HPL3535CZ12 Serisi SMD Yüksek Güçlü LED Veri Sayfası - 3.5x3.5mm Seramik Paket - 2.5-3.3V İleri Gerilim - 350mA-1200mA Sürücü Akımı - Beyaz LED

1. Ürün Genel Bakışı

HPL3535CZ12 Serisi, zorlu aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış bir yüzey montajlı yüksek güçlü LED cihazıdır. Yüksek ışık çıkışını kompakt bir seramik paketle birleştirerek, modern katı hal aydınlatma tasarımları için çok yönlü bir bileşen sunar. Önemli bir özelliği, elektriksel olarak yalıtılmış termal pedidir; bu, PCB tasarımında daha fazla esneklik sağlayarak termal yönetimi ve elektriksel yerleşimi basitleştirir. Bu seri, genel, ticari ve özel aydınlatmanın sıkı gereksinimlerini karşılayabilen sağlam bir çözüm olarak konumlandırılmıştır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in birincil avantajları, güvenilirliği ve termal performansı artıran küçük seramik SMD form faktörü ve 350mA'de 204 lümen tipik ışık akısıdır. RoHS, EU REACH ve halojensiz standartlarına uyumludur, çevresel ve düzenleyici uyumluluğu garanti eder. Hedef pazarlar çeşitlidir ve şunları kapsar:Dekoratif ve Eğlence Aydınlatması, Sinyal ve Sembol AydınlatmasıveTarım Aydınlatması. Performans özellikleri, güvenilir bir pakette tutarlı, parlak ve verimli ışık çıkışı gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin ayrıntılı, nesnel bir yorumunu sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihaz, termal pedin 25°C'de tutulması şartıyla maksimum 2000 mA sürekli ileri akıma (I_F) dayanıklıdır. Bu, performans düşüşünü veya arızayı önlemek için gerçek dünya uygulamalarında etkili bir soğutmanın kritik önemini vurgular. Tepe darbe akımı değeri, 1/10 görev döngüsü ve 1 kHz'de 2400 mA'dır. Maksimum eklem sıcaklığı (T_J) 150°C'dir ve bu, yarı iletken çip için nihai sınırdır. Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +105°C arasında belirtilmiştir, bu da zorlu ortamlar için uygun olduğunu gösterir. LED'in kendisi için düşük bir termal direnç (R_th) 3°C/W olarak belirtilmiştir; bu, güç dağılımı için mükemmeldir ancak bunun eklemden pede direnç olduğunu unutmayın; sistem termal direnci daha yüksek olacaktır. Cihaz maksimum 260°C lehimleme sıcaklığına dayanabilir ve maksimum 2 yeniden akış döngüsü için derecelendirilmiştir; bu, bu tür bileşenler için standart bir derecelendirmedir.

2.2 Fotometrik Özellikler

Veri sayfası, farklı İlişkili Renk Sıcaklıkları (CCT) için ayrıntılı ışık akısı verileri sağlar: 3000K, 4000K, 5000K, 5700K ve 6500K, tümü 70 Renksel Geriverim İndeksi (CRI) ile. 350mA ve 25°C eklem sıcaklığındaki tipik akı, 194 lm (3000K) ile 204 lm (5000K, 5700K, 6500K) arasında değişir. Kritik olarak, veriler yükseltilmiş 85°C eklem sıcaklığında ve daha yüksek sürücü akımlarında (700mA, 1000mA, 1200mA) performansı içerir. Örneğin, 5000K varyantının tipik akısı, 204 lm'den (350mA, 25°C) 184 lm'ye (350mA, 85°C) düşer; bu, sıcaklığın ışık çıkışı üzerindeki olumsuz etkisini gösterir. 1200mA ve 85°C'de tipik çıkış 536 lm'dir, ancak verimlilik (vat başına lümen) daha düşük akımlara kıyasla azalır. Tüm radyometrik güç ölçümlerinin ±%10'luk bir toleransı belirtilmiştir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, aydınlatma tasarımlarında tutarlılığı sağlamak için birden fazla parametreye göre sınıflandırılır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

Beyaz LED'ler, 20 lümen artışlarla ışık akısı sınıflarına ayrılır. Mevcut sınıflar: 170L20 (170-190 lm), 190L20 (190-210 lm), 210L20 (210-230 lm) ve 230L20 (230-250 lm). Bu sınıflar, 350mA standart test koşulunda tanımlanır.

