XI3030P Orta Güçlü SMD LED Veri Sayfası - 3.0x3.0mm - Maksimum 2.9V - 65mA - Beyaz Işık - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

XI3030P, PLCC-2 (Plastik Leaded Chip Carrier) paketlemesine sahip, yüzey montajlı (SMD) orta güçlü bir LED'dir. Üstten görünümlü beyaz ışık LED'i olarak tasarlanmış olup, yüksek ışık verimliliği, üstün renksel geriverim ve kompakt form faktörünü bir araya getirir. Temel tasarım hedefi, geniş bir aydınlatma uygulama yelpazesi için yüksek enerji verimliliği ve güvenilir performans sağlamaktır.

1.1 Temel Avantajlar

Bu LED paketlemenin başlıca avantajları şunlardır:

• Yüksek Işık Verimliliği:65mA ve 5000K renk sıcaklığında, tipik ışık verimi 225 lm/W'ye ulaşabilir, bu da enerji tüketimini azaltmaya yardımcı olur.
• Yüksek Renksel Geriverim İndeksi (CRI):En az 80 (Ra) renksel geriverim indeksi sağlar, 90'a kadar çıkan modeller mevcuttur, doğru ve hoş renk geriverimi garanti eder.
• Geniş Görüş Açısı:Tipik görüş açısı (2θ1/2) 120 derecedir, düzgün ve geniş bir aydınlatma sağlar.
• Kompakt Form Faktörü:Küçük 3.0mm x 3.0mm ayak izi, esnek ve yoğun PCB yerleşim tasarımına olanak tanır.
• Çevresel Uyumluluk:产品无铅，符合RoHS、欧盟REACH及无卤标准（Br<900ppm， Cl<900ppm， Br+Cl<1500ppm）。

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu LED, performans, verimlilik ve maliyet arasında denge gerektiren çeşitli aydınlatma uygulamaları için ideal bir çözümdür. Başlıca uygulama alanları şunlardır:

• Genel Aydınlatma:Konut, ticari ve endüstriyel ortam aydınlatma armatürleri için uygundur.
• Dekoratif ve Eğlence Aydınlatması:İyi renk kalitesi sayesinde, vurgu aydınlatması, mimari aydınlatma ve sahne aydınlatmasında kullanılabilir.
• Gösterge Işıkları ve Arka Aydınlatma:Arka aydınlatma, işaretleme ve durum göstergeleri için uygundur.
• Anahtar Gösterge Işığı:Aydınlatmalı anahtar ve kontrol panellerine entegre edilebilir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, spesifikasyon belgesinde tanımlanan kritik teknik parametrelerin detaylı ve objektif bir yorumunu sunar.

2.1 Optoelektronik Özellikler

Temel performans parametreleri standart test koşullarında tanımlanmıştır (lehim noktası sıcaklığı = 25°C, ileri akım IF = 65mA).

• Işık Akısı (Φ):Minimum ışık akısı ürün modeline göre değişir ve ilgili renk sıcaklığına (CCT) bağlı olarak 37 lm ile 39 lm arasında değişir. Uygulanabilir tolerans ±%11'dir.
• İleri yönlü voltaj (VF):Maksimum ileri yönlü voltaj 2.9V olarak belirlenmiştir, tipik tolerans ±0.1V'dir. Daha düşük VF, sistem verimliliğini artırmaya yardımcı olur.
• Renksel geriverim indeksi (CRI/Ra):Standart serinin minimum Ra değeri 80'dir ve tolerans ±2 içinde sıkı bir şekilde kontrol edilerek, farklı üretim partileri arasında renk kalitesi tutarlılığı sağlanır.
• Görüş Açısı (2θ1/2):Tipik değer 120 derecedir, bu geniş görüş açısı olarak kabul edilir ve yayılmış ışık dağılımı gerektiren uygulamalar için uygundur.
• Işık Verimliliği:65mA ve 5000K renk sıcaklığında ölçülen tipik ışık verimliliği 225 lm/W'dir. Bu, enerji verimliliğinin önemli bir göstergesidir.
• Ters Akım (IR):Ters voltaj (VR) 5V olduğunda, maksimum ters akım 50 µA'dır ve diyodun sızıntı karakteristiğini gösterir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek limitleri tanımlar. Çalışma her zaman bu limitler dahilinde olmalıdır.

