LED 3030 Orta Güç LED Veri Sayfası - Boyut 3.0x3.0mm - Voltaj 3.1V - Güç 0.5W - Soğuk Beyaz 6000K

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, Epoksi Kalıp Bileşiği (EMC) paketi kullanan 3030 form faktörlü bir orta güç LED'in özelliklerini detaylandırır. Ürün, orta güç segmentinde ışık verimliliği (lm/W) ve maliyet etkinliği (lm/$) arasında optimal bir denge sunmak üzere tasarlanmıştır. Güvenilir performans ve yüksek kaliteli ışık çıktısı gerektiren uygulamalar için geliştirilmiştir.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED serisinin temel avantajları, ısı dağılımını ve uzun vadeli güvenilirliği iyileştiren termal olarak geliştirilmiş EMC paket tasarımını içerir. Orta güç ve yüksek güç uygulamaları arasındaki boşluğu kapatarak 0.8W'a kadar güç işleyebilir. Maksimum 240mA sürücü akımı ve minimum 70 Renksel Geriverim İndeksi (CRI) ile iyi renk kalitesi talep eden uygulamalara uygundur. Cihaz, kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Belirlenen kilit hedef uygulama Gündüz Yanan Farlar'dır (DRL).

2. Teknik Parametre Analizi

Aksi belirtilmedikçe tüm ölçümler, İleri Yönlü Akım (IF) = 150mA, Ortam Sıcaklığı (Ta) = 25°C ve Bağıl Nem (RH) = %60 standart test koşullarında belirtilmiştir.

2.1 Fotometrik ve Renk Özellikleri

Soğuk Beyaz varyantı, 5300K ila 6488K arasında bir ilişkili renk sıcaklığı (CCT) aralığına sahiptir ve tipik değeri 6018K'dır. Minimum CRI (Ra) 70 olup, tipik değer 71.5'tir. Işık akısı çıktısının ölçüm toleransı ±%7, CRI ölçüm toleransı ise ±2'dir. CCT, CIE 1931 Kromatik diyagramından türetilmiştir. Lümen bakım tablosunun sadece referans amaçlı olduğunu not etmek önemlidir.

2.2 Elektriksel ve Termal Parametreler

İleri yönlü voltaj (VF) tipik olarak 150mA'de 3.1V ölçülür ve 2.8V (Min) ila 3.4V (Max) aralığındadır. Ters akım (IR), 5V ters voltajda (VR) maksimum 10 µA'dır. Işık şiddetinin tepe şiddetinin yarısı olduğu eksen dışı açı olarak tanımlanan görüş açısı (2θ½) tipik olarak 120°'dir. Eklemden lehim noktasına termal direnç (Rth j-sp) tipik olarak 11 °C/W'dir. Cihazın Elektrostatik Deşarj (ESD) dayanım kapasitesi 2000V'dur.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazı bu limitlerin ötesinde çalıştırmak kalıcı hasara neden olabilir. Mutlak maksimum değerler şunlardır: Sürekli İleri Yönlü Akım (IF): 240 mA; Darbe İleri Yönlü Akım (IFP): 300 mA (Darbe Genişliği ≤ 100µs, Görev Döngüsü ≤ 1/10); Güç Dağılımı (PD): 816 mW; Ters Voltaj (VR): 5 V; Çalışma Sıcaklığı (Topr): -40°C ila +105°C; Depolama Sıcaklığı (Tstg): -40°C ila +105°C; Eklem Sıcaklığı (Tj): 125 °C; Lehimleme Sıcaklığı (Tsld): 10 saniye için 230°C veya 260°C. Güç dağılımının mutlak maksimum değeri aşmamasını sağlamak için dikkatli olunmalıdır.

3. Performans Eğrisi Analizi

3.1 Spektral ve Açısal Dağılım

Bağıl spektral güç dağılımı (Şekil 1), Soğuk Beyaz LED'in renk özelliklerini tanımlar. Görüş açısı dağılımı (Şekil 2), tipik 120° ışın desenini gösterir ve bu paket tipi için yaygın olan Lambert veya yakın-Lambert yayılım profilini doğrular.

