LTPL-P033RGB RGB LED Teknik Veri Sayfası - Yüksek Güçlü LED - Kırmızı/Yeşil/Mavi - 150mA

1. Ürün Genel Bakışı

LTPL-P033RGB, yüksek güçlü, enerji verimli ve ultra kompakt bir katı hal ışık kaynağıdır. Işık Yayan Diyotların uzun ömür ve güvenilirlik avantajlarını, geleneksel aydınlatma teknolojilerinin yerini almak için gereken parlaklık seviyeleriyle birleştirir. Bu cihaz, tasarımcılara geniş bir uygulama yelpazesinde yenilikçi aydınlatma çözümleri oluşturmak için önemli ölçüde özgürlük sunar.

1.1 Temel Özellikler

• Yüksek güçlü LED ışık kaynağı
• Anlık ışık çıkışı (100 nanosaniyeden az)
• Düşük voltaj DC çalışma
• Düşük termal dirençli paket
• RoHS uyumlu ve kurşunsuz
• Kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumlu

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, aşağıdakilerle sınırlı olmamak üzere çeşitli aydınlatma uygulamaları için tasarlanmıştır:

• Otomotiv, otobüs ve uçak iç mekanları için okuma ışıkları
• El feneri ve bisiklet ışığı gibi taşınabilir aydınlatma
• Mimari aydınlatma: spot ışıklar, yönlendirme ışıkları, niş aydınlatma, raf altı aydınlatma ve görev aydınlatması
• Dekoratif ve eğlence aydınlatması
• Dış mekan aydınlatması: bollardlar, güvenlik ışıkları ve bahçe aydınlatması
• Sinyalizasyon uygulamaları: trafik sinyalleri, işaret ışıkları ve demiryolu geçiş ışıkları
• Çıkış göstergeleri ve satış noktası ekranları için kenardan aydınlatmalı tabelalar
• Genel iç ve dış mekan ticari ve konut mimari aydınlatması

2. Dış Görünüm ve Mekanik Boyutlar

Cihaz, kompakt bir yüzey montaj paketine sahiptir. Tüm kritik boyutlar, aksi belirtilmedikçe +/- 0.2 mm standart toleransla veri sayfasında sağlanmıştır. Mekanik çizim, PCB düzeni ve termal yönetim tasarımı için kritik öneme sahip olan paket ayak izini, bacak yerleşimini ve toplam yüksekliği ana hatlarıyla belirtir.

3. Mutlak Maksimum Değerler ve Özellikler

Tüm değerler 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Bu limitlerin aşılması cihaza kalıcı hasar verebilir.

3.1 Elektriksel Değerler

• İleri Akım (I_F): Tüm renkler (Kırmızı, Yeşil, Mavi) için 150 mA (sürekli).
• İleri Darbe Akımı (I_FP): Tüm renkler için 300 mA (darbe). Koşul: 1/10 görev döngüsü, darbe genişliği ≤10μs.
• Güç Dağılımı (P_D): Kırmızı: 360 mW; Yeşil: 540 mW; Mavi: 540 mW.

3.2 Termal ve Çevresel Değerler

• Çalışma Sıcaklığı Aralığı (T_opr): -30°C ila +85°C.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı (T_stg): -40°C ila +100°C.
• Maksimum Bağlantı Sıcaklığı (T_j): 125°C.

Önemli Notlar:Uzun süreler boyunca ters voltaj koşullarında çalıştırmak yasaktır. Normal ve güvenilir LED çalışmasını sağlamak için maksimum değerlere yakın çalışırken sağlanan güç azaltma eğrilerini takip etmeniz şiddetle tavsiye edilir.

4. Elektro-Optik Karakteristikler

Tipik performans parametreleri Ta=25°C ve I_F=150mA'da ölçülmüştür.

4.1 Işık Çıkışı

• Işık Akısı (Tipik): Kırmızı: 21 lm; Yeşil: 50 lm; Mavi: 9 lm. Işık akısı, bir entegrasyon küresi ile ölçülen toplam ışık çıkışıdır.
• Işık Şiddeti (Tipik, referans için): Kırmızı: 6.8 cd; Yeşil: 12.5 cd; Mavi: 3.0 cd.

4.2 Spektral ve Elektriksel Karakteristikler

• Baskın Dalga Boyu: Kırmızı: 610-630 nm; Yeşil: 515-535 nm; Mavi: 450-470 nm.
• İleri Voltaj (V_F): Kırmızı: 1.5-2.6 V; Yeşil: 2.8-3.8 V; Mavi: 2.8-3.8 V.
• Görüş Açısı: 120 derece (tüm renkler için tipik).

