SMD 5050 Yüksek Güçlü LED Veri Sayfası - Boyut 5.0x5.0mm - Maksimum Gerilim 6.0V - Güç 6.3W - Beyaz Işık Teknik Dokümanı

1. Ürün Genel Bakışı

5050 paketi, zorlu aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, aydınlatma sınıfı, yüksek güçlü bir LED çözümünü temsil eder. Küçük bir alan içinde yüksek ışık akısı ve verimlilik sunan kompakt bir yüzey montaj cihazıdır (SMD). Temel tasarım hedefi, tutarlı ve parlak beyaz ışığın gerekli olduğu çok çeşitli profesyonel ve genel aydınlatma kullanımları için uygun, güvenilir ve güçlü bir ışık kaynağı sağlamaktır.

1.1 Temel Avantajlar

Bu LED serisinin temel avantajları arasında, mükemmel ışık performansı sağlayan yüksek ışık şiddeti çıkışı yer alır. Geniş ve eşit aydınlatma sağlayan tipik 120 derecelik geniş bir görüş açısına sahiptir. Ürün, kurşunsuz (Pb-free) olarak üretilmiş olup, AB REACH düzenlemesine uyumludur ve halojensiz gereksinimlerini karşılar; özellikle Brom (Br) içeriği 900 ppm'in altında, Klor (Cl) içeriği 900 ppm'in altında ve bunların toplamı 1500 ppm'in altındadır. Bu, çevre bilincine sahip tasarımlar ve katı malzeme kısıtlamaları olan uygulamalar için uygun hale getirir.

1.2 Hedef Piyasalar ve Uygulamalar

Bu LED, çok yönlü aydınlatma uygulamaları için tasarlanmıştır. Birincil pazarları arasında renk kalitesi ve parlaklığın kritik olduğu dekoratif ve eğlence aydınlatması yer alır. Ayrıca, uygun fosforlarla birleştirildiğinde bitki büyüme spektrumlarını destekleyen tarım aydınlatması için de oldukça uygundur. Genel aydınlatma, iç ve dış mekan aydınlatmasını kapsayan önemli bir uygulama alanıdır. Özellikle, yüksek çıkış ve güvenilirliğin en önemli olduğu sokak lambaları, endüstriyel veya ticari alanlar için yüksek tavanlı ışıklar ve stadyum ışıkları gibi kamu aydınlatma altyapısını hedefler.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, LED'in performansını ve çalışma sınırlarını tanımlayan temel teknik parametrelerin ayrıntılı ve nesnel bir yorumunu sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Derecelendirmeler

Bu derecelendirmeler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya yakınında uzun süreli çalışma önerilmez. Mutlak maksimum derecelendirmeler, lehim noktası sıcaklığı (T_lehim) 25°C'de belirtilmiştir.

• İleri Akım (I_F):1050 mA (DC). Bu, uygulanabilecek maksimum sürekli akımdır.
• Güç Dağılımı (P_d):6300 mW (6.3 W). Bu, paketin dağıtabileceği maksimum güçtür.
• Darbe İleri Akımı (I_PF):2000 mA. Bu daha yüksek akım, yalnızca darbe koşulları altında izin verilir, sürekli çalışma için değil.
• Çalışma Sıcaklığı (T_çalışma):-35°C ila +105°C. Güvenilir çalışma için ortam sıcaklığı aralığı.
• Depolama Sıcaklığı (T_depo):-35°C ila +105°C. Cihazın güçsüz olduğu durumdaki güvenli sıcaklık aralığı.
• Termal Direnç (R_{th J-S}):2.5 °C/W (Jonksiyondan Lehim Noktasına). Daha düşük bir değer, LED çipinden (jonksiyon) karta daha iyi ısı transferini gösterir. Jonksiyon sıcaklık sınırı içinde kalmak için etkili termal yönetim kritik öneme sahiptir.
• Jonksiyon Sıcaklığı (T_j):125 °C (maksimum). Yarı iletken çipin kendisindeki sıcaklık, uzun ömür ve performansı sağlamak için bu sınırı aşmamalıdır.
• ESD Hassasiyeti:2000 V (İnsan Vücut Modeli). Cihaz elektrostatik deşarja karşı hassastır ve uygun işleme prosedürleri gerektirir.
• Lehimleme Sıcaklığı:Reflö lehimleme için, 260°C'lik bir tepe sıcaklığı 10 saniye olarak belirtilmiştir. El lehimlemesi için sınır, 350°C'de 3 saniyedir.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu karakteristikler, LED'in normal çalışma koşulları altındaki tipik performansını tanımlar, T_lehim= 25°C ve bir ileri akım (I_F) 180mA'de ölçülmüştür.

