T20 Serisi Beyaz LED Teknik Şartnamesi - 2016 Paketi - 2.0x1.6x1.75mm - 11V Tipik - 0.33W

1. Ürüne Genel Bakış

T20 serisi, modern aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış kompakt ve yüksek performanslı bir beyaz LED çözümünü temsil eder. 2016 paket boyutu ile belirlenen bu üstten görünümlü LED, güvenilir ve verimli aydınlatma sağlamak üzere tasarlanmıştır. Temel avantajları, termal olarak geliştirilmiş paket tasarımından kaynaklanır; bu tasarım daha iyi ısı dağılımı sağlayarak daha yüksek akım çalışmasına ve sürekli ışık çıkışına olanak tanır. Cihaz, geniş görüş açısı ile karakterize edilir ve geniş ışık dağılımı gerektiren uygulamalar için uygundur. Kurşunsuz reflow lehimleme işlemlerine tam uyumludur ve RoHS çevre standartlarına uyar; bu da çağdaş üretim gereksinimleri ve küresel düzenlemelerle uyumluluğu garanti eder.

Bu LED'in hedef pazarı çeşitlidir, hem ticari hem de konut aydınlatma sektörlerini kapsar. Başlıca uygulamaları arasında iç mekan aydınlatma armatürleri, geleneksel ışık kaynaklarının yerini almak için retrofit çözümler, genel ortam aydınlatması ve hem performans hem de form faktörünün kritik olduğu mimari veya dekoratif aydınlatma yer alır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Elektro-Optik Özellikler

LED'in temel performansı, 30mA ileri akım (IF) ve 25°C eklem sıcaklığı (Tj) standart test koşulunda tanımlanır. Işık akısı çıkışı, İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) ile değişir. Örneğin, 2700K (sıcak beyaz) bir LED, tipik olarak 34.5 lümen (minimum 32 lümen) ışık akısı sunarken, 4000K, 5000K, 5700K ve 6500K gibi daha soğuk CCT'ler daha yüksek tipik çıkış olan 36.5 lümen (minimum 34 lümen) sağlar. Tüm varyantlar, iyi renk sadakatini garanti eden Ra80 yüksek Renksel Geriverim İndeksi'ni (CRI) korur. Işık akısı ölçüm toleransı ±%7'dir ve CRI toleransı ±2'dir.

Cihaz, alan aydınlatması için ideal geniş ve düzgün bir ışık yayılım deseni sağlayan 120 derecelik çok geniş bir görüş açısına (2θ1/2) sahiptir.

2.2 Elektriksel Parametreler

30mA'de ileri voltaj (VF) tipik olarak 11V'dur, 9.5V ile 12V arasında değişir ve ölçüm toleransı ±0.3V'dur. Mutlak maksimum değerler operasyonel limitleri tanımlar: sürekli ileri akım (IF) 40mA, palslı ileri akım (IFP) 60mA (belirli pals koşullarında) ve maksimum güç dağılımı (PD) 440mW. Ters voltaj (VR) 5V ile sınırlıdır. Uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için bu değerlerin aşılmamasına dikkat edilmelidir.

2.3 Termal Özellikler

Termal yönetim, LED performansı ve ömrü için çok önemlidir. Eklemden lehim noktasına termal direnç (Rth j-sp), standart test koşullarında 40°C/W olarak belirtilmiştir. Mutlak maksimum eklem sıcaklığı (Tj) 120°C'dir. Cihazın çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) -40°C ile +105°C arasındadır. Azaltma eğrisi (Şekil 8), aşırı ısınmayı ve erken arızayı önlemek için ortam sıcaklığı arttıkça izin verilen ileri akımın nasıl azaltılması gerektiğini açıkça gösterir.