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim (V_F), 350mA'de ölçülmek üzere yaklaşık 0.2V adımlarla sınıflandırılır. Sınıflar şunlardır: U1 (2.5-2.7V), U2 (2.7-2.9V), U3 (2.9-3.1V), U4 (3.1-3.2V) ve U5 (3.2-3.3V). Daha düşük birV_Fsınıfı, aynı akım için biraz daha düşük güç tüketimine ve daha az ısı üretimine yol açabilir.

3.3 Beyaz Renk (CCT) Sınıf Yapısı

Beyaz ışık çıkışı, titizlikle Sıcak Beyaz (2580K-3710K), Nötr Beyaz (3710K-4745K) ve Soğuk Beyaz (4745K-7050K) gruplarına ayrılır. Soğuk Beyaz grubu içinde, 5000K, 5700K ve 6500K CCT'ler için spesifik sınıflar tanımlanmıştır; her biri dört alt sınıfa (örn. 50K-1, 50K-2, 50K-3, 50K-4) sahiptir. Her alt sınıf, CIE 1931 renklilik diyagramında dört (x, y) koordinat çifti ile belirtilen dörtgen bir alanla tanımlanır. Bu hassas sınıflandırma, tasarımcıların çok sıkı renk tutarlılığına sahip LED'leri seçmesine olanak tanır; bu, tekdüze görünümün esas olduğu uygulamalar için kritiktir. Renklilik koordinatı ölçüm toleransı ±0.01'dir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan PDF alıntısı grafiksel performans eğrileri içermese de, tablo verileri temel ilişkilerin kritik analizine olanak tanır.

4.1 Akım vs. Işık Akısı (L-I İlişkisi)

Veri tabloları, sürücü akımı ile ışık çıkışı arasında doğrusal olmayan bir ilişki olduğunu açıkça göstermektedir. Akımın 350mA'den 1200mA'ye (3.43 kat artış) çıkarılması, 85°C'deki 5000K LED için akıda ~204 lm'den ~536 lm'ye (~2.63 kat artış) bir artışa neden olur. Bu doğrusal altı ölçeklendirme, daha yüksek akımlarda verimliliğin azaldığını gösterir; bu, esas olarak artan eklem sıcaklığından ve LED yarı iletkenlerinde doğal olarak bulunan verimlilik düşüşünden kaynaklanır.

4.2 Sıcaklık vs. Işık Akısı (T-I İlişkisi)

Sıcaklığın olumsuz etkisi açıkça görülmektedir. Aynı 5000K LED için 350mA'de, eklem sıcaklığının 25°C'den 85°C'ye çıkarılması, tipik ışık akısının 204 lm'den 184 lm'ye düşmesine neden olur; bu yaklaşık %10'luk bir azalmadır. Bu termal derecelendirme, ürünün ömrü ve çalışma koşulları boyunca tutarlı ışık çıkışını sağlamak için nihai ürünün termal tasarımında hesaba katılmalıdır.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

