HPND3535CZ0112 (EU) Serisi LED Veri Sayfası - 3.5x3.5x1.6mm - 1.75-2.35V - 1070mW Işıma Akısı - 660nm Derin Kırmızı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

HPND3535CZ0112 (EU) Serisi, kompakt bir 3535 seramik ayak izine sahip yüksek güçlü yüzey montaj LED teknolojisinin en son versiyonunu temsil eder. Bu seri, son derece yüksek parlaklık ve üstün foton emisyon verimliliği sağlamak için optimize edilmiş gelişmiş bir lens tasarımı ile mühendislik edilmiştir. Öncelikle sera aydınlatma pazarını hedefleyen bu LED, bitki büyümesini ve gelişimini etkilemek için belirli ışık spektrumları gerektiren uygulamalar için mevcut en verimli ve rekabetçi çözümlerden biri olarak konumlandırılmıştır. Temel avantajları arasında mükemmel termal yönetim için sağlam bir seramik alt tabaka, güvenilirliği artıran entegre ESD koruması ve RoHS, REACH ve halojensiz gereksinimleri dahil olmak üzere katı çevresel ve güvenlik standartlarına uyum bulunmaktadır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihaz, termal ped sıcaklığının 25°C'de tutulduğu koşullar altında maksimum 700 mA sürekli ileri akım (IF) için derecelendirilmiştir. Darbe çalışması için, 1 kHz'de 1/10 görev döngüsü altında 1250 mA tepe darbe akımı (IPulse) izin verilir. Maksimum eklem sıcaklığı (TJ) 125°C'dir ve çalışma sıcaklığı aralığı (TOpr) -40°C ile +100°C arasındadır. Eklemden lehim noktasına termal direnç (Rth) 8 °C/W olarak belirtilmiştir; bu, termal tasarım için kritik öneme sahiptir. Bileşen, yeniden akış sırasında sınırlı bir süre için maksimum 260°C lehim sıcaklığına (TSol) dayanabilir ve paket bozulmasını önlemek için maksimum iki yeniden akış döngüsüne izin verilir.

2.2 Fotometrik ve Radyometrik Özellikler

Birincil renk varyantı Derin Kırmızı'dır ve tepe dalga boyu (λP) tipik olarak 660 nm'dir ve belirli bin'e bağlı olarak 655 nm ile 665 nm arasında değişir. Nominal 700 mA akımda sürüldüğünde ve termal ped sıcaklığı 25°C'de ölçüldüğünde tipik ışıma akısı (optik güç) 1070 mW'dır. Sera aydınlatması için önemli bir performans metriği, 5.83 μmol/s olarak belirtilen Fotosentetik Foton Akısı'dır (PPF). Elektrik gücünün optik güce dönüşüm verimliliğini gösteren ışıma verimliliği %71'dir. Görüş açısı (2θ1/2) 120 derecedir ve geniş, eşit aydınlatma için uygun Lambertian radyasyon deseni sağlar.

2.3 Elektriksel Özellikler

700 mA'de ileri voltaj (Vf) tipik olarak yaklaşık 2.15V'dur ve sınıflandırma aralığı 1.75V (U1 bin) ile 2.35V (U2 bin) arasındadır. Cihaz, endüstriyel ortamlarda işleme ve montaj için gerekli olan 8000 V'a (İnsan Vücut Modeli) kadar dayanabilen sağlam Elektrostatik Deşarj (ESD) koruması sunar.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

3.1 Işıma Gücü Sınıflandırması

LED'ler, ışık çıkışında tutarlılığı sağlamak için ışıma gücü sınıflarına ayrılır. Bu seri için birincil gruplama, minimum ışıma gücünün 1000 mW ve maksimumun 1200 mW olduğu sınıfları içerir. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli akı gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır.

3.2 İleri Voltaj Sınıflandırması

İleri voltaj iki gruba ayrılır: U1 (1.75V - 2.05V) ve U2 (2.05V - 2.35V). Bu sınıflandırma, 700 mA çalışma akımında tanımlanır. Vf sınıfının bilinmesi, sürücü devresini tasarlamak, sistemdeki birden fazla LED arasında stabil akım regülasyonu ve öngörülebilir güç tüketimi sağlamak için çok önemlidir.

