İçindekiler
- 1. Ürüne Genel Bakış
- 2. Teknik Parametreler
- 2.1 Elektriksel Özellikler
- 2.2 Optik Özellikler
- 2.3 Termal Özellikler
- 3. Performans Eğrileri ve Analizi
- 3.1 Akım-Gerilim (I-V) Karakteristik Eğrisi
- 3.2 İleri Akıma Karşılık Göreli Işık Akısı
- 3.3 Kavşak Sıcaklığına Karşılık Göreli Işık Akısı
- 3.4 Spektral Dağılım
- 4. Sınıflandırma ve Gruplama Sistemi
- 4.1 Dalga Boyu / Renk Sıcaklığı Gruplaması
- 4.2 Işık Akısı Gruplaması
- 4.3 İleri Gerilim Gruplaması
- 5. Mekanik ve Paket Bilgileri
- 5.1 Paket Boyutları ve Dış Hat Çizimi
- 5.2 Pad Yerleşimi ve Lehim Pad Tasarımı
- 5.3 Polarite Tanımlama
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
- 6.1 Reflow Lehimleme Profili
- 6.2 Taşıma ve Depolama Önlemleri
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 7.1 Şerit ve Makara Özellikleri
- 7.2 Etiket Bilgisi ve Parça Numaralandırma Sistemi
- 8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları
- 8.1 Tipik Uygulama Devreleri
- 8.2 Termal Tasarım Hususları
- 8.3 Optik Tasarım Hususları
- 9. Güvenilirlik ve Kalite Güvencesi
- 10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
- 11. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
- 11.1 Işık akısı nasıl ölçülür?
- 11.2 LED'i mutlak maksimum derecelendirilmiş akımın üzerinde sürebilir miyim?
- 11.3 Zamanla ışık çıkışındaki kademeli azalmaya ne sebep olur?
- 12. Pratik Uygulama Örnekleri
- 12.1 Örnek 1: Küçük Bir Ekran için Arka Aydınlatma Ünitesi
- 12.2 Örnek 2: Bir Tüketici Cihazında Durum Göstergesi
- 13. Çalışma Prensibi Tanıtımı
- 14. Sektör Trendleri ve Gelişmeleri
1. Ürüne Genel Bakış
Bu belge, bir dizi LED bileşeni için kapsamlı teknik özellikler sağlar. İçerik, mühendis ve tasarımcılara çeşitli elektronik sistemlere ve uygulamalara entegrasyon için gerekli detaylı bilgiyi sunacak şekilde yapılandırılmıştır. Temel odak noktası, bileşenin yetenekleri ve operasyonel sınırları hakkında nesnel, veri odaklı içgörüler sunmaktır.
2. Teknik Parametreler
Aşağıdaki bölümler, LED'in performans aralığını tanımlayan kritik elektriksel, optik ve termal parametreleri detaylandırır. Aksi belirtilmedikçe tüm değerler standart test koşullarına dayanmaktadır.
2.1 Elektriksel Özellikler
Anahtar elektriksel parametreler arasında ileri gerilim, ters gerilim ve ileri akım bulunur. Bu parametreler, uygun sürücü devresi tasarlamak ve bileşenin güvenli çalışma alanı (SOA) içinde güvenilir operasyon sağlamak için esastır. İleri gerilim tipik olarak ileri akım ve kavşak sıcaklığı ile değişir; bu durum sonraki performans eğrilerinde detaylandırılmıştır.
2.2 Optik Özellikler
Optik performans, ışık akısı, baskın dalga boyu ve renk sıcaklığı (beyaz LED'ler için) gibi parametrelerle karakterize edilir. Belge minimum, tipik ve maksimum değerleri belirtir. Optik çıkışın sürücü akımına ve termal koşullara oldukça bağımlı olduğunu not etmek çok önemlidir.
2.3 Termal Özellikler
Termal yönetim, LED ömrü ve performans stabilitesi için kritiktir. Anahtar parametreler arasında kavşaktan lehim noktasına termal direnç (Rthj-sp) ve izin verilen maksimum kavşak sıcaklığı (Tj) bulunur. Tüm çalışma koşullarında Tj değerini maksimum derecelendirmesinin altında tutmak için uygun soğutucu gereklidir.
