Beyaz LED 3030 SMD Veri Sayfası - Boyut 3.0x3.0x0.66mm - Gerilim 5.9V - Güç 0.71W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu doküman, kompakt bir 3030 yüzey montaj cihazı (SMD) paketinde bulunan yüksek performanslı, üstten görünümlü beyaz LED'in özelliklerini detaylandırır. Genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanan bu bileşen, yüksek ışık çıkışı, sağlam termal yönetim ve zorlu koşullar altında güvenilir çalışma kombinasyonu sunar. Ana hedef pazarları arasında yenileme aydınlatma çözümleri, genel aydınlatma ve hem iç hem de dış mekan tabela arka aydınlatması yer alır.

Bu LED serisinin temel avantajları, yarı iletken bağlantıdan verimli ısı dağılımını kolaylaştıran termal olarak geliştirilmiş paket tasarımından kaynaklanır. Bu tasarım, özellikle yüksek sürücü akımlarında çalışırken performansı ve ömrü korumak için kritik öneme sahiptir. Paket, 120 derecelik geniş bir görüş açısı sunarak düzgün ışık dağılımı sağlar. Ayrıca, RoHS direktiflerine uyumludur ve kurşunsuz reflow lehimleme işlemlerine uygundur, bu da modern üretim ve çevre standartlarıyla uyumludur.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu LED'in performansı, tipik olarak 25°C bağlantı sıcaklığında (Tj) ve 120mA ileri akımda (IF) belirli test koşulları altında karakterize edilir. Gerçek dünya performansının çalışma sıcaklığı ve sürücü akımı ile değişeceğini anlamak çok önemlidir.

2.1 Elektro-Optik Karakteristikler

Işık akısı çıkışı, İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) ve Renksel Geriverim İndeksi (Ra) ile doğrudan ilişkilidir. IF=120mA standart test koşulu için, tipik ışık akısı, 2700K, Ra90 LED için yaklaşık 94 lümenden, daha soğuk beyaz LED'ler (4000K-6500K) için Ra70 ile 129 lümene kadar değişir. İleri gerilim (VF), 120mA'de tipik olarak 5.9V ölçülür ve belirtilen tolerans ±0.2V'dir. Işık şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü eksen dışı açı olarak tanımlanan görüş açısı (2θ1/2) 120 derecedir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler ve Elektriksel Karakteristikler

Cihaz güvenilirliğini sağlamak için, çalışma asla Mutlak Maksimum Değerleri aşmamalıdır. Maksimum sürekli ileri akım (IF) 200mA'dir ve belirli koşullar altında (darbe genişliği ≤100μs, görev döngüsü ≤%10) 300mA'lik bir darbe ileri akımına (IFP) izin verilir. Maksimum güç dağılımı (PD) 1280 mW'dır. Cihaz, 5V'a kadar ters gerilime (VR) dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) -40°C ila +105°C arasındadır ve izin verilen maksimum bağlantı sıcaklığı (Tj) 120°C'dir.

2.3 Termal Karakteristikler

Termal yönetim, LED performansı ve ömrü için son derece önemlidir. Buradaki kilit parametre, bağlantıdan lehim noktasına termal dirençtir (Rth j-sp) ve 13°C/W olarak belirtilmiştir. Bu değer, LED çipinde üretilen ısının baskılı devre kartına (PCB) ne kadar etkili bir şekilde aktarıldığını gösterir. Daha düşük bir termal direnç her zaman tercih edilir. Veri sayfası, bağlantı sıcaklığının limitini aşmasını önlemek için maksimum izin verilen ileri akımın ortam sıcaklığı arttıkça nasıl azaldığını gösteren güç azaltma eğrileri sağlar.

3. Binleme Sistemi Açıklaması

Üretim varyasyonları nedeniyle, LED'ler uygulamada tutarlılığı sağlamak için performans gruplarına ayrılır. Bu ürün, çok boyutlu bir binleme sistemi kullanır.

3.1 Işık Akısı Binlemesi

LED'ler, 120mA'de ölçülen ışık akılarına göre gruplandırılır. Bin kodu (örneğin, 5G, 5H, 5J) belirli bir lümen aralığını tanımlar. Örneğin, Ra80 ile 4000K LED için, 5H bin kodu 115-120 lümenlik bir akı aralığına karşılık gelirken, 5J 120-125 lümene karşılık gelir. Mevcut gruplar, CCT ve CRI kombinasyonlarına göre değişir.

