T5C Serisi 5050 Beyaz LED Veri Sayfası - Boyut 5.0x5.0x1.9mm - Gerilim 25V - Güç 4W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

T5C serisi, zorlu genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, yüksek performanslı, üstten görünümlü bir beyaz LED'i temsil eder. Termal olarak geliştirilmiş bir paket kullanan bu 5050 boyutlu bileşen, yüksek ışık akısı çıkışı sağlar ve yükseltilmiş sürücü akımlarını işleyebilir. Kompakt form faktörü ve geniş görüş açısı, alan ve verimliliğin kritik olduğu çeşitli aydınlatma tasarımları için uygun olmasını sağlar. Ürün, kurşunsuz reflow lehimleme işlemlerine uyumludur ve RoHS standartlarına uyar, böylece üretim ve son kullanımda çevresel sorumluluğu garanti eder.

1.1 Hedef Uygulamalar

Bu LED, aydınlatma sektöründe geniş uygulanabilirlik için tasarlanmıştır. Birincil kullanım alanları arasında konut ve ticari alanlar için iç mekan aydınlatması, mevcut armatürlerin LED teknolojisine dönüştürülmesi, genel amaçlı aydınlatma ve hem performansın hem de estetiğin önemli olduğu mimari veya dekoratif aydınlatma yer alır. Sağlam tasarımı, bu çeşitli ortamlarda güvenilir çalışmayı destekler.

2. Teknik Parametre Analizi

Cihazın parametrelerinin derinlemesine anlaşılması, optimal sistem tasarımı için esastır. Aşağıdaki bölümler, temel elektriksel, optik ve termal özellikleri detaylandırmaktadır.

2.1 Elektro-Optik Özellikler

Standart test koşulları altında (İleri Akım, IF = 160mA ve Kavşak Sıcaklığı, Tj = 25°C), LED, İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) ve Renksel Geriverim İndeksi (Ra) ile ilişkili spesifik performans metrikleri sergiler. Örneğin, Ra70 değerine sahip 4000K'lık bir LED'in tipik ışık akısı 655 lümen (lm) olup, belirtilen minimum değer 600 lm'dir. CCT düştükçe (örneğin, 2700K'a) veya renksel geriverim arttıkça (örneğin, Ra90'a), tipik ışık akısı çıkışı genellikle azalır; bu, fosfor teknolojisindeki dengeleri yansıtır. Tüm ışık akısı ölçümlerinin toleransı ±7% iken, Ra ölçümlerinin toleransı ±2'dir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği stres limitlerini tanımlar. Mutlak maksimum ileri akım (IF) 240 mA'dır ve spesifik koşullar altında (darbe genişliği ≤ 100µs, görev döngüsü ≤ 1/10) darbe ileri akımı (IFP) 360 mA'dır. Maksimum güç dağılımı (PD) 6480 mW'dır. Cihaz, 5V'a kadar ters gerilime (VR) dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) -40°C ila +105°C arasındadır ve depolama sıcaklığı aralığı (Tstg) -40°C ila +85°C arasındadır. İzin verilen maksimum kavşak sıcaklığı (Tj) 120°C'dir. Montaj için, lehimleme sıcaklığı (Tsld) reflow işlemleri için belirtilmiştir: maksimum 10 saniye için 230°C veya 260°C.

2.3 Tj=25°C'de Elektriksel/Optik Özellikler

Bu bölüm tipik çalışma parametrelerini detaylandırır. İleri gerilim (VF), minimum 23V'dan maksimum 27V'a kadar değişir ve IF=160mA'da tipik değeri 25V'dur (±3% tolerans). Ters akım (IR), VR=5V'da maksimum 10 µA'dır. Görüş açısı (2θ1/2), yoğunluğun tepe değerinin yarısı olduğu eksen dışı açı olarak tanımlanır ve tipik olarak 120 derecedir. Termal yönetim için kritik bir parametre, LED kavşağından bir MCPCB üzerindeki lehim noktasına olan termal dirençtir (Rth j-sp) ve tipik olarak 2.5 °C/W'dır. Cihazın Elektrostatik Deşarj (ESD) dayanım seviyesi 1000V'dur (İnsan Vücut Modeli).

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır. T5C serisi, ışık akısı, ileri gerilim ve renklilik kapsayan çok boyutlu bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

LED'ler, 160mA'da ölçülen ışık akılarına göre gruplandırılır. Her CCT ve CRI kombinasyonu, iki harfli kodlarla (örneğin, GL, GM, GN) gösterilen spesifik akı sınıflarına sahiptir. Örneğin, 4000K Ra70 LED'i GN (600-650 lm min), GP (650-700 lm), GQ (700-750 lm) veya GR (750-800 lm) olarak sınıflandırılabilir. Aynı CCT için daha yüksek CRI versiyonları (Ra90) tipik olarak daha düşük akı sınıflarına sahiptir ve GK (450-500 lm) ile başlar. Bu, tasarımcıların uygulamaları için uygun parlaklık derecesini seçmelerine olanak tanır.