3. Binleme Sistemi Açıklaması

3.1 Işık Akısı Binlemesi

LED'ler tutarlılığı sağlamak için ışık akısı bölmelerine ayrılır. Örneğin, Ra80 değerine sahip 4000K bir LED, E1 (34-36 lm), E2 (36-38 lm) ve E3 (38-42 lm) bölmelerinde bulunabilir. Bin kodu (örn. D9, E1, E2), parça numaralandırma sisteminin bir parçasıdır ve tasarımcıların uygulamaları için kesin çıkış seviyelerine sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 İleri Voltaj Binlemesi

Benzer şekilde, özellikle seri bağlı birden fazla LED'i sürmek için devre tasarımına yardımcı olmak amacıyla ileri voltaj da bölmelere ayrılır. Mevcut bölmeler arasında 1C (8-9V), 1D (9-10V) ve 5X (10-12V) bulunur. Aynı voltaj bölmesinden LED'lerin seçilmesi, daha düzgün akım dağılımı elde etmeye yardımcı olabilir.

3.3 Kromatiklik Binlemesi

Renk tutarlılığı, CIE 1931 kromatiklik diyagramı kullanılarak sıkı bir şekilde kontrol edilir. Her CCT (örn. 2700K, 3000K), bir hedef merkez koordinatı (x, y) ve bir tolerans elipsi ile tanımlanır. Şartname, renk sıralamalarının, algılanabilir renk farklarını tanımlamak için bir standart olan 5-adımlı MacAdam elipsi içinde kaldığını belirtir. Energy Star binleme standartları, 2600K ile 7000K aralığında uygulanır; bu da LED'lerin kaliteli aydınlatma ürünleri için katı renk birliği gereksinimlerini karşılamasını sağlar.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altındaki performansı anlamak için birkaç önemli grafik sağlar.

Relative Intensity vs. Forward Current (Fig. 3): This curve shows how light output increases with current. It is typically non-linear, and operating beyond the recommended current can lead to efficiency droop and accelerated degradation.

Forward Voltage vs. Forward Current (Fig. 4): This IV characteristic curve is essential for designing the driver circuit. It shows the relationship between the voltage across the LED and the current flowing through it.

Relative Luminous Flux vs. Ambient Temperature (Fig. 5): This graph demonstrates the negative impact of rising temperature on light output. As the ambient (and consequently junction) temperature increases, the luminous flux decreases. This underscores the importance of effective thermal design.

Relative Forward Voltage vs. Ambient Temperature (Fig. 6): The forward voltage has a negative temperature coefficient, meaning it decreases slightly as temperature rises. This can be a factor in constant-current driver design.

Chromaticity Shift vs. Ambient Temperature (Fig. 7): This plot is critical for color-sensitive applications. It shows how the x and y color coordinates drift with changes in temperature, which is vital information for maintaining color consistency in varying environments.

Color Spectrum (Fig. 1): This graph displays the spectral power distribution of the emitted white light, which is a combination of the blue LED chip and the phosphor coating. It helps in understanding the color quality and potential applications.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

