LED 3030 Orta Güç Serisi Veri Sayfası - 3.0x3.0x?mm - Gerilim 6.8V - Güç 1.3W - Soğuk-Nötr-Sıcak Beyaz - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 3030 serisi orta güç LED bileşenlerinin teknik özelliklerini detaylandırır. Genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanan bu seri, ışık verimliliği, maliyet etkinliği ve güvenilirlik arasında optimum denge sunan Termal Olarak Geliştirilmiş Epoksi Kalıp Bileşiği (EMC) paketini kullanır. Seri, 3.0mm x 3.0mm ayak izi ile karakterize edilir ve 1.3W'a kadar güç seviyelerinde çalışabilir, böylece geleneksel orta güç ve giriş seviyesi yüksek güçlü LED'ler arasında bir konumlandırma sunar.

1.1 Temel Avantajlar ve Konumlandırma

Bu LED serisinin temel değer önerisi, orta güç LED kategorisinde watt başına lümen (lm/W) ve dolar başına lümen (lm/$) oranlarının en iyilerinden birini elde etmesidir. EMC paketi, standart PPA veya PCT plastiklere kıyasla üstün termal yönetim sağlar, bu da daha yüksek sürücü akımlarına ve gelişmiş uzun vadeli lümen bakımına olanak tanır. Ürün, kurşunsuz reflow lehimleme işlemlerine uygundur ve modern, çevre bilincine sahip üretim standartlarıyla uyumludur.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu çok yönlü LED serisi, geniş bir aydınlatma çözümleri yelpazesi için tasarlanmıştır. Başlıca uygulama alanları arasında geleneksel akkor veya floresan kaynakların yerini almak için tasarlanmış retrofit lambalar, konut ve ticari mekanlar için genel ortam aydınlatması, iç ve dış mekan tabelaları için arka aydınlatma ve hem performansın hem de estetik renk kalitesinin önemli olduğu mimari veya dekoratif aydınlatma yer alır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Aksi belirtilmedikçe tüm parametreler Ta = 25°C ve %60 bağıl nem standart test koşullarında ölçülmüştür.

2.1 Elektro-Optik Karakteristikler

Fotometrik performans, 150mA ileri akım (I_F) değerinde tanımlanmıştır. Seri, sıcak beyaz (2725K) ile soğuk beyaz (6530K) arasında değişen bir İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) yelpazesi sunar ve tümü minimum 80 Renksel Geriverim İndeksi (CRI veya Ra) değerine sahiptir. Tipik ışık akısı değerleri CCT sınıfına göre değişir ve 150mA'de yaklaşık 107 lm ile 120 lm aralığındadır. Belirtilen ölçüm toleranslarına dikkat edilmelidir: ışık akısı için ±%7 ve CRI için ±2. Baskın görüş açısı (2Θ1/2) 110 derecedir ve genel aydınlatma için uygun geniş bir ışık dağılımı sağlar.

2.2 Elektriksel ve Termal Parametreler

Tipik ileri gerilim (V_F) 150mA'de 6.8V'dur ve toleransı ±0.1V'dur. Mutlak maksimum ileri akım 200mA DC'dir ve belirli koşullar altında (darbe genişliği ≤ 100µs, görev döngüsü ≤ 1/10) 300mA darbe ileri akımına (I_FP) izin verilir. Maksimum güç dağılımı 1360 mW'dır. Kritik bir termal parametre, eklemden lehim noktasına termal dirençtir (R_{th j-sp}) ve tipik değeri 17 °C/W'dır. Bu düşük termal direnç, EMC paketinin doğrudan bir faydasıdır ve LED ekleminden verimli ısı transferi sağlar.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Cihazı bu sınırların ötesinde çalıştırmak kalıcı hasara neden olabilir. Temel değerler şunları içerir: İleri Akım: 200 mA; Ters Gerilim: 5 V; Eklem Sıcaklığı: 115 °C; Çalışma Sıcaklığı Aralığı: -40 ila +85 °C; Depolama Sıcaklığı Aralığı: -40 ila +85 °C. Lehimleme sıcaklık profili, 230°C veya 260°C'yi 10 saniyeden fazla aşmamalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır.

3.1 Renk (CCT) Sınıflandırması

Ürün, CIE 1931 kromatiklik diyagramında eliptik bir sınıflandırma yapısı kullanır ve 2600K ila 7000K aralığı için Energy Star gerekliliklerine uygundur. Altı ana renk kodu tanımlanmıştır (örn., 27M5, 30M5...65M6), her birinin bir merkez koordinatı (x, y), yarı ana ekseni (a), yarı küçük ekseni (b) ve açısı (Φ) vardır. Renk koordinatları için ölçüm belirsizliği ±0.007'dir. Bu sıkı sınıflandırma, tek bir aydınlatma armatürü içinde minimum görünür renk farkı sağlar.