3. Performans Eğrileri ve Analizi
Grafiksel veriler, LED'in değişen koşullar altındaki davranışı hakkında daha derin bir anlayış sağlar.
3.1 Akım-Gerilim (I-V) Karakteristik Eğrisi
I-V eğrisi, ileri gerilim ile ileri akım arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu, bir diyot için tipik olan doğrusal olmayan bir eğridir. Bu eğri, akım sınırlayıcı direnç seçimi veya sabit akımlı sürücü tasarımı için temeldir.
3.2 İleri Akıma Karşılık Göreli Işık Akısı
Bu eğri, ışık çıkışının sürücü akımı ile nasıl ölçeklendiğini gösterir. Akımı artırmak çıkışı yükseltirken, aynı zamanda güç dağılımını ve kavşak sıcaklığını da artırır; bu da belirli bir noktanın ötesinde verim düşüşüne ve hızlandırılmış bozulmaya yol açabilir.
3.3 Kavşak Sıcaklığına Karşılık Göreli Işık Akısı
Kavşak sıcaklığı yükseldikçe LED ışık çıkışı azalır. Bu eğri, ürünün ömrü boyunca tutarlı parlaklığı korumak için etkili termal tasarımın önemini vurgulayarak bu ilişkiyi nicelendirir.
3.4 Spektral Dağılım
Renkli LED'ler için bu grafik, baskın dalga boyu etrafında merkezlenmiş, görünür spektrum boyunca yayılan ışığın yoğunluğunu gösterir. Beyaz LED'ler için, geniş fosfor dönüştürülmüş spektrumu gösterir; anahtar metrikler ilişkili renk sıcaklığı (CCT) ve renksel geriverim indeksidir (CRI).
4. Sınıflandırma ve Gruplama Sistemi
Tutarlılığı sağlamak için, LED'ler üretim sırasında ölçülen anahtar parametrelere göre gruplara ayrılır.
4.1 Dalga Boyu / Renk Sıcaklığı Gruplaması
LED'ler, dar dalga boyu veya CCT aralıklarına gruplandırılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için belirli renk gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmelerine olanak tanır, böylece çoklu LED sistemlerinde görsel tekdüzeliği sağlar.
4.2 Işık Akısı Gruplaması
Bileşenler, belirtilen bir test akımındaki ışık çıkışlarına göre sınıflandırılır. Bu gruplama, nihai tasarımda hedef parlaklık seviyelerini tahmin etmeye ve elde etmeye yardımcı olur.
4.3 İleri Gerilim Gruplaması
İleri gerilime göre sıralama, daha verimli güç kaynakları tasarlamaya yardımcı olur ve seri haldeki birden fazla LED arasında hassas gerilim eşleştirmesinin gerekli olduğu uygulamalar için önemli olabilir.
5. Mekanik ve Paket Bilgileri
5.1 Paket Boyutları ve Dış Hat Çizimi
Genel uzunluk, genişlik, yükseklik ve lens şekli, kurşun çerçeve konfigürasyonu gibi anahtar özellikleri belirten detaylı bir boyutsal çizim sağlanır. Kritik toleranslar belirtilmiştir.
5.2 Pad Yerleşimi ve Lehim Pad Tasarımı
PCB yerleşimi için önerilen ayak izi (land pattern) belirtilmiştir. Bu boyutlara uymak, güvenilir lehim bağlantıları, uygun hizalama ve paketten PCB'ye etkili ısı transferi elde etmek için çok önemlidir.
5.3 Polarite Tanımlama
Anot ve katodu tanımlama yöntemi, tipik olarak paket üzerindeki görsel bir işaretleyici (örneğin, bir çentik, kesik köşe veya nokta) veya asimetrik kurşun tasarımı ile açıkça belirtilir.
6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
6.1 Reflow Lehimleme Profili
Önerilen bir reflow sıcaklık profili sağlanır; bu profil, belirli zaman ve sıcaklık limitleri (örneğin, tepe sıcaklığı, likvidüs üzeri süre) ile ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarını içerir. Bu limitleri aşmak, LED'in iç yapısına veya epoksi lensine zarar verebilir.
