Beyaz LED 5050 SMD Veri Sayfası - Boyut 5.0x5.0x1.9mm - Gerilim 25V - Güç 5W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 5050 yüzey montaj cihazı (SMD) paketindeki T5C serisi yüksek güçlü, üstten görünümlü beyaz LED bileşenlerinin özelliklerini detaylandırır. Zorlu genel aydınlatma uygulamaları için tasarlanan bu LED, termal olarak geliştirilmiş bir paketi yüksek ışık akısı çıkışı ve geniş bir görüş açısı ile birleştirir. Reflow lehimleme işlemlerine uygundur ve ilgili çevre standartlarına uyumludur.

1.1 Temel Avantajlar

• Termal Olarak Geliştirilmiş Paket Tasarımı:Verimli ısı dağılımı için optimize edilmiştir, daha yüksek sürüş akımlarını destekler ve uzun ömürlülüğü artırır.
• Yüksek Işık Akısı Çıkışı:Değiştirme ve genel aydınlatma armatürleri için uygun yüksek parlaklık seviyeleri sağlar.
• Yüksek Akım Kapasitesi:200mA ileri akım (IF) için derecelendirilmiştir, maksimum darbe derecesi 330mA'dır.
• Kompakt Paket Boyutu (5050):5.0mm x 5.0mm ayak izi, yüksek yoğunluklu PCB düzenlerine olanak tanır.
• Geniş Görüş Açısı (120°):Geniş bir alanda düzgün aydınlatma sağlar.
• Kurşunsuz ve RoHS Uyumlu:Çevre yönergelerine uyum gerektiren ürünlerde kullanıma uygundur.

1.2 Hedef Uygulamalar

Bu LED, güvenilirlik, parlaklık ve renk kalitesinin çok önemli olduğu çeşitli iç mekan ve mimari aydınlatma uygulamaları için tasarlanmıştır.

• İç Aydınlatma:Downlight'lar, panel ışıklar ve diğer gömülü armatürler.
• Retrofit (Değiştirme):Mevcut armatürlerde geleneksel ışık kaynaklarının doğrudan yerine geçer.
• Genel Aydınlatma:Görev aydınlatması, vurgu aydınlatması ve alan aydınlatması.
• Mimari / Dekoratif Aydınlatma:Kove aydınlatması, tabelalar ve estetik aydınlatma elemanları.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, LED'in standart test koşulları altındaki (Tj = 25°C, IF = 200mA) elektriksel, optik ve termal karakteristiklerinin detaylı bir dökümünü sağlar.

2.1 Elektro-Optik Karakteristikler

Birincil performans metrikleri, ışık çıkışını ve renk kalitesini tanımlar. Ölçümler tipik olarak 25°C eklem sıcaklığında (Tj) ve 200mA ileri akımda alınır.

Önemli Notlar:Işık akısı toleransı ±7%'dir. Renksel Geriverim İndeksi (Ra) ölçüm toleransı ±2'dir. Daha yüksek CRI versiyonları (Ra90), Ra70 ve Ra80 sınıflarına kıyasla biraz daha düşük lümen çıkışıyla üstün renk doğruluğu sunar.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler

Bunlar, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitleridir. Çalışma her zaman bu limitler içinde tutulmalıdır.

Tasarım Hususu:Darbe İleri Akımı (IFP) derecelendirmesi yalnızca belirli koşullar altında geçerlidir: darbe genişliği ≤ 100μs ve görev döngüsü ≤ 1/10. Herhangi bir mutlak maksimum değerin aşılması, cihazın özelliklerini değiştirebilir ve arızaya yol açabilir.

2.3 Elektriksel ve Termal Karakteristikler

Bu parametreler, normal koşullar altındaki çalışma davranışını tanımlar.

Önemli Notlar:İleri gerilim toleransı ±3%'tür. Termal direnç değeri, termal yönetim tasarımı için kritiktir; daha düşük bir değer, LED ekleminden PCB'ye daha iyi ısı transferi anlamına gelir. 1000V HBM ESD derecesi, montaj sırasında standart ESD işleme önlemleri gerektirir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler ölçülen performansa göre sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulama gereksinimlerini karşılayan bileşenleri seçmesine olanak tanır.