• İleri Yön Akımı (IF):180 mA (sürekli).
• Tepe ileri yönlü akım (IFP):300 mA, sadece darbe koşullarında izin verilir (görev döngüsü 1/10, darbe genişliği 10 ms).
• Güç Tüketimi (Pd):580 mW.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklığı:-40°C ila +85°C (çalışma), -40°C ila +100°C (depolama).
• Termal Direnç (RθJ-S):Eklemden lehim noktasına termal direnç 21 °C/W'dir. Bu parametre termal yönetim tasarımı için kritik öneme sahiptir.
• Eklem Sıcaklığı (Tj):İzin verilen maksimum kavşak sıcaklığı 115°C'dir.
• Lehimleme Sıcaklığı:Reflow lehimleme: Maksimum 260°C, 10 saniye süreyle. El lehimleme: Maksimum 350°C, 3 saniye süreyle.

Önemli Not:Bu cihaz elektrostatik boşalmaya (ESD) karşı hassastır. Montaj ve işletim sırasında uygun ESD önleme tedbirlerine uyulmalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, elektriksel ve optik özelliklerin tutarlılığını sağlamak için kapsamlı bir sınıflandırma sistemi kullanır. Ürün numarası, sınıflandırma kodunu açıklar.

3.1 Ürün Numarası Kod Çözümü

Örnek: XI3030P/KKX-5M403929U6/2T

• XI3030P:Paket serisi ve boyutları (3.0mm x 3.0mm).
• KKX-5M:Dahili seri kodu.
• İlk 'XX' (40):İlgili renk sıcaklığını (CCT) temsil eder. '40' = 4000K.
• İkinci 'XX' (39):Minimum ışık akısı derecelendirme kodunu temsil eder. '39' = 39 lm (minimum değer).
• Üçüncü 'XX' (29):Maksimum ileri voltaj derecelendirme kodunu temsil eder. '29', maksimum VF değeri 2.9V'ye karşılık gelir.
• U6:İleri yönlü akım üssü, çalışma akımının 65mA olduğunu belirtir.
• 2T:Ek ürün model kodu.

3.2 Renksel Geriverim İndeksi (CRI) Sınıflandırması

Spesifikasyon belgesi, tek harfli sembolleri minimum CRI değerleriyle eşleştiren bir tablo sağlar:

• M: CRI 60, N: 65, L: 70, Q: 75, K: 80, P: 85, H: 90.

Standart üretim listesi, CRI değeri 80 (sembol K) olan modelleri içerir.

3.3 Işık Akısı Sınıflandırması

Işık akısı, CCT'ye göre sınıflandırılır. Örneğin:

• 3000K:Sınıflandırma kodu 37L2 (37-39 lm), 39L2 (39-41 lm), 41L2 (41-43 lm).
• 4000K/5000K/5700K:Sınıflandırma kodu 39L2 (39-41 lm), 41L2 (41-43 lm), 43L2 (43-45 lm).
• 6500K:Sınıflandırma kodu 38L2 (38-40 lm), 40L2 (40-42 lm), 42L2 (42-44 lm).

Tüm sınıflandırmalar nominal ışık akısı değerinde ±%11 toleransa sahiptir.

3.4 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

İleri yönlü gerilim, '2629' kodu altında gruplandırılmıştır ve üç alt sınıf içerir:

• 26A: 2.6V - 2.7V
• 27A: 2.7V - 2.8V
• 28A: 2.8V - 2.9V (Maksimum)

Bölümleme limitleri ±0.1V toleransına tabidir.

3.5 Kromatiklik Sınıflandırması (MacAdam Elipsi)

LED'in renk noktası (kromatik koordinatlar), renk tutarlılığını sağlamak için CIE 1931 diyagramındaki belirli bir elips içinde kontrol edilir.

• MacAdam 3 adım:Daha sıkı renk kontrolü, standart koşullar altında insan gözünün 3 adım elipsi içinde yer alan LED'ler arasındaki renk farkını neredeyse ayırt edemeyeceği anlamına gelir.
• MacAdam 5 Adım:Standart renk kontrolü, hafif renk değişimlerinin kabul edilebildiği çoğu genel aydınlatma uygulaması için uygundur.

Spesifikasyon belgesi, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K ve 6500K renk sıcaklıklarında, 3 adım ve 5 adım sınıflandırma için merkez koordinatlarını (Cx, Cy) ve elips parametrelerini (a, b, teta) sağlar. Kromatik koordinatlar için tolerans ±0.01'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Tipik eğri, LED'in farklı çalışma koşulları altındaki davranış özelliklerini ortaya koyar.

4.1 İleri Yönlü Gerilim vs. Kavşak Sıcaklığı (Şekil 1)

İleri gerilim (VF) negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir. Eklem sıcaklığı (Tj) 25°C'den 115°C'ye yükseldiğinde, VF yaklaşık 0.2V doğrusal olarak düşer. Bu özellik, sabit akım sürücü tasarımı ve termal kompanzasyon düşünceleri için çok önemlidir.

