İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Temel Özellikler
- 1.2 Hedef Uygulamalar
- 2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme
- 2.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 2.2 Elektro-Optik Karakteristikler
- 3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
- 3.1 İleri Gerilim (VF) Sınıflandırması
- 3.2 Işık Akısı ve Şiddeti Sınıflandırması
- 3.3 Renk (Renklilik) Sınıflandırması
- 4. Performans Eğrisi Analizi
- 5. Mekanik ve Paket Bilgileri
- 5.1 Ana Hat Boyutları
- 5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi
- 5.3 Polarite Tanımlama
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
- 6.1 Reflow Lehimleme Profili
- 6.2 Temizlik
- 6.3 Depolama ve Taşıma
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 7.1 Şerit ve Makara Paketleme
- 8. Uygulama Tasarımı Hususları
- 8.1 Devre Tasarımı
- 8.2 Termal Yönetim
- 9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
- 10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
- 11. Tasarım Örneği Vaka Çalışması
- 12. Çalışma Prensibi
- 13. Endüstri Trendleri
1. Ürün Genel Bakışı
LTW serisi, modern katı hal aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış kompakt ve enerji verimli bir ışık kaynağını temsil eder. Bu ürün, Işık Yayan Diyotların doğasında bulunan uzun çalışma ömrü ve güvenilirliğini yüksek parlaklık seviyesi ile birleştirerek, tasarımcılara geleneksel aydınlatma teknolojilerinin yerini alabilecek çok yönlü bir bileşen sunar. Ultra kompakt form faktörü, geniş bir uygulama yelpazesinde önemli tasarım özgürlüğü sağlar.
1.1 Temel Özellikler
- Yüksek güçlü LED ışık kaynağı
- Anlık ışık çıkışı (tepki süresi 100 nanosaniyeden az)
- Düşük voltaj DC çalışma
- Düşük termal dirençli paket
- RoHS uyumlu yapı
- Kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumlu
1.2 Hedef Uygulamalar
Bu LED, otomotiv, otobüs ve uçak iç mekanları için okuma ışıkları; el feneri ve bisiklet ışığı gibi taşınabilir aydınlatma; downlighter ve yönlendirme aydınlatması; dekoratif ve eğlence aydınlatması; güvenlik, bahçe ve bollard aydınlatması; korniş, raf altı ve görev aydınlatması; trafik sinyalizasyonu, işaret ışıkları ve demiryolu geçiş ışıkları; çeşitli iç ve dış mekan ticari ve konut mimari aydınlatması; çıkış veya satış noktası ekranları için kenardan aydınlatmalı tabelalar dahil olmak üzere çok sayıda aydınlatma senaryosu için uygundur.
2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme
2.1 Mutlak Maksimum Değerler
Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Ortam sıcaklığı (Ta) 25°C'de belirtilmiştir.
- Güç Dağılımı:120 mW
- Tepe İleri Akımı:100 mA (1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliği ile darbe koşulu altında)
- DC İleri Akımı:30 mA
- Ters Gerilim:5 V
- Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-30°C ila +85°C
- Depolama Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C
- Reflow Lehimleme Koşulu:Kurşunsuz işlem gereksinimlerine uygun olarak, 10 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına dayanır.
Önemli Not:LED'i bir uygulama devresinde ters öngerilim koşulları altında çalıştırmak, bileşen arızasına yol açabilir.
2.2 Elektro-Optik Karakteristikler
Bu temel performans parametreleri, Ta=25°C ve standart test koşulu olan 20mA ileri akım (IF) altında ölçülür.
- Işık Akısı (Φv):Minimum 7.50 lm, Tipik 9.50 lm. Bu, yayılan ışığın toplam algılanan gücünü ölçer.
- Işık Şiddeti:Minimum 2500 mcd, Tipik 3300 mcd. Bu, belirli bir yöndeki birim katı açı başına düşen ışık akısıdır.
- Görüş Açısı (2θ1/2):120 derece. Bu, ışık şiddetinin maksimum şiddetin en az yarısı olduğu açısal aralığı tanımlar.
- Renklilik Koordinatları (x, y):CIE 1931 renklilik diyagramındaki tipik değerler x=0.282, y=0.265'tir ve beyaz nokta rengini tanımlar.
- İleri Gerilim (VF):IF=20mA'de 2.7 V ila 3.4 V aralığındadır.