3.1 Parça Numaralandırma Sistemi

Parça numarası yapılandırılmış bir kodu takip eder:T5C***82C-R****. Ana unsurlar şunları içerir:

• X1 (Tip Kodu):"5C", 5050 paketini belirtir.
• X2 (CCT Kodu):Örn., 2700K için "27", 4000K için "40", 6500K için "65".
• X3 (Renksel Geriverim Kodu):Ra70 için "7", Ra80 için "8", Ra90 için "9".
• X4 & X5 (Çip Yapılandırması):Paketin içindeki seri ve paralel LED çiplerinin sayısını belirtir (1-Z).
• X7 (Renk Kodu):Renk koordinatı sınıflandırma standardını tanımlar (örn., ANSI, ERP).

3.2 Işık Akısı Sınıflandırması

LED'ler, 200mA'deki minimum ve maksimum ışık çıkışlarına göre gruplandırılır. Örneğin, 4000K, Ra80 bir LED için:

• Kod GN:600 lm (Min) ila 650 lm (Maks)
• Kod GP:650 lm (Min) ila 700 lm (Maks)
• Kod GQ:700 lm (Min) ila 750 lm (Maks)

Daha yüksek bir sınıf seçmek (örn., GQ), daha yüksek bir minimum parlaklık garanti eder.

3.3 İleri Gerilim Sınıflandırması

Sürücü tasarımına ve akım eşleştirmesine yardımcı olmak için LED'ler ayrıca ileri gerilime (VF) göre sınıflandırılır.

• Kod 6D:VF = 22V ila 24V
• Kod 6E:VF = 24V ila 26V
• Kod 6F:VF = 26V ila 28V

3.4 Renk Koordinatı Sınıflandırması

Renk noktası (CIE diyagramındaki x, y koordinatları) sıkı bir şekilde kontrol edilir. Spesifikasyon, 5 adımlık bir MacAdam elipsini referans alır, yani belirli bir sınıftaki tüm LED'ler standart görüntüleme koşullarında renk olarak görsel olarak ayırt edilemez. Merkez koordinatları ve elips parametreleri, her CCT için hem 25°C hem de 85°C eklem sıcaklıklarında, sıcaklıkla renk kaymasını hesaba katarak sağlanır. 2600K'dan 7000K'ya kadar tüm CCT'ler için Energy Star sınıflandırması uygulanır.

4. Performans Eğrisi ve Spektral Analiz

Veri sayfası, temel performans yönlerinin grafiksel temsillerini içerir.

4.1 Spektral Güç Dağılımı

Ra≥70, Ra≥80 ve Ra≥90 versiyonları için ayrı spektrumlar sağlanır. Daha yüksek CRI spektrumları, görünür spektrum boyunca, özellikle kırmızı ve camgöbeği bölgelerinde daha dolu bir eğri gösterecek ve bu da daha doğru renk geriverimine yol açacaktır.

4.2 Görüş Açısı Dağılımı

Bir kutupsal diyagram, uzaysal radyasyon modelini gösterir. Tipik 120° tam genişlik yarı maksimum (FWHM), ışık şiddetinin 0°'de (LED yüzeyine dik) en yüksek olduğu ve bir kosinüs yasasını izleyerek azaldığı Lambertian veya yakın-Lambertian bir dağılımı gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

5050 SMD paketi aşağıdaki kritik boyutlara sahiptir (mm cinsinden, belirtilmediği sürece tolerans ±0.1mm):

• Toplam Boyut:5.00 (U) x 5.18 (G) x 1.90 (Y) maks.
• LED Çip Alanı:4.20 x 4.54.
• Terminal Aralığı ve Boyutu:Optimal lehim bağlantısı ve termal bağlantı için detaylı pad düzeni gösterilmiştir.

5.2 Polarite Tanımlama

Alt görünüm diyagramı, katot ve anot pad'lerini açıkça işaretler. PCB montajı sırasında ters polarite hasarını önlemek için doğru polarite esastır.

