3.1mm Dağınık Kırmızı LED Lamba Veri Sayfası - 3.1mm Çap - 2.4V İleri Gerilim - 75mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

Bu belge, delikli montajlı, dağınık lensli bir LED lamba için tam teknik özellikleri sağlar. Cihaz, güvenilir performans ve kolay montaj gerektiren genel amaçlı gösterge ve aydınlatma uygulamaları için tasarlanmıştır. Ana bileşen malzemesi, kırmızı ışık üretiminde yüksek verimliliği ve kararlılığı ile bilinen AlInGaP'dir (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit). Ürün, RoHS direktiflerine uygundur, bu da kurşun (Pb) gibi tehlikeli maddeler içermediğini gösterir.

Bu LED'in temel avantajları arasında, orta derecede aydınlatılmış ortamlarda bile iyi görünürlük sağlayan yüksek ışık şiddeti çıkışı bulunur. Düşük güç tüketimi özelliği, pil ile çalışan cihazlar veya enerji verimliliğinin öncelikli olduğu uygulamalar için uygun hale getirir. Cihaz, düşük akım gereksinimi nedeniyle entegre devrelerle uyumludur ve mikrodenetleyici GPIO pinlerinden veya uygun akım sınırlayıcı dirençlerle mantık çıkışlarından doğrudan sürülmesine olanak tanır. 3.1mm çapındaki paket, baskılı devre kartlarına (PCB) veya panellere montaj için çok yönlü bir form faktörü sunar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu değerler, 25°C ortam sıcaklığında (T_A) belirtilmiştir. Maksimum sürekli güç dağılımı 75 mW'dır. Darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) izin verilen tepe ileri akımı 90 mA'dır. Maksimum önerilen sürekli DC ileri akımı 30 mA'dır. 50°C'den yukarı doğru lineer olarak uygulanan 0.4 mA/°C'lık bir düşürme faktörü geçerlidir, bu da güvenli çalışma akımının sıcaklık arttıkça azaldığı anlamına gelir. Cihaz -40°C ila +100°C arasındaki bir ortam sıcaklığı aralığında çalışabilir ve -55°C ila +100°C sıcaklıklarda saklanabilir. Lehimleme için, LED gövdesinden 2.0 mm ölçüldüğünde, uçlar maksimum 5 saniye boyunca 260°C'ye dayanabilir.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Tipik çalışma özellikleri, T_A=25°C ve standart test koşulu olan 20 mA ileri akımında (I_F) ölçülür.

• Işık Şiddeti (I_V):Minimum 85 mcd'den maksimum 310 mcd'ye kadar değişir, tipik değer 240 mcd'dir. Bu ölçüm, CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir sensör ve filtre kullanır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):60 derece. Bu, ışık şiddetinin eksenel (eksen üzeri) değerinin yarısına düştüğü tam açıdır, ışığı yayan dağınık bir lensin karakteristiğidir.
• Tepe Emisyon Dalga Boyu (λ_P):632 nm. Bu, spektral güç dağılımının en yüksek olduğu dalga boyudur.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):617 nm'den 629 nm'ye kadar değişir, tipik değer 621 nm'dir. Bu, LED'in rengini (kırmızı) tanımlayan ve CIE renklilik diyagramından türetilen, insan gözü tarafından algılanan tek dalga boyudur.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):20 nm. Bu, spektral saflığı gösterir; daha küçük bir değer daha monokromatik bir ışık kaynağını gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):Tipik olarak 2.4 V, I_F=20mA'da maksimum 2.4 V'dur. Minimum 2.0 V'dur.
• Ters Akım (I_R):5V ters gerilim (V_R) uygulandığında maksimum 100 μA'dır. Cihazın ters çalışma için tasarlanmadığını not etmek kritik önem taşır; bu test koşulu yalnızca karakterizasyon içindir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak veya belirli uygulama ihtiyaçları için temel performans parametrelerine göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

LED'ler, 20mA'da milikandela (mcd) cinsinden ölçülen üç şiddet sınıfına ayrılır:

• EF Sınıfı:Minimum 85 mcd, Maksimum 140 mcd.
• GH Sınıfı:Minimum 140 mcd, Maksimum 240 mcd.
• J Sınıfı:Minimum 240 mcd, Maksimum 310 mcd.

