3030 Orta Güç LED Veri Sayfası - 3.0x3.0mm Boyut - 5.0-5.4V Gerilim - 1.2W Güç - Soğuk/Nötr/Sıcak Beyaz - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürüne Genel Bakış

Bu belge, 3030 form faktörü (3.0mm x 3.0mm) ve gelişmiş bir EMC (Epoksi Kalıplama Bileşiği) paketi kullanan bir dizi orta güç LED'in özelliklerini detaylandırır. Seri, ışık verimliliği, güvenilirlik ve maliyet etkinliği arasında optimal bir denge sağlamak üzere tasarlanmış olup, orta güç segmentinde önde gelen bir seçenektir. Temel tasarım felsefesi, termal yönetim ve optik performans üzerine odaklanarak, 1.5W'a kadar güç seviyelerinde çalışmayı mümkün kılar.

Bu LED serisinin birincil hedef pazarları arasında, geleneksel akkor veya floresan lambaların yerini almak üzere tasarlanmış retrofit aydınlatma çözümleri, konut ve ticari alanlar için genel aydınlatma, iç ve dış mekan tabelaları için arka aydınlatma ve hem performansın hem de estetik kalitenin önemli olduğu mimari veya dekoratif aydınlatma uygulamaları yer alır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Elektro-Optik Özellikler

All measurements are standardized at a forward current (I_F) of 25mA and an ambient temperature (T_a) of 25°C with 60% relative humidity. The product line offers a range of Correlated Color Temperatures (CCT) from warm white (2725K) to cool white (6530K), catering to diverse lighting needs. A minimum Color Rendering Index (CRI or R_a) of 80 ensures good color fidelity for general lighting applications.

The luminous flux output is categorized by both color bin and flux rank. Typical luminous flux values range from approximately 122 lumens to 156 lumens at the test condition of 25mA, depending on the specific CCT and flux bin. It is critical to note the stated measurement tolerances: ±7% for luminous flux and ±2 for CRI. The forward voltage (V_F) typically falls between 5.0V and 5.4V at 25mA, with a specified measurement tolerance of ±0.5V.

2.2 Elektriksel ve Termal Parametreler

The absolute maximum ratings define the operational boundaries for reliable performance. The maximum continuous forward current (I_F) is 30mA, with a pulsed forward current (I_FP) of 40mA allowed under specific conditions (pulse width ≤ 100µs, duty cycle ≤ 1/10). The maximum power dissipation (P_D) is 1.5W. Exceeding these ratings may cause permanent degradation or failure.

Thermal management is a key strength of the EMC package. The thermal resistance from the junction to the solder point (R_{th j-sp}) is specified at a typical value of 11 °C/W. This low thermal resistance facilitates efficient heat transfer from the LED chip to the printed circuit board (PCB), helping to maintain a lower junction temperature (T_j), which is critical for long-term lumen maintenance and reliability. The maximum allowable junction temperature is 115°C.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

3.1 Renk (CCT) Sınıflandırması

LED'ler, CIE 1931 diyagramındaki renklilik koordinatlarına dayanarak titizlikle hassas renk sınıflarına ayrılır. 2600K ile 7000K arasındaki CCT'ler için sınıflandırma yapısı, belirli bir alan içinde renk tutarlılığını sağlayan Energy Star standardını takip eder. Her renk kodu (örneğin, 27M5, 30M5), belirli bir merkez noktasına (x, y koordinatları) ve ana/yan eksenler (a, b) ile bir açı (φ) tarafından tanımlanan eliptik bir tolerans alanına karşılık gelir. Renk koordinatları için ölçüm belirsizliği ±0.007'dir.

3.2 Işık Akısı Sınıflandırması

Renge ek olarak, LED'ler standart test akımındaki ışık akısı çıkışlarına göre daha da sınıflandırılır. Akı sıralamaları kodlarla (örneğin, 2E, 2F, 2G, 2H) belirtilir ve her biri belirli bir lümen aralığını (örneğin, 122-130 lm, 130-139 lm) temsil eder. Bu iki boyutlu sınıflandırma (renk ve akı), tasarımcıların uygulamalarının hem renklilik hem de parlaklık gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmesine olanak tanıyarak, nihai aydınlatma ürününde tekdüzeliği sağlar.