4.2 Bağıl Işık Şiddeti vs. İleri Yönlü Akım (Şekil 2)

Işık çıkışı akımla doğrusal olmayan bir ilişki gösterir. Çıkış akım arttıkça artmasına rağmen, ısıl etkiler ve verim düşüşü nedeniyle ışık verimliliği (lümen/watt) genellikle daha yüksek akımlarda azalır. Önerilen 65mA'de çalıştırmak, optimum ışık verimliliği ve ömrü sağlar.

4.3 Bağıl Işık Akısı vs. Eklem Sıcaklığı (Şekil 3)

Işık çıkışı, eklem sıcaklığı arttıkça azalır. Eğri, Tj 100°C iken bağıl ışık akısının, 25°C'deki değerinin yaklaşık %85'i olduğunu göstermektedir. Etkili termal yönetim (düşük RθJ-A), ışık çıkışını ve ömrü sürdürmek için çok önemlidir.

4.4 İleri Akım vs. İleri Voltaj (IV Eğrisi) (Şekil 4)

Bu grafik, diyot akımı ile voltajı arasındaki tipik üstel ilişkiyi göstermektedir. Bu, uygun sürüş yönteminin seçilmesi (LED'ler sabit akım ile sürülmelidir) için çok önemlidir.

4.5 Maksimum Sürme Akımı vs. Lehim Noktası Sıcaklığı (Şekil 5)

Bu azaltma eğrisi, izin verilen maksimum ileri akımın lehim noktası sıcaklığı arttıkça azaldığını göstermektedir. Bu, LED'in tüm çevre koşullarında Güvenli Çalışma Alanı (SOA) içinde çalışmasını sağlamak için kritik bir tasarım kuralıdır.

4.6 Radyasyon Deseni (Şekil 6)

Kutupsal grafik, 120° tipik görüş açısıyla geniş, Lambert benzeri bir yayılım paternini doğrulamaktadır. Geniş merkezi bölgede ışık şiddeti oldukça düzgündür.

4.7 Spektral Dağılım

Spektral güç dağılım grafiği (metinde ayrıntılı açıklanmamış ancak bahsedilmiştir), beyaz ışık fosfor dönüştürücülü LED'lerin karakteristiği olan, daha geniş bir mavi pompalı LED tepe noktası ile daha da geniş bir fosfor dönüştürülmüş sarı emisyon tepe noktası gösterecektir. Kesin şekil, CCT ve CRI'yi belirler.

5. Kaynak ve Montaj Kılavuzu

5.1 Reflow Kaynak Parametreleri

Bu LED, standart kızılötesi veya konveksiyon reflow prosesi ile uyumludur. Kritik parametre, 10 saniyeyi aşmamak kaydıyla 260°C'yi geçmemesi gereken pik lehimleme sıcaklığıdır. Standart kurşunsuz reflow profilinin (örneğin JEDEC J-STD-020) kullanılması önerilir. Plastik paketleme ve dahili çip montajına termal hasar vermemek için hassas kontrol gereklidir.

5.2 El Lehimleme

El ile lehimleme yapılması gerekiyorsa, havya ucunun sıcaklığı maksimum 350°C'de tutulmalı ve aşırı ısınmayı önlemek için her bir lehim pedi ile temas süresi 3 saniye veya daha kısa olmalıdır.

5.3 Depolama Koşulları

LED'ler, nem hassas cihaz olarak sınıflandırılıyorsa, orijinal nem koruma torbalarında, -40°C ile +100°C arasındaki ortam sıcaklığında ve düşük nemde saklanmalıdır. Uygulanabilirse, nem hassas cihazların (MSD) işlenmesine yönelik standart IPC/JEDEC kılavuzunu izleyin.

6. Uygulama Tasarımı Hususları

6.1 Sürücü Seçimi

Sabit akım sürücüsü gereklidir. Önerilen çalışma akımı 65mA'dır. Sürücü, gerekli seri voltaja (LED VF'lerinin toplamı) göre seçilmeli ve aşırı akım, aşırı voltaj ve açık/devre kısa devre koruması gibi uygun koruma işlevlerini içermelidir. Bazı hassas uygulamalarda, sürücünün geri besleme döngüsü tasarımı negatif VF sıcaklık katsayısını dikkate almalıdır.

