T20 Serisi 2016 Beyaz LED Veri Sayfası - Boyut 2.0x1.6x0.75mm - Gerilim 2.9-3.2V - Güç 0.48W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

T20 Serisi 2016, genel ve mimari aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış kompakt, yüksek performanslı bir beyaz ışık yayan diyottur (LED). Bu üstten görünümlü LED, zorlu koşullar altında güvenilir çalışma ve uzun ömür sağlamak için termal olarak geliştirilmiş bir paket tasarımı kullanır. Başlıca avantajları arasında yüksek ışık akısı çıkışı, mükemmel akım taşıma kapasitesi ve geniş 120 derecelik görüş açısı bulunur. Bu özellikler, tutarlı, parlak ve verimli ışığın gerekli olduğu çeşitli aydınlatma ihtiyaçları için uygun hale getirir.

Bu bileşenin hedef pazarı, iç mekan aydınlatma armatürleri, yenileme lambaları ve dekoratif aydınlatma sistemleri üreticilerini içerir. Küçük kapladığı alan ve sağlam performans özellikleri, ışık kalitesinden veya çıkışından ödün vermeyen, alan kısıtlı tasarımlar için ideal bir seçimdir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Elektro-Optik Karakteristikler

Standart test koşullarında (ileri yön akımı IF = 60mA, jonksiyon sıcaklığı Tj = 25°C), LED temel performans metriklerini sergiler. Tipik ileri yön gerilimi (VF) 2.9V'dur, maksimum değeri ise 3.2V'dur. Işık akısı, ilişkili renk sıcaklığına (CCT) göre değişir:

• 2700K (Ra80): Minimum 22 lm, Tipik 24.5 lm
• 3000K (Ra80): Minimum 24 lm, Tipik 25.5 lm
• 4000K-6500K (Ra80): Minimum 24 lm, Tipik 27.0 lm

Işık akısı için tolerans ±%7, renk geri verim indeksi (Ra) için tolerans ise ±2'dir. Hakim yarı yoğunluk açısı (2θ1/2) 120 derecedir ve geniş, eşit bir ışık dağılımı sağlar.

2.2 Elektriksel ve Termal Parametreler

Mutlak maksimum değerler, çalışma limitlerini tanımlar. Maksimum sürekli ileri yön akımı (IF) 150 mA'dir. Belirli koşullar altında (darbe genişliği ≤ 100µs, görev döngüsü ≤ 1/10) maksimum darbe ileri yön akımı (IFP) 225 mA'dir. Maksimum güç dağılımı (PD) 480 mW'dır. Cihaz, -40°C ila +105°C arasındaki ortam sıcaklıklarında çalışabilir ve maksimum 120°C jonksiyon sıcaklığına (Tj) dayanabilir.

IF=60mA'de elektrik gücü uygulanan bir MCPCB üzerine monte edildiğinde, jonksiyondan lehim noktasına termal direnç (Rth j-sp) tipik olarak 38 °C/W'dır. Bu parametre, aşırı ısınmayı önlemek ve uzun ömür sağlamak için termal yönetim tasarımında kritik öneme sahiptir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

3.1 Işık Akısı ve İlişkili Renk Sıcaklığı Sınıflandırması

LED'ler, bir uygulama içinde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için ışık akısı ve ilişkili renk sıcaklığına (CCT) göre sınıflara ayrılır. Örneğin, Ra80-82 değerine sahip 4000K bir LED için:

• Kod 1H: Işık akısı 24 lm (Min) ile 26 lm (Max) arasında.
• Kod 1J: Işık akısı 26 lm (Min) ile 28 lm (Max) arasında.
• Kod 1K: Işık akısı 28 lm (Min) ile 30 lm (Max) arasında.

Diğer CCT değerleri (2700K, 3000K, 5000K, 5700K, 6500K) için de benzer sınıflar mevcuttur.

3.2 İleri Yön Gerilimi Sınıflandırması

Tutarlı akım sürücü devre tasarımına yardımcı olmak için, LED'ler ayrıca IF=60mA'deki ileri yön gerilimine (VF) göre sınıflandırılır:

• Kod G3: VF 2.6V ile 2.8V arasında.
• Kod H3: VF 2.8V ile 3.0V arasında.
• Kod J3: VF 3.0V ile 3.2V arasında.

VF için ölçüm toleransı ±0.1V'dur.

3.3 Kromatiklik Sınıflandırması

Renk tutarlılığı, CIE kromatiklik diyagramı üzerinde 5-adımlı MacAdam elips sistemi kullanılarak sıkı bir şekilde kontrol edilir. Her CCT (örneğin, 2700K için 27M5, 4000K için 40M5) için tanımlanmış merkez koordinatları (x, y) ve elips parametreleri (a, b, Φ) vardır. Bu, aynı sınıftaki LED'ler arasında algılanabilir renk varyasyonunu en aza indirir. Energy Star sınıflandırma standardı, 2600K ila 7000K aralığındaki tüm ürünlere uygulanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altındaki performansı karakterize eden çeşitli grafikler sağlar. Bunlar, gerçek dünya davranışını tahmin etmek için gereklidir.