3.2 Işık Akısı Sınıflandırması

Her renk sınıfı içinde, LED'ler 150mA'deki ışık akısı çıkışlarına göre daha da sınıflandırılır. Birden fazla akı sıralaması tanımlanmıştır (örn., 2A, 2B, 2C, 2D, 2E), her biri belirli bir lümen aralığını kapsar (örn., 94-100 lm, 100-107 lm, vb.). Bu, tasarımcıların uygulamalarının kesin parlaklık gereksinimlerine uyan sınıfları seçmelerine olanak tanır.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

LED'ler ayrıca test akımındaki ileri gerilim düşüşlerine göre sınıflandırılır. Spesifik kod değerleri ve aralıkları veri sayfası tablosunda detaylandırılmış olsa da, bu sınıflandırma özellikle çoklu LED dizilerinde daha verimli ve tutarlı sürücü devreleri tasarlamaya yardımcı olur.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 IV Karakteristikleri ve Bağıl Işık Akısı

Şekil 3, ileri akım ile bağıl ışık akısı arasındaki ilişkiyi gösterir. Çıkış, maksimum derecelendirilmiş akıma kadar nispeten doğrusaldır, ancak tasarımcılar verimliliğin (lm/W) genellikle artan termal yük ve verim düşüşü nedeniyle daha yüksek akımlarda azaldığını not etmelidir. Şekil 4, sürücü tasarımı için uygun gerilim uyumunu sağlamak açısından temel olan ileri gerilim-akım eğrisini gösterir.

4.2 Sıcaklık Bağımlılığı

Şekil 6 ve 7, ortam sıcaklığının (T_a) performans üzerindeki etkilerini gösterir. Işık çıkışı, sıcaklık arttıkça azalır; bu tüm LED'lerin bir özelliğidir. Tersine, ileri gerilim sıcaklık arttıkça düşer. Şekil 5, kromatiklik koordinatlarının (CIE x, y) sıcaklıkla değişimini gösterir; bu, kararlı renk noktası gerektiren uygulamalar için çok önemlidir. Şekil 8 kritik bir tasarım grafiği sağlar: iki farklı termal direnç senaryosu (R_j-a=35°C/W ve 45°C/W) için maksimum izin verilen ileri akımın ortam sıcaklığına karşı grafiği. Bu grafik, gerçek dünya termal ortamlarında güvenli çalışma akımlarını belirlemek için hayati öneme sahiptir.

4.3 Spektral ve Açısal Dağılım

Şekil 1 tipik bir spektral güç dağılımını sunar, fosfor kaplamalı mavi pompa LED'ine özgü geniş fosfor dönüştürmeli beyaz ışık spektrumunu gösterir. Şekil 2, uzaysal yoğunluk dağılımını (görüş açısı deseni) tasvir eder ve 110 derecelik görüş açısıyla belirtilen Lambert benzeri geniş ışın desenini doğrular.

5. Uygulama Kılavuzları ve Tasarım Hususları

5.1 Termal Yönetim

Etkili soğutma, performans ve uzun ömür için çok önemlidir. Düşük R_{th j-sp} değerine rağmen, lehim noktasından ortam ortamına olan termal yol (R_{th sp-a}) uygun PCB tasarımı (termal geçiş delikleri, yeterli bakır alanı kullanarak) ve sistem seviyesinde soğutma ile minimize edilmelidir. Tahmini T_a ve sistem R_j-a.

değerlerine dayanarak çalışma akımını düşürmek için Şekil 8'e başvurun.

Kararlı ışık çıkışı ve renk için sabit akım sürücüsü şiddetle tavsiye edilir. Sürücü, Mutlak Maksimum Değerler dahilinde çalışacak şekilde tasarlanmalı, gerilim sınıflandırmasını ve sıcaklığın V_F üzerindeki etkilerini hesaba katmalıdır. Maksimum akıma yakın tasarımlar için, daha yüksek ışık çıkışı ile azalan verimlilik/ömür arasındaki dengeyi göz önünde bulundurun.

5.3 Optik Entegrasyon

110 derecelik görüş açısı, bu LED'leri ikincil optikler olmadan geniş, dağınık aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Yönlü aydınlatma için uygun lensler veya reflektörler seçilmelidir. Tutarlı renk ve akı sınıflandırması, çoklu LED dizilerinde tek tip görünüm sağlar.

6. Lehimleme ve Taşıma

Bileşen, standart kurşunsuz reflow lehimleme profilleriyle uyumludur. Tepe lehimleme sıcaklığı 230°C veya 260°C'yi aşmamalı, 217°C üzerindeki maruz kalma süresi 60 saniye ile ve tepe sıcaklıktaki süre 10 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Cihazın ESD dayanım gerilimi 1000V (İnsan Vücudu Modeli) olduğundan, taşıma sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemleri alınmalıdır.

7. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu serinin temel farklılaştırıcısı, 3030 orta güç form faktöründe EMC paketinin kullanılmasıdır. Standart plastik paketlere (PPA/PCT) kıyasla, EMC önemli ölçüde daha yüksek termal iletkenlik ve yüksek sıcaklık ile UV maruziyetine direnç sunar; bu da ürünün ömrü boyunca daha iyi lümen bakımı ve renk kararlılığı sağlar. Bu, LED'in tipik orta güç LED'lerden daha yüksek akımlarda (200mA'ya kadar) sürülmesine olanak tanır, böylece orta güç platformunun maliyet ve optik avantajlarını korurken daha yüksek güçlü cihazlara olan boşluğu kapatır.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Tipik çalışma noktasında gerçek güç tüketimi nedir?

C: I_F= 150mA ve V_F= 6.8V'de, tipik elektriksel güç 150mA * 6.8V = 1.02W'dır.

S: Projem için doğru CCT ve akı sınıfını nasıl seçerim?

C: İstenen atmosfere göre CCT'yi seçin (örn., 3000K sıcak beyaz, 4000K nötr beyaz, 6500K soğuk beyaz). LED başına hedef lümen çıkışına, sınıflandırma tablolarına ve ölçüm toleranslarına dayanarak bir akı sınıfı seçin. Tek tip diziler için hem renk hem de akı için tek bir sıkı sınıf belirtin.

S: Bu LED'i sürekli 200mA'de sürebilir miyim?

C: Evet, ancak yalnızca eklem sıcaklığı maksimum 115°C'nin oldukça altında tutulursa. Bu mükemmel termal yönetim gerektirir. Şekil 8'e başvurun; 85°C ortam sıcaklığında, R_j-a=45°C/W olan bir sistem için maksimum izin verilen akım yalnızca yaklaşık 89mA'dır. Bu nedenle, 200mA'de sürme yalnızca çok iyi soğutulmuş, düşük ortam sıcaklıklı ortamlarda mümkündür.

9. Tasarım ve Kullanım Örneği

Senaryo: 1200 lm LED Ampul Yedeği (A19) Tasarımı.

Hedef: 1200 lm, 2700K CCT, 120V AC giriş.

Tasarım Adımları:

1. LED Seçimi:T3C27821C-**AA modelini (2725K CCT) seçin. LED başına maksimum çıkış için yüksek ışık akısı sınıfı seçin (örn., 2D veya 2E).

2. Miktar Hesaplama:LED başına 115 lm (2D sınıfından tipik) varsayılarak, yaklaşık 1200 lm / 115 lm/LED ≈ 11 LED gereklidir.

3. Elektriksel Tasarım:11 LED'i seri bir dizide yapılandırın. 150mA'de toplam ileri gerilim ~11 * 6.8V = 74.8V olacaktır. Çıkışı 74.8V, 150mA ile uyumlu izole, sabit akımlı bir LED sürücüsü seçin.

4. Termal Tasarım:Toplam güç dağılımı ~1.02W/LED * 11 LED = 11.22W'dır. Önemli bir kısmı ısıdır. Ampul, LED lehim noktası sıcaklığını Şekil 8'deki düşürme eğrisinin altında tutmak ve uzun ömür ile kararlı ışık çıkışı sağlamak için bir alüminyum soğutucu veya benzerini içermelidir.

5. Optik Tasarım:Geniş 110 derecelik ışın açısı, çok yönlü ampul uygulamaları için yeterli olabilir. Birden fazla nokta kaynağını tek tip bir parıltıya dönüştürmek için bir difüzör kapağı kullanılır.

10. Teknik Prensipler ve Trendler

10.1 Çalışma Prensibi

Bu bir fosfor dönüştürmeli beyaz LED'dir. Temel yarı iletken eleman, mavi ışık yayan bir InGaN (İndiyum Galyum Nitrür) diyottur. Mavi ışığın bir kısmı, seryum katkılı itriyum alüminyum garnet (YAG:Ce) fosfor kaplaması tarafından absorbe edilir ve geniş spektrumlu sarı ışık olarak yeniden yayılır. Kalan mavi ışık ile dönüştürülmüş sarı ışığın kombinasyonu, beyaz ışık algısıyla sonuçlanır. Fosfor bileşimi ve kalınlığı ile kontrol edilen mavi ile sarı ışık oranı, İlişkili Renk Sıcaklığını (CCT) belirler.

10.2 Endüstri Trendleri

Orta güç LED segmenti, rekabetçi maliyet noktalarında daha yüksek verimlilik (lm/W) ve gelişmiş güvenilirliğe doğru evrimini sürdürmektedir. EMC ve diğer yüksek performanslı paket malzemelerinin (seramik ve termoplastikler gibi) benimsenmesi, daha yüksek sürücü akımlarına ve daha iyi lümen bakımına olanak tanıyan önemli bir trenddir. Ayrıca, kalite odaklı aydınlatma pazarlarının taleplerini karşılamak için daha yüksek Renksel Geriverim İndeksi (CRI) değerleri ve daha hassas renk tutarlılığı (daha sıkı sınıflandırma) için sürekli bir baskı vardır. Dahası, bu LED'lerin COB'lar (Chip-on-Board) veya esnek şeritler gibi standartlaştırılmış kartlara entegrasyonu, basitleştirilmiş montaj ve gelişmiş termal performans için yaygın bir uygulama trendidir.