3.2 İleri Yönlü Akım Karakteristikleri

İleri yönlü akım ve bağıl ışık akısı arasındaki ilişki (Şekil 3), ışık çıktısının akımla arttığını, ancak termal etkiler nedeniyle daha yüksek akımlarda sonunda doyacağını ve bozulacağını gösterir. İleri yönlü voltaj - ileri yönlü akım eğrisi (Şekil 4), diyodun karakteristik üstel davranışını gösterir ve VF, IF ile logaritmik olarak artar.

3.3 Sıcaklık Bağımlılığı

CIE kromatik koordinatlarındaki (x, y) ortam sıcaklığına bağlı kayma (Şekil 5), renk kritik uygulamalar için kritiktir ve beyaz noktanın nasıl kayabileceğini gösterir. Bağıl ışık akısı, ortam sıcaklığı arttıkça azalır (Şekil 6), bu termal yönetim tasarımı için kilit bir husustur. Benzer şekilde, ileri yönlü voltaj tipik olarak sıcaklık arttıkça azalır (Şekil 7).

3.4 Güç Azaltma ve Maksimum Akım

Şekil 8, iki farklı eklemden ortama termal direnç (Rth j-a) değeri için (30°C/W ve 35°C/W) maksimum izin verilen ileri yönlü akımın ortam sıcaklığının bir fonksiyonu olarak nasıl değiştiğini göstermektedir. Bu grafik, belirli bir termal ortamda güvenli çalışma akımını belirlemek için esastır. Örneğin, Rth j-a=35°C/W ile 85°C ortam sıcaklığında, maksimum akım mutlak maksimum 240mA'den önemli ölçüde düşürülmüştür.

4. Renk Kutusu Yapısı

LED'ler, bir uygulama içinde renk tutarlılığını sağlamak için kromatik koordinatlarına göre kutulara ayrılır. Şekil 9, tanımlanmış kutu yapısını gösteren CIE 1931 kromatik diyagramını göstermektedir. Tablo 5, kutu kodlarının detaylı bir açıklamasını sağlar. Renk koordinatları için ölçüm belirsizliği ± 0.007'dir. Tüm kutu ayırma işlemleri standart koşullar altında (IF=150mA, Ta=25°C) gerçekleştirilir.

5. Uygulama Kılavuzu ve Tasarım Hususları

5.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED, verimlilik, maliyet ve kalite dengesi nedeniyle çeşitli genel aydınlatma uygulamaları için oldukça uygundur. Veri sayfası özellikle Gündüz Yanan Farlar'dan (DRL) bahseder. Diğer potansiyel uygulamalar arasında soğuk beyaz renk sıcaklığı istenen iç mekan aydınlatması (ampuller, tüpler, paneller), mimari aydınlatma, tabelalar ve ekran arka aydınlatması yer alır.

5.2 Termal Yönetim

Etkili termal yönetim, belirtilen performansa ve uzun ömre ulaşmak için son derece önemlidir. Eklemden lehim noktasına tipik 11 °C/W termal direnç, PCB tasarımının ortama düşük termal empedans yolu sağlaması gerektiği anlamına gelir. Yüksek akım veya yüksek ortam sıcaklığı çalışması için uygun termal viyalar, bakır alanı ve muhtemelen metal çekirdekli PCB (MCPCB) kullanılması önerilir. Uygun sürücü akımını seçmek için her zaman güç azaltma eğrisine (Şekil 8) başvurun.

5.3 Elektriksel Sürücü Hususları

Kararlı ışık çıktısı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için sabit voltaj kaynağı yerine sabit akım sürücüsü şiddetle tavsiye edilir. Sürücü, belirtilen akım aralığında (240mA sürekli'ye kadar) çalışacak şekilde seçilmelidir. İleri yönlü voltaj değişimi (2.8V ila 3.4V), sürücünün uyum voltajında hesaba katılmalıdır. Darbe çalışması (IFP) için darbe genişliği (≤100µs) ve görev döngüsü (≤1/10) limitlerine sıkı sıkıya uyulması gerekir.