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim de, akım regülasyonu için devre tasarımına yardımcı olmak üzere sınıflandırılır. Sınıflar, IF=160mA'da ölçülen 6D (22-24V), 6E (24-26V) ve 6F (26-28V) olarak kodlanır. VF sınıfını bilmek, güç kaynağı gereksinimlerini ve termal yükü daha doğru hesaplamaya yardımcı olur.

3.3 Renklilik Sınıflandırması (Renk Tutarlılığı)

LED'ler, CIE renklilik diyagramında algılanabilir renk farklarını tanımlamak için bir standart olan 5-adımlı MacAdam elipsi içinde sınıflandırılır. Her CCT (örneğin, 2700K, 3000K) tanımlanmış bir merkez koordinatına (x, y) ve parametrelerle (a, b, Φ) tanımlanmış bir elipse sahiptir. Örneğin, 4000K sınıfı (40R5) x=0.3875, y=0.3868 merkezlidir. Bu sıkı sınıflandırma, aynı sınıftaki LED'lerin insan gözüne neredeyse aynı renkte görüneceğini garanti eder; bu, çoklu LED'li armatürler için çok önemlidir. Energy Star sınıflandırma standardı, 2600K'tan 7000K'a kadar tüm ürünlere uygulanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

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

4.1 Spektral Dağılım

Veri sayfası, Ra70, Ra80 ve Ra90 versiyonları için renk spektrumlarını içerir. Bu grafikler, dalga boyları boyunca göreceli yoğunluğu gösterir. Daha yüksek CRI LED'leri (Ra90), Ra70 LED'lere kıyasla, özellikle kırmızı bölgede, daha dolu bir spektrum sergiler; bu, daha iyi renksel geriverimlerini açıklar ancak genellikle biraz daha düşük genel verimlilikle sonuçlanır.

4.2 Görüş Açısı ve Yoğunluk

Görüş açısı dağılım grafiği, 120 derecelik yarı açıya sahip geniş, tipik olarak Lambertian yayılım modelini doğrular. Bu, genel aydınlatma için uygun olan geniş bir alan üzerinde eşit aydınlatma sağlar.

4.3 Akım vs. Özellikler

İleri Akım vs. Göreceli Yoğunluk eğrisi, ışık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir; bu, yüksek akımlarda verim düşüşü nedeniyle tipik olarak doğrusal altı bir şekildedir. İleri Akım vs. İleri Gerilim eğrisi, diyodun üstel V-I ilişkisini gösterir; bu, sabit akım sürücüleri tasarlamak için hayati öneme sahiptir.

4.4 Sıcaklık Bağımlılığı

Ana grafikler, ortam sıcaklığına (Ta) bağlı performans değişimlerini gösterir. Ortam Sıcaklığı vs. Göreceli Işık Akısı eğrisi, sıcaklık arttıkça ışık çıkışının azaldığını gösterir; bu, termal yönetim için kritik bir faktördür. Ortam Sıcaklığı vs. Göreceli İleri Gerilim eğrisi, VF'nin sıcaklık arttıkça azaldığını gösterir (negatif sıcaklık katsayısı). Ta vs. CIE x, y Kayması grafiği, yayılan renk noktasının sıcaklıkla nasıl kayabileceğini gösterir. Son olarak, Maksimum İleri Akım vs. Ortam Sıcaklığı grafiği, düşürme çizgisini tanımlar; ortam sıcaklığı arttıkça, kavşak sıcaklık limitini aşmayı önlemek için izin verilen maksimum sürücü akımı azaltılmalıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED'in 5050 ayak izi vardır, yani paket boyutları yaklaşık 5.0mm x 5.0mm'dir. Toplam yükseklik 1.9mm'dir. Detaylı mekanik çizimler, lens şekli ve pad düzeni dahil olmak üzere üstten ve alttan görünümleri gösterir. Kritik boyutlar arasında pad boyutları ve aralıkları yer alır; bunlar, doğru lehimleme ve termal iletim için PCB düzeni tasarımında esastır.