6.2 Taşıma ve Depolama Önlemleri
LED'ler elektrostatik deşarja (ESD) ve neme karşı hassastır. Kılavuzlar, ESD-güvenli taşıma prosedürleri kullanmayı ve bileşenleri kuru bir ortamda depolamayı içerir. Neme duyarlı paketler için, lehimlemeden önce kurutma talimatları gerekli olabilir.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
7.1 Şerit ve Makara Özellikleri
Otomatik montaj ekipmanları için taşıyıcı şerit genişliği, yuva boyutları, makara çapı ve yönlendirme hakkında detaylar sağlanır.
7.2 Etiket Bilgisi ve Parça Numaralandırma Sistemi
Parça numarası yapısı açıklanır; her bir bölüm renk, akı grubu, gerilim grubu ve paketleme tipi gibi belirli özellikleri temsil eder. Bu, gerekli özelliğin hassas bir şekilde sipariş edilmesini sağlar.
8. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları
8.1 Tipik Uygulama Devreleri
Sabit gerilim kaynağı ile seri direnç kullanmak veya daha iyi verimlilik ve kontrol için özel bir sabit akımlı LED sürücü entegre devresi kullanmak gibi temel devre konfigürasyonları tartışılır.
8.2 Termal Tasarım Hususları
Isı dağılımını artırmak için PCB yerleşimi konusunda pratik tavsiyeler verilir: termal pad altında termal viyalar kullanmak, bakır döküm kullanmak ve muhafaza içinde yeterli hava akışı sağlamak.
8.3 Optik Tasarım Hususları
Nihai ışık dağılımını etkileyen faktörlerden bahsedilir: LED'in görüş açısı, ikincil optiklerin (lensler, difüzörler) potansiyel kullanımı ve yakındaki yansıtıcı veya absorptif yüzeylerin etkisi.
9. Güvenilirlik ve Kalite Güvencesi
Belge, ürün üzerinde gerçekleştirilen standart güvenilirlik testlerine atıfta bulunur; bu testler yüksek sıcaklık çalışma ömrü (HTOL), düşük sıcaklık depolama, sıcaklık döngüsü ve neme dayanıklılık testlerini içerebilir. Bu testler, bileşenin çeşitli çevresel koşullarda dayanıklılık için endüstri standartlarını karşıladığından emin olur.
10. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
Belirli rakip isimleri atlanmış olsa da, bu belge, bu ürün ailesinin önceki nesillere veya yaygın alternatiflere kıyasla daha yüksek ışık etkinliği (lümen/vat), gruplar arasında daha iyi renk tutarlılığı, daha düşük termal direnç veya daha kompakt paket boyutu gibi alanlardaki ana avantajlarını vurgulayabilir.
11. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
Bu bölüm, teknik parametrelere dayanan yaygın soruları ele alır.
11.1 Işık akısı nasıl ölçülür?
Akı, tipik olarak, standartlaştırılmış bir temel sağlamak için belirtilen bir akımda (örneğin, küçük sinyal LED'leri için 20mA) ve stabilize edilmiş bir kavşak sıcaklığında (genellikle 25°C) bir entegrasyon küresi içinde darbe koşullarında ölçülür.
11.2 LED'i mutlak maksimum derecelendirilmiş akımın üzerinde sürebilir miyim?
Hayır. Mutlak maksimum derecelendirmeleri aşmak, kısa süreli bile olsa, hızlandırılmış bozulma mekanizmaları nedeniyle ani felaket arızasına neden olabilir veya uzun vadeli güvenilirliği önemli ölçüde azaltabilir.
11.3 Zamanla ışık çıkışındaki kademeli azalmaya ne sebep olur?
Buna lümen azalması denir. Esas olarak, yüksek kavşak sıcaklığı, yüksek sürücü akımı ve çevresel stres gibi faktörler nedeniyle yarı iletken malzemelerin ve fosforların (varsa) kademeli bozulmasından kaynaklanır.