5.3 İç Yapılandırma

"8 Seri 2 Paralel" notasyonu, paketin belirtilen yüksek ileri gerilimi (~25V) ve akım kapasitesini elde etmek için birleşik seri-paralel dizi halinde bağlanmış birden fazla LED çipi içerdiğini gösterir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

LED'e zarar vermeden güvenilir lehim bağlantıları sağlamak için detaylı bir reflow profili sağlanır. Ana parametreler şunları içerir:

• Maksimum Paket Gövde Sıcaklığı (Tp):Maksimum 260°C.
• Likitüs Üzerinde Geçen Süre (TL=217°C):60 ila 150 saniye.
• Tp'nin 5°C İçinde Geçen Süre:Maksimum 30 saniye.
• Isınma Hızı:Maksimum 3°C/saniye.
• Soğuma Hızı:Maksimum 6°C/saniye.

Kritik Husus:Bu profile uymak hayati önem taşır. Aşırı sıcaklık veya süre, LED'in iç malzemelerini (epoksi, fosfor) ve lehim bağlantılarını bozabilir, erken arızaya veya performans kaybına yol açabilir.

6.2 Depolama ve Taşıma

Sağlanan alıntıda açıkça detaylandırılmamış olsa da, depolama sıcaklığı derecesine (Tstg: -40 ila +85°C) dayanarak, bileşenler serin, kuru bir ortamda depolanmalıdır. SMD bileşenleri için standart nem hassasiyeti seviyesi (MSL) önlemleri önerilir ve paketleme uzun süre ortam nemine maruz kaldıysa LED'ler reflow öncesinde kurutulmalıdır.

7. Uygulama Tasarım Hususları

7.1 Termal Yönetim

5.94W'a kadar güç dağılımı ve 3°C/W termal direnci (eklemden lehim noktasına) ile etkili bir soğutucu zorunludur. PCB, Metal Çekirdekli PCB (MCPCB) veya başka bir termal iletkenliğe sahip alt tabaka kullanmalıdır. Lehim noktasından ekleme sıcaklık artışı ΔT = Güç * Rth j-sp olarak hesaplanır. Örneğin, 5W'da ΔT = 15°C'dir. Lehim noktası sıcaklığı, çalışma sırasında eklem sıcaklığının (Tj) maksimum derecesi olan 120°C'nin altında kalmasını sağlamak için yeterince düşük tutulmalıdır.

7.2 Elektriksel Sürüş

LED çalışması için sabit akım sürücü zorunludur. Sürücü, 200mA çıkış akımı (veya karartma gerekiyorsa daha düşük) ve LED'in ileri gerilim sınıfı aralığını (örn., 22-28V) kapsayan bir gerilim uyumluluğu için belirlenmelidir. Birden fazla LED kullanan tasarımlarda, yüksek Vf nedeniyle seri bağlantı yaygındır; paralel bağlantı dikkatli akım dengelemesi gerektirir.

7.3 Optik Tasarım

120° görüş açısı, geniş, dağınık aydınlatma gerektiren uygulamalar için uygundur. Daha odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (lensler veya reflektörler) gerekli olacaktır. Üstten görünüm tasarımı, ışığın öncelikle montaj düzlemine dik olarak yayıldığı anlamına gelir.

8. Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart orta güçlü LED'lere (örn., 2835, 3030 paketleri) kıyasla, bu 5050 LED, paket başına önemli ölçüde daha yüksek ışık akısı sunarak belirli bir ışık çıkışı için gereken bileşen sayısını azaltır. Daha yüksek ileri gerilimi, belirli bir güç için akım gereksinimlerini azaltır, bu da izlerdeki ve konnektörlerdeki direnç kayıplarını en aza indirebilir. Temel ödünleşim, daha yüksek güç yoğunluğu nedeniyle artan termal yönetim zorluğudur.

9. Teknik Parametrelere Dayalı SSS

9.1 Bu LED'i 200mA yerine 150mA'de sürebilir miyim?

Evet, daha düşük bir akımda sürmek, ışık çıkışını (yaklaşık olarak akımla orantılı) azaltacak ve daha düşük eklem sıcaklığı nedeniyle verimliliği (lümen başına watt) ve ömrü önemli ölçüde artıracaktır.

