T-1 3/4 LED Ampul 334-15/X1C5-1QSA Veri Sayfası - Sıcak Beyaz Işık - Tipik Voltaj 3.2V - 50° Görüş Açısı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, yüksek performanslı sıcak beyaz bir LED ışık kaynağının teknik özelliklerini ayrıntılı olarak açıklamaktadır. Bu cihaz, kompakt ve endüstri standardına uygun bir paketleme içinde önemli ışık çıktısı sağlamak üzere tasarlanmıştır. Temel işlevi, çeşitli gösterge ışıkları ve aydınlatma uygulamaları için verimli ve güvenilir aydınlatma sağlamaktır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED'in temel avantajları, yüksek ışık gücü çıkışı ve fosfor dönüşüm sistemi ile elde edilen sıcak beyaz ışık yayılımıdır. Popüler T-1 3/4 dairesel paketlemesi, mevcut duy ve tasarımlarla geniş uyumluluk sağlar. Cihaz ayrıca ilgili çevresel ve operasyonel standartlara uyar, ESD korumasına sahiptir ve RoHS uyumludur. Hedef uygulama alanları, bilgi panoları, optik gösterge ışıkları, arka aydınlatma modülleri ve net, parlak sinyal göstergesi gerektiren işaret lambalarını kapsayacak şekilde geniştir.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine Analizi

Bu bölüm, spesifikasyon belgesi içeriğine dayanarak, cihazın kritik elektriksel, optik ve termal özelliklerini objektif olarak analiz eder.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar ve normal çalışma koşulları için geçerli değildir.

• Sürekli İleri Yön Akımı (IF):30 mA. Bu akımın sürekli aşılması yarı iletken bağlantısını aşırı gerilime maruz bırakacaktır.
• Tepe İleri Akımı (IFP):%10 görev döngüsü ve 1 kHz frekansta 100 mA. Bu, çoklama görüntüleme uygulamaları için uygun olan kısa süreli yüksek akım darbelerine izin verir.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Bu değeri aşan ters öngerilim uygulanması, eklem delinmesine yol açabilir.
• Güç Tüketimi (Pd):110 mW. Bu, belirtilen koşullar altında paketin dağıtabileceği maksimum termal güçtür.
• Çalışma ve Depolama Sıcaklığı:Sırasıyla -40°C ila +85°C ve -40°C ila +100°C aralığında, cihazın çevresel dayanıklılığını tanımlar.
• ESD Dayanımı (HBM):4 kV, operasyon sırasında iyi bir elektrostatik deşarj koruma yeteneğine sahip olduğunu göstermektedir.
• Lehimleme sıcaklığı:260°C'de 5 saniye süreyle, reflow lehimleme sıcaklık profili dayanıklılığını belirler.

2.2 Elektro-Optik Özellikler

Bunlar, 25°C standart test koşullarında (aksi belirtilmedikçe, IF=20mA) ölçülen tipik performans parametreleridir.

• İleri Yönlü Gerilim (VF):2.8V ila 3.6V. LED iletimdeyken üzerindeki voltaj düşüşü. Tipik değer yaklaşık 3.2V civarında yoğunlaşır. Tasarımcılar, sürücü devresinin bu voltaj aralığına uyum sağlayabildiğinden emin olmalıdır.
• Işık Şiddeti (IV):Spesifik seçim aralığına bağlı olarak (Bkz. Bölüm 3), minimum ışık şiddeti 3600 mcd ila 7150 mcd arasında değişir. Bu yüksek şiddet, yüksek görünürlük gerektiren uygulamalar için kritik bir özelliktir.
• Görüş Açısı (2θ1/2):50 derece (tipik değer). Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü açı genişliğini tanımlayarak orta genişlikte bir ışık hüzmesi oluşturur.
• Kromatiklik Koordinatları (x, y):CIE 1931 renklilik diyagramına göre tipik değerler x=0.40, y=0.39'dur. Bu, ışık rengini sıcak beyaz bölgeye konumlandırır.
• Zener Ters Gerilim (Vz):Iz=5mA'de tipik değer 5.2V'dur. Bu entegre koruma işlevi, LED'i ters gerilim geçici durumlarından korumaya yardımcı olur.
• Ters Akım (IR):VR=5V'de maksimum değer 50 µA'dır, bu da kapalı durumda sızıntı akımının son derece düşük olduğunu gösterir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Bu cihaz, tutarlılığı sağlamak için kritik parametrelere göre sınıflandırılır. Bu, tasarımcıların belirli parlaklık ve ileri voltaj gereksinimlerini karşılayan LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