3.2 İleri Yön Gerilim Binlemesi

İleri gerilim de devre tasarımına yardımcı olmak için, özellikle birden fazla LED'i seri olarak sürmek için gruplandırılır. Gruplar Z3 (5.6-5.8V), A4 (5.8-6.0V), B4 (6.0-6.2V) ve C4 (6.2-6.4V) olarak etiketlenir. Aynı gerilim grubundan LED'ler seçmek, paralel dizilerde daha düzgün akım dağılımı elde etmeye yardımcı olabilir.

3.3 Renk Koordinatı Binlemesi (Renk)

Renk koordinatları (CIE diyagramındaki x, y), her nominal CCT (2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K) için 5 adımlık bir MacAdam elipsi içinde kontrol edilir. 5 adımlık bir elips, aynı gruptaki LED'ler arasındaki renk farklarının standart görüş koşullarında insan gözü tarafından zar zor algılanabilir olduğunu garanti eder. Veri sayfası, hem 25°C hem de 85°C bağlantı sıcaklıklarında her CCT derecesi için merkez koordinatlarını ve elips parametrelerini sağlar, bu da sıcaklıkla meydana gelen renk kaymasını kabul eder.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tasarım mühendisleri için gerekli olan birkaç grafik içerir.

4.1 Spektral Güç Dağılımı

Ra≥70, Ra≥80 ve Ra≥90 ile spektrumlar için grafikler sağlanır. Daha yüksek CRI spektrumları, özellikle kırmızı bölgede daha dolu bir spektrum gösterir, bu da aydınlatılan nesnelerin daha doğru renk geriverimine yol açar.

4.2 İleri Akım - Bağıl Işık Şiddeti ve Gerilim İlişkisi

Bağıl Işık Şiddeti eğrisi, düşük aralıkta akımla neredeyse doğrusal bir ilişki gösterir, tipik olarak verim düşüşü ve termal etkiler nedeniyle daha yüksek akımlarda doygunluğa ulaşır. İleri Gerilim eğrisi, akımla karakteristik üstel artışı gösterir, bu da sabit akım sürücüleri tasarlamak için çok önemlidir.

4.3 Termal Güç Azaltma Eğrileri

"Ortam Sıcaklığı - Bağıl Işık Akısı" eğrisi, LED'in çalışma sıcaklığı arttıkça ışık çıkışındaki azalmayı gösterir. "Ortam Sıcaklığı - Bağıl İleri Gerilim" eğrisi, VF'nin sıcaklık arttıkça azaldığını gösterir, bu yarı iletkenler için tipik bir negatif sıcaklık katsayısıdır. "Maksimum İleri Akım - Ortam Sıcaklığı" grafiği bir güç azaltma eğrisidir ve Tj'yi 120°C'nin altında tutmak için herhangi bir ortam sıcaklığında en yüksek güvenli çalışma akımını tanımlar.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, 3030 paketinde bulunur, yani ayak izi yaklaşık 3.0mm x 3.0mm'dir. Toplam yükseklik 0.66mm'dir. Detaylı mekanik çizimler, mercek eğriliği ve lehim pedi düzeni dahil kritik boyutlarla üst, alt ve yan görünümleri gösterir. Belirtilmemiş tüm toleranslar ±0.2mm'dir.

5.2 Lehim Pedi Tasarımı ve Polarite Tanımlama

Alt görünüm, iki anot ve iki katot lehim pedini açıkça gösterir. Polarite, paketin kendisinde işaretlenmiştir ve katot tarafını belirten belirgin bir işaret vardır. Bu, montaj sırasında doğru yönlendirme için kritik öneme sahiptir. Lehim pedi deseni, iyi bir lehim bağlantısı oluşumunu ve reflow sırasında mekanik stabiliteyi kolaylaştırmak için tasarlanmıştır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Bileşen, kurşunsuz reflow lehimleme için derecelendirilmiştir. Maksimum lehimleme sıcaklık profili belirtilmiştir: paket gövde sıcaklığı, kullanılan spesifik profile bağlı olarak 230°C veya 260°C'yi 10 saniyeden fazla aşmamalıdır. Kurşunsuz işleme için standart IPC/JEDEC J-STD-020 profilleri uygulanabilir. Termal şok, lehim bağlantı kusurları veya LED'in iç malzemelerine zarar vermekten kaçınmak için üreticinin önerdiği profili takip etmek önerilir. Cihazlar kullanımdan önce kuru, kontrollü bir ortamda saklanmalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED şunlar için uygundur:
- Yenileme Lambaları:Spot ışıklar, raylı aydınlatma ve ampullerde geleneksel akkor, halojen veya CFL ampullerin doğrudan yerine geçme.
- Genel Aydınlatma:Yüksek akı çıkışının gerekli olduğu lineer modüller, panel ışıklar ve yüksek tavan armatürleri.
- Tabela ve Mimari Aydınlatma:Geniş görüş açısı ve parlaklığı nedeniyle iç/dış mekan tabelaları, kanal harfler ve dekoratif vurgu aydınlatması için arka aydınlatma.