12. Pratik Uygulama Örnekleri
12.1 Örnek 1: Küçük Bir Ekran için Arka Aydınlatma Ünitesi
Monokrom bir LCD arka aydınlatma için, aynı renk grubundan birden fazla LED bir dizi halinde düzenlenir. Sabit akımlı bir sürücü, tekdüze parlaklığı sağlar. Tasarım, ekran montajının sınırlı alanı içinde dizi tarafından üretilen ısıyı yönetmelidir.
12.2 Örnek 2: Bir Tüketici Cihazında Durum Göstergesi
Akım sınırlayıcı bir direnç üzerinden bir GPIO pini tarafından sürülen tek bir LED, basit durum göstergesi sağlar. Direnç değeri seçimi, besleme gerilimi, LED ileri gerilimi ve istenen akıma göre hesaplanır.
13. Çalışma Prensibi Tanıtımı
Bir LED, bir yarı iletken diyottur. İleri bir gerilim uygulandığında, elektronlar cihaz içindeki deliklerle yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir. Beyaz LED'ler tipik olarak, mavi bir LED çipini sarı bir fosforla kaplayarak oluşturulur; bu, bazı mavi ışığı sarıya dönüştürerek beyaz ışık algısına neden olur.
14. Sektör Trendleri ve Gelişmeleri
LED endüstrisi gelişmeye devam etmektedir. Genel trendler arasında enerji tüketimini azaltmak için daha yüksek ışık etkinliği arayışı, renk kalitesi ve tutarlılığındaki iyileştirmeler, yeni form faktörlerinin geliştirilmesi (örneğin, mini-LED'ler, mikro-LED'ler) ve dinamik aydınlatma uygulamaları için akıllı kontrol sistemleriyle artan entegrasyon bulunmaktadır. Malzeme bilimi ve paketleme teknolojilerindeki ilerlemeler, bu trendlerin arkasındaki ana itici güçlerdir.
Feragatname:Bu belgede yer alan tüm bilgiler önceden haber verilmeksizin değiştirilebilir. Ürünün kullanıcının belirli uygulaması için uygunluğunu doğrulamak ve tasarımlarının ilgili tüm güvenlik ve düzenleyici standartlara uygun olduğundan emin olmak kullanıcının sorumluluğundadır.
LED Spesifikasyon Terminolojisi
LED teknik terimlerinin tam açıklaması
Fotoelektrik Performans
| Terim | Birim/Temsil | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Verimliliği | lm/W (watt başına lümen) | Watt elektrik başına ışık çıkışı, daha yüksek daha enerji verimli anlamına gelir. | Doğrudan enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini belirler. |
| Işık Akısı | lm (lümen) | Kaynak tarafından yayılan toplam ışık, yaygın olarak "parlaklık" denir. | Işığın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı | ° (derece), örn., 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışın genişliğini belirler. | Aydınlatma aralığını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı | K (Kelvin), örn., 2700K/6500K | Işığın sıcaklığı/soğukluğu, düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek beyazımsı/soğuk. | Aydınlatma atmosferini ve uygun senaryoları belirler. |
| Renk Geri Verim İndeksi | Birimsiz, 0–100 | Nesne renklerini doğru şekilde yansıtma yeteneği, Ra≥80 iyidir. | Renk gerçekliğini etkiler, alışveriş merkezleri, müzeler gibi yüksek talep gören yerlerde kullanılır. |
| Renk Toleransı | MacAdam elips adımları, örn., "5-adım" | Renk tutarlılık ölçüsü, daha küçük adımlar daha tutarlı renk anlamına gelir. | Aynı LED partisi boyunca düzgün renk sağlar. |
| Baskın Dalga Boyu | nm (nanometre), örn., 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin rengine karşılık gelen dalga boyu. | Kırmızı, sarı, yeşil tek renkli LED'lerin tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım | Dalga boyu vs şiddet eğrisi | Dalga boyları boyunca şiddet dağılımını gösterir. | Renk geri verimini ve renk kalitesini etkiler. |
Elektrik Parametreleri
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim | Vf | LED'i açmak için minimum gerilim, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü gerilimi ≥Vf olmalıdır, seri LED'ler için gerilimler toplanır. |