LED, 2016 paket ayak izini kullanır; boyutları uzunluk 2.0mm, genişlik 1.6mm ve yükseklik 1.75mm'dir. Paket çizimi, lehim ped desenini gösteren bir alt görünüm sağlar. Net polarite tanımlaması gösterilir: katot işaretlenmiştir. Aksi belirtilmedikçe boyutsal tolerans ±0.1mm'dir. Bu kompakt boyut, yüksek yoğunluklu PCB düzenlerine olanak tanır ve ince aydınlatma armatürleri için uygun hale getirir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Cihaz, reflow lehimleme işlemleri için tasarlanmıştır. Detaylı bir reflow profili belirli parametrelerle sağlanır: Likidüs sıcaklığından (TL=217°C) tepe sıcaklığına (Tp=260°C maks.) kadar olan ısınma hızı saniyede 3°C'yi geçmemelidir. TL üzerinde (tL) geçirilen süre 60 ile 150 saniye arasında olmalıdır. Tepe paket gövde sıcaklığı 260°C'yi geçmemeli ve bu tepe noktasının 5°C içindeki süre (tp) maksimum 30 saniye olmalıdır. Soğuma hızı maksimum saniyede 6°C olmalıdır. 25°C'den tepe sıcaklığına kadar toplam süre 8 dakikayı geçmemelidir. LED paketine, lehim bağlantılarına ve iç die yapıştırma malzemelerine termal hasarı önlemek için bu profile uyulması kritik öneme sahiptir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Parça numaralandırma sistemi kapsamlıdır ve kesin şartname belirlemeye olanak tanır. Model T20**811A-***** şeklindedir. Numaralandırma sistemi şu şekilde ayrılır: X1 tip kodunu gösterir (2016 paketi için 20). X2 CCT kodudur (örn. 2700K için 27). X3 renksel geriverim indeksidir (Ra80 için 8). X4 ve X5 sırasıyla seri ve paralel çip sayısını belirtir. X6 bir bileşen kodudur. X7 belirli performans sınıflarını tanımlayan bir renk kodudur (örn. ANSI standardı için M). X8, X9 ve X10 dahili ve yedek kodlar içindir. Bu sistem, kullanıcıların tasarımları için gereken tam LED varyantını sipariş etmelerini sağlar.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Listelendiği gibi, başlıca uygulamalar iç mekan aydınlatması, retrofit çözümler, genel aydınlatma ve mimari/dekoratif aydınlatmadır. Yüksek akı çıkışı ve geniş açısı, onu spot ışıklar, panel ışıklar, tüp ışıklar ve dekoratif şeritler için mükemmel kılar. 120 derecelik ışın açısı, sıcak noktalar olmadan geniş aydınlatma kapsamı gerektiren armatürler için özellikle faydalıdır.

8.2 Tasarım Hususları

Thermal Management: Given the thermal resistance of 40°C/W, proper heat sinking is mandatory, especially when operating at or near the maximum current. The PCB should be designed with adequate thermal vias and possibly connected to a metal core or heatsink to maintain a low junction temperature.

Electrical Driving: A constant current driver is recommended to ensure stable light output and color over the LED's lifetime. The driver should be selected based on the forward voltage bin and the required operating current, ensuring it does not exceed the absolute maximum ratings. The derating curve must be consulted for high-temperature environments.

Optical Design: The top-view nature and wide beam angle may require secondary optics (lenses or diffusers) if a specific beam pattern or glare control is needed.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart orta güçlü LED'lerle karşılaştırıldığında, T20/2016 paketi, termal olarak geliştirilmiş tasarımı sayesinde kompakt boyut ile iyi termal performans arasında bir denge sunar. 30mA'de tipik 11V ileri voltajı, içinde birden fazla çip konfigürasyonu içerebileceğini düşündürür. Geniş 120 derecelik görüş açısı, daha dar ışınlı LED'lerden önemli bir farklılaştırıcıdır ve onu spot aydınlatmadan ziyade genel aydınlatma için daha uygun hale getirir. 5-adımlı MacAdam elipslerine ve Energy Star binlemeye uyumu, onu yüksek renk tutarlılığına odaklanan bir kategoriye yerleştirir; bu, daha gevşek renk toleranslarına sahip LED'lere göre önemli bir avantajdır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

Q: What is the actual power consumption of this LED?
A: At the typical operating condition of 30mA and 11V, the power consumption is 0.33W (30mA * 11V = 330mW). This is below the maximum power dissipation rating of 440mW.

Q: Can I drive this LED with a 12V supply?
A: Not directly. The LED requires a constant current driver, not a constant voltage supply. Connecting it directly to a 12V source would likely cause excessive current flow, exceeding the absolute maximum rating and destroying the LED. A driver circuit that regulates current to 30mA (or another desired level within spec) must be used.

Q: How does temperature affect the light output?
A: As shown in Fig. 5, light output decreases as ambient temperature rises. Effective heat sinking is crucial to maintain high luminous flux and long life.

