LTPL-C035RH730 IR LED Veri Sayfası - 3.5x3.5mm Paket - 2.0V Tipik - 1.96W Maks. - 730nm Tepe Dalga Boyu - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

LTPL-C035RH730, katı hal aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, yüksek güçlü ve enerji verimli bir kızılötesi ışık yayan diyottur (LED). Bu cihaz, LED'lerin doğasında bulunan uzun çalışma ömrü ve güvenilirliği, önemli ışınımsal çıkış gücü ile birleştiren ileri düzey bir ışık kaynağı teknolojisini temsil eder. Çeşitli uygulamalarda geleneksel kızılötesi aydınlatma teknolojilerinin yerini alacak tasarım esnekliği ve performans sağlamak üzere mühendislikle geliştirilmiştir.

1.1 Temel Özellikler ve Avantajlar

LED, elektronik tasarımlardaki kullanılabilirliğini ve performansını artıran birkaç özellik içerir:

• Entegre Devre Uyumluluğu:Cihaz, standart entegre devre sürücü seviyeleri ve mantığı ile doğrudan uyumlu olacak şekilde tasarlanmıştır, bu da arayüz tasarımını basitleştirir.
• Çevresel Uyumluluk:Bileşen, RoHS (Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması) direktiflerine uygundur ve kurşunsuz (Pb-free) işlemler kullanılarak üretilmiştir.
• Operasyonel Verimlilik:LED, daha yüksek elektriksel-optik dönüşüm verimliliği sayesinde geleneksel kızılötesi kaynaklara kıyasla daha düşük işletme maliyeti sunar.
• Azaltılmış Bakım:Uzatılmış ömür ve sağlam katı hal yapısı, ürün yaşam döngüsü boyunca bakım maliyetlerini ve arıza sürelerini önemli ölçüde azaltmaya katkıda bulunur.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

Bu bölüm, standart test koşulları (Ta=25°C) altında tanımlanan LED'in temel teknik parametrelerinin detaylı ve nesnel bir analizini sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya yakınında sürekli çalışma tavsiye edilmez ve güvenilirliği etkileyebilir.

• DC İleri Akım (If):700 mA (Maksimum)
• Güç Tüketimi (Po):1.96 W (Maksimum)
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (Topr):-40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (Tstg):-55°C ila +100°C
• Jonksiyon Sıcaklığı (Tj):110°C (Maksimum)

Önemli Not:LED'in ters polarma koşulları altında uzun süre çalıştırılması, bileşen hasarına veya arızasına yol açabilir. Uygun devre tasarımı, ters gerilime karşı koruma içermelidir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

350mA tipik sürücü akımı ve 25°C ortam sıcaklığında ölçülen bu parametreler, LED'in çekirdek performansını tanımlar.

• İleri Gerilim (Vf):
  • Minimum: 1.6 V
  • Tipik: 2.0 V
  • Maksimum: 2.4 V
• Işınımsal Akı (Φe):Bu, bir entegrasyon küresi kullanılarak miliwatt (mW) cinsinden ölçülen toplam optik güç çıkışıdır.
  • Minimum: 230 mW
  • Tipik: 250 mW
  • Maksimum: 310 mW
• Tepe Dalga Boyu (Wp):Spektral ışınımsal şiddetin maksimum olduğu dalga boyudur.
  • Minimum: 720 nm
  • Maksimum: 740 nm
  • Parça numarasındaki '730', nominal 730nm tepe dalga boyunu belirtir.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Işınımsal şiddetin maksimum şiddetin yarısı olduğu tam açıdır (tipik olarak optik eksenden ölçülür).
  • Tipik: 130°

3. Sınıf Kodu ve Sınıflandırma Sistemi

LED'ler, bir parti içinde tutarlılığı sağlamak için temel performans parametrelerine göre sınıflandırılır (gruplandırılır). Sınıf kodu, her bir paketleme torbasında işaretlenir.

3.1 İleri Gerilim (Vf) Sınıflandırması

LED'ler, 350mA'de ±0.1V toleransla dört gerilim sınıfına (V0'dan V3'e) ayrılır.

• V0:1.6V – 1.8V
• V1:1.8V – 2.0V
• V2:2.0V – 2.2V
• V3:2.2V – 2.4V

3.2 Işınımsal Akı (Φe) Sınıflandırması

LED'ler, 350mA'de ±%10 toleransla dört ışınımsal akı sınıfına (R0'dan R3'e) ayrılır.