| İleri Yönlü Akım | If | Normal LED çalışması için akım değeri. | Genellikle sabit akım sürüşü, akım parlaklık ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı | Ifp | Kısa süreler için tolere edilebilen tepe akım, karartma veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü hasarı önlemek için sıkı kontrol edilmelidir. |
| Ters Gerilim | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, ötesinde çökme neden olabilir. | Devre ters bağlantı veya gerilim dalgalanmalarını önlemelidir. |
| Termal Direnç | Rth (°C/W) | Çipten lehime ısı transferine direnç, düşük daha iyidir. | Yüksek termal direnç daha güçlü ısı dağıtımı gerektirir. |
| ESD Bağışıklığı | V (HBM), örn., 1000V | Elektrostatik deşarja dayanma yeteneği, daha yüksek daha az savunmasız anlamına gelir. | Üretimde anti-statik önlemler gerekir, özellikle hassas LED'ler için. |
Termal Yönetim ve Güvenilirlik
| Terim | Ana Metrik | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı | Tj (°C) | LED çip içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C azalma ömrü ikiye katlayabilir; çok yüksek ışık bozulması, renk kaymasına neden olur. |
| Lümen Değer Kaybı | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70 veya %80'ine düşme süresi. | LED'in "hizmet ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakımı | % (örn., %70) | Zamandan sonra tutulan parlaklık yüzdesi. | Uzun süreli kullanım üzerine parlaklık tutma yeteneğini gösterir. |
| Renk Kayması | Δu′v′ veya MacAdam elips | Kullanım sırasında renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnelerinde renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlanma | Malzeme bozulması | Uzun süreli yüksek sıcaklık nedeniyle bozulma. | Parlaklık düşüşü, renk değişimi veya açık devre arızasına neden olabilir. |
Ambalaj ve Malzemeler
| Terim | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paket Tipi | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan muhafaza malzemesi, optik/termal arayüz sağlar. | EMC: iyi ısı direnci, düşük maliyet; Seramik: daha iyi ısı dağılımı, daha uzun ömür. |
| Çip Yapısı | Ön, Flip Çip | Çip elektrot düzeni. | Flip çip: daha iyi ısı dağılımı, daha yüksek verimlilik, yüksek güç için. |
| Fosfor Kaplama | YAG, Silikat, Nitrür | Mavi çipi kaplar, bir kısmını sarı/kırmızıya dönüştürür, beyaza karıştırır. | Farklı fosforlar verimliliği, CCT'yi ve CRI'yı etkiler. |
| Lens/Optik | Düz, Mikrolens, TIR | Işık dağılımını kontrol eden yüzeydeki optik yapı. | Görüş açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıfı | Kod örn. 2G, 2H | Parlaklığa göre gruplandırılmış, her grubun min/maks lümen değerleri var. | Aynı partide düzgün parlaklık sağlar. |
| Gerilim Sınıfı | Kod örn. 6W, 6X | İleri yönlü gerilim aralığına göre gruplandırılmış. | Sürücü eşleştirmeyi kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk Sınıfı | 5-adım MacAdam elips | Renk koordinatlarına göre gruplandırılmış, sıkı aralık sağlayarak. | Renk tutarlılığını garanti eder, armatür içinde düzensiz renkten kaçınır. |
| CCT Sınıfı | 2700K, 3000K vb. | CCT'ye göre gruplandırılmış, her birinin karşılık gelen koordinat aralığı var. | Farklı sahne CCT gereksinimlerini karşılar. |
Test ve Sertifikasyon
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Önem |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen bakım testi | Sabit sıcaklıkta uzun süreli aydınlatma, parlaklık bozulmasını kaydeder. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile). |
| TM-21 | Ömür tahmin standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek koşullar altında ömrü tahmin eder. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu | Optik, elektrik, termal test yöntemlerini kapsar. | Endüstri tarafından tanınan test temeli. |
| RoHS / REACH | Çevresel sertifikasyon | Zararlı maddeler (kurşun, cıva) olmadığını garanti eder. | Uluslararası pazara erişim gereksinimi. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Devlet alımlarında, sübvansiyon programlarında kullanılır, rekabet gücünü artırır. |