İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme
- 2.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler
- 3. Sınıflandırma Sistemi Şartnamesi Ürün, uygulama tasarımında tutarlılığı sağlamak için ışık şiddeti ve baskın dalga boyuna göre birimleri kategorize eden bir sınıflandırma sistemi kullanır. 3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması LED'ler, 10mA'de yapılan ölçümlere dayanarak üç ışık şiddeti sınıfına (ZA, BC, DE) ayrılır. Sınıf limitleri şöyledir: ZA (23-38 mcd), BC (38-65 mcd) ve DE (65-110 mcd). Her sınıf limiti için ±%15 tolerans uygulanır. 3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması Renk tutarlılığı için, baskın dalga boyu 4nm adımlarla sınıflandırılır. Tanımlanan sınıflar şunlardır: H28 (617.0-621.0 nm), H29 (621.0-625.0 nm), H30 (625.0-629.0 nm) ve H31 (629.0-633.0 nm). Her sınıf limiti için ±1nm'lik sıkı bir tolerans korunur. 4. Performans Eğrisi Analizi
- 5. Mekanik ve Paket Bilgisi
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
- 6.1 Depolama ve Taşıma
- 6.2 Bacak Şekillendirme
- 6.3 Lehimleme Süreci
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi
- 8. Uygulama Önerileri
- 8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
- 8.2 Devre Tasarımı Hususları
- 9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar
- 10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
- 11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği
- 12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı
- 13. Teknoloji Gelişim Trendleri
1. Ürün Genel Bakışı
Bu belge, yüksek parlaklıklı bir delikli LED lambanın teknik özelliklerini detaylandırır. Cihaz, kırmızı-turuncu-sarı dalga boyu spektrumunda yüksek ışık verimliliği ve mükemmel performansıyla tanınan AlInGaP (Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit) yarı iletken teknolojisini kullanır. Ürün, popüler T-1 (3mm) çap paketinde tasarlanmıştır ve bu da onu, sayısız elektronik uygulamada durum göstergesi ve aydınlatma için standart ve geniş uyumlu bir bileşen haline getirir.
Bu LED'in temel avantajları arasında düşük güç tüketimi ile yüksek ışık çıkışının birleşimi, kurşunsuz ve RoHS çevre direktiflerine uygunluk ve delikli baskılı devre kartlarına (PCB) kolay entegrasyon için optimize edilmiş tasarımı yer alır. Ana hedef pazarları, güvenilir ve uzun ömürlü görsel göstergelerin gerekli olduğu iletişim ekipmanları, bilgisayar çevre birimleri, tüketici elektroniği, ev aletleri ve endüstriyel kontrol sistemlerini kapsar.
2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme
2.1 Mutlak Maksimum Değerler
Cihaz, 25°C ortam sıcaklığında (IF) maksimum 20 mA sürekli DC ileri akım (TA) için derecelendirilmiştir. Maksimum güç dağılımı 54 mW'dır. Darbe çalışması için, 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği altında 60 mA'lik bir tepe ileri akımına izin verilir. Çalışma sıcaklığı aralığı -30°C ila +85°C olarak belirtilmiştir, depolama aralığı ise daha geniş olup -40°C ila +100°C'dir. İleri akım için azaltma faktörü 40°C'nin üzerinde 0.34 mA/°C'dir, bu da termal hasarı önlemek için maksimum izin verilen sürekli akımın sıcaklık arttıkça azaldığı anlamına gelir.
2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler
Temel performans parametreleriTA=25°C veIF=10mA'de ölçülür. Işık şiddeti (IV) tipik olarak 65 milikandela (mcd) değerine sahiptir, minimum 23 mcd ve maksimum 110 mcd'dir. İleri gerilim (VF) tipik olarak 2.5V'dur, maksimum 2.5V'dur. Baskın dalga boyu (λd) 625 nm'dir ve kırmızı rengini tanımlar, tepe emisyon dalga boyu (λp) ise 630 nm'dir. Görüş açısı (2θ1/2) 90 derecedir, bu da geniş, dağınık bir ışık yayılım modelini gösterir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 20 nm'dir. Maksimum ters akım (IR), 5V ters gerilimde (VR) 100 μA'dır; cihazın ters öngerilim altında çalışması için tasarlanmadığını not etmek kritik önem taşır.