Her sınıf limiti için tolerans ±%15'tir.

3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

LED'ler ayrıca renk tutarlılığını kontrol etmek için baskın dalga boylarına göre sınıflandırılır:

• H28 Sınıfı:617.0 nm ila 621.0 nm.
• H29 Sınıfı:621.0 nm ila 625.0 nm.
• H30 Sınıfı:625.0 nm ila 629.0 nm.

Her sınıf limiti için tolerans ±1 nm'dir. Şiddet ve dalga boyu için özel sınıf kodları tipik olarak paketleme üzerinde işaretlenir veya tedarikçiden temin edilebilir, böylece renk veya parlaklık açısından kritik uygulamalar için hassas seçim yapılabilir.

4. Performans Eğrisi Analizi

PDF tipik karakteristik eğrilere atıfta bulunsa da, sağlanan metin gerçek grafikleri içermez. Standart LED davranışı ve verilen parametrelere dayanarak, bu eğrilerin doğası çıkarılabilir.I-V (Akım-Gerilim) eğrisiüstel bir ilişki gösterir ve ileri gerilim, 20mA test akımında yaklaşık 2.0-2.4V'dur.Işık Şiddeti - İleri Akım (I_V-I_F) eğrisinormal çalışma aralığında genellikle lineerdir, bu da ışık çıkışının akımla doğru orantılı olduğunu gösterir.Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığıeğrisi negatif bir katsayı gösterir, yani bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık çıkışı azalır.Spektral Dağılımeğrisi, 632 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenmiş ve 20 nm yarı genişliğe sahip çan şeklinde bir eğri olacaktır, bu da kırmızı renk çıkışını tanımlar.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Cihaz, dağınık lensli 3.1mm çapında yuvarlak bir pakette bulunur. Ana boyutsal notlar şunları içerir: tüm boyutlar milimetre (inç) cinsindendir; aksi belirtilmedikçe standart tolerans ±0.25mm'dir; flanş altındaki reçinenin maksimum çıkıntısı 1.0mm'dir; ve uç aralığı, uçların paket gövdesinden çıktığı yerde ölçülür. Detaylı bir boyutlandırılmış çizim tipik olarak gövde çapını, lens şeklini, uç uzunluğunu ve uç çapını gösterir.

5.2 Polarite Tanımlama

Delikli LED'ler için polarite genellikle uç uzunluğu (daha uzun uç anot, pozitif) veya lens kenarında veya plastik flanşta düz bir nokta ile gösterilir. Katot (negatif) tipik olarak daha kısa uç veya düz noktanın olduğu taraf ile ilişkilendirilir.

5.3 Paketleme Spesifikasyonu

LED'ler anti-statik torbalarda paketlenir. Standart paketleme miktarları torba başına 1000, 500, 200 veya 100 adettir. Bu torbalardan on tanesi bir iç karton kutuya yerleştirilir, toplam 10.000 adet olur. Son olarak, sekiz iç karton kutu bir dış nakliye kutusuna paketlenir, bu da dış kutu başına toplam 80.000 adet ile sonuçlanır. Her nakliye partisinde, yalnızca son paketin tam bir paket olmayabileceği belirtilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Depolama Koşulları

LED'ler 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda saklanmalıdır. Orijinal nem bariyerli paketlerinden çıkarılırsa, üç ay içinde kullanılmaları önerilir. Orijinal torbanın dışında daha uzun süreli depolama için, nem emilimini önlemek için kurutuculu kapalı bir kapta veya nitrojen ortamlı bir kurutucuda saklanmalıdırlar.

