Cree Pinco LED-lərinin identifikasiyası. Texniki göstəriciləri, rəng temperaturu, parlaqlıq səviyyələri və fənərlər üçün doğru seçim qaydaları haqqında məlumat.

Cree Pinco LED İşıqlarının Texniki Xüsusiyyətləri və Uzunömürlülük Göstəriciləri

50,000 saatdan artıq xidmət müddəti əldə etmək üçün bu yarımkeçirici işıq mənbələrini maksimal bəyan edilmiş cərəyanın 85%-dən çox olmayan gücdə işlədin. Bu yanaşma kristalın sürətli deqradasiyasının qarşısını alır və rəng temperaturunun sabitliyini uzun müddət təmin edir. Cərəyanın nominal dəyərə yaxınlaşması effektivliyi bir qədər artırsa da, istilik ifrazını kəskin şəkildə çoxaldaraq elementin ömrünü əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Stabil işləmənin əsas şərti istiliyin effektiv kənarlaşdırılmasıdır. Hər 10 vatt güc üçün termal müqaviməti 2.0 °C/Vatt-dan aşağı olan alüminium radiatorlardan istifadə edin. Element ilə radiator arasında yüksək keyfiyyətli termal pasta tətbiq etmək istilik ötürməsini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır və lokal qızma nöqtələrinin yaranmasına mane olur. Radiatorun ölçüsünü və formasını seçərkən ətraf mühitin temperaturunu və hava axınını nəzərə alın.

Dəqiq işıq şüası formalaşdırmaq üçün TIR (Tam Daxili Qayıtma) kollimator linzalarından faydalanın. Bu, küçə və ya memarlıq işıqlandırması kimi tətbiqlərdə işıq itkisini minimuma endirməyə imkan verir. Layihənizin tələblərinə uyğun olaraq 25 və ya 45 dərəcəlik kimi xüsusi bucaqlar yaradan optika seçin. Düzgün seçilmiş linza işığın hədəf səthə bərabər paylanmasını təmin edir.

Cree LED-lərinin Pinout Konfiqurasiyası

Standart korpuslu yüksək güclü işıq diodlarında anod (+) kontaktı adətən daha böyük ölçüyə malikdir, katod (-) isə daha kiçikdir. Mərkəzi termal yastıq (thermal pad) elektrik cəhətdən neytraldır və yalnız istiliyin effektiv şəkildə xaric edilməsi üçün nəzərdə tutulub. Maksimal istilik ötürməsi üçün bu yastığı lehimləmə zamanı birbaşa çap lövhəsindəki (PCB) geniş mis poliqonuna birləşdirin.

Çoxkristallı modullarda, məsələn dörd dioddan ibarət olanlarda, kontaktların yerləşməsi fərqlidir və işləmə gərginliyinin seçiminə imkan yaradır. Bu cür komponentlər çap lövhəsinin (PCB) dizaynından asılı olaraq 6V və ya 12V gərginlik üçün konfiqurasiya edilə bilər. Kristalların paralel qoşulması daha aşağı gərginlik və yüksək cərəyan, ardıcıl qoşulması isə yüksək gərginlik və aşağı cərəyan tələb edir.

COB (Chip-on-Board) tipli işıq mənbələrinin pinout-u isə olduqca sadədir. Onların üzərində aydın şəkildə işarələnmiş iki böyük lehimləmə sahəsi mövcuddur: (+) anod üçün və (-) katod üçün. Qütblərin tərsinə qoşulması komponenti dərhal zədələyəcək. Lehimləmə prosesinə başlamazdan əvvəl altlıq üzərindəki işarələri diqqətlə yoxlayın, çünki bu işarələr bəzən çox kiçik olur.

Cree Diodlarında Anod və Katodun Vizual və Multimetr ilə Təyini

Yüksək güclü işıq diodunun korpusuna diqqətlə baxın. Adətən, katod (-) tərəfi kiçik bir yaşıl xətt, nöqtə və ya kəsik ilə işarələnir. Bəzi modellərdə isə katod üçün nəzərdə tutulmuş lehimləmə sahəsi istiliyin daha yaxşı ötürülməsi məqsədilə anod (+) sahəsindən vizual olaraq bir qədər böyük olur.

Əgər korpusda heç bir işarə yoxdursa, emitentin daxili quruluşuna nəzər salın. Kristalın yerləşdiyi daha böyük metal təmas lövhəsi katod (-), daha kiçik olan və nazik məftil ilə birləşən təmas isə anod (+) funksiyasını daşıyır. Bu fərq şəffaf linzalı elementlərdə aydın görünür.

Vizual təyinat mümkün olmadıqda və ya şübhəli qaldıqda, ən dəqiq üsul rəqəmsal multimetrdən istifadə etməkdir. Cihazı diod yoxlama rejiminə (adətən diod simvolu ⎥ ilə göstərilir) keçirin.