6.2 Termal Yönetim

Eklemden lehim noktasına termal direnç (RθJ-S) 21°C/W olduğundan, özellikle maksimum değerlere yakın veya bu değerlerde çalışırken etkili ısı dağılımı gereklidir. PCB, ısıyı dağıtmak için yeterli termal geçiş deliğine ve LED termal pedine (paket içinde mevcutsa) bağlı bakır alanlara sahip olmalıdır. Maksimum 115°C eklem sıcaklığı aşılmamalıdır. Formül kullanın: Tj = Ts + (RθJ-S * Pd), burada Ts lehim noktası sıcaklığı, Pd ise güç tüketimidir (VF * IF).

6.3 Optik Tasarım

120° geniş görüş açısı, bu LED'i ikincil optik eleman gerektirmeyen, yayılmış ve homojen aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygun kılar. Odaklanmış bir ışın demeti için, LED'in yayılım modeline ve fiziksel boyutlarına uygun bir birincil optik eleman (lens veya reflektör) tasarlanmalıdır.

7. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Veri sayfasında diğer ürünlerle doğrudan yan yana bir karşılaştırma sunulmasa da, teknik özelliklerine dayanarak XI3030P'nin temel farklılaştırıcı özellikleri şunları içerir:

• Işık Verimliliği ve Renksel Geriverim Dengesi:CRI 80'de 225 lm/W tipik ışık verimliliğine ulaşarak iyi bir denge sunar; bazı rakipler daha düşük CRI'de daha yüksek verim veya tam tersini sunabilir.
• Kapsamlı Sınıflandırma:Detaylı ışık akısı, voltaj ve kromatiklik (3 adım/5 adım MacAdam elipsi) sınıflandırması, daha gevşek sınıflandırılmış ürünlerle karşılaştırıldığında daha sıkı sistem tasarımına izin verir ve çoklu LED armatürlerde daha iyi renk tutarlılığı sağlar.
• Sağlam Maksimum Derecelendirme:Nispeten yüksek maksimum jonksiyon sıcaklığı (115°C) ve güç tüketimi (580mW), termal olarak zorlu ortamlarda daha geniş bir güvenlik marjı ve tasarım esnekliği sağlar.
• Çevresel Uyumluluk:Modern çevre standartlarına tam uyum (RoHS, REACH, halojensiz) temel bir gerekliliktir, ancak açıkça bir özellik olarak listelenmiştir.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Q1: Bu LED'i daha yüksek çıkış için 150mA ile sürebilir miyim?
A: Hayır. Mutlak maksimum sürekli ileri akım 180mA'dir, ancak önerilen çalışma koşulu 65mA'dir. 150mA'de çalıştırmak, eklem sıcaklığını önemli ölçüde artırır, ışık verimliliğini düşürür, ışık azalmasını hızlandırır ve garanti geçersizliğine yol açabilir. Lütfen daima önerilen akım değerine göre tasarım yapın.

Q2: 3 adımlı ve 5 adımlı MacAdam elipsi sınıflandırması arasındaki fark nedir?
A: 3 adımlı elips daha sıkı renk kontrolünü temsil eder; çoğu gözlemci renk farkını neredeyse ayırt edemez. 5 adımlı elips biraz daha fazla renk değişimine izin verir, yan yana karşılaştırıldığında fark edilebilir, ancak birçok uygulama için kabul edilebilirdir. Seçim, nihai ürünün renk düzgünlüğü gereksinimlerine bağlıdır.

Q3: Gerekli soğutucu nasıl hesaplanır?
A: Hedef lehim noktası sıcaklığını (Ts) belirlemeniz gerekir. Tj'yi 115°C'nin altında güvenli bir değere (örneğin 105°C) ayarlamak için Tj = Ts + (RθJ-S * Pd) formülünü kullanın. Pd'yi VF * IF (örneğin 2.9V * 0.065A = 0.1885W) olarak hesaplayın. Ardından, Ts_max = Tj_max - (21°C/W * 0.1885W) ≈ 105°C - 4°C ≈ 101°C. PCB ve sistemin termal tasarımı, lehim noktası sıcaklığının bu hesaplanan Ts_max değerinin altında kalmasını sağlamalıdır.

Q4: Sabit voltajlı güç kaynağı uygun mudur?
A: Uygun değildir. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Sabit bir voltaj kaynağı altında, ileri voltajdaki küçük bir değişiklik (sıcaklık veya binning farklılıklarından dolayı) akımda büyük bir değişikliğe yol açarak termal kaçak ve arızaya neden olabilir. Lütfen daima sabit akım sürücüleri veya akım sınırlayıcı devreler kullanın.

9. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışmaları

Senaryo: Ofis ortamı aydınlatması için doğrusal bir LED armatür tasarımı.

• Gereksinimler:中性白光（4000K），良好的显色性（CRI >80），高效率，并在2米长度上实现均匀照明。
• Bileşen Seçimi:XI3030P/KKX-5M403929U6/2T seçildi, çünkü 4000K renk sıcaklığına, CRI 80'e ve yüksek ışık verimliliğine sahip.
• Termal Tasarım:Lambalar, 1-2 W/mK termal iletkenlik katsayısına sahip alüminyum tabanlı baskılı devre kartları (MCPCB) kullanır. Her LED'in güç tüketimi yaklaşık 0.19W olarak hesaplanmıştır. 100 adet LED, 2 metre uzunluğundaki bir alüminyum profil (ısı emici olarak) üzerine eşit şekilde dağıtılmıştır. Termal simülasyon, 25°C ortam sıcaklığında jonksiyon sıcaklığının 90°C'nin altında kaldığını doğrulamıştır.
• Elektrik Tasarımı:LED'ler 20'şerli seri diziler halinde bağlanmıştır (toplam maksimum VF yaklaşık 58V). Çıkışı 65mA, voltaj aralığı 58V'yi kapsayan sabit akım sürücü seçilmiştir. Aşırı voltaj koruması içerir.
• Optik Tasarım:LED'in 120° geniş ışık hüzmesi açısı, hesaplanan mesafeye yerleştirilmiş opak polikarbonat difüzör levhası ile birleştirilerek, ofis aydınlatma standartlarını karşılayan, görünür ışık lekesi olmayan gerekli düzgün aydınlatma sağlanmıştır.

10. Teknik Prensip Tanıtımı

XI3030P, fosfor dönüştürmeli beyaz bir LED'dir. Temel prensibi, ileri öngerilim altında mavi ışık yayan (elektrolüminesans) bir yarı iletken çip (genellikle indiyum galyum nitrür (InGaN)'den yapılır) içerir. Bu mavi ışığın bir kısmı, çip üzerine veya çevresine biriktirilmiş bir fosfor tabakası (örneğin YAG:Ce) tarafından kısmen emilir. Fosfor, mavi ışık fotonlarının bir kısmını, sarı ve kırmızı ışık bölgelerine geniş bir spektrumda aşağı dönüştürür. Kalan mavi ışık, fosforun yaydığı sarı/kırmızı ışıkla karışarak insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Mavi ve sarı ışığın kesin oranı ile fosfor bileşimi, yayılan beyaz ışığın ilişkili renk sıcaklığını (CCT) ve renksel geriverim indeksini (CRI) belirler.

11. Sektör Trendleri

XI3030P gibi paketlerle temsil edilen orta güçlü LED alanı sürekli gelişmektedir. Nesnel sektör eğilimleri şunları içerir:

• Işık Verimliliğinin Artırılması:Mavi LED çipinin iç kuantum verimliliği (IQE), fosfor dönüşüm verimliliği ve paketleme ışık çıkarma verimliliğindeki sürekli iyileştirmeler, ışık verimliliğinin artmaya devam etmesini sağlamaktadır.
• Renk Kalitesinde İyileştirme:Özellikle ticari ve perakende aydınlatma alanlarında, daha yüksek CRI (90+) ve geliştirilmiş renk tutarlılığına (daha sıkı MacAdam elipsleri) yönelik talep giderek artmaktadır.
• Güvenilirlik ve Ömür İyileştirme:Paketleme malzemelerinin (kalıp bileşiği, substrat) ve üretim süreçlerinin gelişimi, ışık azalmasını azaltmayı ve çalışma ömrünü (L90) artırmayı amaçlamaktadır.
• Küçültme ve Entegrasyon:3030 standart boyut olsa da, eğilim daha küçük paket boyutlarına doğru ilerlerken, oldukça iyi veya daha iyi performansı korumak ve birden fazla LED ile sürücüyü entegre eden modüllere yönelmektir.
• Akıllı ve Ayarlanabilir Aydınlatma:LED'lerin kontrol elektroniği ile entegrasyonu, karartma, renk sıcaklığı ayarı (CCT ayarlanabilir) ve IoT tabanlı aydınlatma sistemleri için bağlantı işlevlerini sağlamak amacıyla giderek artmaktadır.

XI3030P, dengeli performansı ve uyumluluğu sayesinde, daha verimli, güvenilir ve akıllı katı hal aydınlatma çözümlerine doğru ilerleyen bu daha geniş eğilim içinde konumlanmaktadır.