20mA altındaki minimum ışık şiddetine göre, LED'ler üç ana sınıfa ayrılır:
- Sınıf Q:3600 - 4500 mcd
- Dişli R:4500 - 5650 mcd
- Dişli S:5650 - 7150 mcd
Bu değerler ±%10 toleransa izin verir. Daha yüksek bir kademe (örneğin S kademesi) seçmek, cihazın daha parlak olmasını garanti eder.

3.2 İleri Yönlü Gerilim Sınıflandırması

LED'ler, seri bağlantı sırasında akım eşleştirmesi veya hassas sürücü tasarımı için kolaylık sağlamak amacıyla ileri voltajlarına göre de sınıflandırılır:
- Sınıf 0:2.8 - 3.0 V
- Sınıf 1:3.0 - 3.2 V
- Kademe 2:3.2 - 3.4 V
- Vites 3:3.4 - 3.6 V
Ölçüm belirsizliği ±0.1V'dir.

3.3 Renk Sınıflandırması (Kromatiklik)

Sıcak beyaz renk, CIE 1931 kromatiklik diyagramında belirli bir bölgede tanımlanır. Şartname, altı renk sınıfının (D1, D2, E1, E2, F1, F2) köşe koordinatlarını sağlar ve bunlar bir grup (Grup 1) olarak sınıflandırılır. Bu gruplama, tüm bu sınıfların kabul edilebilir sıcak beyaz renk uzayı içine düştüğünü gösterir; burada F1/F2 daha sıcak (daha düşük ilişkili renk sıcaklığı), D1/D2 ise daha soğuktur. Tipik koordinatlar (x=0.40, y=0.39) bu gruplama bölgesi içinde yer alır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Sağlanan grafikler, cihazın farklı koşullar altındaki davranışına dair derinlemesine bir anlayış kazandırmaya yardımcı olur.

4.1 Bağıl Yoğunluk vs. Dalga Boyu

Spektral güç dağılımı eğrisi, fosfor dönüştürmeli beyaz LED'lerin karakteristiği olan, görünür spektrumda geniş bir emisyon tepe noktası olduğunu göstermektedir. Sarı bölgede konumlanan bu tepe noktası, InGaN çipinden gelen mavi ışık bileşeni ile bir taban oluşturarak birlikte sıcak beyaz ışık görünümünü meydana getirir.

4.2 İleri Akım vs. İleri Voltaj (IV Eğrisi)

Eğri, tipik bir diyot üstel ilişkisini sergilemektedir. İleri voltaj, akımla logaritmik olarak artar. Voltajdaki küçük değişikliklerin akımda büyük değişimlere yol açması nedeniyle, bu eğri sabit akım sürücülerinin tasarımı için kritik öneme sahiptir.

4.3 Bağıl Yoğunluk vs. İleri Akım

Işık çıkışı, ileri akım arttıkça artar ancak bu ilişki doğrusal değildir. Eğri, önce yaklaşık doğrusal bir artış bölgesi gösterebilir, ardından yüksek akımlarda verim düşüşü ve termal etkiler nedeniyle bir azalma görülebilir. En iyi verim ve ömür için, önerilen 20mA test akımında veya altında çalışılması tavsiye edilir.

