T-1-3-4-Kehrübarsı LED Teknik Veri Sayfası - Delikli LED Lamba - Gerilim 2.4V - Güç 75mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı, delikli montajlı bir LED lambanın eksiksiz teknik özelliklerini sağlar. Cihaz, mükemmel ışık çıkışı ve enerji verimliliği ile güvenilir, görünür gösterge aydınlatması gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Ana işlevi, çeşitli elektronik ekipmanlarda durum göstergesi, arka aydınlatma veya genel amaçlı aydınlatma kaynağı olarak hizmet etmektir.

Bu bileşenin temel avantajları, iyi aydınlatılmış ortamlarda bile mükemmel görünürlük sağlayan yüksek ışık şiddeti çıkışını içerir. Düşük güç tüketimi özelliği, pil ile çalışan veya enerjiye duyarlı uygulamalar için uygun olmasını sağlar. Cihaz oldukça verimlidir, elektrik enerjisini minimum atık ısı ile ışığa dönüştürür. Çok yönlü montaj kabiliyeti, baskılı devre kartları (PCB) veya paneller üzerine kolay kurulum sağlar. Ayrıca, IC uyumludur ve yalnızca düşük sürücü akımları gerektirir, bu da devre tasarımını basitleştirir. Bileşen, popüler T-1 3/4 paket çapını kullanır, bu da standart PCB düzenleri ve üretim süreçleri ile geniş uyumluluk sağlar.

Bu LED'in hedef pazarı, tüketici elektroniği, endüstriyel kontrol panelleri, otomotiv iç aydınlatması, enstrümantasyon ve dayanıklı, parlak ve verimli bir gösterge ışığı gerektiren herhangi bir uygulamayı içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu değerler, ortam sıcaklığı (T_A) 25°C'de belirtilmiştir ve herhangi bir çalışma koşulunda aşılmamalıdır.

• Güç Dağılımı (P_D):75 mW. Bu, cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır. Bu limitin aşılması, termal kaçak ve arıza riski taşır.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):60 mA. Bu, 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile tanımlanan, darbe koşulları altında izin verilen maksimum akımdır. Sürekli akım değerinden önemli ölçüde yüksektir, kısa süreli yüksek parlaklık sinyallemesine izin verir.
• Sürekli İleri Akımı (I_F):30 mA. Bu, LED'in performansını veya ömrünü bozmadan sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akımdır.
• Değer Düşürme Faktörü:50°C'den itibaren 0.4 mA/°C ile doğrusal. 50°C'nin üzerindeki ortam sıcaklıkları için, izin verilen maksimum sürekli ileri akım azaltılmalıdır. Örneğin, 70°C'de maksimum I_F30 mA - [0.4 mA/°C * (70°C - 50°C)] = 22 mA olacaktır.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Bu değerden büyük bir ters gerilim uygulamak, LED bağlantısında ani ve felaket bir arızaya neden olabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C. Cihazın bu ortam sıcaklığı aralığında çalışacağı garanti edilir.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-55°C ila +100°C. Cihaz bu sınırlar içinde bozulmadan saklanabilir.
• Bacak Lehimleme Sıcaklığı:LED gövdesinden 1.6mm (0.063") ölçüldüğünde 5 saniye için 260°C. Bu, el veya dalga lehimleme işlemleri için kabul edilebilir termal profili tanımlar.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Elektriksel ve optik özellikler, T_A=25°C'de ölçülür ve cihazın normal çalışma koşulları altındaki tipik performansını tanımlar. Bunlar, devre tasarımı ve performans beklentisi için anahtar parametrelerdir.