5.4 Lehimleme ve Kullanım

Cihaz, kurşunsuz reflow lehimleme profilleriyle uyumludur. Maksimum lehimleme sıcaklığı 10 saniye için 230°C veya 260°C'dir. Nem hassasiyeti ve reflow profilleri için standart IPC/JEDEC J-STD-020 kılavuzları takip edilmelidir. Cihaz 2000V HBM derecelendirmesine sahip olduğundan, kullanım ve montaj sırasında standart ESD önlemleri alınmalıdır.

6. Karşılaştırma ve Farklılaşma

Plastik paketli geleneksel orta güç LED'lere kıyasla, EMC paketi üstün termal performans ve UV maruziyetinden sararmaya karşı direnç sunar, bu da daha iyi lümen bakımı ve daha uzun ömür sağlar. 3030 ayak izi, daha küçük paketlere (örn., 2835) göre daha büyük bir termal ped sağlayarak, orta bir form faktörü korurken daha yüksek güç dağılımına (0.8W'a kadar) izin verir. Belirtilen 70+ CRI, birçok standart orta güç LED'den daha iyi renk kalitesi sunarak, renk geriveriminin dikkate alındığı uygulamalara uygun hale getirir.

7. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

Q: What is the main advantage of the EMC package?
A: The EMC package provides enhanced thermal conductivity compared to standard PPA plastic, leading to lower junction temperature, higher maximum drive current capability, and improved long-term reliability and lumen maintenance.

Q: How do I interpret the derating curve (Fig. 8)?
A: The curve shows the maximum continuous current you can safely apply at a given ambient temperature for a specific thermal resistance (Rth j-a) of your system. You must know your system's effective Rth j-a to use the correct curve. Exceeding these limits risks overheating and premature failure.

Q: Can I drive this LED at 240mA continuously?
A: You can only drive it at 240mA if the junction temperature is kept at or below 125°C. In most practical applications, especially at higher ambient temperatures, the current will need to be derated according to Fig. 8 to stay within the Tj limit.

Q: What is the purpose of the color binning?
A: Manufacturing variations cause slight differences in chromaticity between individual LEDs. Binning groups LEDs with very similar color coordinates together. Using LEDs from the same or adjacent bins in a fixture ensures uniform white color appearance without visible color differences (color mismatch).

8. Çalışma Prensipleri ve Trendler

8.1 Temel Çalışma Prensibi

Bu, bir yarı iletken diyot temelli bir katı hal ışık kaynağıdır. Diyotun eşik değerini aşan bir ileri yönlü voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesi içinde (genellikle mavi/beyaz LED'ler için InGaN tabanlı) yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Soğuk beyaz ışık, bir mavi LED çipi ve bir fosfor kaplamanın kombinasyonu ile üretilir. Çipten gelen mavi ışık, sarı (ve bazen kırmızı/yeşil) fosforları uyarır ve mavi ile sarı ışığın karışımı beyaz olarak algılanır.

8.2 Endüstri Trendleri

Orta güç LED segmenti, özellikle 3030 ve 2835 gibi paketlerde, mükemmel maliyet-performans oranı nedeniyle genel aydınlatmada baskın bir güç olmaya devam etmektedir. Trendler arasında çip ve fosfor teknolojisi ilerlemeleri yoluyla ışık verimliliğinde (lm/W) devam eden iyileştirmeler, daha yüksek CRI ve daha iyi renk tutarlılığı (daha sıkı kutu ayırma) için baskı ve aynı ayak izinden daha yüksek sürücü akımları ve güç yoğunluklarına olanak sağlamak için daha düşük termal dirence sahip paketlerin geliştirilmesi yer alır. Standart plastiklerden EMC ve diğer yüksek performanslı paket malzemelerine geçiş, zorlu uygulamalarda gelişmiş güvenilirlik için net bir trenddir.