4.4 Kromatiklik vs. İleri Akım ve Termal Performans

Kromatik koordinatlar sürücü akımıyla hafifçe kayabilir. İleri akım ile ortam sıcaklığı arasındaki ilişkiyi gösteren grafik, termal yönetim için çok önemlidir. Ortam sıcaklığı arttıkça, belirli bir jonksiyon sıcaklığı için izin verilen maksimum ileri akım azalır. Aşırı ısınmayı önlemek için bu düşürme eğrisine uyulmalıdır.

4.5 Yönlülük Diyagramı

Radyasyon deseni diyagramı, ışığın uzaysal dağılımını göstermektedir. Dairesel lensli T-1 3/4 paketi, nominal 50 derece bakış açısıyla düzgün, geniş bir ışın demeti üretir.

5. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

Bu LED, standart T-1 3/4 (5mm) yuvarlak paket kullanır. Temel boyut açıklamaları şunları içerir:
- Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve genel tolerans ±0.25mm'dir.
- Bacak aralığı, bacakların paket gövdesinden çıktığı noktada ölçülür.
- Reçinenin flanş altındaki maksimum çıkıntı miktarı 1.5mm'dir.
- Boyut şeması, PCB lehim pedi tasarımı ve mekanik montaj için kritik olan toplam uzunluk, lens çapı, pin çapı ve bükülme noktası gibi hassas ölçümleri sağlar.

5.2 Polarite Tanımlama

Polarite genellikle pin uzunluğu (daha uzun pin anot) veya paket flanşı üzerindeki düz bir işaretle belirtilir. Katot genellikle bu düz yüzeye bitişik pine bağlanır. Doğru polarite, normal çalışma ve ters öngerilim uygulanmasını önlemek için çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Doğru işlem, güvenilirlik için çok önemlidir.

6.1 Bacak Şekillendirme

• Bükme noktası, iç yonga ve bağ teline stres uygulanmasını önlemek için epoksi lamba gövdesinin tabanından en az 3 mm uzakta olmalıdır.
• Bacakları lehimlemeden önce şekillendirin. Lehimlenmiş bir bağlantıya stres uygulamak PCB'yi veya LED'i hasara uğratabilir.
• Uygun araçlar kullanarak paket üzerinde stres oluşmasından kaçının. PCB montajı sırasındaki yanlış hizalama kalıcı strese neden olabilir.
• Bacakları oda sıcaklığında kesin. Yüksek sıcaklıkta kesim işlemi ısıyı iletip bileşene zarar verebilir.
• PCB deliklerinin LED bacaklarıyla mükemmel şekilde hizalandığından emin olun, zorla yerleştirmekten kaçının.

6.2 Kaynak Parametreleri

• El ile Lehimleme:Havya ucu maksimum sıcaklığı 300°C (maksimum 30W havya için uygundur), her pinin lehimleme süresi 3 saniyeyi geçmemelidir.
• Dalga lehimleme/Daldırma lehimleme:Maksimum ön ısıtma sıcaklığı 100°C, süresi 60 saniyeyi geçmemelidir.
• Lehim noktası ile epoksi LED arasındaki mesafe 3mm'den fazla olmalıdır. Bağlantı çubuğunun (paket içi pinler arasındaki küçük metal destek) tabanı dışında lehimleme yapılması önerilir.

6.3 Depolama Koşulları

• Teslim alındıktan sonra, ≤30°C sıcaklık ve ≤%70 bağıl nem koşullarında depolayın. Bu koşullar altında önerilen raf ömrü 3 aydır.
• Daha uzun süreli depolama için (en fazla bir yıl), LED'i nitrojen gazı dolu ve kurutucu içeren hava geçirmez bir kapta saklayın.
• Paketleme yüzeyinde ve içinde yoğuşma oluşmasını önlemek için yüksek nemli ortamlarda ani sıcaklık değişimlerinden kaçının.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'lerin ambalajı, nem, statik elektrik ve fiziksel darbelerden kaynaklanan hasarları önlemek için tasarlanmıştır:
- Anti-statik torbalarda paketlenir.
- Her bir torba en az 200, en fazla 500 parça içerir.
- Beş torba bir iç kutuya yerleştirilir.
- On iç kutu bir dış kutuya paketlenir.