• Işık Şiddeti (I_V):Minimum 180 mcd, I_F= 20 mA'de tipik 700 mcd. Bu, insan gözü tarafından algılanan LED parlaklığının bir ölçüsüdür ve CIE fotopik tepki eğrisiyle eşleşecek şekilde filtrelenmiş bir sensör kullanılarak ölçülür. Geniş aralık, bir sınıflandırma işlemini gösterir; belirli bir birim için özel şiddet, ambalajında işaretlenir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):30 derece. Bu, ışık şiddetinin eksen üzerinde ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 30 derecelik bir açı, nispeten odaklanmış bir ışın demeti gösterir ve yönlendirilmiş gösterge uygulamaları için uygundur.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):595 nm. Bu, LED'in spektral güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur. Görünür spektrumun kehrübarsı-sarı bölgesi içinde yer alır.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):592 nm. CIE renklilik diyagramından türetilmiştir, LED ışığının algılanan rengini en iyi temsil eden tek dalga boyudur. Tepe dalga boyuna çok yakındır, saf bir kehrübarsı-sarı rengi doğrular.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):15 nm. Bu parametre, yayılan ışığın spektral saflığını veya bant genişliğini gösterir. 15 nm değeri, AlInGaP tabanlı LED'ler için tipiktir ve doymuş bir renkle sonuçlanır.
• İleri Gerilim (V_F):I_F= 20 mA'de tipik 2.4 V, maksimum 2.4 V. Bu, LED çalışırken üzerindeki gerilim düşüşüdür. LED ile seri olarak bağlanan akım sınırlayıcı direncin tasarımı için çok önemlidir. Veri sayfası minimum 2.05V gösterir, ancak tipik/maksimum 2.4V olarak verilmiştir, bu da bu değer etrafında sıkı bir dağılım olduğunu gösterir.
• Ters Akım (I_R):V_R= 5 V'da maksimum 100 µA. Bu, LED maksimum değeri içinde ters öngerilimli olduğunda akan küçük sızıntı akımıdır.
• Kapasitans (C):V_F= 0V, f = 1 MHz'de 40 pF. Bu, yüksek frekanslı anahtarlama uygulamalarında ilgili olabilen bağlantı kapasitansıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, öncelikle ışık şiddeti için bir sınıflandırma sistemi kullanımını ima eder. Not 3 şunu belirtir: "I_vsınıflandırma kodu her paketleme torbasında işaretlenmiştir." Bu, üretilen LED'lerin ölçülen ışık şiddetine göre test edildiğini ve sınıflandırıldığını (gruplandırıldığını) gösterir. Şartname, 180 mcd (minimum) ila 700 mcd (tipik) arasında bir aralık listeler. Birimler, belirli şiddet gruplarına (örn., 180-250 mcd, 250-350 mcd, vb.) ayrılır ve grup kodu ambalaj üzerine basılır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklığa sahip LED'ler seçmelerine olanak tanır. Bu belgede dalga boyu veya ileri gerilim için açıkça detaylandırılmamış olsa da, bu tür parametreler de renk ve elektriksel tutarlılığı sağlamak için LED üretiminde yaygın olarak sınıflandırılır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfasının son sayfası "Tipik Elektriksel / Optik Özellikler Eğrileri"ne ayrılmıştır. Metin içeriğinde spesifik eğriler sağlanmamış olsa da, standart LED veri sayfaları tipik olarak, değişen koşullar altında cihaz davranışını anlamak için kritik olan aşağıdaki grafikleri içerir:

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım (I-V Eğrisi):Bu eğri, ışık çıkışının sürücü akımı ile nasıl arttığını gösterir. Genellikle düşük akımlarda doğrusaldır, ancak termal etkiler ve verim düşüşü nedeniyle yüksek akımlarda doyabilir.
• İleri Gerilim - İleri Akım:Bu, üstel ilişkiyi gösterir ve diyot davranışını doğrular. Güç dağılımını (V_F* I_F) hesaplamak için kullanılır.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Bu eğri, ışık çıkışının termal değer düşürmesini gösterir. Çoğu LED için, bağlantı sıcaklığı arttıkça ışık şiddeti azalır.
• Tepe Dalga Boyu - Ortam Sıcaklığı:Bu, sıcaklık arttıkça yayılan rengin (genellikle daha uzun dalga boylarına) nasıl kaydığını gösterir.
• Spektral Dağılım:Bağıl şiddetin dalga boyuna karşı grafiği, 595 nm'deki tepe noktasını ve ~15 nm yarı genişliği gösterir, kehrübarsı-sarı rengi tanımlar.