Ölçüm Notları:Işık akısı, CIE fotopik göz tepki eğrisine yaklaşan bir sensör-filtre kombinasyonu kullanılarak ölçülür. Renklilik koordinatları, CAS140B standardına göre yapılan testlerle CIE 1931 diyagramından türetilir. Renklilik koordinatları için +/- 0.01 tolerans uygulanır.
3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
Ürün, temel parametrelerde tutarlılığı sağlamak için sınıflara ayrılır. Bu, tasarımcıların voltaj, ışık çıkışı ve renk için belirli gereksinimlere uyan LED'leri seçmesine olanak tanır.
3.1 İleri Gerilim (VF) Sınıflandırması
LED'ler, 20mA'deki ileri gerilimlerine göre sınıflara (V0'dan V6'ya) ayrılır. Her sınıfın 0.1V aralığı vardır (örneğin, V0: 2.7-2.8V, V1: 2.8-2.9V, vb., V6: 3.3-3.4V'a kadar). Her sınıf içinde +/- 0.1V tolerans korunur.
3.2 Işık Akısı ve Şiddeti Sınıflandırması
Işık çıkışı, iki haneli bir kod (örneğin, 73, 74, 81...92) kullanılarak sınıflandırılır. Her kod, belirli bir ışık akısı (lümen cinsinden) ve ışık şiddeti (milisandela cinsinden) aralığına karşılık gelir. Örneğin, 73 sınıfı 7.50-7.75 lm ve 2500-2600 mcd'yi kapsar. Her sınıf için tolerans +/- %10'dur.
3.3 Renk (Renklilik) Sınıflandırması
Beyaz renk noktası, CIE 1931 (x, y) koordinatlarıyla tanımlanan kapsamlı bir sınıflandırma matrisi aracılığıyla sıkı bir şekilde kontrol edilir. Sınıflar alfasayısal kodlarla (Z1, Z2, ... C4) etiketlenir. Her sınıf, renklilik diyagramında küçük bir dörtgen alan belirtir ve üretim partileri boyunca beyaz ışığın tutarlı bir ton ve doygunluğunu sağlar. Her ton sınıfı için +/- 0.01 tolerans uygulanır.
4. Performans Eğrisi Analizi
Veri sayfası, devre tasarımı ve termal yönetim için temel olan tipik karakteristik eğrileri içerir. Metinde belirli grafik veri noktaları sağlanmamış olsa da, bu eğriler tipik olarak ileri akım ve ileri gerilim arasındaki ilişkiyi (IV eğrisi), ortam sıcaklığının ışık akısı üzerindeki etkisini ve ileri gerilimin sıcaklıkla değişimini gösterir. Bu eğrilerin analizi, uygun akım sınırlayıcı dirençlerin seçilmesine, farklı çalışma koşulları altında ışık çıkışının tahmin edilmesine ve termal kararlılık için tasarım yapılmasına yardımcı olur.
5. Mekanik ve Paket Bilgileri
5.1 Ana Hat Boyutları
LED, standart bir PLCC (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) yüzey montaj paketinde bulunur. Uzunluk, genişlik, yükseklik ve bacak aralığı dahil tüm kritik boyutlar, aksi belirtilmedikçe standart ±0.1 mm toleransı ile milimetre birimlerinde sağlanır. Paket, ışık çıkarmak için şeffaf bir lense sahiptir.
5.2 Önerilen PCB Bağlantı Pedi
Güvenilir lehimleme için baskılı devre kartı (PCB) tasarımını yönlendirmek üzere bir lehim pedi şeması sağlanır. Bu, kızılötesi veya buhar fazlı reflow lehimleme işlemleri için önerilen ped geometrisini ve boyutunu içerir ve uygun lehim bağlantısı oluşumunu ve mekanik kararlılığı sağlar.
5.3 Polarite Tanımlama
Paket, katot (negatif) bacağını belirtmek için işaretler veya özellikler (kesik köşe veya nokta gibi) içerir; bu, montaj sırasında doğru yönlendirme için çok önemlidir.
6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları
6.1 Reflow Lehimleme Profili
Kurşunsuz lehimleme için J-STD-020D'ye uygun, önerilen bir kızılötesi reflow lehimleme profili sağlanır. Temel parametre, 10 saniyeye kadar 260°C tepe sıcaklığına dayanabilme yeteneğidir. Plastik paketin ve iç die bağlantısının termal hasar görmesini önlemek için bu profile uymak kritiktir.