7.2 Tasarım Hususları

1. Termal Yönetim:Düşük Rth j-sp, yalnızca PCB'nin bir soğutucuya düşük termal dirençli bir yola sahip olması durumunda etkilidir. Metal çekirdekli PCB'ler (MCPCB'ler) veya diğer termal olarak geliştirilmiş substratlar kullanın.
2. Sürücü Akımı:200mA kapasitesine sahip olsa da, test akımı olan 120mA'de veya altında çalışmak genellikle verimlilik, ömür ve termal yük arasında daha iyi bir denge sağlar.
3. Optikler:120 derecelik görüş açısı, daha dar bir ışın demeti gerektiren uygulamalar için ikincil optikler (mercekler, reflektörler) gerektirebilir.
4. Elektriksel Tasarım:İleri gerilim grubu ve istenen çalışma akımına uygun bir sabit akım sürücü kullanın. Geri besleme döngüleri tasarlarken negatif VF sıcaklık katsayısını göz önünde bulundurun.

8. Teknik Parametrelere Dayalı Sık Sorulan Sorular

S: Tipik çalışma noktasında gerçek güç tüketimi nedir?
C: IF=120mA ve VF=5.9V'de, elektriksel güç girişi yaklaşık 0.71 Watt'tır (120mA * 5.9V = 0.708W).

S: Renksel geriverim indeksi (CRI) ışık çıkışını nasıl etkiler?
C: Elektro-optik tabloda gösterildiği gibi, aynı CCT için, daha yüksek CRI'ya (Ra90) sahip LED'ler, standart CRI'ya (Ra70) sahip olanlara kıyasla daha düşük tipik ışık akısına sahiptir. Bu, fosfor dönüştürmeli beyaz LED'lerde temel bir ödünleşimdir.

S: Bu LED'i sabit gerilim kaynağı ile sürebilir miyim?
C: Kesinlikle önerilmez. LED'lerin üstel I-V ilişkisi, gerilimdeki küçük değişikliklerin akımda büyük değişikliklere neden olduğu anlamına gelir, bu da termal kaçak ve arızaya yol açar. Her zaman sabit akım sürücü kullanın.

S: 5 adımlık MacAdam elipsi benim uygulamam için ne anlama geliyor?
C: Çok sıkı renk tutarlılığını garanti eder. Aynı CCT grubundan LED'ler, çoğu gözlemciye göre renkte neredeyse aynı görünecektir, bu da görünür renk varyasyonunu (renk karışımı) önlemek için çok LED'li armatürlerde kritik öneme sahiptir.

9. Çalışma Prensibi

Bu bir fosfor dönüştürmeli beyaz LED'dir. Çekirdek yarı iletken çip, elektrik akımı geçtiğinde mavi ışık yayar (elektrolüminesans). Bu mavi ışık, çipin üzerine veya yakınına biriktirilmiş bir fosfor malzeme katmanına çarpar. Fosfor, mavi fotonların bir kısmını emer ve daha uzun dalga boylarında (sarı ve genellikle yüksek-CRI türleri için kırmızı) ışık yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve geniş spektrumlu fosfor emisyonunun kombinasyonu, beyaz ışık algısıyla sonuçlanır. Fosforların spesifik karışımı, nihai çıkışın CCT ve CRI'sını belirler.

10. Endüstri Trendleri

3030 paket formatı, yüksek güç işleme kapasitesi ve kompakt ayak izi arasında bir dengeyi temsil eder, bu da onu orta güç LED segmentinde popüler bir seçim haline getirir. Endüstri trendleri, ışık etkinliğini (lümen/watt) artırmaya, renk tutarlılığını ve geriverimini iyileştirmeye ve daha yüksek çalışma sıcaklıklarında güvenilirliği artırmaya odaklanmaya devam etmektedir. Ayrıca daha sürdürülebilir üretim süreçleri ve malzemelere doğru bir yönelim vardır. Daha iyi spektral kalite için gelişmiş fosforların entegrasyonu ve üstün termal performans için paket geometrisinin optimizasyonu, bu sınıftaki paketlerde devam eden gelişim alanlarıdır.