 3M: Min 1000 lm, Tipik 1100 lm

Toleranslar:Işık Akısı: ±%7; CRI: ±2; Renklilik Koordinatları: ±0.005.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafiksel veriler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışına ilişkin içgörü sağlar.

4.1 İleri Akım - İleri Voltaj (I-V Eğrisi)

I-V eğrisi bir diyotun karakteristiğidir. 350mA'de tipik Vf değeri olan 9.3V, bunun yüksek voltajlı bir LED olduğunu ve muhtemelen paket içinde seri bağlı birden fazla diyot bağlantısına sahip olduğunu gösterir. Tasarımcılar, özellikle maksimum 29V'luk Vf değeri göz önünde bulundurularak, sürücünün yeterli voltajı sağlayabildiğinden emin olmalıdır. Eğri doğrusal olmayan bir ilişki gösterir; voltajdaki küçük bir artış akımda büyük bir artışa yol açar, bu da sabit akımlı sürücü ihtiyacını vurgular.

4.2 İleri Akım - Bağıl Işık Akısı

Bu eğri, ışık çıkışının sürücü akımına bağımlılığını gösterir. Işık çıkışı akımla artar ancak doğrusal değildir. Daha yüksek akımlarda, artan termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle verimlilik tipik olarak düşer. Önerilen 350mA'de çalıştırma, muhtemelen çıkış ile verimlilik/ömür arasında bir dengeyi temsil eder.

4.3 Bağıl Spektral Güç Dağılımı

Beyaz bir LED için spektral eğri, birincil bir mavi tepe (InGaN çipinden) ve daha geniş bir sarı fosfor emisyonu gösterir. Bu tepelerin şekli ve oranı CCT ve CRI'yi belirler. Soğuk beyaz LED'ler daha baskın bir mavi tepeye sahipken, sıcak beyazlar daha güçlü fosfor emisyonuna sahiptir. Eğri, renk geri verim özelliklerini anlamak için gereklidir.

4.4 Bağlantı Sıcaklığı - Bağıl Spektral Enerji

Bu grafik, renk kaymasını anlamak için kritiktir. Bağlantı sıcaklığı yükseldikçe, LED çipinin spektral çıkışı ve fosforun dönüşüm verimliliği değişebilir, bu da CCT ve renklilikte kaymalara yol açar. Seramik paket, sıcaklık artışını en aza indirmeye yardımcı olarak bu kaymanın büyüklüğünü azaltır.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, 9.2mm x 9.2mm boyutlarında bir seramik yüzey montaj paketinde bulunur. Tam yükseklik tipik olarak yaklaşık 1.6mm'dir. Boyut çizimi, PCB ayak izi tasarımı ve boşluk kontrolleri için kritik ölçümler sağlar.

5.2 Önerilen Pad Düzeni ve Şablon Tasarımı

Uygun lehim bağlantısı ve termal bağlantı oluşumunu sağlamak için detaylı bir pad düzeni şeması sağlanmıştır. Tasarım tipik olarak, ısı transferi için büyük bir merkezi termal pad ve elektriksel bağlantılar (anot ve katot) için daha küçük padler içerir. Eşlik eden şablon tasarımı, doğru lehim hacmini elde etmek için lehim pastası açıklık geometrisini ve kalınlığını önerir. Bu düzenler için ±0.10mm tolerans belirtilmiştir.

5.3 Polarite Tanımlama

Veri sayfası, cihaz üzerindeki polarite işaretini (örn., bir nokta, çentik veya pahlı köşe) ve bunun pad düzeni ile ilişkisini göstermelidir. Doğru polarite çalışma için esastır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Parametreleri

LED, standart kurşunsuz (Pb-free) reflow işlemleriyle uyumludur. Lehimleme sırasındaki maksimum gövde sıcaklığı 260°C'yi aşmamalı ve 230°C üzerindeki süre 10 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Termal şok, lehim bağlantı kusurları veya LED'in iç malzemelerine ve fosforuna zarar gelmesini önlemek için önerilen sıcaklık profiline (ısınma, bekleme, reflow tepe noktası, soğutma) uymak çok önemlidir.

6.2 Taşıma ve Depolama Önlemleri

• Belirtilen sıcaklık aralığında (-40 ila +100°C) kuru, anti-statik bir ortamda depolayın.
• Yarı iletken bağlantısını korumak için ESD önlemleri ile taşıyın.
• Seramik gövde veya tel bağlantıları üzerinde mekanik stres uygulamaktan kaçının.
• Üretici tarafından önerilen raf ömrü içinde, uygun koşullarda depolandığında tipik olarak sevkiyat tarihinden itibaren 12 ay içinde kullanın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Spesifikasyonu

LED'ler tipik olarak otomatik pick-and-place montajı için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Makara boyutu, şerit genişliği, yuva boyutları ve cihaz yönlendirmesi standart EIA-481 kılavuzlarına uyar. Makara başına miktar 100 veya 500 adet gibi standart bir değerdir.