3.3 Dalga Boyu (Renk) Sınıflandırması

Derin Kırmızı emisyonu, dalga boyu sınıflandırması ile sıkı bir şekilde kontrol edilir. Mevcut sınıflar D5 (655 nm - 660 nm) ve D6 (660 nm - 665 nm)'dir. Bu hassas kontrol, belirli foton dalga boylarının bitkilerde çiçeklenme veya gövde uzaması gibi farklı fotomorfogenik tepkileri tetiklediği sera uygulamaları için hayati öneme sahiptir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 Spektral Güç Dağılımı

Göreceli Spektral Güç Dağılımı (SPD) grafiği, spektrumun diğer bölgelerinde minimum emisyonla, yaklaşık 660 nm merkezli dar, baskın bir tepe gösterir. Bu monokromatik karakteristik, kullanılmayan dalga boylarında enerji israfı yapmadan saf derin kırmızı ışık gerektiren uygulamalar için idealdir. Dar bant genişliği, yayılan fotonların, kırmızı bölgede tepe absorpsiyonu olan fotosentezi sürdürmek için oldukça verimli olmasını sağlar.

4.2 Akım-Voltaj (I-V) Karakteristikleri

Tipik I-V eğrisi, ileri akım ve ileri voltaj arasındaki ilişkiyi gösterir. Nominal 700 mA sürücü akımında voltaj yaklaşık 2.15V'dur. Eğri beklenen üstel ilişkiyi gösterir ve çalışma bölgesindeki eğim, diyodun dinamik direnci hakkında bilgi verir; bu, özellikle sabit akım konfigürasyonlarında sürücü tasarımı için önemlidir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Mekanik Boyutlar

Paket, standart bir 3535 ayak izini takip eder; uzunluk ve genişlik boyutları 3.5 mm x 3.5 mm'dir. Toplam yükseklik yaklaşık 1.6 mm'dir. Paket, mükemmel termal iletkenlik sağlayan ve LED ekleminden ısıyı verimli bir şekilde dağıtmaya yardımcı olan bir seramik alt tabaka içerir. Lens, paketin ayrılmaz bir parçasıdır ve veri sayfası, işleme sırasında lense kuvvet uygulanmaması konusunda açıkça uyarır, çünkü bu cihaz arızasına yol açabilir.

5.2 Pad Konfigürasyonu ve Polarite

Bileşenin üç elektriksel pad'i vardır: Pad 1 Anot (+) olarak, Pad 2 Katot (-) olarak ve merkezi 'P' pad'i bir Termal Pad olarak belirlenmiştir. Termal pad'in anot ve katottan elektriksel olarak izole edildiğini not etmek son derece önemlidir. Bu izolasyon, elektriksel bir kısa devre oluşturmadan soğutma için bir soğutucuya veya PCB bakır dökümüne doğrudan termal bağlantıya izin verir. Montaj sırasında hasarı önlemek için doğru polariteye uyulmalıdır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Yeniden Akış Lehimleme Profili

Bileşen, kurşunsuz lehim kullanan standart Yüzey Montaj Teknolojisi (SMT) işlemleri için tasarlanmıştır. Detaylı bir yeniden akış profili sağlanmıştır: 25°C'den 150°C'ye 2-3°C/sn hızında ön ısıtma, 150°C ile 200°C arasında 60-120 saniye tutma, ardından 260°C'yi aşmayan bir tepe sıcaklığına yükselme. Likidüs sıcaklığının (217°C) üzerindeki süre 60-90 saniye ve tepe sıcaklığının 5°C içindeki süre 20-40 saniye olmalıdır. Maksimum soğutma hızı 3-5°C/sn'dir.

6.2 Kritik Montaj Notları

Cihazın Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 1'dir, yani ≤30°C / %85 Bağıl Nem koşullarında sınırsız raf ömrüne sahiptir ve uygun şekilde depolandığında kullanımdan önce fırınlanması gerekmez. Ancak, paket ve iç bağlantılar üzerindeki termal stresi önlemek için yeniden akış lehimlemenin en fazla iki kez yapılması şiddetle tavsiye edilir. Lehimlemeden sonra, baskılı devre kartı (PCB) bükülmemelidir, çünkü mekanik stres lehim bağlantılarını veya seramik paketin kendisini kırabilir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Ürün, temel özelliklerini kodlayan kapsamlı bir parça numarası ile tanımlanır. Örnek bir sipariş kodu verilmiştir: HPND3535CZ0112-NDR55651K0X24700-4H(EU). Bu kod, seriyi, derin kırmızı rengi (NDR), ışıma gücü sınıfını, dalga boyu sınıfını (D5/D6), ileri voltaj sınıfını (U1/U2), sürücü akımını (700mA) ve uyum işaretini (EU) belirtir. Tasarımcılar, uygulamaları için gerekli olan performans sınıflarının tam kombinasyonunu aldıklarından emin olmak için tam sipariş kodunu kullanmalıdır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Birincil Uygulama Senaryoları