Test Standardı:Işık akısı, baskın dalga boyu ve ileri voltaj ölçümleri için CAS-140B referans alınmıştır.

5. Tipik Performans Eğrileri Analizi

Veri sayfası, devre ve termal tasarım için gerekli olan birkaç önemli grafik sağlar.

5.1 Spektral Dağılım

Şekil 1, her bir renk için göreceli spektral yoğunluğun dalga boyuna karşı grafiğini gösterir. Bu eğri, renk saflığını anlamak ve renk karıştırma sistemlerindeki potansiyel uygulamalar için hayati öneme sahiptir.

5.2 Radyasyon Deseni

Şekil 2, geniş 120 derecelik görüş açısını doğrulayan uzaysal radyasyon (şiddet) desenini göstermektedir. Bu tür bir paket için desen tipik olarak Lambertian'dır.

5.3 Akım - Voltaj (I-V Eğrisi)

Şekil 3, her bir renk için ileri akımın ileri voltaja karşı grafiğini çizer. Kırmızı LED, Yeşil ve Mavi LED'lere (150mA'da tipik olarak ~3.2V-3.4V) kıyasla daha düşük bir ileri voltaj gösterir (150mA'da tipik olarak ~2.0V). Bu, bir RGB sisteminde her renk kanalı için farklı sürücü voltajları veya akım sınırlayıcı dirençler gerektirdiğinden, sürücü tasarımı için kritik bir parametredir.

5.4 Akım - Işık Akısı

Şekil 4, ileri akım ile göreceli ışık akısı arasındaki ilişkiyi gösterir. Çıkış, normal çalışma aralığında genellikle akımla doğrusaldır, ancak çok yüksek akımlarda bağlantı sıcaklığının artması ve diğer etkiler nedeniyle verim düşebilir.

5.5 Termal Performans

Şekil 5, en önemli grafiklerden biridir ve göreceli ışık akısının kart sıcaklığına karşı grafiğini gösterir. Bu bir güç azaltma eğrisi olarak işlev görür. Sıcaklık arttıkça çıkış azalır. Not, verilerin iyi termal temas için %80'in üzerinde lehim kaplamasına dayandığını belirtir ve performansı ve ömrü korumak için kart sıcaklığı 85°C'yi aştığında LED'in sürülmemesini önerir.

5.6 Akım - Baskın Dalga Boyu

Şekil 6, baskın dalga boyunun ileri akımla nasıl değiştiğini gösterir. Genellikle, bağlantı ısınması ve diğer yarı iletken fizik etkileri nedeniyle dalga boyu akımla hafifçe artar. Bu, renk kritik uygulamalar için önemlidir.

6. Sınıflandırma ve Gruplandırma Sistemi

LED'ler, tutarlılığı sağlamak için 150mA'daki ışık akısı çıkışlarına göre sınıflandırılır (gruplandırılır).

6.1 Kırmızı LED Grupları (R1'den R5'e)

Gruplar R1 (18-21 lm) ile R5 (30-33 lm) arasında değişir.

6.2 Yeşil LED Grupları (G1'den G7'ye)

Gruplar G1 (35-39 lm) ile G7 (59-63 lm) arasında değişir.

6.3 Mavi LED Grupları (B1'den B4'e)

Gruplar B1 (6-9 lm) ile B4 (15-18 lm) arasında değişir.

Her ışık akısı grubuna +/-%10'luk bir tolerans uygulanır. Grup kodu, izlenebilirlik için her paketleme torbasının üzerinde işaretlenmiştir.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

7.1 Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, kurşunsuz reflow lehimleme ile uyumludur. Ayrıntılı bir sıcaklık-zaman profili sağlanmıştır:

• Tepe Sıcaklığı (T_P): Maks. 260°C.
• 217°C Üzerinde Geçen Süre (T_L): 60-150 saniye.
• Tepe Sıcaklığın 5°C İçinde Geçen Süre (t_P): Maks. 5 saniye.
• Ön Isıtma: 150-200°C'de 60-180 saniye.
• Isınma Hızı: Maks. 3°C/sn (T_Smax'dan T_P'ye).
• Soğuma Hızı: Maks. 6°C/sn.
• Toplam döngü süresi: 25°C'den tepe noktasına maks. 8 dakika.

7.2 El Lehimlemesi

El lehimlemesi gerekliyse, önerilen koşul, her lehim noktası için maksimum 2 saniye ve yalnızca bir kez olmak üzere maksimum 350°C havya sıcaklığıdır.