Bu eğriler, tasarımcıların sıcaklık ve sürücü akımının değişebileceği gerçek dünya koşullarında performansı tahmin etmelerine olanak tanır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, standart bir "T-1 3/4" radyal delikli paket kullanır. Veri sayfasından anahtar boyutsal notlar şunları içerir:

• Tüm boyutlar milimetre cinsindendir, parantez içinde inç verilmiştir.
• Aksi belirtilmedikçe, standart tolerans ±0.25mm (±0.010") uygulanır.
• Flanş altındaki reçine maksimum 1.0mm (0.04") çıkıntı yapabilir.
• Bacak aralığı, bacakların paket gövdesinden çıktığı noktada ölçülür, bu PCB delik aralığı için kritiktir.

Spesifik boyut çizimi, gövde çapını (T-1 3/4 yaklaşık 5mm'dir), bacak uzunluğunu, bacak çapını ve flanşın konumunu gösterir. Daha uzun bacak tipik olarak anotu (pozitif taraf) belirtir.

5.2 Polarite Tanımlama

Delikli LED'ler için polarite en yaygın olarak bacak uzunluğu ile (daha uzun bacak anottur) ve bazen LED lensinde veya katot bacağı yakınındaki gövdede düz bir nokta ile gösterilir. Spesifik işaretleme için veri sayfasına başvurulmalıdır, ancak bacak uzunluğu yöntemi neredeyse evrensel olarak uygulanır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Sağlanan ana lehimleme parametresi, bacaklar için izin verilen maksimum sıcaklıktır: gövdeden 1.6mm ölçüldüğünde 5 saniye için 260°C. Bu, iç tel bağlantılarına ve epoksi lense termal hasarı önlemek için kritiktir.

Önerilen Uygulamalar:

• El Lehimlemesi:Sıcaklık kontrollü bir havya kullanın. Isıyı LED gövdesine değil, bacağa ve PCB pedine uygulayın. Lehim bağlantısını 3-5 saniye içinde tamamlayın.
• Dalga Lehimleme:Ön ısıtma ve lehim dalga profillerinin, LED bacaklarını belirtilen süreden daha uzun süre 260°C'yi aşan sıcaklıklara maruz bırakmadığından emin olun. LED gövdesi lehim dalgasının üzerinde olmalıdır.
• Temizlik:Temizlik gerekliyse, epoksi reçine ile uyumlu çözücüler kullanın. Ultrasonik temizlikten kaçının, çünkü LED yapısına zarar verebilir.
• Bacak Bükme:Bacak şekillendirme gerekliyse, bacakları contadaki stresi önlemek için gövdeden en az 3mm uzakta bükün. Bacakları çizmemek için uygun aletler kullanın.

Depolama Koşulları:-55°C ila +100°C belirtilen sıcaklık aralığında kuru, anti-statik bir ortamda saklayın. Yüksek nem veya aşındırıcı gazlara maruz kalmaktan kaçının.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Bu cihazın parça numarasıLTL2R3KYK'dir. Tipik bir LED adlandırma kuralı şu şekilde ayrıştırılabilir: "LTL" delikli lambayı, "2" bir seri veya renkle ilgili olabilir, "R3" şiddet grubunu veya görüş açısını belirtebilir ve "KYK" muhtemelen lens/rengi belirtir (Su Berraklığı lens, AlInGaP kaynaklı Kehrübarsı Sarı renk).

Paketleme tipik olarak anti-statik torbalarda veya bant ve makarada (otomatik montaj için) yapılır, ışık şiddeti grup kodu Not 3'e göre her torbada işaretlenir. Standart miktarlar genellikle torba veya makara başına 1000 adettir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

En yaygın uygulama, bir DC gerilim kaynağı (örn., 3.3V, 5V, 12V) tarafından beslenen bir durum göstergesidir. Bir akım sınırlayıcı direnç zorunludur. Direnç değeri (R_S) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanır: R_S= (V_CC- V_F) / I_F.