Sera Aydınlatması:Bu birincil uygulamadır. 660nm derin kırmızı ışık, özellikle fotosistem II reaksiyonunu sürdürmek için fotosentez süreci için çok önemlidir. Büyümeyi hızlandırmak, çiçeklenmeyi kontrol etmek ve verimi artırmak için sera destek aydınlatmasında, dikey çiftliklerde ve bitki büyütme odalarında kullanılır.

Dekoratif ve Eğlence Aydınlatması:Saf, doygun kırmızı renk, belirli renk noktalarının gerekli olduğu mimari vurgu aydınlatması, sahne aydınlatması ve temalı eğlence mekanları için uygundur.

Sinyal ve Sembol Aydınlatması:Durum göstergelerinde, çıkış işaretlerinde veya yüksek parlaklıklı, güvenilir bir kırmızı ışık kaynağına ihtiyaç duyulan diğer uygulamalarda kullanılabilir.

8.2 Tasarım Hususları

Termal Yönetim:8 °C/W termal direnç ve 125°C maksimum eklem sıcaklığı ile etkili ısı emicisi son derece önemlidir. Termal olarak izole edilmiş pad, gerekirse termal olarak iletken ancak elektriksel olarak yalıtkan malzemeler kullanılarak PCB üzerinde yeterince büyük bir bakır alana veya özel bir soğutucuya bağlanmalıdır. Yetersiz soğutma, azalan ışık çıkışına, hızlanan lümen düşüşüne ve potansiyel erken arızaya yol açacaktır.

Sürücü Akımı:700 mA için derecelendirilmiş olsa da, daha düşük akımlarda çalışmak verimliliği (watt başına lümen veya μmol/J) ve ömrü önemli ölçüde artırabilir. Sürücü, kullanılan LED'lerin ileri voltaj sınıfına uygun, sabit akım tipi olmalıdır; bu, stabil ve tekdüze performans sağlamak için gereklidir.

Optik Tasarım:120 derecelik görüş açısı geniş kapsama sağlar. Daha odaklanmış ışın demetleri gerektiren uygulamalar için, reflektörler veya lensler gibi ikincil optikler kullanılabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

HPND3535CZ0112 (EU) Serisi, yüksek güçlü LED pazarında birkaç temel özellik ile kendini farklılaştırır. Plastik yerine seramik paket kullanımı, özellikle seracılıkta yaygın olan yüksek sürücü koşullarında üstün termal performans ve uzun vadeli güvenilirlik sunar. %71'lik yüksek ışıma verimliliği, ısı olarak daha az enerji israfı anlamına gelir ve daha kompakt armatür tasarımlarına olanak tanır. Standart 700mA sürücü akımında yüksek PPF (5.83 μmol/s) ve 660nm civarında hassas dalga boyu hedeflemesinin kombinasyonu, özellikle fotosentetik verimlilik için optimize edilmiştir; bu, özel bitki yetiştirme ışığı uygulamalarında geniş spektrumlu veya daha az verimli kırmızı LED'lerden genellikle daha iyi performans gösterir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Işıma akısı (mW) ile Fotosentetik Foton Akısı (PPF) arasındaki fark nedir?

C: Işıma akısı, watt cinsinden yayılan toplam optik gücü ölçer. PPF, saniyede yayılan fotosentetik olarak aktif fotonların (400-700 nm aralığında) sayısını, saniyede mikromol (μmol/s) cinsinden ölçer. PPF bitki büyümesi için ilgili metriktir, ışıma akısı ise toplam ışık gücünü tanımlar.

S: Bu LED'i sabit voltaj kaynağı ile sürebilir miyim?

C: Hayır. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri voltajları negatif sıcaklık katsayısına sahiptir ve birimden birime değişir (sınıflandırmada görüldüğü gibi). Sabit voltaj kaynağı termal kaçak ve LED'in tahrip olmasına yol açabilir. Her zaman sabit akım sürücü kullanın.

S: Termal pad neden elektriksel olarak izole edilmiştir?

