3020 Orta Güç LED Veri Sayfası - 3.0x2.0mm Boyutlar - 3.4V Gerilim - 0.5W Güç - Soğuk/Nötr/Sıcak Beyaz - Türkçe Teknik Doküman

Ürüne Genel Bakış

3020 serisi, genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı bir orta güç LED çözümünü temsil eder. Termal olarak Geliştirilmiş Epoksi Kalıp Bileşiği (EMC) paketi kullanan bu LED, ışık verimliliği, güvenilirlik ve maliyet etkinliği arasında mükemmel bir denge sunar. Bu ürünün ana konumlandırması, retrofit ve genel aydınlatma pazarları içindedir; hem dolar başına yüksek ışık çıkışının hem de iyi renk kalitesinin çok önemli olduğu uygulamaları hedefler. Temel avantajları arasında sınıfındaki en iyi lümen/vat ve lümen/dolar oranlarından biri, 0.8W'a kadar işleyebilen sağlam bir paket ve 80 veya üzeri yüksek renksel geriverim indeksi (CRI) bulunur. Hedef pazar, geleneksel lambaların doğrudan yedeklerinden mimari ve dekoratif aydınlatmaya kadar geniş bir yelpazedeki aydınlatma çözümlerini kapsar.

Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Fotometrik ve Optik Özellikler

Elektro-optik performans, 150mA ileri akım (IF) ve 25°C ortam sıcaklığı (Ta) standart test koşulunda belirtilmiştir. Ürün ailesi, Sıcak Beyaz (2580K-3220K) ile Soğuk Beyaz (5310K-7040K) arasında değişen İlişkili Renk Sıcaklıkları (CCT) sunar. Tipik bir Nötr Beyaz varyantı için (örneğin, T3450811C), ışık akısı 68 lümene kadar ulaşabilir. Temel bir özellik, tüm binlerde garanti edilen minimum 80 Renksel Geriverim İndeksi (CRI veya Ra) olup, iyi renk sadakati sağlar. Mekansal ışık dağılımı, 110 derecelik geniş bir görüş açısı (2θ1/2) ile karakterize edilir ve düzgün aydınlatma sağlar. Belirtilen ölçüm toleranslarına dikkat edilmelidir: ışık akısı için ±%7 ve CRI için ±2.

Elektriksel ve Termal Parametreler

Elektriksel özellikler, çalışma sınırlarını tanımlar. Tipik ileri gerilim (VF), 150mA'de 3.4V'dur ve ±0.1V toleransa sahiptir. Mutlak maksimum değerler güvenilir tasarım için kritiktir: maksimum sürekli ileri akım (IF) 240mA'dir, belirli koşullar altında (darbe genişliği ≤ 100µs, görev döngüsü ≤ 1/10) 300mA darbe akımına (IFP) izin verilir. Maksimum güç dağılımı (PD) 816mW'dır. Termal yönetim, performansı ve ömrü korumak için gerekli olan, 21°C/W düşük termal direnç (Rth j-sp, eklemden lehim noktasına) ile kolaylaştırılır. İzin verilen maksimum eklem sıcaklığı (Tj) 115°C'dir.

Binning Sistemi Açıklaması

Dalga Boyu / Renk Sıcaklığı Binningi

LED renk tutarlılığı, CIE 1931 renklilik diyagramına dayalı hassas bir binning yapısı ile kontrol edilir. Sistem, bir merkez noktası (x, y koordinatları), yarı ana eksen (a), yarı küçük eksen (b) ve dönüş açısı (Φ) ile tanımlanan eliptik binler kullanır. Örneğin, Nötr Beyaz için 40M5 bininin merkezi (0.3825, 0.3798)'dir. 2600K ile 7000K arasındaki renk sıcaklıkları için binning, Energy Star standardını takip eder ve düzgün beyaz ışık gerektiren uygulamalar için sıkı renk tutarlılığı sağlar. Renk koordinatları için ölçüm belirsizliği ±0.007'dir.