3.3 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

Forward voltage is also categorized to aid in circuit design, particularly for applications involving multiple LEDs in series. Voltage bins are defined by codes (e.g., 1, 2) with specified minimum and maximum voltage ranges (e.g., 4.6-4.8V, 4.8-5.0V). Matching V_F bins can help achieve more uniform current distribution and simplified driver design.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 IV ve Işık Akısı Karakteristikleri

Şekil 3, ileri yönlü akım ile bağıl ışık akısı arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Çıkış doğrusal altıdır; önerilen 25-30mA aralığının ötesinde akım artırıldığında, ışık çıkışında azalan getiriler elde edilirken, cihaz üzerindeki ısı üretimi ve stres önemli ölçüde artar. Şekil 4, uygun akım sınırlayıcı devre tasarımı için temel olan ileri yönlü gerilim-akım eğrisini göstermektedir.

4.2 Sıcaklığa Bağımlılık

The performance of LEDs is highly temperature-sensitive. Figure 6 demonstrates that relative luminous flux decreases as ambient temperature (T_a) increases. Figure 7 shows that forward voltage typically decreases with rising temperature. Figure 5 details the shift in chromaticity coordinates (CIE x, y) with temperature, which is crucial for applications requiring stable color points across operating conditions. Figure 8 is critical for thermal design, showing the derating curve for maximum allowable forward current as a function of ambient temperature for two different junction-to-ambient thermal resistance scenarios (35°C/W and 55°C/W).

4.3 Spektral ve Görüş Açısı Dağılımı

Figure 1 provides the relative spectral power distribution, which defines the light's color quality. Figure 2 depicts the spatial radiation pattern (viewing angle distribution). The typical viewing angle (2θ_1/2), where intensity is half the peak value, is 110 degrees, indicating a wide, Lambertian-like emission pattern suitable for general diffuse lighting.

5. Montaj ve Kullanım Kılavuzları

5.1 Reflow Lehimleme

Bu LED'ler kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Maksimum lehimleme sıcaklık profili, mutlak maksimum değerlerde belirtildiği gibi, 10 saniye süreyle 230°C veya 260°C'yi aşmamalıdır. EMC paketine ve iç yonga bağlantısına termal şok veya hasar gelmesini önlemek için üretici tarafından sağlanan önerilen reflow profilinin takip edilmesi zorunludur.

5.2 Depolama ve Kullanım

Önerilen depolama sıcaklık aralığı -40°C ila +85°C'dir. Reflow sırasında patlamaya neden olabilecek nem emilimini önlemek için, LED'ler genellikle nem bariyerli torbalarda desikat ile kuru bir ortamda saklanmalıdır. Cihazlar 1000V (İnsan Vücut Modeli) ESD dayanım gerilimine sahip olduğundan, kullanım sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemlerine uyulmalıdır.

6. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

6.1 Termal Yönetim

Etkili ısı emicisi, nominal performansa ve uzun ömre ulaşmak için en önemli faktördür. Düşük 11 °C/W bağlantı noktasından lehim noktasına termal direnç, yalnızca PCB ve sistem tasarımı ısı dağılımını kolaylaştırıyorsa etkilidir. Maksimum akım/güçte veya yakınında çalışan uygulamalar için metal çekirdekli PCB'lerin (MCPCB) veya yeterli termal viyalara sahip kartların kullanılması şiddetle tavsiye edilir. Uygulamanın gerçek termal ortamı için güvenli çalışma akımını belirlemek üzere düşürme eğrisinin (Şekil 8) kullanılması gerekir.

6.2 Elektriksel Sürücü

A constant current driver is mandatory for reliable operation. The driver should be designed to supply a stable current up to the maximum of 30mA, accounting for the forward voltage bin and its negative temperature coefficient. For designs using multiple LEDs in series, consider the voltage binning to ensure the total string voltage is within the driver's output range. Parallel connections are generally not recommended without additional balancing circuitry due to V_F variations.

6.3 Optik Entegrasyon

Geniş 110 derecelik görüş açısı, bu LED'leri ikincil optikler olmadan geniş ve eşit aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Yönlü aydınlatma için uygun birincil optikler (lensler) veya reflektörler kullanılabilir. Yüksek CRI (≥80), onları perakende aydınlatması, görev aydınlatması ve doğru renk algısının önemli olduğu diğer ortamlar için mükemmel kılar.

7. Teknik Karşılaştırma ve Avantajlar

Bu 3030 EMC serisinin temel farklılaştırıcısı, paket teknolojisinde yatmaktadır. Geleneksel PPA (Poliftalamid) veya PCT plastiklerle karşılaştırıldığında, EMC malzemesi üstün termal iletkenlik, daha yüksek sıcaklık direnci ve UV ışığına ve ısıya maruz kalmadan sararmaya ve bozulmaya karşı daha iyi direnç sunar. Bu, LED'in ömrü boyunca daha kararlı bir optik performans sağlayarak, hem lümen çıkışını hem de renk noktasını plastik paketli alternatiflerden daha iyi koruduğu anlamına gelir.