C: Elektriksel izolasyon, pad'in anot ve katot arasında elektriksel bir kısa devre oluşturmadan maksimum ısı dağılımı için PCB üzerindeki büyük bir bakır düzlemine doğrudan lehimlenmesine olanak tanır. Bu, termal tasarımı basitleştirir ve soğutma verimliliğini artırır.

S: 660nm dalga boyu, diğer kırmızılara kıyasla bitkilere nasıl fayda sağlar?

C: Klorofil absorpsiyonu, spektrumun kırmızı ve mavi bölgelerinde tepe yapar. 660nm dalga boyu, klorofil a ve b için önemli bir tepe ile yakından uyumludur; bu da fotosentezin ışık reaksiyonlarını sürdürmek ve çiçeklenme gibi fitokrom aracılı süreçleri etkilemek için oldukça verimli kılar.

11. Pratik Uygulama Vaka Çalışması

Senaryo: Dikey Çiftlikte Yapraklı Yeşillikler için Destek Aydınlatma Modülü Tasarımı.

Bir aydınlatma mühendisi, marul yetiştiren dikey bir çiftliğin katları arasına monte edilecek dar profilli bir LED çubuğu tasarlamaktadır. Amaç, sınırlı bir alanda büyüme hızını maksimize etmek için yoğun, enerji verimli ışık sağlamaktır.

Tasarım Seçimleri:Mühendis, yüksek PPF çıkışı ve 660nm dalga boyu nedeniyle HPND3535CZ0112 (EU) Serisini seçer; bu, yapraklı büyümeyi teşvik etmek için idealdir. Işık yoğunluğunu maksimize etmek için daha yüksek ışıma gücü sınıfından (S3, 1100-1200mW) bileşenler seçer. Bu LED'lerin yoğun bir dizisi, 700mA sürücü akımından gelen termal yükü etkili bir şekilde yönetmek için bir alüminyum çekirdekli PCB (MCPCB) üzerine yerleştirilir. Geniş 120 derecelik ışın açısı, modülü ince tutarak ek optik gerektirmeden bitki örtüsü boyunca eşit ışık dağılımı sağlar. Sürücü, çiftliğin güç sisteminin giriş voltaj aralığını kabul ederken gerekli akımı sağlayabilen sabit akım tipi olarak seçilir. Sonuç, fotosentez için en çok ihtiyaç duyulan yerlere fotonları verimli bir şekilde ileten kompakt, yüksek çıkışlı bir ışık çubuğudur.

12. Teknik Prensip Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), üzerinden elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan yarı iletken cihazlardır. Elektrolüminesans adı verilen bu fenomen, cihaz içindeki elektronların elektron delikleriyle yeniden birleşmesi ve enerjiyi foton formunda serbest bırakmasıyla meydana gelir. Işığın rengi (dalga boyu), kullanılan yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. HPND3535CZ0112 gibi derin kırmızı LED'ler için, 660nm emisyonu elde etmek için tipik olarak Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit (AlGaInP) gibi malzemeler kullanılır. Seramik paket, hem koruyucu bir muhafaza hem de kritik bir termal yol görevi görerek ısıyı küçük yarı iletken çipten (eklem) dış ortama ileterek performansı ve güvenilirliği korur.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

Sera aydınlatma sektörü, LED teknolojisinde önemli ilerlemeleri teşvik etmektedir. Trend, daha yüksek foton verimliliklerine (μmol/J) doğru ilerlemekte ve bitki büyümesi birimi başına elektrik maliyetini düşürmektedir. Ayrıca, basit derin kırmızı ve mavinin ötesinde, bitki morfolojisini ve çiçeklenmeyi etkilemek için uzak kırmızı (730nm) ve zararlı/hastalık kontrolü için ultraviyole dalga boyları dahil olmak üzere belirli spektral çıkışlara sahip LED'ler geliştirmeye odaklanılmaktadır. Geliştirilmiş paket tasarımları, termal direnci düşürmeye devam ederek daha yüksek sürücü akımlarına ve tek bir emitörden daha büyük ışık çıkışına olanak tanımaktadır. Ayrıca, farklı mahsuller ve büyüme aşamaları için ışık tarifesi üzerinde aydınlatma tasarımcılarına benzeri görülmemiş kontrol sağlayan, özel bir spektrum oluşturmak için birden fazla monokromatik çipi (örneğin, kırmızı, mavi, uzak kırmızı) tek bir pakette entegre etmek aktif bir geliştirme alanıdır.