7.3 Montaj İçin Kritik Notlar

• Tüm sıcaklık özellikleri, paket gövdesinin üst tarafını ifade eder.
• Profil, belirli lehim macunu özelliklerine göre ayarlanması gerekebilir.
• Tepe sıcaklığından hızlı soğutma (su verme) işlemi önerilmez.
• Her zaman güvenilir bir bağlantı sağlayan mümkün olan en düşük lehimleme sıcaklığını kullanın.
• Cihaz, daldırma lehimleme yöntemi kullanılarak monte edilirse garanti edilmez.

8. Önerilen PCB Lehim Pedi Düzeni

Tüm boyutları milimetre cinsinden olan ayrıntılı bir lehim pedi tasarımı sağlanmıştır. Tasarım, uygun lehim fileto oluşumunu ve anot/katot pedleri ile herhangi bir termal ped veya kart metalizasyonu arasındaki elektriksel izolasyonu sağlar. Bu düzene uymak, mekanik stabilite, elektriksel performans ve LED çipinden PCB'ye optimal ısı transferi için çok önemlidir.

9. Şerit ve Makara Paketleme Özellikleri

LED'ler, otomatik montaj için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir.

• Makara boyutu: 7 inç.
• Miktar: Tam makara başına 1000 adet. Kalanlar için minimum paketleme miktarı 500 adettir.
• Cep mühürleme: Boş bileşen cepleri üst kapak bandı ile mühürlenir.
• Kalite: İzin verilen maksimum ardışık eksik LED sayısı ikidir.
• Standart: Paketleme, EIA-481-1-L23 spesifikasyonlarına uygundur.

10. Güvenilirlik ve Kalifikasyon Testleri

Numune partileri üzerinde kapsamlı güvenilirlik testleri yapılmıştır.

10.1 Test Koşulları ve Sonuçları

Testler, her koşul için 22 numune üzerinde gerçekleştirilmiş ve sıfır hata raporlanmıştır:

• Yüksek/Düşük/Oda Sıcaklığı Çalışma Ömrü (her biri 1000 saat).
• Yüksek/Düşük Sıcaklık Depolama Ömrü (500-1000 saat).
• Nemli Isı (85°C/%85 RH, 500 saat).
• Termal Döngü (-40°C ila 100°C, 100 döngü).
• Termal Şok (-40°C ila 100°C, 100 döngü).

10.2 Hata Kriterleri

Bir cihaz, testten sonra I_F=150mA'da ölçüldüğünde aşağıdaki limitlerden birini aşarsa hatalı kabul edilir:

• İleri Voltaj (V_f) > başlangıç değerinin %110'u.
• Işık Akısı<70% başlangıç değerinin %70'i.

11. Uygulama Tasarım Hususları

11.1 Sürücü Devre Tasarımı

Kırmızı (daha düşük V_f) ve Yeşil/Mavi (daha yüksek V_f) LED'lerin farklı ileri voltajları nedeniyle, tipik bir RGB sürücüsü ayrı akım sınırlayıcı devreler veya bağımsız kanallara sahip bir sabit akım sürücüsü kullanacaktır. Maksimum sürekli akım her renk için 150mA'dır. Darbe işlemi için (örneğin, PWM karartma), darbe parametrelerinin I_FP rating.

11.2 Termal Yönetim

Etkili bir soğutucu çok önemlidir. Şekil 5'teki veriler, çıkışın sıcaklık arttıkça azaldığını açıkça göstermektedir. Parlaklığı ve ömrü korumak için:

• Yüksek termal iletkenliğe sahip önerilen lehim pedi düzenini kullanın.
• PCB'yi, LED'in termal yoluna bağlı yeterli bakır alanı (termal pedler) ile tasarlayın.
• Isıyı iç katmanlara veya kartın arka tarafına aktarmak için termal viyalar kullanmayı düşünün.
• Nihai uygulamada, yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında sürüyorsanız yeterli hava akışı veya diğer soğutma mekanizmalarını sağlayın.
• Kart sıcaklığını izleyin ve 85°C'yi aşmaktan kaçının.

11.3 Optik Tasarım

120 derecelik görüş açısı, genel aydınlatma ve tabelalar için uygun geniş, eşit bir ışın sağlar. Odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (lensler veya reflektörler) gerekecektir. Tasarımcılar, beyaz ışık veya belirli renk karışımları oluştururken her rengin farklı ışık şiddetlerini hesaba katmalıdır.

12. Karşılaştırma ve Ürün Konumlandırması

LTPL-P033RGB, renk karıştırma veya bireysel renk çıkışı gerektiren geniş bir uygulama yelpazesi için uygun, genel amaçlı, yüksek güçlü bir RGB LED olarak kendini konumlandırır. Temel avantajları arasında standartlaştırılmış paket, geniş görüş açısı, tutarlılık için net bir gruplandırma yapısı ve güvenilir üretim için sağlam özellikler (reflow uyumluluğu, şerit & makara) yer alır. Eski teknolojilerin yerini alan katı hal aydınlatma tasarımları için bir işçi bileşeni olacak şekilde tasarlanmıştır.

13. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Verilere Dayalı)

S: Üç rengi (RGB) aynı sabit voltaj kaynağı ve dirençle sürebilir miyim?

C: Optimal olarak hayır. Kırmızı LED, Yeşil/Mavi'ye (~3.2V) kıyasla önemli ölçüde daha düşük bir ileri voltaja (~2.0V) sahiptir. Tek bir voltaj kullanmak, aynı 150mA akımı elde etmek için her kanal için farklı direnç değerleri gerektirir. Kontrol ve renk karıştırma için bağımsız sabit akım sürücüleri veya PWM kanalları kullanmak önerilen yöntemdir.

S: LED parlaklığının zamanla azalmasının ana nedeni nedir?

C: Birincil neden yüksek bağlantı sıcaklığıdır. LED'i önerilen sıcaklık aralığının üzerinde çalıştırmak (bkz. Şekil 5), yarı iletken malzemelerin ve fosforların (varsa) yaşlanma sürecini hızlandırarak ışık çıkışında kalıcı bir düşüşe yol açar. Uzun vadeli güvenilirlik için uygun termal yönetim en kritik faktördür.

S: Işık akısı grup kodunu nasıl yorumlamalıyım?

C: Paketleme torbasının üzerinde basılı olan kod (örneğin, R3, G5, B2), o belirli LED için 150mA'da garanti edilen minimum ve maksimum ışık çıkışı aralığını söyler. Bu, tasarımcıların çoklu LED armatürlerinde eşit görünüm için eşleşen parlaklığa sahip LED'leri seçmelerine veya tasarımları için minimum bir ışık çıkışını garanti etmelerine olanak tanır.

S: Bu LED dış mekan kullanımına uygun mudur?

C: Çalışma sıcaklığı aralığı (-30°C ila +85°C) ve nemli ısı (85°C/%85 RH) testini başarıyla geçmesi, çevresel faktörlere karşı dayanıklılığı gösterir. Ancak, uzun süreli dış mekan maruziyeti için, LED paketinin kendisi su geçirmez olmadığından, LED'in kendisi uygun şekilde kapsüllenmeli veya nem, UV radyasyonu ve fiziksel hasara karşı koruma sağlayan bir armatür içine yerleştirilmelidir.

14. Pratik Tasarım Örneği: RGB Ortam Işığı

Senaryo:Ayarlanabilir renk ve parlaklığa sahip, mikrodenetleyici tabanlı bir RGB ortam ışığı tasarlamak.

Uygulama:

1. Sürücü:3 kanallı sabit akımlı LED sürücü IC'si veya MCU'nun PWM çıkışları tarafından kontrol edilen üç ayrı MOSFET kullanın. Akım limitini her kanal için 150mA olarak ayarlayın.

2. Güç Kaynağı:En yüksek V_f(Mavi/Yeşil ~3.8V maks.) artı akım regülatörü üzerindeki voltaj düşüşünü karşılayacak kadar yüksek kararlı bir DC voltaj sağlayın.

3. Termal Yönetim:LED'i, termal pede bağlı sağlam bir bakır dökümü olan bir PCB'ye monte edin. Yüksek görev döngüleri kullanılıyorsa, PCB'nin arkasına küçük bir soğutucu eklemeyi düşünün.

4. Kontrol:MCU, her renk kanalı (Kırmızı, Yeşil, Mavi) için PWM görev döngüsünü %0'dan %100'e bağımsız olarak ayarlayabilir. Bu, birincil çıkışları farklı yoğunluklarda karıştırarak milyonlarca renk oluşturmayı sağlar.

5. Optik:Üç renkli noktayı tek, düzgün bir ışık alanına karıştırmak için LED'in üzerine bir difüzör lens veya kapak kullanın.

15. Teknoloji Arka Planı ve Trendler

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), üzerinden elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Işığın rengi, kullanılan yarı iletken malzemelerin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. LTPL-P033RGB, tek bir paket içinde bulunan Kırmızı (muhtemelen AlInGaP malzemelerine dayalı) ve Yeşil/Mavi (InGaN malzemelerine dayalı) için ayrı çipler kullanır. Güç LED'lerindeki trend, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), gelişmiş renksel geriverim, daha yüksek güvenilirlik ve daha düşük maliyet yönünde devam etmektedir. Bu cihaz, en son tek renkli yüksek güçlü LED'lerin aşırı verimliliğine ihtiyaç duymadan çok yönlü renk çıkışı gerektiren uygulamalar için olgun, uygun maliyetli bir çözümü temsil eder.