5V besleme için örnek, hedef I_F= 20mA:

V_F(tipik) = 2.4V

R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω.

En yakın standart değer (120Ω veya 150Ω) kullanılabilir. Direncin güç değeri en az P = I_F²* R_S= (0.02)²* 130 = 0.052W olmalıdır, bu nedenle 1/8W (0.125W) bir direnç yeterlidir.

Mikrodenetleyici GPIO pini sürücüsü için, pinin gerekli 20mA'yı kaynaklayabileceğinden veya çekebileceğinden emin olun. Birçok modern MCU'nun daha düşük pin başına limitleri vardır (örn., 8-10mA), bu nedenle bir transistör tamponu gerekli olabilir.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da (maks 75mW), LED'ler ile PCB üzerindeki diğer ısı kaynakları arasında yeterli boşluk olduğundan emin olun. 50°C'nin üzerindeki ortam sıcaklığı için akım değer düşürme eğrisine uyun.
• Akım Kontrolü:Her zaman seri bir direnç veya sabit akım sürücü kullanın. Bir LED'i doğrudan bir gerilim kaynağından sürmek, aşırı akıma ve hızlı arızaya neden olur.
• Ters Gerilim Koruması:Herhangi bir ters gerilim uygulanma olasılığı varsa (örn., AC devrelerde veya kart testi sırasında), ters gerilimi yaklaşık 0.7V'ye sabitlemek için LED ile paralel bir koruma diyotu (katot anota) ekleyin.
• Görüş Açısı:30 derecelik görüş açısı, yönlendirilmiş bir ışın demeti sağlar. Daha geniş alan aydınlatması için, bir difüzör lens kullanmayı veya daha geniş görüş açısına sahip bir LED seçmeyi düşünün.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Bu AlInGaP tabanlı kehrübarsı-sarı LED, filtrelenmiş akkor ampuller veya standart GaAsP LED'ler gibi eski teknolojilere kıyasla belirgin avantajlar sunar.

• Akkor Lambalara Karşı:Çok daha düşük güç tüketimi (mW'ye karşı Watt), çok daha uzun ömür (on binlerce saate karşı yüzlerce), daha yüksek şok ve titreşim direnci ve daha hızlı anahtarlama hızı. Renk, bir filtre değil, yarı iletken malzemeye özgüdür, bu nedenle solmaz.
• Standart GaAsP Sarı LED'lere Karşı:AlInGaP teknolojisi, önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği ve parlaklık (mcd/mA) sağlar. Ayrıca zaman ve çalışma koşulları boyunca daha iyi sıcaklık stabilitesi ve renk tutarlılığı sunar.
• SMD LED'lere Karşı:Delikli tasarım, titreşime maruz kalan veya LED'in fiziksel olarak dokunulabileceği veya manipüle edilebileceği uygulamalar için üstün mekanik mukavemet sunar. Ayrıca prototipleme ve manuel montaj için daha kolaydır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S1: 12V devre için hangi dirence ihtiyacım var?

C1: V_F= 2.4V ve I_F= 20mA kullanarak: R = (12 - 2.4) / 0.02 = 480 Ω. Standart 470 Ω direnç kullanın. Güç dağılımı: P = (0.02)^2 * 470 = 0.188W, bu nedenle 1/4W direnç önerilir.

S2: Bu LED'i karartma için bir PWM sinyali ile sürebilir miyim?

C2: Evet, LED'ler PWM karartma için idealdir. Görünür titremeyi önlemek için PWM frekansının yeterince yüksek (genellikle >100Hz) olduğundan emin olun. Her darbedeki tepe akım, mutlak maksimum tepe ileri akımı olan 60mA'yı aşmamalıdır.

S3: LED'im neden beklenenden daha sönük?