• R0:230 mW – 250 mW
• R1:250 mW – 270 mW
• R2:270 mW – 290 mW
• R3:290 mW – 310 mW

3.3 Tepe Dalga Boyu (Wp) Sınıflandırması

LED'ler, 350mA'de ±3nm toleransla dört dalga boyu sınıfına (P7E'den P7H'ye) ayrılır.

• P7E:720 nm – 725 nm
• P7F:725 nm – 730 nm
• P7G:730 nm – 735 nm
• P7H:735 nm – 740 nm

Özel veya sınırlı sınıf talepleri doğrudan danışma gerektirir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Aksi belirtilmedikçe 25°C'de ölçülen aşağıdaki tipik eğriler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışına ilişkin içgörü sağlar.

4.1 Bağıl Işınımsal Akı - İleri Akım Grafiği

Bu grafik, optik çıkışın (ışınımsal akı) ileri akımla nasıl arttığını gösterir. Tipik olarak doğrusal değildir; çok yüksek akımlarda artan termal etkiler ve iç kayıplar nedeniyle verimlilik (birim akım başına ışınımsal akı) genellikle düşer. Tasarımcılar, çıkış ve verimliliği dengeleyen optimal bir çalışma noktası seçmek için bunu kullanır.

4.2 Bağıl Spektral Dağılım

Bu çizim, tepe dalga boyu (730nm) etrafında merkezlenmiş, farklı dalga boylarında yayılan ışık şiddetini gösterir. Yayılımın spektral genişliğini veya bant genişliğini gösterir. Bu kızılötesi cihaz gibi tek renkli LED'ler için daha dar bir spektrum tipiktir.

4.3 Işınım Deseni (Karakteristikleri)

Bu kutupsal diyagram, LED etrafındaki ışık şiddetinin uzaysal dağılımını, 130°'lik görüş açısını tanımlayarak gösterir. Desen, düzgün aydınlatma veya yönlendirilmiş algılama gibi bir uygulamada ışığın nasıl dağıtıldığını etkiler.

4.4 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Bu temel eğri, LED üzerine uygulanan gerilim ile ortaya çıkan akım akışı arasındaki ilişkiyi gösterir. Diyodun üstel karakteristiğini gösterir. Tipik ileri gerilim (Vf), belirli bir akımda (350mA) belirtilir. Eğri, akım sınırlayıcı devre tasarımı için gereklidir.

4.5 Bağıl Işınımsal Akı - Jonksiyon Sıcaklığı Grafiği

Bu kritik grafik, LED'in jonksiyon sıcaklığı (Tj) arttıkça optik çıkışın nasıl azaldığını gösterir. Bu termal düşüm, tüm LED'lerin temel bir özelliğidir. Kararlı, uzun vadeli ışık çıkışını korumak ve hızlanmış bozulmayı önlemek için etkili termal yönetim (soğutucu) çok önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Ana Hat Boyutları

LED, kompakt bir yüzey montaj paketine sahiptir. Temel boyutsal notlar şunları içerir:

• Tüm boyutlar milimetre (mm) cinsindendir.
• Genel boyut toleransı ±0.2mm'dir.
• Lens yüksekliği ve seramik alt tabaka uzunluğu/genişliği ±0.1mm daha sıkı bir toleransa sahiptir.
• Cihazın altındaki termal ped, anot ve katot elektriksel pedlerinden elektriksel olarak yalıtılmıştır (nötr). Bu, elektriksel kısa devre oluşturmadan, ısıyı dağıtmak için doğrudan bir PCB toprak katmanına bağlanmasına olanak tanır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Önerilen bir reflow lehimleme profili sağlanmıştır. Kritik parametreler şunları içerir:

• Tepe Sıcaklığı:Belirtilmiştir (profil eğrisine bakınız). Tüm sıcaklıklar paket gövdesinin üst tarafını ifade eder.
• Sıvı Üstü Süresi (TAL):Profil tarafından tanımlanır.
• Rampa Hızları:Kontrollü ısıtma ve soğutma hızları belirtilmiştir. Hızlı bir soğutma işlemi önerilmez.

Önemli Notlar:Profil, belirli lehim pastası özelliklerine göre ayarlanması gerekebilir. LED üzerindeki termal stresi en aza indirmek için, güvenilir bir bağlantı sağlayan mümkün olan en düşük lehimleme sıcaklığı her zaman tercih edilir. Cihaz, daldırma lehimleme yöntemleri kullanılarak monte edilirse garanti kapsamında değildir.