7.2 Model Numaralandırma Kuralı

T12019L(C/W)A model numarası temel ürün özelliklerini kodlar:

- T:Seri tanımlayıcı.

- 12:Seramik 9292 için paket kodu.

- L/C/W:Renk kodu (L=Sıcak Beyaz, C=Nötr Beyaz, W=Soğuk Beyaz).

- Diğer rakamlar, detaylı adlandırma kuralı tablosuna göre iç kodları, akı sınıfını ve diğer seçenekleri belirtir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Yüksek Tavan ve Endüstriyel Aydınlatma:Yüksek lümen çıkışı ve sağlam yapının gerekli olduğu yerler.
• Dış Mekan Alan Aydınlatması:Geniş görüş açısı ve termal dayanıklılıktan faydalanan sokak lambaları, otopark ışıkları, stadyum aydınlatması.
• Yüksek Çıkışlı Gömme Aydınlatma ve Ray Spotları:Ticari ve perakende alanları için.
• Özel Aydınlatma:Belirli spektrum ve yüksek yoğunluk gerektiren bitki yetiştirme ışıkları.

8.2 Kritik Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Bu en kritik faktördür. Pad altında yeterli termal viyalara sahip, yeterli boyutta bir metal çekirdekli PCB'ye (MCPCB) veya soğutucuya bağlanmış bir PCB kullanın. Termal arayüz malzemesi (TIM) kalitesi önemlidir.
• Sürücü Akımı:Sabit akımlı bir LED sürücü kullanın. Akım, istenen ışık çıkışı ve termal tasarım marjına göre ayarlanmalıdır. Mutlak maksimum değeri aşmayın.
• Optik Tasarım:130 derecelik görüş açısı, istenen ışık demeti desenini elde etmek için ikincil optikler (lensler, reflektörler) gerektirebilir.
• Elektriksel Düzen:Sürücüden LED'e güç kaybını ve voltaj dalgalanmalarını en aza indirmek için düşük endüktanslı, düşük dirençli izler sağlayın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart orta güçlü plastik SMD LED'lere (örn., 3030, 5050) kıyasla, 9292 Seramik Serisi şunları sunar:

- Daha Yüksek Güç İşleme Kapasitesi:10W+ (seramik) karşılık plastik paketler için tipik 1-3W.

- Üstün Termal Direnç (Rth j-s):Seramik alt tabaka, plastiğe göre çok daha düşük termal dirence sahiptir, bu da aynı güçte daha düşük bir bağlantı sıcaklığına yol açar ve bu doğrudan daha uzun ömre (L70, L90) çevrilir.

- Daha İyi Renk Kararlılığı:Daha düşük termal direnç, zaman ve sıcaklıkla renk kaymasını en aza indirir.

- Daha Yüksek Maliyet:Seramik paketleme, plastik kalıplamadan daha pahalıdır.

Diğer seramik paketlere (örn., 3535, 5050 seramik) kıyasla, 9292'nin daha büyük ayak izi, daha büyük bir termal pad ve potansiyel olarak birden fazla çipten veya daha büyük tek bir çipten daha yüksek toplam ışık çıkışı sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

10.1 Hangi sürücü voltajı gereklidir?

Sürücü, LED dizisinin maksimum ileri voltajından (Vf max) daha yüksek bir voltaj sağlamalıdır. Tek bir 9292 LED için, sürücü çıkışı 29V'u aşmalıdır. Pratikte bir güvenlik payı eklenir. Seri bağlı birden fazla LED için, maksimum Vf değeri LED sayısı ile çarpılır.

10.2 Derecelendirilmiş ömre nasıl ulaşırım?

LED ömrü (örn., L70 - başlangıç lümen çıkışının %70'ine düşme süresi) büyük ölçüde bağlantı sıcaklığına (Tj) bağlıdır. Derecelendirilmiş ömre ulaşmak için, sistemi Tj'yi maksimum 125°C'nin oldukça altında, ideal olarak çalışma sırasında 85-105°C'nin altında tutacak şekilde tasarlamalısınız. Bu, bölüm 8.2'de açıklandığı gibi mükemmel bir termal yönetim gerektirir.