C3: İlk olarak, seri direnç üzerindeki gerilim düşüşünü ölçerek ileri akımın gerçekten 20mA olduğunu doğrulayın. İkinci olarak, ortam sıcaklığını kontrol edin; ışık çıkışı sıcaklıkla azalır. Üçüncü olarak, ambalajdan LED'in şiddet grubunu doğrulayın; grup aralığının alt ucundan bir birime sahip olabilirsiniz.

S4: Soğutucu gerekli mi?

C4: 20mA'de sürekli çalışma ve oda sıcaklığı için, düşük güç dağılımı (yaklaşık 48mW) nedeniyle genellikle soğutucu gerekli değildir. Ancak, maksimum sürekli akımda (30mA) veya yüksek ortam sıcaklığı ortamında (>50°C) çalışıyorsanız, bacakların etrafında iyi PCB bakır alanı sağlamak ısı dağılımına yardımcı olabilir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Endüstriyel Kontrol Paneli Durum Göstergesi

Bir endüstriyel makine, birden fazla durum LED'ine sahip merkezi bir kontrol paneli kullanır. Yeşil bir LED "Güç Açık" durumunu, kırmızı bir LED "Arıza" durumunu gösterir ve bu kehrübarsı-sarı LED "Bekleme" veya "Uyarı" durumunu göstermek için kullanılır.

Uygulama:LED ön panele monte edilir. Endüstriyel ortamlarda yaygın olan 24V DC besleme rayı tarafından sürülür. Makinenin PLC çıkışı tarafından kontrol edilen bir transistör anahtarı, LED'i açıp kapatır. Seri direnç 20mA için hesaplanır: R = (24V - 2.4V) / 0.02A = 1080 Ω (1.1kΩ kullanın). Direncin güç değeri P = (24-2.4)*0.02 = 0.432W olmalıdır, bu nedenle 0.5W direnç seçilir. 30 derecelik görüş açısı, uyarı ışığının panelin tam önündeki operatör tarafından açıkça görülebilmesini sağlar, geniş açılardan aşırı parlama oluşturmaz. Yüksek ışık şiddeti (700 mcd'ye kadar), parlak aydınlatılmış fabrika ortamlarında bile görünürlüğü garanti eder.

12. Çalışma Prensibi Giriş

Bu LED, Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanır. Diyotun bağlantı potansiyelini (AlInGaP için yaklaşık 2.0-2.4V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları (elektronlar ve delikler) yeniden birleştiğinde, enerjiyi foton (ışık) formunda salarlar. Yayılan ışığın spesifik dalga boyu (kehrübarsı-sarı, 592-595 nm), aktif katmanda kullanılan AlInGaP alaşım bileşiminin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. "Su Berraklığı" lensi, yayılan dalga boyuna şeffaf olan epoksi reçineden yapılmıştır, ışığın verimli bir şekilde kaçmasına izin verirken aynı zamanda mekanik koruma sağlar ve ışın desenini şekillendirir (30 derece görüş açısı).

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişmeler

Delikli LED'ler, sağlamlık ve manuel montaj kolaylığı gerektiren spesifik uygulamalar için hayati önem taşımaya devam ederken, genel endüstri trendi önemli ölçüde Yüzey Montajlı Cihaz (SMD) paketlerine doğru kaymıştır. SMD LED'ler, otomatik montaj, daha küçük ayak izi, daha düşük profil ve genellikle PCB'ye daha iyi termal yönetim avantajları sunar. AlInGaP teknolojisinin kendisi için, devam eden gelişmeler, ışık verimliliğini (lümen/watt) artırmaya, yüksek sıcaklık performansını iyileştirmeye ve tam renkli ekranlar ve otomotiv aydınlatması gibi hassas renk eşleştirmesi gerektiren uygulamalar için daha sıkı renk ve şiddet sınıflandırması elde etmeye odaklanmaktadır. Ayrıca, kehrübarsı/sarı ışık üretmek için bir fosforu uyarmak için mavi veya mor bir çip kullanan fosfor dönüştürülmüş LED'lerin geliştirilmesi, potansiyel olarak daha yüksek verimlilik veya renk geri verim özellikleri ile spesifik renk noktalarına ulaşmak için alternatif yollar sunar.