6.2 Uç Şekillendirme

Uçların bükülmesi gerekiyorsa, bu normal oda sıcaklığında velehimlemeden önceyapılmalıdır. Bükme, LED lensinin tabanından en az 3mm uzaklıkta bir noktada yapılmalıdır. Bükme sırasında uç çerçevesinin tabanı dayanak noktası olarak kullanılmamalıdır, böylece epoksi sızdırmazlığı üzerindeki stres önlenir. PCB montajı sırasında minimum sıkıştırma kuvveti kullanılmalıdır.

6.3 Lehimleme Süreci

Bu delikli lamba tipi için, dalga lehimleme veya havya ile el lehimleme uygun işlemlerdir.Kızılötesi (IR) yeniden akış önerilmez.Epoksinin uçlara tırmanmasını ve termal hasarı önlemek için lens tabanından lehim noktasına kadar minimum 3mm boşluk korunmalıdır. LED lensi lehime daldırılmamalıdır.

Önerilen Lehimleme Koşulları:

• Lehim Havyası:Maksimum sıcaklık 350°C, maksimum lehimleme süresi uç başına 3 saniye (yalnızca bir kez).
• Dalga Lehimleme:Maksimum ön ısıtma sıcaklığı 60 saniyeye kadar 100°C. Maksimum lehim dalgası sıcaklığı 260°C, maksimum temas süresi 5 saniye.

Aşırı sıcaklık veya süre, lens deformasyonuna veya felaket arızasına neden olabilir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Amaçlanan Kullanım ve Uyarılar

Bu LED, ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev uygulamaları dahil olmak üzere sıradan elektronik ekipmanlar için tasarlanmıştır. Ön istişare ve nitelendirme olmadan, arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği güvenlik açısından kritik veya yüksek güvenilirlikli uygulamalarda (örneğin, havacılık, tıbbi yaşam desteği, ulaşım kontrolü) kullanılması önerilmez.

7.2 Sürücü Devre Tasarımı

LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Birden fazla LED'i paralel olarak sürerken tekdüze parlaklık sağlamak için, her LED ile seri olarakkesinlikle önerilirki ayrı bir akım sınırlayıcı direnç kullanılır (Devre Modeli A). LED'leri bir voltaj kaynağından doğrudan paralel olarak sürmek (Devre Modeli B) önerilmez, çünkü bireysel LED'ler arasındaki ileri gerilim (V_F) karakteristiğindeki küçük varyasyonlar, akım paylaşımında önemli farklılıklara ve dolayısıyla düzensiz parlaklığa neden olabilir. Seri direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (V_kaynak- V_F) / I_F, burada I_Fistenilen ileri akımdır (örneğin, 20mA).

7.3 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

Bu LED'ler elektrostatik deşarjdan kaynaklanan hasara karşı hassastır. Taşıma ve montaj sırasında önlemler alınmalıdır:

• Operatörler topraklanmış bileklik veya anti-statik eldiven giymelidir.
• Tüm ekipman, çalışma istasyonları ve depolama rafları uygun şekilde topraklanmalıdır.
• Plastik lens yüzeyinde birikebilecek statik yükü nötrleştirmek için bir iyonizer kullanın.

ESD hasarı, yüksek ters kaçak akımı, anormal derecede düşük ileri gerilim veya düşük akımlarda aydınlanmama şeklinde kendini gösterebilir.

8. Temizlik

Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, yalnızca izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Sert kimyasallar veya ultrasonik temizleme, epoksi lensi veya iç yapıyı hasara uğratabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Değerlendirmeler

GaAsP (Galyum Arsenit Fosfit) gibi eski teknolojilere kıyasla, bu AlInGaP cihazı önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar, bu da aynı giriş akımı için daha fazla parlaklık sağlar. Dağınık lens, şeffaf veya su berraklığında bir lense kıyasla daha geniş ve daha tekdüze bir görüş açısı sağlar, bu da çeşitli açılardan görülmesi gereken durum göstergeleri için idealdir. 3.1mm boyut, daha küçük 2mm veya 3mm LED'lere veya daha büyük 5mm ve 10mm tiplere kıyasla, ışık çıkışı ve kart alanı tüketimi arasında iyi bir denge sunan yaygın bir endüstri standardıdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

C: Tepe Dalga Boyu (λ_P=632nm), LED'in yaydığı ışık spektrumunun fiziksel tepe noktasıdır. Baskın Dalga Boyu (λ_d=~621nm), görsel rengi tanımlayan insan renk algısına (CIE şeması) dayalı hesaplanmış bir değerdir. Genellikle farklıdırlar.