Cihaz seramik SMD paketi kullanır. "HPL3535CZ12" seri adı, yaklaşık 3.5mm x 3.5mm'lik bir paket boyutunu gösterir. Seramik paketler, özellikle yüksek güçlü çalışma ve termal döngüler altında, plastik paketlere kıyasla üstün termal iletkenlik ve uzun vadeli güvenilirlik sunar. Genel bakışta belirtildiği gibi, elektriksel olarak yalıtılmış bir termal pedin varlığı önemli bir özelliktir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Cihazın JEDEC standardına göre Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 3'tür. Bu, paketlenmiş LED'lerin ≤30°C/%85 RH ortam koşullarına 168 saatten (7 gün) fazla maruz kaldıysa, lehimlemeden önce kurutulması (ısıtılması) gerektiği anlamına gelir. Kurutma (bekletme) gereksinimi 85°C/%85 RH'de 168 saattir. Yeniden akış lehimleme işlemi sırasında "patlamayı" veya iç hasarı önlemek için bu koşullara uyulması kritiktir. İzin verilen maksimum lehimleme sıcaklığı 260°C'dir ve bileşen maksimum 2 yeniden akış döngüsü için derecelendirilmiştir; bu, kurşunsuz lehimleme işlemleri için tipiktir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Dekoratif ve Eğlence Aydınlatması:Yüksek parlaklığı ve mevcut renk sıcaklıkları nedeniyle mimari vurgu aydınlatması, sahne aydınlatması ve atmosfer aydınlatması için idealdir.
• Sinyal ve Sembol Aydınlatması:Güvenilirliğin ve tutarlı rengin çok önemli olduğu çıkış işaretleri, trafik sinyalleri ve gösterge ışıkları için uygundur.
• Tarım Aydınlatması:Bahçecilik aydınlatma sistemlerinde, özellikle vejetatif büyüme için mavi spektrumu tamamlayabilen daha yüksek CCT varyantlarında (5000K-6500K) kullanılabilir.

7.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Düşük 3°C/W termal direnç, ısının termal pedden PCB'ye ve ardından ortama verimli bir şekilde aktarılması durumunda etkilidir. Özellikle 700mA üzerinde çalışırken, metal çekirdekli PCB (MCPCB) veya özel bir soğutucu kullanılması şiddetle tavsiye edilir.
• Akım Sürücüsü:Kararlı çalışma için sabit akımlı bir LED sürücü kullanın. LED 2000mA'ye kadar dayanabilse de, optimal verimlilik ve uzun ömür için ayrıntılı tablolara göre 1200mA veya altında çalıştırılması tavsiye edilir.
• Optik Tasarım:Tipik görüş açısı 120°'dir. Spot veya yönlü aydınlatma uygulamaları için istenen ışın desenlerini elde etmek için ikincil optikler (lensler, reflektörler) gerekebilir.
• Sınıf Seçimi:Renk tutarlılığı gerektiren uygulamalar (örn. panel aydınlatması) için sıkı CCT ve akı sınıflarını belirtin. Maliyetin daha yüksek öncelik olduğu uygulamalarda, daha geniş sınıflar kabul edilebilir olabilir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart orta güçlü LED'lerle karşılaştırıldığında, HPL3535CZ12 Serisi paket başına önemli ölçüde daha yüksek ışık akısı sunarak, belirli bir ışık çıkışı için gereken bileşen sayısını azaltır. Seramik yapı, plastik paketli yüksek güçlü LED'lerden önemli bir farklılaşma sağlayarak termal strese karşı daha iyi direnç ve yüksek çalışma sıcaklıklarında potansiyel olarak daha uzun ömür sunar. Elektriksel olarak yalıtılmış termal ped, başka bir rekabet avantajıdır; yalıtımsız paketler için genellikle gereken soğutucunun elektriksel olarak yalıtılması ihtiyacını ortadan kaldırarak PCB tasarımını basitleştirir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'in gerçek güç tüketimi nedir?
C: Güç (W) = İleri Akım (A) x İleri Gerilim (V). Örneğin, 1000mA (1A) ve tipikV_F3.0V (U3 sınıfından) ile güç yaklaşık 3.0W'dır.

S: Eklem sıcaklığı arttığında neden ışık akısı azalır?
C: Bu, LED yarı iletkenlerinin temel bir özelliğidir. Daha yüksek sıcaklıklar, çip içindeki radyasyon yapmayan yeniden birleşme oranlarını artırarak iç kuantum verimliliğini ve dolayısıyla belirli bir akım için ışık çıkışını azaltır.