Işık Akısı Binningi

Işık çıkışı da performansı garanti etmek için binlere ayrılır. Her renk bin'i (örneğin, 27M5, 30M5), E7, E8, F1 gibi kodlarla tanımlanan ışık akısı derecelerine daha da ayrılır. Örneğin, 30M5 renk bin'i içinde, F1 akı kodlu bir LED, 150mA'de 66 ile 70 lümen arasında bir ışık akısına sahip olacaktır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama ihtiyaçları için öngörülebilir ışık çıkışına sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

İleri Gerilim Binningi

Devre tasarımına ve özellikle çoklu LED dizilerinde akım eşleştirmesine yardımcı olmak için, ileri gerilim üç dereceye ayrılır: Kod 1 (2.8V - 3.0V), Kod 2 (3.0V - 3.2V) ve Kod 3 (3.2V - 3.4V). Bu, güç kaynağı gereksinimlerini tahmin etmeye ve termal yükleri daha etkin bir şekilde yönetmeye yardımcı olur.

Performans Eğrisi Analizi

Akım-Gerilim (I-V) ve Akım-Işık Akısı (I-Φ) Karakteristikleri

Şekil 3, ileri akım ile bağıl ışık akısı arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Çıkış, önerilen çalışma akımına kadar neredeyse doğrusaldır ve iyi verimlilik gösterir. Şekil 4, sürücü tasarımı için temel olan ileri gerilim-akım eğrisini göstermektedir. Gerilimin pozitif sıcaklık katsayısı belirgindir, yani VF sıcaklık arttıkça azalır; bu LED'ler için tipik bir davranıştır.

Sıcaklığa Bağımlılık

Performansın sıcaklıkla değişimi kritik bir tasarım faktörüdür. Şekil 6, bağıl ışık akısının ortam sıcaklığı (Ta) arttıkça azaldığını göstermekte ve ışık çıkışını korumak için termal yönetimin önemini vurgulamaktadır. Şekil 7, ileri gerilimin sıcaklık arttıkça azalmasını göstermektedir. Şekil 8, ortam sıcaklığına bağlı olarak izin verilen maksimum ileri akım için bir güç azaltma eğrisi sağlar; bu, farklı çalışma koşulları altında güvenilirliği sağlamak için çok önemlidir.

Spektral ve Açısal Dağılım

Şekil 1, renk kalitesini ve CCT'yi tanımlayan bağıl spektral güç dağılımını sağlar. Şekil 2, görüş açısı dağılımını (mekansal radyasyon modeli) göstermekte ve düzgün aydınlatma için geniş 110 derecelik ışın açısını doğrulamaktadır.

Sıcaklıkla Renk Kayması

Şekil 5, artan ortam sıcaklığıyla (25°C'den 85°C'ye) CIE x, y renklilik koordinatlarındaki kaymayı çizmektedir. Bu bilgi, sıcaklık üzerinde renk kararlılığı gerektiren uygulamalar için hayati öneme sahiptir.

Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

LED, kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Lehimleme sıcaklığı için mutlak maksimum değer, maksimum 10 saniye süreyle 230°C veya 260°C'dir. EMC paketine ve iç yapıya termal hasarı önlemek için önerilen reflow profilini takip etmek zorunludur. Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +85°C arasındadır ve depolama sıcaklığı aralığı aynıdır. Çalışma sırasında mutlak maksimum değerlerin aşılmamasına dikkat edilmelidir, aksi takdirde LED'de geri dönüşü olmayan hasara neden olabilir.

Uygulama Önerileri

Tipik Uygulama Senaryoları

Veri sayfası, birkaç önemli uygulamayı tanımlar: geleneksel lambaların yenilenmesi (akkor veya CFL gibi), genel iç ve dış mekan aydınlatması, iç/dış mekan tabela arka aydınlatması ve mimari/dekoratif aydınlatma. Yüksek verimlilik, iyi CRI ve geniş ışın açısı kombinasyonu, bu çeşitli kullanımlar için uygun hale getirir.

Tasarım Hususları

Tasarımcılar termal yönetime çok dikkat etmelidir. Sağlanan termal direnç değeri (21°C/W) kullanılarak, en kötü durum çalışma koşullarında eklem sıcaklığını 115°C'nin altında tutmak için uygun soğutma hesaplanmalıdır. Yüksek ortam sıcaklığı uygulamaları için akım güç azaltma eğrisi (Şekil 8) takip edilmelidir. Sabit ışık çıkışı için, sabit gerilim sürücüsü yerine sabit akım sürücüsü önerilir. Çoklu LED dizileri tasarlarken, düzgün parlaklık ve akım paylaşımı sağlamak için aynı gerilim ve akı binlerinden LED'ler kullanmayı düşünün.

Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Plastik paketli geleneksel orta güç LED'lere kıyasla, EMC paketi önemli ölçüde daha iyi termal performans sunar, güvenilirliği korurken daha yüksek sürüş akımlarına ve güç dağılımına (0.8W'a kadar) izin verir. Bu, benzer boyuttaki bir paketten daha yüksek lümen çıkışı anlamına gelir. Garantili 80+ CRI, renk kalitesinin önemli olduğu uygulamalarda, daha düşük CRI'ye sahip standart ürünlere kıyasla rekabet avantajı sağlar. Geniş 110 derecelik görüş açısı, ikincil optikler olmadan geniş, düzgün aydınlatma gerektiren uygulamalar için avantajlıdır.

Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Q: What is the maximum power I can drive this LED at?
A: The absolute maximum power dissipation is 816mW. However, the recommended operating condition is based on 0.5W nominal. Operating at higher power requires excellent thermal management to stay within the junction temperature limit.

Q: How do I interpret the luminous flux bins (E7, F1, etc.)?
A: These codes represent ranges of luminous output at 150mA. You must cross-reference the code with the specific color bin table (Table 6) to find the minimum and maximum lumen values for that group.

Q: Can I use a constant voltage source to drive this LED?
A: It is not recommended. LEDs are current-driven devices. A small change in forward voltage can cause a large change in current, potentially exceeding maximum ratings. Always use a constant current driver or a circuit that actively limits current.

Q: What is the impact of the ±7% flux tolerance?
A: This means the actual measured luminous flux of a production LED can vary by ±7% from the typical value listed in the datasheet. The binning system helps control this variation by grouping LEDs into tighter flux ranges.

Pratik Kullanım Örneği

Scenario: Designing a 10W LED Bulb Retrofit
A designer aims to create an A19 bulb replacement using this 3020 LED. Targeting 800 lumens, they might use 16 LEDs driven at approximately 140mA each (slightly below the test current for better efficacy and thermal headroom). They would select LEDs from the same color bin (e.g., 40M5 for 4000K Neutral White) and a consistent flux bin (e.g., F1) to ensure color and brightness uniformity. The total forward voltage for 16 LEDs in series would be roughly 16 * 3.4V = 54.4V, dictating the driver specifications. A properly designed aluminum PCB with thermal vias would be necessary to sink the heat from the 10W total dissipation, keeping individual junction temperatures well below the 115°C maximum.

Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşir ve enerjiyi fotonlar şeklinde salar. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi ile belirlenir. Bu LED'deki beyaz ışık tipik olarak, fosfor tabakası ile kaplanmış mavi ışık yayan bir yarı iletken çip kullanılarak üretilir. Mavi ışığın bir kısmı fosfor tarafından daha uzun dalga boylarına (sarı, kırmızı) dönüştürülür ve mavi ile fosfor dönüştürülmüş ışığın karışımı insan gözüne beyaz görünür. EMC paketi, yarı iletken yapıyı ve tel bağlantılarını korumak, birincil bir optik lens sağlamak ve en önemlisi, eklemden uzaklaşan verimli ısı iletimi için bir yol sunmak için hizmet eder.

Teknoloji Trendleri

Orta güç LED segmenti, daha düşük maliyetle daha yüksek verimliliğe (lümen/vat) ve daha yüksek güvenilirliğe doğru evrimini sürdürmektedir. Temel trendler arasında, daha yüksek çalışma sıcaklıklarına ve akımlarına izin vererek daha yüksek lümen yoğunluğuna yol açan EMC ve seramik gibi daha sağlam paket malzemelerinin benimsenmesi bulunur. Daha yüksek Renksel Geriverim İndeksi (CRI) değerlerine ve partiler arasında daha tutarlı renk kalitesine ulaşmak için geliştirilmiş fosfor teknolojisine yönelik sürekli bir itiş vardır. Ayrıca, yüksek lümen uygulamaları için montajı basitleştirmek ve sistem maliyetlerini düşürmek amacıyla tek bir paket içinde birden fazla yapının entegrasyonu (COB - Chip-on-Board veya çoklu yapılı orta güç) bir trenddir. Akıllı aydınlatma için sürüş, karartma protokolleri ve ayarlanabilir beyaz sistemlerle uyumluluğa odaklanarak LED tasarımını da etkilemektedir.