10.3 Onu 700mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

DC ileri akım için Mutlak Maksimum Değer 700mA'dir. Ancak, bu maksimum değerde sürekli çalıştırma önemli miktarda ısı üretecek ve muhtemelen Tj'yi sınırına iterek ömrü ve güvenilirliği ciddi şekilde tehlikeye atacaktır. Belirtilen tipik çalışma koşulu 350mA'dir. Bu değerin üzerinde çalıştırma, ancak olağanüstü termal tasarım ve azalan ömrün anlaşılmasıyla düşünülmelidir.

10.4 3K, 3L ve 3M akı sınıfları arasındaki fark nedir?

Bunlar 350mA'de ölçülen ışık akısı çıkış sınıflarıdır. 3K en düşük çıkış sınıfıdır (min 800lm), 3L orta sınıftır (min 900lm) ve 3M soğuk beyaz için en yüksek sınıftır (min 1000lm). Daha yüksek bir sınıf seçmek, cihaz başına daha fazla ışık sağlar ancak daha yüksek maliyetle gelebilir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: 100W Yüksek Tavan Aydınlatma Armatürü Tasarımı.

Bir tasarımcı, yaklaşık 15.000 lümen çıkışlı bir armatür oluşturmayı hedefliyor. 3M akı sınıfındaki (her biri 1000lm tipik) 9292 LED'leri kullanarak 15 LED'e ihtiyaç duyacaktır. Bunları 3 seri x 5 paralel konfigürasyonda düzenler. Her seri dizinin maksimum Vf'si 3 * 29V = 87V'dur. 1050mA (350mA x 3 paralel dizi) çıkışlı ve ~90V'a kadar voltaj aralığına sahip sabit akımlı bir sürücü seçerler. PCB, kalın bir alüminyum tabanlı metal çekirdekli bir karttır. Soğutucunun, 40°C ortam sıcaklığında LED bağlantı sıcaklığını 105°C'nin altında tutarken toplam ~150W ısıyı (100W elektriksel artı sürücü kayıpları) dağıtabildiğinden emin olmak için termal simülasyonlar çalıştırılır. Yüksek tavan aydınlatmasına uygun 120 derecelik bir ışık demeti deseni oluşturmak için ikincil optikler kullanılır.

12. Çalışma Prensibi

Beyaz bir LED, bir yarı iletkende elektrolüminesans ve fosfor dönüşümü prensibiyle çalışır. Elektrik akımı, ileri yönde öngerilimli bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) yarı iletken bağlantısından geçirilerek elektron ve deliklerin yeniden birleşmesine ve mavi spektrumda (tipik olarak 450-455nm civarında) foton yaymasına neden olur. Bu mavi ışık daha sonra çip üzerinde veya yakınındaki sarı (YAG:Ce) fosfor kaplama tabakasına çarpar. Fosfor, mavi fotonların bir kısmını emer ve sarı bölgede geniş bir spektrumda ışık yeniden yayar. Kalan mavi ışık ile dönüştürülmüş sarı ışığın karışımı, insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Mavi ve sarı ışık oranı, ilişkili renk sıcaklığını (CCT) belirler.

13. Teknoloji Trendleri

Yüksek güçlü seramik LED pazarı birkaç temel trend tarafından yönlendirilmektedir:

- Artırılmış Verimlilik (lm/W):Çip epitaksi, fosfor teknolojisi ve paket tasarımında devam eden iyileştirmeler, elektriksel girişin watt'ı başına daha fazla ışık çıkarmayı hedefler.

- Geliştirilmiş Renk Kalitesi:Daha yüksek Renk Geri Verim İndeksi (CRI), özellikle R9 (doymuş kırmızı) ve partiler arasında daha tutarlı renk elde etmek için fosfor karışımlarının (çoklu fosfor veya mor-pompalı sistemler) geliştirilmesi.

- Yüksek Akı ile Küçültme:Daha küçük seramik paketlere daha fazla lümen sığdırma çabaları (örn., 9292'den daha kompakt ancak eşit derecede güçlü ayak izlerine geçiş), daha küçük ve daha özenli armatürlerin mümkün olmasını sağlar.

- Akıllı ve Ayarlanabilir Aydınlatma:Seramik LED'lerin kontrol elektroniği ile entegrasyonu, insan odaklı aydınlatma uygulamaları için karartma, CCT ayarlama ve renk değiştirme yeteneklerini etkinleştirir.

- Güvenilirlik ve Ömür:Termal direnci daha da azaltmak ve lümen azalmasını yavaşlatmak için malzemeler ve paketleme üzerinde sürekli odaklanma, L90 ömürlerini 100.000 saatin ötesine itmeyi hedefler.