7.2 Etiket Açıklaması

Ambalaj üzerindeki etiket, kritik izlenebilirlik ve spesifikasyon bilgilerini içerir:
- P/N:Parça numarası.
- QTY:Paket içi adet.
- KAT:Işık şiddeti ile ileri yönlü voltaj sınıflandırmasının kombinasyon kodu.
- RENK TONU:Renk derecesi (örneğin D1, F2).
- LOT No:Üretim parti numarası, izlenebilirlik için kullanılır.

7.3 Model Adlandırma Kuralları

Parça numarası 334-15/X1C5-1QSA yapılandırılmış bir formata uyar; burada yer tutucu kare (□), belirli ışık şiddeti, ileri voltaj ve renk derecelendirme sınıflandırmaları için kodları temsil edebilir, böylece istenen performans seviyesinin hassas bir şekilde sipariş edilmesini sağlar.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Bilgi Paneli ve Skor Tablosu:Yüksek yoğunluğu ve geniş görüş açısı, iç/dış ekran karakter aydınlatması için uygun olmasını sağlar.
• Optik Gösterge Işığı:Endüstriyel ekipmanlar, tüketici elektroniği veya kontrol panellerindeki durum göstergeleri için uygundur; özellikle sıcak beyaz ışık göstergesi gereken durumlar için idealdir.
• Arka Aydınlatma:Küçük paneller, tabelalar veya dekoratif aydınlatma için kullanılabilen kenar aydınlatması.
• İşaret Lambası:Konum göstergeleri, çıkış işaretleri veya düşük parlaklıklı ortam geçiş aydınlatması için uygundur.

8.2 Tasarım Dikkat Edilmesi Gerekenler

• Akım Sınırlama:Mutlaka sabit akım kaynağı veya akım sınırlama direnci kullanarak sürün. Besleme voltajı (Vs), LED'in ileri voltajı (sınıflandırmasından gelen Vf) ve istenen akım (örneğin 20mA) kullanılarak direnç değerini hesaplayın: R = (Vs - Vf) / I_f.
• Termal Yönetim:Bu paket yüksek güç tüketimi için tasarlanmamış olsa da, uygulamada özellikle birden fazla LED kullanıldığında veya maksimum akıma yakın çalışıldığında yeterli havalandırma sağlanmalıdır. Yükseltilmiş ortam sıcaklıkları için akım düşürme eğrisine uyun.
• ESD Koruması:4kV HBM derecelendirmesine rağmen, montaj sırasında standart ESD önlemleri alınmalıdır.
• Optik Tasarım:50° görüş açısı, ışın genişliği ve yoğunluğu arasında iyi bir denge sağlar. Daha dar bir ışın için ikincil optik elemanlara (lens) ihtiyaç duyulur.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Genel 5mm beyaz LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihazın birkaç belirgin avantajı vardır:
1. Yüksek Işık Şiddeti:Minimum ışık şiddeti 7150 mcd'ye kadar çıkan derecelendirmesiyle, standart gösterge LED'lerinden önemli ölçüde daha fazla ışık çıkışı sağlar ve daha güçlü ortam ışığı koşullarında kullanılabilmesini mümkün kılar.
2. Belirgin Sıcak Beyaz Renk Tonu:Belirtilen kromatik koordinatlar ve sınıflandırma, soğuk beyaz veya mavimsi beyaz LED'lerden farklı olarak, kararlı ve hoş bir sıcak beyaz ışık rengi sağlar.
3. Entegre Zener koruması:LED'in uçlarına paralel bağlı 5.2V dahili Zener diyotu, bir dereceye kadar ters gerilim aşımı koruması sağlayarak elektriksel gürültülü ortamlarda güvenilirliği artırır.
4. Kapsamlı Özellikler:Detaylı maksimum derecelendirmeler, performans eğrileri ve çalıştırma kılavuzları, mühendislere güvenilir ve uzun ömürlü tasarımlar yapmak için gereken verileri sağlar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Özelliklere Dayalı)