9.2 Beklenen ömür (L70/B50) nedir?

Bu veri sayfasında açıkça belirtilmemiş olsa da, LED ömrü öncelikle eklem sıcaklığının bir fonksiyonudur. LED'i derecelendirmelerinin çok içinde çalıştırmak, özellikle iyi bir termal tasarım ile Tj'yi düşük tutmak, uzun ömür (tipik olarak 50.000 saat L70 veya daha fazlası) elde etmenin anahtarıdır.

9.3 Renk sıcaklıkla ve zamanla nasıl değişir?

Renk koordinatları hem 25°C hem de 85°C'de belirtilmiştir, beklenen kaymayı gösterir. Genel olarak, beyaz LED'ler sıcaklık arttıkça renkte hafifçe kayar. Uzun vadede, uygun termal yönetim, renk kaymasının ve lümen azalmasının ana nedeni olan fosfor bozulmasını en aza indirir.

Toplam güç ≈ 2 LED * (25V * 0.2A) = 10W. LED lehim noktası sıcaklığını Tj'yi korumak için yeterince düşük tutarken 10W dağıtabilen bir soğutucuya sahip bir MCPCB kullanın.

Senaryo:20W halojen lambanın yerini alacak 1200 lm, 4000K, Ra80 retrofit LED modülü tasarlamak.

1. Bileşen Seçimi:4000K, Ra80, Işık Akısı sınıfı GP (Min 650lm) veya GQ (Min 700lm) seçin.
2. Miktar Hesaplaması:GP sınıfı için: 1200 lm / 650 lm = ~1.85 LED. Seri olarak 2 LED kullanın (~1300-1400 lm), gerekirse hafifçe karartın.
3. Sürücü Spesifikasyonu:Sabit akım sürücü seçin: Çıkış = 200mA, Gerilim aralığı 2 * VF'yi kapsamalıdır (örn., 2 * 24-28V = 48-56V).
4. Termal Tasarım:Total power ≈ 2 LEDs * (25V * 0.2A) = 10W. Use an MCPCB with a heatsink capable of dissipating 10W while keeping the LED solder point temperature low enough to maintain Tj
5. PCB Düzeni:Önerilen lehim pad desenini takip edin. Yüksek akım yolları için geniş izler kullanın. Yüksek gerilim için yeterli elektriksel izolasyon sağlayın.

11. Çalışma Prensibi

Beyaz bir LED temelde bir yarı iletken diyottur. İleri yönde polarmalandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Bu birincil ışık tipik olarak mavi veya morötesi spektrumdadır. Beyaz ışık oluşturmak için, yarı iletken çipin üzerine bir fosfor kaplaması uygulanır. Bu fosfor, birincil mavi/UV ışığının bir kısmını emer ve onu daha geniş bir spektrumda (sarı, kırmızı, yeşil) ışık olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve fosforla dönüştürülmüş ışığın kombinasyonu, beyaz ışık algısıyla sonuçlanır. İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT) ve Renksel Geriverim İndeksi (CRI), fosfor tabakasının kesin bileşimi ve kalınlığı ile kontrol edilir.

12. Teknoloji Trendleri

Yüksek güçlü SMD LED pazarı, daha yüksek verimlilik (watt başına daha fazla lümen), gelişmiş renk tutarlılığı ve daha yüksek güvenilirliğe doğru evrimini sürdürmektedir. Trendler arasında daha iyi renk geriverimi ve stabilite için yeni fosfor teknolojilerinin (örn., kuantum noktaları, cam içinde fosfor) benimsenmesi ve üstün termal performans için seramik veya diğer gelişmiş paket malzemelerinin kullanımı yer alır. Aydınlatma endüstrisi genelinde tasarım ve üretimi basitleştirmek için standartlaştırılmış form faktörleri ve ayak izlerine doğru bir yönelim de vardır. Termal yönetim ve sabit akım sürüş ilkeleri, tüm yüksek güçlü LED uygulamaları için temel olmaya devam etmektedir.