• Işık Akısı (Φ):Belirli ürün sınıfına bağlı olarak minimum 160 lm'den maksimum 255 lm'ye kadar değişir (Bkz. Bölüm 3). Tipik tolerans ±%11'dir.
• İleri Gerilim (V_F):180mA'de maksimum 6.0 V. Tipik tolerans ±0.1V'dir. Gerçek V_Fsınıfa ve bireysel birime göre değişecektir.
• Renksel Geriverim İndeksi (CRI veya R_a):Standart seri için minimum 70, toleransı ±2'dir. Daha yüksek CRI seçenekleri mevcuttur (Bkz. Bölüm 3.1).
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Tipik olarak 120 derece. Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısı olduğu tam açıdır.
• Ters Akım (I_R):Ters gerilimde (V_R) 5V'de maksimum 10 µA.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için, LED'ler temel parametrelere göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan parçaları seçmesine olanak tanır.

3.1 Renksel Geriverim İndeksi (CRI) Sınıflandırması

CRI, bir ışık kaynağının renkleri bir referans kaynağa kıyasla ne kadar doğal olarak yansıttığını gösterir. Parça numarasındaki tek harfli bir sembol, minimum CRI'yi belirtir. Örneğin, 'L' minimum CRI 70'e, 'K' 80'e ve 'H' veya 'R' 90'a karşılık gelir. 'R' sınıfı, yüksek kaliteli aydınlatma için önemli olan minimum R9 değeri (doymuş kırmızı) 50 ek gereksinimine sahiptir. CRI için tolerans ±2'dir.

3.2 İleri Akım İndeksi

Parça numarasındaki 'Z18' sembolü, test ve parametre belirleme için nominal ileri akımı gösterir, bu da 180mA'dir (I_F= 180mA).

3.3 İleri Gerilim İndeksi

'60' sembolü, grubun maksimum ileri gerilimini belirtir, bu da 6.0V'dir.

3.4 Işık Akısı Sınıflandırması

LED'ler, 180mA'deki minimum ışık akısı çıkışlarına göre sınıflandırılır. '160L15' veya '230L15' gibi sınıf kodu, akı aralığını belirtir. Örneğin, '230L15' minimum akının 230 lm olduğu ve sınıf genişliğinin 15 lm olduğu anlamına gelir (yani aralık 230-245 lm'dir). Toplam akı toleransı ±%11'dir.

3.5 İleri Gerilim Sınıflandırması

Gerilim de, sürücü tasarımına ve dizilerde akım eşleştirmesine yardımcı olmak için sınıflandırılır. Gruplar, '52B' gibi iki basamaklı bir kodla tanımlanır; burada '52' minimum gerilimi (5.2V) ve 'B' sınıf tanımlayıcısıdır. '52B' için aralık 5.2V ila 5.4V'dir. Diğer sınıflar arasında '54B' (5.4-5.6V), '56B' (5.6-5.8V) ve '58B' (5.8-6.0V) yer alır. Tolerans ±0.1V'dir.

3.6 Kromatiklik Koordinatı (Renk Sıcaklığı) Sınıflandırması

İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT), CIE 1931 diyagramındaki kromatiklik koordinatlarının (x, y) sınıflandırılmasıyla kontrol edilir. Veri sayfası, 1800K, 2200K ve 2700K (Sıcak Beyaz) ve 6500K'ye (Soğuk Beyaz) kadar diğerleri gibi farklı CCT'ler için ayrıntılı koordinat kutuları sağlar. Her CCT'nin, sıkı renk tutarlılığını sağlamak için birden fazla alt sınıfı vardır (örneğin, 18K-A, 18K-B). Örneğin, 1800K sınıfları için referans aralığı, seçilen belirli alt sınıfa bağlı olarak 1765K ile 1960K arasındadır.