Q: What does "5-step MacAdam ellipse" mean for my application?
A: It means the LEDs are binned so tightly that the color difference between any two LEDs in the same bin is virtually imperceptible to the human eye under standard viewing conditions. This is essential for applications where color uniformity across multiple LEDs is critical, such as in panel lights or linear fixtures.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Geleneksel bir floresan T8 tüpünün yerini alacak bir retrofit LED tüp ışık tasarlamayı düşünün. Tipik bir tasarım, metal çekirdekli bir PCB (MCPCB) üzerine doğrusal olarak dizilmiş 120 adet bu T20 LED kullanabilir. 120 derecelik geniş görüş açısı göz önüne alındığında, ışık dağılımı genel ofis aydınlatması için mükemmel olacaktır. Tasarımcı, düzgün parlaklık ve akım paylaşımını sağlamak için aynı ışık akısı ve voltaj bölmesinden (örn. E2 ve 5X) LED'ler seçecektir. MCPCB, bir soğutucu görevi gören bir alüminyum gövdeye bağlanacaktır. Seri bağlı LED'lerin toplam ileri voltajını hesaba katarak, her LED dizisi için yaklaşık 30mA sağlayacak bir sabit akım sürücü tasarlanacaktır. Montaj sırasında reflow lehimleme profiline kesinlikle uyulacaktır. Bu kurulum, LED'in yüksek verimliliğini, uzun ömrünü ve iyi renksel geriverimini kullanarak enerji tasarruflu, yüksek kaliteli bir aydınlatma ürünü oluşturacaktır.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Beyaz bir LED, bir yarı iletken malzemedeki elektrolüminesans prensibi ile fosfor dönüşümünün birleşimiyle çalışır. Çekirdek, tipik olarak indiyum galyum nitrürden (InGaN) yapılan bir yarı iletken çiptir; ileri bir akım uygulandığında mavi ışık yayar. Bu mavi ışık daha sonra çip üzerine veya çevresine kaplanmış bir fosfor tabakasına (genellikle itriyum alüminyum garnet veya YAG bazlı) çarpar. Fosfor, mavi ışığın bir kısmını emer ve onu sarı ışık olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ile yayılan sarı ışığın kombinasyonu, insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Beyazın tam tonu (CCT), fosfor tabakasının bileşimi ve kalınlığı ile kontrol edilir. Geniş görüş açısı, paket tasarımı ve ışığın kapsülleyici lens boyunca yayılması ile elde edilir.

13. Teknoloji Trendleri ve Gelişimi

Aydınlatma endüstrisi, daha yüksek etkinlik (vat başına lümen), gelişmiş renk kalitesi (daha yüksek CRI ve R9 değerleri) ve daha iyi güvenilirlik için çabalamaya devam etmektedir. Trendler arasında daha doygun kırmızı emisyon için yeni fosfor malzemelerinin geliştirilmesi (CRI R9'u iyileştirmek), daha iyi renk birliği ve termal yönetim için uzak fosfor tasarımlarının kullanılması ve daha da küçük form faktörleri için çip ölçekli paket (CSP) teknolojilerinin entegrasyonu yer alır. Ayrıca, DALI veya Zigbee gibi protokollerle güvenilir bir şekilde karartılabilen ve kontrol edilebilen LED'ler gerektiren akıllı aydınlatmaya artan bir odaklanma vardır. T20 serisi, termal olarak geliştirilmiş paketi ve tutarlı binlemesi ile, hem temel hem de gelişmiş aydınlatma sistemlerinin temelini oluşturan güvenilir, yüksek kaliteli bileşenlere yönelik endüstri talebiyle uyumludur. Işık rengini ve yoğunluğunu sirkadiyen ritimleri destekleyecek şekilde ayarlayan insan odaklı aydınlatmaya (HCL) doğru hareket de bu serideki LED'ler gibi stabil ve öngörülebilir performansa dayanır.