3. Sınıflandırma Sistemi Şartnamesi
Ürün, uygulama tasarımında tutarlılığı sağlamak için ışık şiddeti ve baskın dalga boyuna göre birimleri kategorize eden bir sınıflandırma sistemi kullanır.
3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması
LED'ler, 10mA'de yapılan ölçümlere dayanarak üç ışık şiddeti sınıfına (ZA, BC, DE) ayrılır. Sınıf limitleri şöyledir: ZA (23-38 mcd), BC (38-65 mcd) ve DE (65-110 mcd). Her sınıf limiti için ±%15 tolerans uygulanır.
3.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması
Renk tutarlılığı için, baskın dalga boyu 4nm adımlarla sınıflandırılır. Tanımlanan sınıflar şunlardır: H28 (617.0-621.0 nm), H29 (621.0-625.0 nm), H30 (625.0-629.0 nm) ve H31 (629.0-633.0 nm). Her sınıf limiti için ±1nm'lik sıkı bir tolerans korunur.
4. Performans Eğrisi Analizi
Veri sayfasında belirli grafiksel verilere atıfta bulunulurken, bu sınıftaki bir cihaz için tipik eğriler, ileri akım ile ışık şiddeti arasındaki ilişkiyi (neredeyse doğrusal bir artış gösteren), ileri gerilimin ileri akıma karşı ilişkisini (diyodun üstel karakteristiğini gösteren) ve ışık şiddetinin ortam sıcaklığıyla değişimini (sıcaklık arttıkça çıkışın azaldığını gösteren) gösterirdi. Spektral dağılım eğrisi, belirtilen 20 nm yarı genişlikle 630 nm civarında merkezlenmiş tek bir tepe göstererek saf kırmızı renk emisyonunu doğrulardı.
5. Mekanik ve Paket Bilgisi
LED, dağınık kırmızı lensli standart bir T-1 (3mm) silindirik epoksi paket içine yerleştirilmiştir. Ana hat çizimi, bacak çapı, lens çapı ve yüksekliği ve bacak aralığı gibi kritik boyutları belirtir. Bacak aralığı, bacakların paket gövdesinden çıktığı yerde ölçülür. Mekanik boyutlar için toleranslar, aksi belirtilmedikçe tipik olarak ±0.25mm'dir. Flanş altındaki reçine çıkıntısı maksimum 1.0mm'dir. Cihaz, katot (negatif) polariteyi belirtmek için lens üzerinde düz bir nokta veya daha uzun bir bacağa sahiptir, bu da doğru PCB yönlendirmesi için esastır.
6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
6.1 Depolama ve Taşıma
LED'ler, 30°C'yi ve %70 bağıl nemi aşmayan bir ortamda depolanmalıdır. Orijinal nem bariyerli ambalajlarından çıkarılırsa, üç ay içinde kullanılmalıdır. Daha uzun süreli depolama için, kurutucu ile birlikte kapalı bir kapta saklanmalıdır. Elektrostatik Deşarj (ESD) hasarını önlemek için, personel topraklanmış bileklik kullanmalı, çalışma istasyonları uygun şekilde topraklanmalı ve plastik lens üzerindeki statik yükü nötrleştirmek için iyonlaştırıcılar önerilir.
6.2 Bacak Şekillendirme
Bacakların herhangi bir bükülmesi, LED lensinin tabanından en az 3mm uzakta bir noktada, oda sıcaklığında ve lehimleme işleminden önce gerçekleştirilmelidir. LED'in tabanı, bükme sırasında dayanak noktası olarak kullanılmamalıdır.
6.3 Lehimleme Süreci
Lehim noktası ile epoksi lens tabanı arasında en az 2mm boşluk bırakılmalıdır. Lensin lehime daldırılmasından kaçınılmalıdır. Önerilen koşullar şunlardır:
Lehim Havyası:Maks. 350°C, 3 saniye (sadece bir kez).
Dalga Lehimleme:Maks. 100°C'ye 60 saniye ön ısıtma, ardından maks. 260°C'de 5 saniye lehim dalgası.