4. Seri Üretim Listesi ve Parça Numarası Çözümlemesi

Seri üretimdeki standart ürünlerin bir listesi sağlanmıştır. Örneğin, parça numarasıXI5050EE/LKE-H5023060Z18/2Nşu şekilde çözümlenebilir:

• XI5050EE/LKE:Temel ürün ailesi (5050 SMD Yüksek Güçlü LED).
• H:Performans kodu öneki.
• 50:İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) kodu, 5000K'yi temsil eder.
• 230:Minimum ışık akısı kodu, 230 lm'yi temsil eder.
• 60:İleri gerilim indeksi (maks. 6.0V).
• Z18:İleri akım indeksi (180mA).
• /2N:Paket veya makara özelliği.

Bu nedenle, bu belirli parça, minimum akısı 230 lm, 180mA'de maksimum ileri gerilimi 6.0V ve CRI'si en az 70 olan (standart seri tarafından ima edilen) bir 5000K (nötr beyaz) LED'dir. Seri üretim tablosu, 1800K'den 6500K'ye kadar olan varyantları ve farklı test akımlarındaki (180mA, 640mA, 750mA) karşılık gelen minimum ve tipik akı değerlerini listeler.

5. Uygulama Tasarım Hususları

5.1 Termal Yönetim

Yüksek güç dağılımı (6.3W'a kadar) ve 125°C'lik kritik jonksiyon sıcaklık sınırı göz önüne alındığında, etkili termal yönetim en önemli tasarım yönüdür. Jonksiyondan lehim noktasına 2.5 °C/W'lik düşük termal direnç faydalıdır, ancak yeterli termal geçiş delikleri olan ve genellikle bir soğutucuya bağlantı gerektiren iyi tasarlanmış bir PCB gerektirir. Maksimum çalışma ortam sıcaklığı 105°C'dir, ancak yüksek ortam sıcaklıklarında termal düşürme nedeniyle gerçekleştirilebilir akım ve parlaklık daha düşük olacaktır.

5.2 Elektriksel Sürüş

Güvenilir çalışma için sabit akımlı bir sürücü zorunludur. Sürücü, istenen çalışma akımına (maksimum sürekli 1050 mA'ye kadar) ve kullanılan LED'lerin ileri gerilim sınıfına göre seçilmelidir. Seri bağlantılar için, dizinin toplam V_Fdikkate alınmalıdır. Cihaz ters gerilime karşı hassastır, önemli bir sızıntı olmadan önce maksimum 5V'dir; devreler ters öngerilime karşı korumalı olmalıdır.

5.3 ESD ve İşleme

2000V (HBM) ESD hassasiyet derecesi, işleme, montaj ve kurulum sırasında standart ESD önlemleri gerektirir. Topraklanmış çalışma istasyonları, bileklikler ve iletken kaplar kullanın.

5.4 Lehimleme Süreci

Lehimleme profiline kesinlikle uyun: reflö ile tepe sıcaklık 260°C'yi 10 saniyeden fazla geçmemelidir. Likidüs sıcaklığının üzerinde aşırı sürelerden kaçının. Onarım için, 350°C'de el lehimlemesi her ped için 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Bu sınırlar, iç die bağlantısına, tel bağlantılarına ve plastik pakete zarar gelmesini önler.

6. Performans Analizi ve Eğilimler

6.1 Işık Etkinliği

Açıkça lm/W olarak belirtilmemiş olsa da, etkinlik verilerden hesaplanabilir. 5000K, 230 lm min parça için 180mA'de ve tipik bir V_Fbelki 5.6V (güç = 1.008W) olduğunda, minimum etkinlik yaklaşık 228 lm/W'dir. 750mA gibi daha yüksek akımlarda, tipik akı 835 lm'dir. O akımdaki daha yüksek bir V_Fvarsayılırsa (örneğin, 6.2V, güç = 4.65W), tipik etkinlik yaklaşık 180 lm/W olurdu. Bu, bu aydınlatma sınıfı LED'in yüksek verimlilik doğasını gösterir, ancak artan termal ve elektriksel kayıplar nedeniyle etkinlik daha yüksek akımlarda azalır.