S: 1000 lümenlik bir ışık kaynağı için kaç tane bu LED'e ihtiyacım var?
C: 350mA ve 85°C'de, bir 5000K LED ~184 lm üretir. Bu nedenle, optik kayıpları hesaba katmadan 1000 lm elde etmek için yaklaşık 6 LED'e (1000/184 ≈ 5.43) ihtiyacınız olacaktır. Daha yüksek bir akımda (örn. 700mA) sürmek daha az LED gerektirir ancak daha sıkı termal yönetim gerektirir.

S: "Nem Duyarlılık Seviyesi 3" üretim sürecim için ne anlama geliyor?
C: Bu, bileşenlerin nem emilimine duyarlı olduğu anlamına gelir. Fabrika paketi açılırsa ve ≤ 30°C/%85 RH'de saklanırsa, lehimlemeyi tamamlamak için 168 saatiniz (7 gün) vardır. Bu süre aşılırsa, bileşenler güvenli bir şekilde yeniden akış lehimlenmeden önce nemi gidermek için 85°C/%85 RH'de 168 saat kurutulmalıdır.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Yüksek Tavanlı Endüstriyel Aydınlatma Armatürü Tasarımı
Bir tasarımcı, bir depo için 10.000 lümenlik yüksek tavanlı bir ışık oluşturmak istiyor. Sistem seviyesinde 150 lm/W verimlilik hedefleyerek, yaklaşık 67 watt LED gücüne ihtiyaç duyuyor. 700mA ve 85°C'de sürülen 5000K varyantını seçerek (tipik akı 341 lm), yaklaşık 30 LED'e (10000/341) ihtiyaç duyacaktır. Toplam LED ileri gerilimi yaklaşık 90V (30 LED * ~3V her biri) olacaktır; bu, seri-paralel veya yüksek gerilimli sabit akımlı bir sürücü topolojisini önerir. Kritik görev termal yönetimdir: 30 LED ~90W dağıtırken (LED başına 3W varsayılarak), beklenen ışık çıkışını elde etmek ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için eklem sıcaklığını mümkün olduğunca 85°C'ye yakın tutmak için büyük, kanatlı bir alüminyum soğutucu ve metal çekirdekli bir PCB esastır.

11. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Işık Yayan Diyotlar (LED'ler), elektrolüminesans yoluyla ışık yayan yarı iletken cihazlardır. P-n eklemine ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Beyaz LED'lerde kullanılanlar gibi (tipik olarak İndiyum Galyum Nitrür, InGaN tabanlı) doğrudan bant aralıklı bir yarı iletkende, bu yeniden birleşme enerjisinin bir kısmı foton (ışık) olarak salınır. Beyaz ışık, genellikle fosfor tabakası ile kaplanmış mavi ışık yayan bir LED çipi kullanılarak üretilir. Fosfor, mavi ışığın bir kısmını emer ve daha geniş bir sarı ışık spektrumu olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve fosforla dönüştürülen sarı ışığın kombinasyonu, insan gözüne beyaz görünür. İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT), fosfor bileşimi değiştirilerek ayarlanır.

12. Teknoloji Trendleri

Katı hal aydınlatma endüstrisi, daha yüksek verimlilik (vat başına lümen), gelişmiş renk kalitesi (daha yüksek CRI ve kırmızı renk için daha iyi R9 değerleri) ve daha büyük güvenilirliğe doğru evrimini sürdürmektedir. Yüksek güçlü LED'lerde, termal direnci ve paket boyutunu daha da azaltan çip ölçekli paketler (CSP) ve flip-chip tasarımlarına yönelik bir eğilim vardır. HPL3535CZ12 gibi seramik paketli LED'ler için, devam eden gelişmeler, daha yüksek verimlilik ve ışın açısı boyunca daha iyi renk tutarlılığı için fosforu optimize etmeye ve çipten ve paketten ışık çıkarma verimliliğini artırmaya odaklanmaktadır. Ayrıca, son ürün tasarımını basitleştirmek için sürücü elektroniği ve optiklerin modül seviyesinde artan bir entegrasyonu vardır.