Kızılötesi (IR) yeniden akış lehimleme, bu delikli paket tipi için uygun değildir. Aşırı sıcaklık veya süre, lens deformasyonuna veya ciddi arızaya neden olabilir.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi
LED'ler antistatik torbalarda paketlenir. Torba başına standart paketleme miktarları 1000, 500, 200 veya 100 adettir. On torba bir iç karton kutuya paketlenir (toplamda 10.000 adete kadar). Sekiz iç karton kutu, ana dış nakliye kartonuna paketlenir (toplamda 80.000 adete kadar). Eksik paketler sadece bir nakliye partisinin son paketinde bulunabilir. Sipariş için LTL1NHEG6D parça numarası kullanılır, sınıf kodu (örneğin, şiddet ve dalga boyu için) genellikle paketleme torbası etiketinde belirtilir.
8. Uygulama Önerileri
8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
Bu LED, çok çeşitli cihazlarda durum ve güç göstergeleri için uygundur: ağ yönlendiricileri/modemler, masaüstü bilgisayarlar ve sunucular, ses/video ekipmanları, mutfak aletleri, elektrikli el aletleri ve endüstriyel kontrol panelleri. Yüksek parlaklığı aynı zamanda küçük yazıların arka aydınlatması veya görünürlüğün anahtar olduğu iç/dış mekan bilgilendirme tabelalarında kullanım için uygun kılar.
8.2 Devre Tasarımı Hususları
LED'ler akım kontrollü cihazlardır. Birden fazla LED'i sürerken tekdüze parlaklığı sağlamak için,şiddetle tavsiye edilirher LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlayıcı direnç kullanılmasıdır (Devre A). Birden fazla LED'i doğrudan paralel bağlamak (Devre B) önerilmez, çünkü ileri gerilim (VF) karakteristiklerindeki küçük farklılıklar dengesiz akım dağılımına ve dolayısıyla dengesiz parlaklığa neden olacaktır. Seri direnç değeri Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R = (Vbesleme- VF) / IF.
9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar
Eski GaP (Galyum Fosfit) tabanlı kırmızı LED'lere kıyasla, bu AlInGaP cihazı aynı sürücü akımı için önemli ölçüde daha yüksek ışık şiddeti ve verimlilik sunar. 625nm baskın dalga boyu, canlı, doygun bir kırmızı renk sağlar. Dağınık lensli geniş 90 derecelik görüş açısı, dar ışınlı LED'lerin aksine çeşitli açılardan iyi görünürlük sağlar. Delikli tasarım, bazı yüzey montaj alternatiflerine kıyasla PCB'ye üstün mekanik dayanım ve ısı iletimi sunar, bu da yüksek titreşimli ortamlarda veya manuel prototipleme için faydalı olabilir.
10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
S: Baskın dalga boyu ile tepe dalga boyu arasındaki fark nedir?
A: Baskın dalga boyu (λd), CIE renk tablosundan türetilir ve insan gözü tarafından algılanan ışığın rengine en iyi uyan tek dalga boyunu temsil eder. Tepe dalga boyu (λp) ise spektral güç çıkışının en yüksek olduğu gerçek dalga boyudur. Genellikle birbirine yakındırlar ancak aynı değildirler.
S: Bu LED'i akım sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim?
A: Hayır. Bir LED'i doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamak aşırı akım akışına neden olarak cihazı hızla tahrip eder. Güvenli çalışma için seri bir direnç zorunludur.
S: Neden bir sınıflandırma sistemi var?
A: Üretim varyasyonları performansta küçük farklılıklara neden olur. Sınıflandırma, LED'leri sıkı kontrollü özelliklere (şiddet, renk) sahip gruplara ayırır, bu da tasarımcıların uygulamalarının tutarlılık gereksinimleri için uygun sınıfı seçmelerine olanak tanır.
S: Bu LED otomotiv uygulamaları için uygun mudur?
A: Bu standart veri sayfası AEC-Q101 otomotiv kalifikasyonunu belirtmez. Otomotiv kullanımı için özel olarak kalifiye edilmiş bir ürün varyantı gerekli olacaktır.