6.2 Renk Kalitesi ve Tutarlılık

90'a kadar CRI seçeneklerinin (R9 > 50 ile) ve sıkı kromatiklik sınıflandırmasının mevcudiyeti, profesyonel uygulamalarda yüksek kaliteli beyaz ışığa olan piyasa talebini yansıtır. Her CCT için çoklu sınıf yapısı, üreticilerin parti-parti tutarlılığın kritik olduğu mimari veya perakende aydınlatması gibi uygulamalar için çok sıkı renk eşleştirmeli ürünler sunmasına olanak tanır.

6.3 Uygulamaya Özel Optimizasyon

Geniş CCT aralığı (1800K-6500K), tasarımcıların ışığı belirli ortamlara göre uyarlamasına olanak tanır: sıcak beyaz (1800K-3000K) samimi veya dekoratif ortamlar için, nötr beyaz (3500K-5000K) genel ve ofis aydınlatması için, soğuk beyaz (5700K-6500K) ise görev aydınlatması veya gün ışığını simüle etmek için. Yüksek akı çıkışı, yenileme projelerinde geleneksel ışık kaynaklarının yerini almak veya yeni, verimli armatürler tasarlamak için uygun hale getirir.

7. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: 5050 paket boyutunun ana avantajı nedir?

C: 5.0mm x 5.0mm ayak izi, yüksek ışık çıkışı (nispeten büyük yayıcı alandan) ve kart alanı verimliliği arasında mükemmel bir denge sunar. Birçok armatür tasarımına uygun kompakt bir form faktörü korurken iyi termal dağılım sağlar.

S: Bu LED'i maksimum 1050mA akımında sürekli olarak sürebilir miyim?

C: Teknik olarak mümkün olsa da, mutlak maksimum derecelendirmede sürekli çalışma, güvenilir uzun vadeli performans için önerilmez. Pratik maksimum çalışma akımı daha düşük olacaktır ve jonksiyon sıcaklığının (T_j) güvenli bir şekilde 125°C'nin altında kalmasını sağlamak için sistemin termal tasarımı (PCB, soğutucu, ortam sıcaklığı) tarafından belirlenir. Bu alıntıda sağlanmamış olsa da, düşürme eğrileri bu tür tasarım için gereklidir.

S: Doğru CRI sınıfını nasıl seçerim?

C: Renk görünümünün kritik olduğu uygulamalar için (örneğin, perakende, müzeler, sanat galerileri, üst düzey konut), yüksek CRI sınıfını (80, 85, 90) seçin. 'R' sınıfı (CRI 90, R9>50) özellikle kırmızı tonları yansıtmak için iyidir. Maliyetin daha büyük bir faktör olduğu genel veya fayda aydınlatması için, standart CRI 70 sınıfı genellikle yeterlidir.

S: Görüş açısı neden 120 derece?

C: Geniş bir görüş açısı, geniş ve eşit aydınlatma sağladığı ve sert gölgeleri ve kamaşmayı azalttığı için birçok genel aydınlatma uygulaması için tercih edilir. Alan aydınlatması, downlight'lar ve geniş bir ışın demetine ihtiyaç duyulan, ikincil optik gerektirmeyen paneller için idealdir. Spot aydınlatması için, ışın demetini daraltmak için ikincil lensler kullanılır.

S: "Halojensiz" uyumluluğu ürünüm için ne anlama geliyor?

C: Bu, LED malzemelerinin brom ve klor bazlı alev geciktiricilere ilişkin kısıtlamalara uyduğu anlamına gelir. Bu, belirli çevre düzenlemelerini (IEC 61249-2-21 gibi) karşılamak, yangın durumunda toksik emisyonları azaltmak için önemlidir ve genellikle tüketici elektroniği, otomotiv ve diğer eko-etiket sertifikasyonlarında gereklidir.