6.2 Temizlik
Lehim sonrası temizlik gerekliyse, yalnızca belirtilen kimyasallar kullanılmalıdır. Belirtilmemiş kimyasallar paket malzemesine zarar verebilir. LED'in normal oda sıcaklığında etil alkol veya izopropil alkole bir dakikayı aşmayacak süreyle daldırılması önerilir.
6.3 Depolama ve Taşıma
Ürün, JEDEC J-STD-020'ye göre Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 3 olarak sınıflandırılmıştır. Nem geçirmez torba kapalıyken, LED'ler ≤ 30°C ve ≤ %90 Bağıl Nemde depolanmalı ve raf ömrü bir yıldır. Torba açıldıktan sonra, bileşenler belirli bir süre içinde kullanılmalı veya ≤ 30°C ve ≤ %60 RH'de depolanmalıdır. Elektrostatik Deşarj (ESD) önlemleri zorunludur; bilek kayışı, antistatik eldiven kullanılması ve tüm ekipmanın uygun şekilde topraklanması önerilir.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
7.1 Şerit ve Makara Paketleme
LED'ler, otomatik pick-and-place montajı için kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Hem şerit yuvaları hem de makara (7 inç standart) için detaylı boyutlar sağlanır. Özellikler şunları içerir: boş yuvalar kapak bandı ile kapatılır, makara başına maksimum 2000 adet, kalan partiler için minimum paketleme miktarı 500 adet ve ardışık maksimum iki eksik bileşene izin verilir. Paketleme EIA-481-1-B spesifikasyonlarına uygundur.
8. Uygulama Tasarımı Hususları
8.1 Devre Tasarımı
Düşük voltajlı bir DC cihaz olarak, LED'i sürmek için sabit bir akım kaynağı veya basit bir akım sınırlayıcı direnç gereklidir. Tasarım, çalışma akımının maksimum DC ileri akımı olan 30mA'yi aşmamasını sağlamalıdır. Hesaplamalar, doğru besleme voltajını ve sınırlayıcı direnç değerini ayarlamak için ileri gerilim sınıfını hesaba katmalıdır. Yüksek akım veya yüksek ortam sıcaklığı çalışmasında performansı ve ömrü korumak için PCB üzerinde ısı emici gerekli olabilir.
8.2 Termal Yönetim
Paket düşük termal dirence sahip olsa da, etkili ısı dağılımı ışık çıkışını ve ömrü korumak için çok önemlidir. PCB düzeni, LED'in termal pedine (varsa) veya bacaklarına bağlı yeterli bakır alanları içermeli ve ısıyı jonksiyondan uzaklaştırmalıdır.
9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
Geleneksel akkor veya floresan aydınlatmaya kıyasla, bu LED üstün enerji verimliliği, çok daha uzun çalışma ömrü (tipik olarak on binlerce saat), anlık açma/kapama yeteneği ve titreşime karşı dayanıklılık sunar. LED pazarı içinde, temel avantajları arasında kompakt PLCC-2 paketi, alan aydınlatması için uygun geniş 120 derecelik görüş açısı ve düzgünlük gerektiren uygulamalar için tutarlı renk ve parlaklık garantisi veren kapsamlı bir sınıflandırma yapısı bulunur.
10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)
S: Bu LED için tipik sürücü akımı nedir?
C: Standart test koşulu ve yaygın bir çalışma noktası 20mA DC'dir. Sürekli olarak 30mA DC'yi aşmamalıdır.
S: Sipariş verirken sınıf kodlarını nasıl yorumlamalıyım?
C: İleri Gerilim (V-sınıfı), Işık Akısı (IV-sınıfı) ve Renk (örneğin, A2, B1) için gereksinimlerinizi belirtebilirsiniz. Bu, uygulamanız için sıkı gruplanmış karakteristiklere sahip LED'ler almanızı sağlar.
S: Bu LED'i dış mekan uygulamaları için kullanabilir miyim?
C: Çalışma sıcaklığı aralığı (-30°C ila +85°C) birçok dış mekan ortamını destekler. Ancak, LED'in kendisi su geçirmez veya hava koşullarına dayanıklı değildir; dış mekan kullanımı için uygun ikincil sızdırmazlık veya muhafaza gereklidir.
S: Bir soğutucu gerekli mi?
C: Maksimum akım değerinde veya yakınında çalıştırıldığında veya yüksek ortam sıcaklıklarında, erken ışık çıkışı bozulmasını önlemek için PCB bakır alanları veya harici bir soğutucu aracılığıyla termal yönetim uygulanması şiddetle önerilir.