Multimetrin qırmızı probunu (müsbət) diodun bir kontaktına, qara probunu (mənfi) isə digərinə toxundurun. Əgər silisium karbid əsaslı emitent zəif də olsa işıqlanırsa və ekranda 2.5 V ilə 3.5 V arasında bir gərginlik düşməsi göstərilirsə, deməli qırmızı prob anoda (+), qara prob isə katoda (-) qoşulub. Əks halda, cihaz heç bir reaksiya verməyəcək və ekranda “OL” (qırıq dövrə) və ya “1” simvolu görünəcək.

Yoxlama üçün multimetrin müqavimət ölçmə (Ommetr) rejimindən istifadə etməyin. Bu rejimdəki gərginlik, adətən, güclü işıqlandırma elementlərinin p-n keçidini açmaq üçün kifayət etmir və bu da sizi yanlış nəticəyə gətirə bilər.

XHP Seriyalı Güclü LED-lərin Paralel və Ardıcıl Qoşulma Sxemləri

Ardıcıl qoşulma üçün, seçdiyiniz sabit cərəyan (Constant Current – CC) drayverinin çıxış cərəyanı, bir ədəd işıq diodunun nominal işləmə cərəyanına bərabər olmalıdır. Məsələn, hər biri 1500 mA (1.5A) cərəyan üçün nəzərdə tutulmuş dörd ədəd XHP50.2 (6V versiya) diodunu ardıcıl qoşduqda, 1500 mA çıxış cərəyanı olan CC drayveri tələb olunur. Drayverin çıxış gərginliyi diapazonu isə bütün diodların ümumi birbaşa gərginlik düşgüsünü (Vf) ödəməlidir. Tipik olaraq bir XHP50.2 üçün Vf ≈ 6.2V təşkil edir. Beləliklə, ümumi gərginlik 4 x 6.2V = 24.8V olacaq. Seçilən drayverin gərginlik diapazonu, məsələn, 20-36V olmalıdır ki, 24.8V bu aralığa düşsün.

Ardıcıl qoşulma (Series Connection)

Bu metodda hər bir dioddan eyni cərəyan keçir, bu da bərabər parlaqlığı və rəng temperaturunu təmin edir. Sxem sadədir: bir diodun anod (+) çıxışı mənbəyə, katod (-) çıxışı isə növbəti diodun anoduna birləşdirilir və bu zəncirvari şəkildə davam edir. Sonuncu diodun katodu drayverin mənfi (-) kleminə qoşulur. Bu konfiqurasiya yüksək güclü emitentlər üçün ən stabil və tövsiyə olunan variantdır. İstilik idarəetməsi hər bir element üçün fərdi şəkildə və ya ümumi böyük radiator vasitəsilə təmin edilməlidir.

Paralel qoşulma (Parallel Connection)

Paralel qoşulma “termal qaçınma” (thermal runaway) riski daşıyır. Bu hadisə zamanı bir diod digərlərindən daha çox qızır, onun daxili müqaviməti azalır və nəticədə daha çox cərəyan çəkməyə başlayır. Bu proses zəncirvari reaksiya yaradaraq diodun vaxtından əvvəl sıradan çıxmasına səbəb olur. Bu riski azaltmaq üçün aşağıdakı üsullar mövcuddur:

• Hər bir paralel qola aşağı nominallı balanslaşdırıcı rezistor əlavə etmək. Lakin bu, yüksək güclü sistemlərdə böyük istilik itkisinə və səmərənin azalmasına gətirib çıxarır.
• Yalnız eyni istehsal partiyasından (bin) olan, Vf göstəriciləri bir-birinə maksimum yaxın diodları istifadə etmək. Bu halda sabit gərginlik (Constant Voltage – CV) drayveri istifadə oluna bilər. Drayverin çıxış gərginliyi bir diodun Vf dəyərinə (məsələn, 6V və ya 12V) bərabər, çıxış cərəyanı isə bütün diodların cərəyanlarının cəminə bərabər və ya daha çox olmalıdır (məsələn, 4 diod üçün 4 x 1.5A = 6A).

Qarışıq qoşulma (Series-Parallel Connection)

Bu sxem, bir neçə ardıcıl diod zəncirinin bir-birinə paralel qoşulmasını nəzərdə tutur. Məsələn, hər birində ardıcıl qoşulmuş 3 ədəd 6V-luq diod olan iki paralel zəncir yaradılır. Bu halda, hər zəncir üçün tələb olunan gərginlik 3 x 6.2V = 18.6V təşkil edir. Sistemin qidalandırılması üçün 18.6V çıxış gərginliyi olan CV drayveri seçilir. Drayverin cərəyan gücü isə paralel zəncirlərin ümumi cərəyan tələbatını ödəməlidir (1.5A + 1.5A = 3A). Zəncirlər arasında cərəyanın qeyri-bərabər paylanmasının qarşısını almaq üçün hər zəncirə kiçik bir balanslaşdırıcı rezistorun əlavə edilməsi məsləhətdir.