11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği
Senaryo:Bir güç kaynağı ünitesi için dört adet durum göstergesinden oluşan bir küme tasarlamak.
Uygulama:Her LED (yüksek görünürlük için DE şiddet sınıfından), ayrı bir seri direnç üzerinden 5V hattına bağlanır. TipikVF2.5V ve hedefIF10mA kullanılarak, direnç değeri R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 Ohm olarak hesaplanır. Standart 240 veya 270 Ohm'luk bir direnç kullanılır. LED'ler, lehimleme için belirtilen 2mm bacak boşluğu ile PCB üzerine monte edilir. Bu tasarım, her LED'in doğru akımda sürülmesini sağlayarak dört gösterge boyunca tekdüze ve güvenilir parlaklık sağlar.
12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı
Bu LED, bir alt tabaka üzerinde büyütülen AlInGaP yarı iletken malzemesine dayanır. P-n eklemine ileri bir gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir ve burada yeniden birleşirler. Bu yeniden birleşme süreci, foton (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, yarı iletkenin bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler—bu durumda, 625 nm'de kırmızı. Epoksi lens, yarı iletken çipi korumak, ışık çıkış huzmesini şekillendirmek (90 derece dağılım) ve ışık çıkarma verimliliğini artırmak için görev yapar.
13. Teknoloji Gelişim Trendleri
LED teknolojisindeki genel eğilim, daha yüksek ışık etkinliğine (elektriksel girişin watt başına daha fazla ışık çıkışı), gelişmiş güvenilirliğe ve daha düşük maliyete doğru devam etmektedir. Gösterge tipi LED'ler için, otomatik montaj ve yer tasarrufu için yüzey montaj cihazı (SMD) paketlerine doğru istikrarlı bir geçiş vardır. Ancak, delikli LED'ler yüksek mekanik sağlamlık gerektiren, prototipleme veya onarım için daha kolay manuel montaj ve PCB bakır katmanlarına doğrudan bağlantı yoluyla üstün termal yönetim sağlayan uygulamalar için hayati önem taşımaya devam etmektedir. Fosfor teknolojisi ve çip tasarımındaki ilerlemeler aynı zamanda modern LED'lerin daha yüksek renk saflığı ve üretim partileri arasında tutarlılık elde etmesine olanak tanır.
LED Spesifikasyon Terminolojisi
LED teknik terimlerinin tam açıklaması
Fotoelektrik Performans
| Terim | Birim/Temsil | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Verimliliği | lm/W (watt başına lümen) | Watt elektrik başına ışık çıkışı, daha yüksek daha enerji verimli anlamına gelir. | Doğrudan enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini belirler. |
| Işık Akısı | lm (lümen) | Kaynak tarafından yayılan toplam ışık, yaygın olarak "parlaklık" denir. | Işığın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı | ° (derece), örn., 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışın genişliğini belirler. | Aydınlatma aralığını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı | K (Kelvin), örn., 2700K/6500K | Işığın sıcaklığı/soğukluğu, düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek beyazımsı/soğuk. | Aydınlatma atmosferini ve uygun senaryoları belirler. |
| Renk Geri Verim İndeksi | Birimsiz, 0–100 | Nesne renklerini doğru şekilde yansıtma yeteneği, Ra≥80 iyidir. | Renk gerçekliğini etkiler, alışveriş merkezleri, müzeler gibi yüksek talep gören yerlerde kullanılır. |
| Renk Toleransı | MacAdam elips adımları, örn., "5-adım" | Renk tutarlılık ölçüsü, daha küçük adımlar daha tutarlı renk anlamına gelir. | Aynı LED partisi boyunca düzgün renk sağlar. |
| Baskın Dalga Boyu | nm (nanometre), örn., 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin rengine karşılık gelen dalga boyu. | Kırmızı, sarı, yeşil tek renkli LED'lerin tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım | Dalga boyu vs şiddet eğrisi | Dalga boyları boyunca şiddet dağılımını gösterir. | Renk geri verimini ve renk kalitesini etkiler. |
Elektrik Parametreleri
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim | Vf | LED'i açmak için minimum gerilim, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü gerilimi ≥Vf olmalıdır, seri LED'ler için gerilimler toplanır. |