Soru: Q, R ve S sıraları arasındaki fark nedir?
Cevap: Bu sıralar minimum ışık şiddetine göre sınıflandırılır. S sırası en parlak (minimum 5650-7150 mcd), R sırası orta düzeyde (minimum 4500-5650 mcd), Q sırası standart parlaklıktadır (minimum 3600-4500 mcd). Lütfen uygulamanızın parlaklık gereksinimlerine göre seçim yapın.

Soru: Bu LED'i sürekli olarak 30mA'de çalıştırabilir miyim?
Cevap: 30mA mutlak maksimum sürekli anma değeri olsa da, standart test koşulları ve tipik çalışma noktası 20mA'dir. 30mA'de çalışmak daha fazla ışık üretir, ancak aynı zamanda daha fazla ısı üretir, bu da ömrü kısaltabilir ve renk kaymasına neden olabilir. En iyi güvenilirlik için 20mA veya daha düşük bir akımda tasarım yapılması önerilir.

Soru: Kromatiklik koordinatları (x=0.40, y=0.39) nasıl yorumlanır?
Cevap: Bu koordinatlar, CIE 1931 kromatiklik diyagramında bir nokta belirler. Bu belirli nokta, "sıcak beyaz ışık" bölgesine düşer ve genellikle yaklaşık 3000K-4000K ilgili renk sıcaklığına karşılık gelir, akkor veya halojen lambaların sıcak beyaz ışığına benzer.

Soru: LED'ler Zener diyot ile birlikte geliyor. Bu, ters koruma için seri dirence ihtiyacım olmadığı anlamına mı geliyor?
Cevap: Hayır. Zener diyot esas olarak ters voltajı yaklaşık 5.2V'de sabitleyerek LED'i ters polarmadan korur. LED'i ileri yönde sürerken, akımı kontrol etmek ve termal kaçaktan korumak için yine de mutlaka bir seri akım sınırlama direncine (veya sabit akım sürücüsüne) ihtiyacınız vardır.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışmaları

Senaryo: Çoklu LED çıkış işareti tasarlayın.
1. Gereksinimler:"EXIT" yazısını aydınlatmak için 12 LED kullanılır. Tüm LED'ler tutarlı parlaklık ve renge sahip olmalıdır. Kapalı ortamda (maksimum ortam sıcaklığı yaklaşık 40°C) 12VDC güç kaynağı ile çalıştırılır.
2. LED Seçimi:Tutarlılığı sağlamak için aynı ışık şiddeti aralığındaki (örneğin R aralığı) ve aynı renk grubundaki (örneğin Grup 1) LED'leri seçin. Paralel bağlantı durumunda, aynı ileri voltaj aralığını (örneğin Aralık 1) seçmek de faydalı olacaktır.
3. Devre Tasarımı:3 adet LED'i bir akım sınırlama direnci ile seri bağlayın, ardından bu tür 4 özdeş kolu paralel bağlayın. 1. seviye LED'ler için (tipik Vf 3.1V), üç seri LED'in toplam gerilim düşümü yaklaşık 9.3V'dur. 12V güç kaynağı ve 18mA hedef akımı (ömür uzatmak için hafif derecelendirme) için, R = (12V - 9.3V) / 0.018A ≈ 150 Ω. Direnç güç derecelendirmesi hesaplanır: P = I²R = (0.018)² * 150 ≈ 0.049W, bu nedenle standart 1/8W (0.125W) direnç yeterlidir.
4. Düzen:PCB lehim pedi aralığı tasarımı için mekanik çizimlere uyun. Şekillendirilmiş bacaklar gerekiyorsa, 3mm bükülme kuralına uyun. Isı dağılımı için LED'ler arasında biraz boşluk bırakın.
5. Sonuç:Tüm çalışma parametreleri LED'in belirlenmiş sınırları içinde olan, aydınlatması güvenilir ve görünümü homojen bir işaret.