Sağlam EMC paketi, yüksek ışık verimliliği ve hassas çok boyutlu sınıflandırmanın kombinasyonu, ticari aydınlatma armatürleri ve dış mekan tabelaları gibi yüksek güvenilirlik, uzun ömür ve tutarlı kalite talep eden uygulamalarda önemli bir avantaj sağlar.

8. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

Q: What is the actual power consumption at the typical operating point?
A: At the test condition of I_F=25mA and V_F=5.4V (typical max), the power is 25mA * 5.4V = 135mW. The "1.2W Series" designation refers to its capability and thermal package rating, not the standard operating point.

Q: How does the luminous flux change if I drive the LED at 30mA instead of 25mA?
A: Refer to Figure 3. The relative luminous flux increases with current but not linearly. Driving at 30mA will yield more light but also generate significantly more heat. You must ensure the junction temperature remains below 115°C by implementing excellent thermal management, as per the derating curve in Figure 8.

Q: Can I use these LEDs for outdoor applications?
A: Yes, the EMC package offers good environmental resistance. However, for outdoor use, the entire luminaire must be properly sealed and designed to manage condensation and environmental stresses. The operating temperature range of -40°C to +85°C supports most outdoor conditions.

Q: Why is the forward voltage tolerance ±0.5V important?
A: This tolerance impacts the design of the power supply, especially when connecting multiple LEDs in series. The driver must accommodate the total possible voltage range of the string. Selecting LEDs from the same voltage bin (Table 7) can simplify driver design and improve system efficiency.

9. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Scenario: Designing a 1200lm LED Panel Light for Office Use.
A designer aims to create a 600mm x 600mm LED panel light with a neutral white color (4000K, CRI>80) and an output of 1200 lumens.

Component Selection: The designer selects the T3C40821C-**AA model (Neutral White, 3985K typical). From Table 6, for the 40M5 color bin, a flux rank of 2H offers 148-156 lumens at 25mA. Choosing the typical value of 152 lm for calculation.

Quantity Calculation: To achieve 1200 lm, approximately 1200 lm / 152 lm per LED ≈ 8 LEDs are needed at 25mA each.

Thermal & Electrical Design: The 8 LEDs will be arranged on an aluminum MCPCB. Total power at 25mA and typical V_F (5.2V): 8 * (0.025A * 5.2V) = 1.04W. The thermal design must ensure the LED solder point temperature remains low enough to keep the junction below 115°C, utilizing the R_{th j-sp} of 11°C/W. A constant current driver outputting 25mA with a voltage compliance covering 8 * V_F (considering bin 2: 4.8-5.0V) is selected.

Outcome: This design leverages the LED's high efficacy and EMC thermal performance to create a reliable, efficient, and uniform office lighting fixture.

10. Teknik Prensipler ve Trendler

10.1 Çalışma Prensibi

Bu LED'ler yarı iletken teknolojisine dayanmaktadır. P-n eklemine ileri yönlü bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler yeniden birleşerek enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yarı iletken katmanların özel malzemeleri ve yapısı, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. İstenen CCT ve CRI'ye sahip beyaz ışığın geniş spektrumunu oluşturmak için, mavi ışık yayan çipin bir kısmını daha uzun dalga boylarına dönüştürmek üzere bir fosfor kaplama uygulanır.

10.2 Endüstri Trendleri

Orta güç LED segmenti, rekabetçi maliyet noktalarında daha yüksek verimliliğe (vat başına lümen) ve gelişmiş güvenilirliğe doğru evrimini sürdürmektedir. Temel trendler arasında, daha iyi termal performans ve uzun ömür için EMC ve diğer seramik benzeri paket malzemelerinin yaygın benimsenmesi yer alır. Ayrıca, daha sıkı sınıflandırma standartları ve daha yüksek CRI seçenekleri yaygınlaşırken, renk kalitesi ve tutarlılığının artırılmasına güçlü bir odaklanma vardır. Dahası, sürücü entegrasyonu ve akıllı kontrol edilebilirlik, yeni nesil aydınlatma sistemleri için giderek daha önemli hale gelmektedir. 3030 EMC platformu, bu devam eden endüstri gelişmeleri içinde olgun ve optimize edilmiş bir çözümü temsil etmektedir.