5.2 Lehimleme Pad Tasarımı ve Polarite

Alttan görünüm, anot ve katot padlerini açıkça gösterir. Lehimleme deseni, stabilite ve LED çipinden uzaklaşan etkili ısı transferi için tasarlanmıştır. Katot tipik olarak tanımlama için işaretlenmiştir veya spesifik bir pad şekline (örneğin, bir çentik veya daha büyük bir pad) sahiptir. Veri sayfası, güvenilir bir lehim bağlantısı ve optimal termal performans elde etmek için PCB üzerinde önerilen lehim pad boyutlarını belirtir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Cihaz, kurşunsuz reflow lehimlemeye uygundur. Maksimum lehimleme sıcaklık profili belirtilmiştir: 230°C veya 260°C tepe sıcaklıkları 10 saniyeden fazla aşılmamalıdır. LED paketine ve iç malzemelere termal şok veya hasar vermekten kaçınmak için önerilen reflow profillerini takip etmek çok önemlidir. Önlemler arasında yerleştirme sırasında mekanik stresten kaçınmak ve lehimlemeden önce PCB ve LED'in temiz ve nemsiz olduğundan emin olmak (gerekirse ön ısıtma düşünülmelidir) yer alır. Depolama, belirtilen sıcaklık aralığında (-40°C ila +85°C) kuru, kontrollü bir ortamda yapılmalıdır.

7. Sipariş Bilgisi ve Model Numaralandırması

Parça numarası yapılandırılmış bir sistemi takip eder: T5C***81C-R****. Detaylı bir ayrıştırma, her bir segmenti (X1'den X10'a) açıklar. Seçilebilir temel parametreler şunlardır: Tip Kodu (X1, örn. 5050 için '5C'), CCT Kodu (X2, örn. 4000K için '40'), Renksel Geriverim Kodu (X3, örn. Ra80 için '8'), seri ve paralel çip sayısı (X4, X5) ve ANSI veya ERP gibi performans standartlarını gösteren bir Renk Kodu (X7). Bu sistem, istenen performans sınıfının hassas bir şekilde sipariş edilmesine olanak tanır.

8. Uygulama Tasarımı Dikkate Alınması Gerekenler

8.1 Termal Yönetim

Yüksek güç (160mA, 25V'da tipik olarak 4W'a kadar) ve tipik 2.5 °C/W termal direnç göz önüne alındığında, etkili bir soğutucu çok önemlidir. Maksimum 120°C kavşak sıcaklığı aşılmamalıdır. Tasarım hesaplamaları, ortam sıcaklığını, kavşaktan soğutucuya olan termal yolu ve sürücü akımını dikkate almalıdır. Yüksek sıcaklık ortamları için düşürme eğrisini (Maksimum İleri Akım vs. Ortam Sıcaklığı) kullanmak esastır.

8.2 Elektriksel Sürüş

Kararlı ışık çıkışı ve uzun ömür sağlamak için kesinlikle sabit akım sürücü önerilir. Sürücü, ileri gerilim sınıfına ve istenen çalışma akımına (mutlak maksimum 240mA DC'ye kadar) göre seçilmelidir. Ters gerilime ve geçici gerilim dalgalanmalarına karşı koruma da tavsiye edilir. ESD hassasiyeti (1000V HBM), montaj sırasında standart ESD işleme önlemlerini gerektirir.

8.3 Optik Entegrasyon

Geniş 120 derecelik görüş açısı, spot ışığı veya gömme aydınlatma gibi uygulamalar için spesifik ışın desenleri elde etmek için ikincil optiklerin (lensler veya reflektörler) kullanılmasını gerektirebilir. Üstten görünümlü tasarım, bu tür optiklere doğrudan yayılımı kolaylaştırır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

T5C serisi, kompakt 5050 paketinden yüksek ışık akısı çıkışı ve seri dizili konfigürasyonlarda akım gereksinimlerini azaltmada avantajlı olabilecek yüksek ileri gerilim özelliğinin (tipik 25V) kombinasyonu ile kendini farklılaştırır. Belirtilen termal dirençle kanıtlanan termal olarak geliştirilmiş paket tasarımı, standart paketlere kıyasla daha iyi güvenilirlik ve performans sürdürülebilirliği hedefler. Akı, gerilim ve sıkı renklilik elipsleri üzerindeki kapsamlı sınıflandırma, tasarımcılara kaliteli aydınlatma ürünleri için yüksek düzeyde tutarlılık sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'in tipik verimliliği nedir?

C: Verimlilik (lümen başına watt) hesaplanabilir. 4000K Ra70 LED için 160mA ve 25V'da (4W giriş) tipik 655 lm ile, tipik verimlilik yaklaşık 164 lm/W'dır. Gerçek sistem verimliliği, sürücü kayıpları ve termal etkiler nedeniyle daha düşük olacaktır.

S: Projem için doğru sınıfı nasıl seçerim?