6.2 Önerilen PCB Ped Düzeni

Baskılı devre kartı için, uygun lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak amacıyla bir ped deseni tasarımı önerilir.

• Lehimleme Yöntemleri:Reflow veya el lehimlemesi kullanılabilir.
• El Lehimlemesi:Maksimum 300°C, maksimum 2 saniye, sadece bir kez.
• Reflow Limiti:LED, reflow lehimlemeye üç kereden fazla maruz bırakılmamalıdır.

6.3 Temizlik

Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, sadece izopropil alkol (IPA) gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasal temizleyiciler, LED paket malzemesine ve optik bileşenlere zarar verebilir.

7. Güvenilirlik ve Test

Kapsamlı bir güvenilirlik test planı, LED'in çeşitli çevresel ve operasyonel stresler altındaki dayanıklılığını doğrular. Listelenen tüm testlerde, 10 örnekten 0 başarısızlık gözlenmiştir.

7.1 Güvenilirlik Test Özeti

• Düşük/Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü (LTOL/HTOL):-10°C, 25°C ve 85°C'de 1000 saat çalışma testi.
• Islak Yüksek Sıcaklık Çalışma Ömrü (WHTOL):60°C/%90 Bağıl Nemde 500 saat.
• Termal Şok (TMSK):-40°C ve 125°C arasında 100 döngü.
• Yüksek Sıcaklık Depolama:100°C'de 1000 saat.
• Lehimlenebilirlik & Reflow Direnci:Lehimleme ısı direnci (260°C'de 10s) ve lehim ıslanması testleri.

7.2 Arıza Kriterleri

Test sonrası, cihazlar katı sınırlara göre değerlendirilir:

• İleri Gerilim (Vf):Başlangıçtaki tipik değerin ±%10'u içinde kalmalıdır.
• Işınımsal Akı (Φe):Başlangıçtaki tipik değerin ±%15'i içinde kalmalıdır.

8. Paketleme ve Taşıma

8.1 Şerit ve Makara Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için makaralar üzerinde kabartmalı taşıyıcı şeritte tedarik edilir.

• Şeritteki boş cepler bir kapak bandı ile kapatılır.
• Standart bir 7 inç (178mm) makara maksimum 500 adet tutabilir.
• Spesifikasyona göre, art arda maksimum iki eksik bileşene (boş cep) izin verilir.
• Paketleme, EIA-481-1-B standartlarına uygundur.

9. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

9.1 Sürücü Yöntemi

Kritik Tasarım Kuralı:LED, akımla çalışan bir cihazdır. Işık çıkışı öncelikle ileri akımın (If) bir fonksiyonudur, gerilimin değil. Bir uygulamada birden fazla LED'i paralel bağlarken yoğunluk düzgünlüğünü sağlamak için, her LED veya paralel dizi, özel bir akım sınırlama mekanizması (örn. bir direnç veya tercihen sabit akım sürücüsü) tarafından sürülmelidir. Sadece paralel LED'lerin doğal Vf eşleşmesine güvenmek, dik I-V eğrisi ve üretim varyasyonları nedeniyle önemli akım dengesizliğine ve düzensiz parlaklığa yol açabilir.

9.2 Termal Yönetim

Işınımsal Akı - Jonksiyon Sıcaklığı eğrisinin gösterdiği gibi, performans büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır. Yüksek sürücü akımlarında (örn. 350mA civarında veya üzerinde) güvenilir, uzun vadeli çalışma için etkili soğutma zorunludur. Bu şunları içerir:

• LED çipinden ısıyı uzaklaştırmak için belirlenmiş termal pedin kullanılması.
• Termal pede bağlı yeterli termal geçişler ve bakır dolguları içeren bir PCB tasarımı.
• Genel sistem hava akışı ve ortam sıcaklığının dikkate alınması.

9.3 Tipik Uygulama Senaryoları

Yakın kızılötesi (NIR) spektrumunda 730nm tepe dalga boyu ile bu LED, aşağıdakilerle sınırlı olmamak üzere uygulamalar için uygundur:

• Makine Görüşü & İnceleme:Endüstriyel otomasyonda IR duyarlı kameralar için aydınlatma.
• Güvenlik & Gözetleme:Gece görüşlü CCTV sistemleri için gizli aydınlatma.
• Biyometrik Sensörler:Kalp atış hızı monitörleri veya yakınlık sensörleri gibi cihazlarda kullanılır.
• Optik Anahtarlar & Kodlayıcılar:Kesintili veya yansıtmalı sensörlerde ışık kaynağı olarak.
• Genel IR Aydınlatma:Bilimsel, tarımsal veya özel aydınlatma ihtiyaçları için.