Yüksək güclü emitentlərin uzunömürlülüyü və stabil işıq axını üçün ardıcıl birləşdirmə və uyğun CC drayverinin istifadəsi ən etibarlı yanaşmadır. Paralel sxemlər yalnız Vf göstəriciləri dəqiq uyğunlaşdırıldıqda və termal risklər nəzərə alındıqda tətbiq edilə bilər.

Termal Pəncənin (Thermal Pad) Lehimlənməsi və Soyutma Sisteminin Qurulması

Yüksək güclü işıq diodunun termal pəncəsini (mərkəzi alt lövhə) MCPCB (Metal Core Printed Circuit Board) üzərinə lehimləmək üçün 183°C ərimə nöqtəsinə malik Sn63Pb37 tərkibli məftil lehimdən istifadə edin. Qurğuşunsuz lehimlər (məsələn, SAC305) daha yüksək, təxminən 240-260°C temperatur tələb edir ki, bu da kristala zərər verə bilər. Proses üçün RMA (Rosin Mildly Activated) tipli flüsdən istifadə olunmalıdır.

1. Səthlərin Hazırlanması: Emitentin termal pəncəsini və MCPCB üzərindəki təmas sahəsini 99% izopropil spirti ilə tamamilə yağdan və oksiddən təmizləyin. Pambıq çubuq və ya tiftiksiz salfet tətbiq edin.
2. Flüsün Tətbiqi: Yalnız MCPCB üzərindəki mərkəzi təmas sahəsinə nazik təbəqə flüs çəkin. Artıq flüs lehimləmə sonrası təmizləməni çətinləşdirir.
3. İlkin Qızdırma: Lehimləmə şokunun qarşısını almaq üçün MCPCB lövhəsini xüsusi qızdırıcı platformada və ya termofen ilə 100-120°C temperatura qədər qızdırın. Bu, lehimin bərabər yayılmasına kömək edir.
4. Lehimin Tətbiqi: Lehimləmə stansiyasını 220-240°C temperatura ayarlayın. Geniş ucluq (məsələn, “balta” tipli) istifadə edərək, MCPCB-nin termal sahəsinə kiçik miqdarda lehim əridin. Məqsəd hamar, qabarıq olmayan bir səth yaratmaqdır.
5. Emitentin Quraşdırılması: Pinsetlə emitenti qızdırılmış lehimin üzərinə düzgün polyarlıqla yerləşdirin. Yüngülcə basın, lehim əriyərək emitentin termal pəncəsi ilə təmas yaradacaq. Səth gərginliyi emitenti mərkəzə çəkəcək.
6. Soyutma və Təmizləmə: Lehimlənmiş birləşmənin otaq temperaturunda təbii şəkildə soyumasını gözləyin. Sürətli soyutma (su və ya hava axını ilə) termal gərginlik və çatlaqlar yarada bilər. Soyuduqdan sonra flüs qalıqlarını izopropil spirti və yumşaq fırça ilə təmizləyin.

Soyutma sisteminin effektivliyi birbaşa radiatorun seçilməsindən və termal pastanın tətbiqindən asılıdır. Termal müqaviməti aşağı olan materiallar seçin.

• Termal Pasta: İstilik keçiriciliyi 5 W/mK (Vatt/metr-Kelvin) göstəricisindən yuxarı olan, gümüş və ya keramika tərkibli pasta istifadə edin. Pastanı MCPCB-nin alt səthinə nazik, kredit kartı ilə yayıla biləcək bir təbəqə şəklində çəkin. Hava boşluqları yaratmamaq üçün bərabər paylandığından əmin olun.
• Radiator Seçimi: Radiatorun materialı A6061 və ya A6063 markalı ekstruziya edilmiş alüminium olmalıdır. Daha yüksək performans üçün mis əsaslı radiatorlar seçilir. Radiatorun termal müqaviməti (°C/W) diodun gücünə uyğun hesablanmalıdır. Məsələn, 10 vatt gücündəki bir emitentin kristal temperaturunu 85°C-dən aşağı saxlamaq üçün (25°C mühitdə), termal müqaviməti (85-25)/10 = 6 °C/W-dan aşağı olan bir radiator sistemi tələb olunur.
• Bərkitmə: MCPCB-ni radiatora M2 və ya M3 vintləri ilə bərkidin. Qısaqapanmanın qarşısını almaq üçün vintlərin altına neylon və ya plastik şaybalar qoyun. Vintləri “ulduz” qaydası ilə (çarpaz şəkildə) tədricən sıxaraq pastanın bərabər yayılmasını və təzyiqin düzgün paylanmasını təmin edin.
• Aktiv Soyutma: Ümumi güc sərfiyyatı 15 vattı keçdikdə, passiv soyutma (təbii konveksiya) kifayət etmir. Bu halda, uzunömürlü olması üçün diyircəkli yastıqlara (ball bearing) malik 12V DC ventilyator ilə aktiv hava axını yaradın.