• İleri Yön Akımına Karşı Bağıl Yoğunluk: Işık çıkışının sürücü akımıyla nasıl ölçeklendiğini gösterir. Verimlilik ve parlaklık için optimal çalışma noktasını belirlemek açısından çok önemlidir.
• İleri Yön Akımına Karşı İleri Yön Gerilimi: IV karakteristiğini gösterir, sürücü tasarımı ve güç hesaplaması için önemlidir.
• Ortam Sıcaklığına Karşı Bağıl Işık Akısı: Sıcaklık arttıkça ışık çıkışının azalmasını gösterir ve etkili termal yönetimin gerekliliğini vurgular.
• Ortam Sıcaklığına Karşı Bağıl İleri Yön Gerilimi: VF'nin sıcaklık arttıkça nasıl azaldığını gösterir, bu sabit akım sürücü stabilitesi için bir faktördür.
• Kromatiklik Koordinatlarına Karşı Ortam Sıcaklığı: Sıcaklıkla birlikte renk noktasındaki herhangi bir kaymayı gösterir, renk kritik uygulamalar için önemlidir.
• İzin Verilen İleri Yön Akımı Azaltma Eğrisi: Ortam veya lehim noktası sıcaklığının bir fonksiyonu olarak maksimum güvenli çalışma akımını tanımlar, termal kaçakları önler.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

5.1 Paket Boyutları

LED, kompakt bir 2016 paket boyutuna sahiptir: uzunluk 2.0 mm, genişlik 1.6 mm ve yükseklik 0.75 mm (tipik). Lehim ped deseni, stabil montaj ve verimli ısı transferi için tasarlanmıştır. Polarite açıkça işaretlenmiştir: katot, paketin alt görünümünde tanımlanır. Aksi belirtilmedikçe, tüm boyutların toleransı ±0.1 mm'dir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Bileşen, kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Önerilen profil parametreleri şunlardır:

• Ön Isıtma: 150°C'den 200°C'ye 60-120 saniye üzerinden.
• Yükselme hızı (tepe noktasına): Maksimum 3°C/saniye.
• Sıvılaşma sıcaklığının üzerinde kalma süresi (TL=217°C): 60-150 saniye.
• Tepe paket gövde sıcaklığı (Tp): Maksimum 260°C.
• Tp'nin 5°C içinde kalma süresi: Maksimum 30 saniye.
• Soğuma hızı: Maksimum 6°C/saniye.
• 25°C'den tepe sıcaklığına toplam süre: Maksimum 8 dakika.

LED çipine veya paketine termal hasarı önlemek için bu profile uymak kritik öneme sahiptir.

7. Parça Numaralandırma Sistemi

Parça numarası şu formattadır: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Temel unsurlar şunları içerir:

• Tip Kodu: "20", 2016 paketini belirtir.
• CCT Kodu: Örn., 2700K için "27", 4000K için "40".
• Renk Geri Verim Kodu: Ra80 için "8".
• Çip Konfigürasyonu: Seri ve paralel çip sayısı için kodlar.
• Renk Kodu: ANSI standart beyazı için "M".

Bu sistem, LED'in elektriksel ve optik karakteristiklerinin kesin olarak tanımlanmasını sağlar.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED şunlar için uygundur:

• İç Mekan Aydınlatması: Verimli, yüksek kaliteli beyaz ışık gerektiren gömme armatürler, panel ışıklar ve tavan armatürleri.
• Yenileme Lambaları: Mevcut armatürlerdeki geleneksel akkor veya halojen ampullerin doğrudan yerine geçme.
• Genel Aydınlatma: Görev aydınlatması, vurgu aydınlatması ve alan aydınlatması.
• Mimari/Dekoratif Aydınlatma: Gizli aydınlatma, tabela arka aydınlatması ve tutarlı renk ve parlaklığın önemli olduğu diğer estetik uygulamalar.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim: Tipik 38 °C/W Rth j-sp değeri göz önüne alındığında, uygun soğutucu kullanımı esastır. Yeterli termal geçişlere sahip bir MCPCB kullanın ve jonksiyon sıcaklığını 120°C'nin altında tutmak için ortam koşullarını göz önünde bulundurun.
• Akım Sürücüsü:** Her zaman ileri yön gerilimi sınıfına ve istenen çalışma akımına (maks. 150mA sürekli) uygun bir sabit akım sürücüsü kullanın. Mutlak maksimum değerleri aşmayın.
• ESD Koruması: Cihazın ESD dayanım seviyesi 1000V'dur (HBM). Taşıma ve montaj sırasında standart ESD önlemlerini uygulayın.
• Optik Tasarım: 120 derecelik görüş açısı geniş bir dağılım sağlar. Odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (lensler) gerekecektir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Benzer paketlerdeki standart LED'lere kıyasla, T20 Serisi 2016 birkaç avantaj sunar:

• Termal Olarak Geliştirilmiş Paket: Tasarım, jonksiyondan ısı dağılımını iyileştirir ve geliştirilmemiş paketlere kıyasla standart akımlarda daha yüksek sürücü akımlarına veya daha uzun ömre izin verir.
• Yüksek Akım Kapasitesi: 150mA'lik maksimum sürekli akım, tek, küçük bir cihazdan daha yüksek ışık çıkışı sağlar.
• Sıkı Sınıflandırma: 5-adımlı MacAdam elipsleri ve detaylı akı/gerilim sınıflarının kullanımı, çoklu LED uygulamalarında üstün renk ve parlaklık düzgünlüğü sağlar, manuel sıralama veya kalibrasyon ihtiyacını azaltır.
• Sağlam Reflow Uyumluluğu: 260°C tepe sıcaklığına kadar standart kurşunsuz reflow profillerine dayanır, bu da otomatik, yüksek hacimli SMT montaj hatları için uygun hale getirir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: "Tipik" ve "Minimum" ışık akısı değerleri arasındaki fark nedir?
C: "Tipik" değer, üretimden gelen ortalama çıkışı temsil eder. "Minimum" değer, belirtilen sınıf için garanti edilen alt limittir. Tasarımcılar, uygulamalarının parlaklık gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için en kötü durum senaryosu hesaplamalarında minimum değeri kullanmalıdır.

S: Ortam sıcaklığı performansı nasıl etkiler?
C: Azaltma eğrilerinde gösterildiği gibi, artan ortam sıcaklığı ışık çıkışını (ışık akısı) azaltır ve ileri yön gerilimini hafifçe düşürür. Maksimum jonksiyon sıcaklığını aşmak, hızlanmış bozulmaya veya arızaya yol açabilir. Uygun soğutucu kullanımı kritik öneme sahiptir.

S: Bu LED'i sabit gerilim kaynağı ile sürebilir miyim?
C: Önerilmez. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri yön gerilimlerinin toleransı vardır ve sıcaklıkla değişir. Sabit bir gerilim kaynağı aşırı akıma ve LED'in hasar görmesine yol açabilir. Her zaman bir sabit akım sürücüsü veya akımı sınırlayan bir devre kullanın.

S: Renk tutarlılığı için "5-adımlı MacAdam elipsi" ne anlama gelir?
C: Bir MacAdam elipsi, renk farklılıklarının ortalama insan gözü tarafından algılanamadığı renk grafiğindeki bir bölgeyi tanımlar. "5-adımlı" bir elips, sıkı renk kontrolü için yaygın bir endüstri standardıdır. Aynı 5-adımlı elips içindeki LED'ler, normal görüş koşullarında aynı beyaz renge sahip görünecektir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: 4000K LED Panel Işık Tasarımı
Bir tasarımcı, ofis kullanımı için 500 lux aydınlık hedefleyen 600x600mm düz panel ışık tasarlıyor. T20 Serisi 2016 LED'i 4000K'de (1J sınıfı, 26-28 lm) kullanarak, minimum akı (26 lm), ışık kılavuzu/difüzör sisteminin optik verimliliği (örneğin, %70) ve istenen toplam ışık akısına dayalı olarak gerekli LED sayısını hesaplıyor. LED başına 60mA sağlayan bir sabit akım sürücüsü seçiyor. PCB düzeni, önerilen lehim desenini takip ederek, ısı dağılımı için yeterli bakır pedler içeriyor. Tüm LED'lerin aynı CCT ve akı sınıfından (örneğin, 1J) olduğundan emin olarak, tüm panel boyunca görünür sıcak noktalar veya renk kaymaları olmadan düzgün parlaklık ve renk elde ediyor.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Beyaz bir LED tipik olarak, üzerinden akım geçtiğinde mavi ışık yayan (elektrolüminesans) bir yarı iletken çipten oluşur. Bu mavi ışık daha sonra çip üzerine veya etrafına kaplanmış bir fosfor tabakasına çarpar. Fosfor, mavi ışığın bir kısmını emer ve onu sarı ışık olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve dönüştürülmüş sarı ışığın kombinasyonu, insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Beyazın tam tonu (CCT), fosfor tabakasının bileşimi ve kalınlığı tarafından belirlenir. Renk geri verim indeksi (Ra), LED ışığının nesnelerin gerçek renklerini doğal bir ışık kaynağına kıyasla ne kadar doğru şekilde ortaya çıkardığını gösterir.

13. Teknoloji Trendleri

LED endüstrisi, daha yüksek verimlilik (vat başına daha fazla lümen), gelişmiş renk geri verimi (kırmızılar için daha yüksek Ra ve R9 değerleri) ve daha iyi renk tutarlılığına (daha sıkı sınıflandırma) doğru evrimini sürdürmektedir. Ayrıca, bu 2016 paketinde görüldüğü gibi, ışık çıkışını korurken veya artırırken paketlerin küçültülmesi yönünde bir eğilim vardır. Dahası, yüksek sıcaklıkta çalışma altında güvenilirlik ve uzun ömür, paket malzemeleri, termal arayüzler ve fosfor teknolojisindeki ilerlemeleri yönlendiren ana odak alanlarıdır. Standart otomatik montaj süreçleriyle uyumluluk, aydınlatma üretiminde yaygın benimsenme için temel bir gereklilik olmaya devam etmektedir.