11. Tasarım Örneği Vaka Çalışması
Senaryo: Kenardan aydınlatmalı çıkış tabelası tasarımı.Birden fazla LTW-206DCG-TM LED, bir akrilik ışık kılavuzunun kenarı boyunca yerleştirilir. Geniş 120 derecelik görüş açısı, ışığın kılavuza verimli bir şekilde bağlanmasına yardımcı olur. Tabela yüzeyinde düzgün aydınlatma sağlamak için aynı ışık akısı ve renk sınıfından LED'ler kullanılmalıdır. LED başına 20mA'ye ayarlanmış sabit akım sürücü devresi, kararlı çalışma sağlar. PLCC paketinin alçak profili, ince bir tabela tasarımına olanak tanır. LED pedlerinin altındaki PCB'deki termal viyalar, ısıyı dağıtmaya ve uzun süreler boyunca parlaklığı korumaya yardımcı olur.
12. Çalışma Prensibi
Bu, mavi ışık yayan bir yarı iletken çipe dayalı beyaz bir LED'dir. Mavi ışık, paketin içine yerleştirilmiş bir fosfor kaplamadan geçer. Fosfor, mavi fotonların bir kısmını emer ve daha geniş bir spektrumda, özellikle sarı bölgede ışık yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve dönüştürülmüş sarı ışığın kombinasyonu, insan gözü tarafından beyaz olarak algılanır. Bu teknoloji, fosfor dönüştürmeli beyaz LED olarak bilinir.
13. Endüstri Trendleri
Katı hal aydınlatma endüstrisi, ışık etkinliğini (vat başına lümen) artırmaya, daha iyi ışık kalitesi için renksel geriverim indeksini (CRI) iyileştirmeye ve lümen başına maliyeti düşürmeye odaklanmaya devam etmektedir. Paketleme trendleri arasında küçültme, geliştirilmiş termal yönetim tasarımları ve küçük bir ayak izinden daha fazla çıkış için daha yüksek maksimum sürücü akımları bulunur. Ayrıca, farklı renk sıcaklıklarındaki LED'lerin karıştırılabildiği akıllı aydınlatma ve ayarlanabilir beyaz sistemlere artan bir vurgu vardır.
LED Spesifikasyon Terminolojisi
LED teknik terimlerinin tam açıklaması
Fotoelektrik Performans
| Terim | Birim/Temsil | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Verimliliği | lm/W (watt başına lümen) | Watt elektrik başına ışık çıkışı, daha yüksek daha enerji verimli anlamına gelir. | Doğrudan enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini belirler. |
| Işık Akısı | lm (lümen) | Kaynak tarafından yayılan toplam ışık, yaygın olarak "parlaklık" denir. | Işığın yeterince parlak olup olmadığını belirler. |
| Görüş Açısı | ° (derece), örn., 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışın genişliğini belirler. | Aydınlatma aralığını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı | K (Kelvin), örn., 2700K/6500K | Işığın sıcaklığı/soğukluğu, düşük değerler sarımsı/sıcak, yüksek beyazımsı/soğuk. | Aydınlatma atmosferini ve uygun senaryoları belirler. |
| Renk Geri Verim İndeksi | Birimsiz, 0–100 | Nesne renklerini doğru şekilde yansıtma yeteneği, Ra≥80 iyidir. | Renk gerçekliğini etkiler, alışveriş merkezleri, müzeler gibi yüksek talep gören yerlerde kullanılır. |
| Renk Toleransı | MacAdam elips adımları, örn., "5-adım" | Renk tutarlılık ölçüsü, daha küçük adımlar daha tutarlı renk anlamına gelir. | Aynı LED partisi boyunca düzgün renk sağlar. |
| Baskın Dalga Boyu | nm (nanometre), örn., 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin rengine karşılık gelen dalga boyu. | Kırmızı, sarı, yeşil tek renkli LED'lerin tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım | Dalga boyu vs şiddet eğrisi | Dalga boyları boyunca şiddet dağılımını gösterir. | Renk geri verimini ve renk kalitesini etkiler. |
Elektrik Parametreleri
| Terim | Sembol | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim | Vf | LED'i açmak için minimum gerilim, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü gerilimi ≥Vf olmalıdır, seri LED'ler için gerilimler toplanır. |
| İleri Yönlü Akım | If | Normal LED çalışması için akım değeri. | Genellikle sabit akım sürüşü, akım parlaklık ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı | Ifp | Kısa süreler için tolere edilebilen tepe akım, karartma veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü hasarı önlemek için sıkı kontrol edilmelidir. |