10. Teknik Karşılaştırma ve Konumlandırma

Bu LED, parametrelerinin kombinasyonu ile kendini farklılaştırır:

• Yüksek Işınımsal Akı:350mA'de 310mW'a kadar çıkış, onu IR LED'ler için orta-yüksek güç kategorisine yerleştirir ve önemli IR aydınlatması gerektiren uygulamalar için uygundur.
• Geniş Görüş Açısı:130°'lik görüş açısı, geniş, dağınık aydınlatma sağlar ve büyük alanları kaplamak veya kaynak ve dedektörün tam hizalanmasının kritik olmadığı uygulamalar için idealdir.
• Sağlam Paket & Güvenilirlik:Seramik tabanlı paket ve kapsamlı güvenilirlik testleri, endüstriyel ve zorlu ortamlar için uygunluğu gösterir.
• Spesifik Dalga Boyu:730nm dalga boyu, bu aralıkta iyi hassasiyete sahip silikon tabanlı fotodedektörler için yaygın bir seçimdir, bu da onu pratik bir sistem seviyesi seçimi yapar.

11. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

11.1 Işınımsal Akı ile Işıksal Akı Arasındaki Fark Nedir?

Işınımsal Akı (Φe, Watt cinsinden ölçülür), tüm dalga boylarında yayılan toplam optik güçtür. Işıksal Akı (Lümen cinsinden ölçülür), bu gücü insan gözünün hassasiyeti ile ağırlıklandırır. Bu, insanlar için görünmez olan bir kızılötesi LED olduğundan, performansı doğru bir şekilde Işınımsal Akı (mW) cinsinden belirtilir.

11.2 Bu LED'i sürekli olarak maksimum 700mA akımda sürebilir miyim?

700mA Mutlak Maksimum Değeri bir stres sınırıdır. Bu akımda sürekli çalışma, olağanüstü soğutma sağlanmadıkça, jonksiyon sıcaklığının maksimum değeri olan 110°C'yi aşmasına ve hızlı bozulmaya yol açması muhtemeldir. Tipik çalışma koşulu 350mA'dir. Maksimum değere yakın herhangi bir tasarım, titiz bir termal analiz ve soğutma gerektirir.

11.3 Sipariş verirken Sınıf Kodlarını nasıl yorumlamalıyım?

Bir partide tutarlı performans için, Vf, Φe ve Wp için gerekli sınıfları belirtin. Örneğin, V1 (1.8-2.0V), R2 (270-290mW) ve P7G (730-735nm) talep etmek, siparişinizdeki tüm LED'lerin sıkı gruplanmış elektriksel ve optik özelliklere sahip olmasını sağlar. Hiçbir sınıf belirtilmezse, tüm sınıflar arasında standart üretim dağılımından LED'ler alırsınız.

12. Operasyonel Prensipler ve Teknoloji Trendleri

12.1 Temel Çalışma Prensibi

Bir kızılötesi LED, yarı iletken bir p-n eklem diyodudur. İleri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler eklem bölgesine enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu spesifik LED malzeme sisteminde, bu yeniden birleşme enerjisinin önemli bir kısmı, kullanılan yarı iletken malzemelerin enerji bant aralığı (tipik olarak Alüminyum Galyum Arsenür - AlGaAs tabanlı) tarafından belirlenen bir tepe dalga boyunda, kızılötesi spektrumda fotonlar (ışık) olarak salınır.

12.2 Endüstri Trendleri

Katı hal aydınlatma trendi ilerlemeye devam ederken, IR LED'ler şu alanlarda iyileşmeler görmektedir:

• Duvardan Fişe Verimliliği (WPE):Işınımsal akı çıkışının elektriksel güç girişine oranı, aynı optik güç için daha düşük enerji tüketimini sağlar.
• Güç Yoğunluğu:Daha yüksek sürücü akımlarını işleyebilen ve daha fazla ısıyı dağıtabilen paketlerin geliştirilmesi, daha küçük, daha parlak kaynakların önünü açar.
• Spektral Kontrol:Daha sıkı dalga boyu toleransları ve gaz algılama veya optik iletişim gibi uygulamalar için belirli dalga boylarında LED'lerin geliştirilmesi.
• Entegrasyon:Birden fazla LED çipini, sürücüleri ve optikleri modüler veya akıllı aydınlatma sistemlerinde birleştirme.