| İleri Yönlü Akım | If | Normal LED çalışması için akım değeri. | Genellikle sabit akım sürüşü, akım parlaklık ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı | Ifp | Kısa süreler için tolere edilebilen tepe akım, karartma veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü hasarı önlemek için sıkı kontrol edilmelidir. |
| Ters Gerilim | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, ötesinde çökme neden olabilir. | Devre ters bağlantı veya gerilim dalgalanmalarını önlemelidir. |
| Termal Direnç | Rth (°C/W) | Çipten lehime ısı transferine direnç, düşük daha iyidir. | Yüksek termal direnç daha güçlü ısı dağıtımı gerektirir. |
| ESD Bağışıklığı | V (HBM), örn., 1000V | Elektrostatik deşarja dayanma yeteneği, daha yüksek daha az savunmasız anlamına gelir. | Üretimde anti-statik önlemler gerekir, özellikle hassas LED'ler için. |
Termal Yönetim ve Güvenilirlik
| Terim | Ana Metrik | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı | Tj (°C) | LED çip içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C azalma ömrü ikiye katlayabilir; çok yüksek ışık bozulması, renk kaymasına neden olur. |
| Lümen Değer Kaybı | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70 veya %80'ine düşme süresi. | LED'in "hizmet ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakımı | % (örn., %70) | Zamandan sonra tutulan parlaklık yüzdesi. | Uzun süreli kullanım üzerine parlaklık tutma yeteneğini gösterir. |
| Renk Kayması | Δu′v′ veya MacAdam elips | Kullanım sırasında renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnelerinde renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlanma | Malzeme bozulması | Uzun süreli yüksek sıcaklık nedeniyle bozulma. | Parlaklık düşüşü, renk değişimi veya açık devre arızasına neden olabilir. |
Ambalaj ve Malzemeler
| Terim | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paket Tipi | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan muhafaza malzemesi, optik/termal arayüz sağlar. | EMC: iyi ısı direnci, düşük maliyet; Seramik: daha iyi ısı dağılımı, daha uzun ömür. |
| Çip Yapısı | Ön, Flip Çip | Çip elektrot düzeni. | Flip çip: daha iyi ısı dağılımı, daha yüksek verimlilik, yüksek güç için. |
| Fosfor Kaplama | YAG, Silikat, Nitrür | Mavi çipi kaplar, bir kısmını sarı/kırmızıya dönüştürür, beyaza karıştırır. | Farklı fosforlar verimliliği, CCT'yi ve CRI'yı etkiler. |
| Lens/Optik | Düz, Mikrolens, TIR | Işık dağılımını kontrol eden yüzeydeki optik yapı. | Görüş açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıfı | Kod örn. 2G, 2H | Parlaklığa göre gruplandırılmış, her grubun min/maks lümen değerleri var. | Aynı partide düzgün parlaklık sağlar. |
| Gerilim Sınıfı | Kod örn. 6W, 6X | İleri yönlü gerilim aralığına göre gruplandırılmış. | Sürücü eşleştirmeyi kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk Sınıfı | 5-adım MacAdam elips | Renk koordinatlarına göre gruplandırılmış, sıkı aralık sağlayarak. | Renk tutarlılığını garanti eder, armatür içinde düzensiz renkten kaçınır. |
| CCT Sınıfı | 2700K, 3000K vb. | CCT'ye göre gruplandırılmış, her birinin karşılık gelen koordinat aralığı var. | Farklı sahne CCT gereksinimlerini karşılar. |
Test ve Sertifikasyon
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Önem |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen bakım testi | Sabit sıcaklıkta uzun süreli aydınlatma, parlaklık bozulmasını kaydeder. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile). |
| TM-21 | Ömür tahmin standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek koşullar altında ömrü tahmin eder. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu | Optik, elektrik, termal test yöntemlerini kapsar. | Endüstri tarafından tanınan test temeli. |
| RoHS / REACH | Çevresel sertifikasyon | Zararlı maddeler (kurşun, cıva) olmadığını garanti eder. | Uluslararası pazara erişim gereksinimi. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Devlet alımlarında, sübvansiyon programlarında kullanılır, rekabet gücünü artırır. |