| Ters Gerilim | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, ötesinde çökme neden olabilir. | Devre ters bağlantı veya gerilim dalgalanmalarını önlemelidir. |
| Termal Direnç | Rth (°C/W) | Çipten lehime ısı transferine direnç, düşük daha iyidir. | Yüksek termal direnç daha güçlü ısı dağıtımı gerektirir. |
| ESD Bağışıklığı | V (HBM), örn., 1000V | Elektrostatik deşarja dayanma yeteneği, daha yüksek daha az savunmasız anlamına gelir. | Üretimde anti-statik önlemler gerekir, özellikle hassas LED'ler için. |
Termal Yönetim ve Güvenilirlik
| Terim | Ana Metrik | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı | Tj (°C) | LED çip içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C azalma ömrü ikiye katlayabilir; çok yüksek ışık bozulması, renk kaymasına neden olur. |
| Lümen Değer Kaybı | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70 veya %80'ine düşme süresi. | LED'in "hizmet ömrünü" doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakımı | % (örn., %70) | Zamandan sonra tutulan parlaklık yüzdesi. | Uzun süreli kullanım üzerine parlaklık tutma yeteneğini gösterir. |
| Renk Kayması | Δu′v′ veya MacAdam elips | Kullanım sırasında renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnelerinde renk tutarlılığını etkiler. |
| Termal Yaşlanma | Malzeme bozulması | Uzun süreli yüksek sıcaklık nedeniyle bozulma. | Parlaklık düşüşü, renk değişimi veya açık devre arızasına neden olabilir. |
Ambalaj ve Malzemeler
| Terim | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paket Tipi | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan muhafaza malzemesi, optik/termal arayüz sağlar. | EMC: iyi ısı direnci, düşük maliyet; Seramik: daha iyi ısı dağılımı, daha uzun ömür. |
| Çip Yapısı | Ön, Flip Çip | Çip elektrot düzeni. | Flip çip: daha iyi ısı dağılımı, daha yüksek verimlilik, yüksek güç için. |
| Fosfor Kaplama | YAG, Silikat, Nitrür | Mavi çipi kaplar, bir kısmını sarı/kırmızıya dönüştürür, beyaza karıştırır. | Farklı fosforlar verimliliği, CCT'yi ve CRI'yı etkiler. |
| Lens/Optik | Düz, Mikrolens, TIR | Işık dağılımını kontrol eden yüzeydeki optik yapı. | Görüş açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
Kalite Kontrol ve Sınıflandırma
| Terim | Sınıflandırma İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıfı | Kod örn. 2G, 2H | Parlaklığa göre gruplandırılmış, her grubun min/maks lümen değerleri var. | Aynı partide düzgün parlaklık sağlar. |
| Gerilim Sınıfı | Kod örn. 6W, 6X | İleri yönlü gerilim aralığına göre gruplandırılmış. | Sürücü eşleştirmeyi kolaylaştırır, sistem verimliliğini artırır. |
| Renk Sınıfı | 5-adım MacAdam elips | Renk koordinatlarına göre gruplandırılmış, sıkı aralık sağlayarak. | Renk tutarlılığını garanti eder, armatür içinde düzensiz renkten kaçınır. |
| CCT Sınıfı | 2700K, 3000K vb. | CCT'ye göre gruplandırılmış, her birinin karşılık gelen koordinat aralığı var. | Farklı sahne CCT gereksinimlerini karşılar. |
Test ve Sertifikasyon
| Terim | Standart/Test | Basit Açıklama | Önem |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen bakım testi | Sabit sıcaklıkta uzun süreli aydınlatma, parlaklık bozulmasını kaydeder. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile). |
| TM-21 | Ömür tahmin standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek koşullar altında ömrü tahmin eder. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA | Aydınlatma Mühendisliği Topluluğu | Optik, elektrik, termal test yöntemlerini kapsar. | Endüstri tarafından tanınan test temeli. |
| RoHS / REACH | Çevresel sertifikasyon | Zararlı maddeler (kurşun, cıva) olmadığını garanti eder. | Uluslararası pazara erişim gereksinimi. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji verimliliği sertifikasyonu | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Devlet alımlarında, sübvansiyon programlarında kullanılır, rekabet gücünü artırır. |