C: Uygulamanın aydınlatma gereksinimlerine göre CCT (X2) ve CRI (X3) seçin. Ardından, parlaklık ihtiyaçlarınızı karşılayan bir ışık akısı sınıfı (sınıflandırma tablosundan) seçin. Gerilim sınıfı (6D/E/F), sürücünüzün gerilim uyum aralığına göre seçilebilir.

S: Bu LED'i mutlak maksimum akımı olan 240mA'da sürekli olarak sürebilir miyim?

C: Bu, ancak termal yönetim son derece etkili ise ve kavşak sıcaklığı 120°C'nin oldukça altında tutuluyorsa mümkündür. Çoğu pratik tasarımda, uzun ömür sağlamak ve verimliliği korumak için test akımı olan 160mA'da veya altında çalışmak daha güvenlidir. Her zaman spesifik ortam sıcaklığı için düşürme eğrisine başvurun.

S: "5-adımlı MacAdam elipsi" renk tutarlılığı için ne anlama gelir?

C: Bu, bu sınıftaki tüm LED'lerin renklilik koordinatlarının o kadar yakın olduğu anlamına gelir ki, standart görüntüleme koşullarında çoğu gözlemci için renk farkı algılanamaz veya zar zor algılanabilir. 5-adımlı elips, yüksek kaliteli renk karıştırma için yaygın bir endüstri standardıdır.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Yüksek kaliteli bir 4000K Ra80 LED panel ışığı tasarlamayı düşünün. Tasarımcı, yüksek çıkışı ve tutarlılığı için T5C serisini seçer. Sınıflandırma tablosundan, hedef panel parlaklığını elde etmek için GN akı sınıfını (600-650 lm min) belirtir. Sabit akım sürücüsünün çıkış gerilim aralığına uyması için 6E gerilim sınıfını (24-26V) seçer. Veri sayfası önerisine uyan padlerle bir metal çekirdekli PCB (MCPCB) tasarlanır. Termal tasarım, LED sayısına, 2.5 °C/W Rth j-sp'ye, beklenen 45°C ortam sıcaklığına ve seçilen 150mA sürücü akımına (marj için test akımının biraz altında) dayanarak gerekli soğutucu boyutunu hesaplar. Sürücü, tüm LED'lerin toplam seri gerilimini kapsayan bir gerilim uyumu ile kararlı bir 150mA çıkış sağlayacak şekilde seçilir. Veri sayfası parametrelerine dayanan bu sistematik yaklaşım, güvenilir, verimli ve tutarlı bir aydınlatma ürünü sağlar.

12. Çalışma Prensibi

Beyaz bir LED, tipik olarak mavi ışık yayılımı için indiyum galyum nitrür (InGaN) olan bir yarı iletken malzemede elektrolüminesans prensibiyle çalışır. İleri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşir ve fotonlar (mavi ışık) şeklinde enerji salar. Bu mavi ışık daha sonra yarı iletken çip üzerine veya yakınına kaplanmış bir fosfor tabakasına çarpar. Fosfor, mavi ışığın bir kısmını emer ve daha geniş bir spektrumda, özellikle sarı ve kırmızı bölgelerde, ışık olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve fosfor dönüştürülmüş sarı/kırmızı ışığın kombinasyonu, beyaz ışık algısına neden olur. Mavi ve fosfor dönüştürülmüş ışığın kesin oranları, İlişkili Renk Sıcaklığını (CCT) belirlerken, fosforun yayılım spektrumunun genişliği ve bileşimi Renksel Geriverim İndeksini (CRI) etkiler.

13. Teknoloji Trendleri

Katı hal aydınlatma endüstrisi, birkaç önemli trendle birlikte gelişmeye devam etmektedir. İç kuantum verimliliği, ışık çıkarma ve fosfor teknolojisindeki iyileştirmelerle verimlilik (lümen başına watt) istikrarlı bir şekilde artmaktadır. Renk kalitesini iyileştirmeye, Ra (CRI) ötesinde R9 (doymuş kırmızı geriverim) ve TM-30 (Rf, Rg) gibi metriklerle daha doğru renk değerlendirmesi için güçlü bir odaklanma vardır. Miniaturizasyon devam etmekte, daha yüksek yoğunluk ve daha esnek tasarımlara olanak tanımaktadır. Sensörler ve kontroller entegre eden akıllı ve bağlantılı aydınlatma daha yaygın hale gelmektedir. Ayrıca, gerçek dünya çalışma koşullarındaki (yüksek sıcaklık ve nem dahil) güvenilirlik ve ömür, kritik gelişim alanları olarak kalmakta ve daha sürdürülebilir üretim süreçleri ve malzemeler için itici güç devam etmektedir.