12. Çalışma Prensibi Özeti

Bu, bir fosfor dönüştürücü beyaz LED'dir. Temel ışık yayan eleman, ileri yönlü akım p-n eklemine uygulandığında mavi ışık (elektrolüminesans) yayan bir indiyum galyum nitrür (InGaN) yarı iletken çipidir. Bu mavi ışık doğrudan yayılmaz. Bunun yerine, LED'in reflektör kasesi sarı (veya sarı-kırmızı) fosfor malzemesi ile doldurulmuştur. Çipten gelen mavi fotonlar fosfor taneciklerine çarptığında emilirler. Daha sonra fosfor, daha geniş bir spektral aralıkta, özellikle sarı ve kırmızı bölgelerde ışığı yeniden yayar. Emilmeden kalan mavi ışık, yeni yayılan sarı/kırmızı ışıkla görsel olarak karışarak beyaz ışığı oluşturur. Fosforun spesifik karışım oranı renk sıcaklığını belirler - bu örnekte, daha fazla kırmızı spektral bileşen içeren "sıcak beyaz ışık". Entegre Zener diyotu, kırılgan LED eklemini ters voltaj atlamasından korumak için LED'e paralel ancak ters polaritede (katot anota karşı) bağlanan ayrı bir yarı iletken bileşendir.

13. Teknoloji Trendleri ve Arka Plan

Tanımlanan cihaz, olgun ve yaygın olarak benimsenmiş bir teknolojiyi temsil etmektedir. Onlarca yıldır, T-1 3/4 (5mm) delikli montaj gövdesi, gösterge ışıkları ve düşük parlaklıklı aydınlatma uygulamaları için endüstri standardı olmuştur. Daha geniş LED endüstrisindeki mevcut eğilimler şu yönde ilerlemektedir:
1. Verimlilik Artışı (lm/W):Güncellenmiş çip tasarımları ve gelişmiş fosfor teknolojileri, watt başına ışık çıkışını sürekli artırarak enerji tüketimini düşürüyor.
2. Yüzeye Monte Cihazlar (SMD) Hakimiyeti:Çoğu yeni tasarım için, daha küçük boyutları, otomatik montaja daha uygun olmaları ve genellikle daha iyi PCB ısı iletim yollarına sahip olmaları nedeniyle SMD paketleri (3528, 5050 veya daha küçük boyutlar gibi) tercih edilmektedir.
3. Daha Yüksek Renk Kalitesi ve Tutarlılık:Daha sıkı renk sınıflandırması (MacAdam elipsleri gibi metrikler kullanılarak) ve daha yüksek Renksel Geriverim İndeksi (CRI), aydınlatma uygulamalarında standart haline gelmektedir.
4. Entegre Çözümler:Dahili sürücü (sabit akım IC), kontrolör veya çok renkli kanallar (RGB, RGBW) içeren tek paketli LED ürünleri, akıllı aydınlatma alanında giderek daha yaygın hale gelmektedir.
Bu eğilimlere rağmen, delikli LED'ler, basit değiştirme gerektiren, yüksek noktasal ışık şiddeti gerektiren, zorlu ortamlarda sağlamlık gerektiren veya delikli PCB bileşenlerinin kullanımını şart koşan uygulamalarda halen büyük önem taşımaktadır. Belirgin özellikleri ve uzun geçmişi, onları birçok mühendislik tasarımı için güvenilir ve öngörülebilir bir seçenek haline getirmektedir.