S: Bu LED'i seri direnç olmadan sürebilir miyim?

C: Hayır. Bir LED'i doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamak muhtemelen aşırı akım akışına, aşırı ısınmaya ve anında arızaya neden olur. Akım regülasyonu için seri bir direnç zorunludur.

S: Neden bir sınıflandırma sistemi var?

C: Üretim varyasyonları performansta hafif farklılıklara neden olur. Sınıflandırma, LED'leri sıkı kontrollü parametrelere (parlaklık, renk) sahip gruplara ayırır, bu da tasarımcıların tutarlılık gerektiren uygulamalar için uygun sınıfı seçmelerine olanak tanır.

S: Mutlak Maksimum Değerleri aşarsam ne olur?

C: Bu limitlerin ötesinde çalışmak, kısa süreli bile olsa, azalmış ışık çıkışı, renk kayması veya tam arıza gibi geri dönüşü olmayan hasara neden olabilir. Tasarımda her zaman bir güvenlik payı bırakın.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Tüketici ses amplifikatörü için çoklu gösterge paneli tasarımı.Panel 10 kırmızı güç/durum göstergesi gerektirir. Tüm LED'lerin aynı parlaklık ve renge sahip olmasını sağlamak için, tasarımcı tedarikçiden aynı şiddet sınıfından (örneğin, GH sınıfı: 140-240 mcd) ve aynı dalga boyu sınıfından (örneğin, H29: 621-625 nm) LED'ler belirtir. Kartta 5V hat mevcuttur. Tipik V_F=2.4V ve hedef I_F=20mA kullanılarak seri direnç hesaplanır: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm. Standart 130Ω veya 150Ω direnç seçilir. Her LED, amplifikatörün mikrodenetleyicisinden bir transistör veya GPIO pini tarafından kontrol edilen 5V hattına bağlı kendi direncini alır. Montaj sırasında, teknisyenler ESD güvenli uygulamalar kullanır ve LED'leri uç başına 2 saniyeden az olmak üzere 320°C'de el ile lehimler, lens ile 3mm boşluğun korunduğundan emin olur.

12. Çalışma Prensibi

Bir LED yarı iletken bir diyottur. Bant aralığını aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede (bu durumda AlInGaP katmanı) yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme, fotonlar (ışık) şeklinde enerji salar. Spesifik malzeme bileşimi (AlInGaP), bant aralığı enerjisini belirler, bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) tanımlar—bu örnekte, kırmızı spektrumda. Dağınık epoksi lens, yayılan fotonların yönünü rastgele hale getiren saçılma parçacıkları içerir, bu da şeffaf bir lense kıyasla daha geniş, daha yumuşak bir ışın deseni oluşturur.

13. Teknoloji Trendleri

LED teknolojisindeki genel eğilim, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), gelişmiş renksel geriverim ve daha büyük güvenilirliğe doğrudur. Gösterge tipi LED'ler için küçültme devam etmektedir (örneğin, 1.6mm, 1.0mm paketler). Ayrıca, tüketici elektroniği ve otomotiv uygulamalarının taleplerini karşılamak için daha geniş ve daha tutarlı görüş açılarına ve daha sıkı sınıflandırma toleranslarına artan bir vurgu vardır. Dahası, sürdürülebilirlik için yapılan itici güç, yaşam döngüsü boyunca daha düşük çevresel etkiye sahip malzeme ve süreçleri teşvik etmektedir.