【キムデン】面発光LED光源 TFNシリーズ

TFNシリーズ 面発光LED光源 TFNシリーズ Ｌ Ｅ Ｄ 光 源 ❏　特　　　長 ● ワイドな面照光を薄形（本体の厚さが4.4～7.1mm）で実現。 ● 均一な輝度でソフトな発光色。 ● 発光色は赤、黄、緑、橙、純黄の５色を標準。 ご使用上の留意点 ● LEDは、開閉サージや誘導雷サージのある回路で使用されますと劣化したり、破損する場合があります。対策とし てLEDに並列にサージ防止素子（バリスタ、ゼットラップなど）を付けてください。 ● LEDは、数 mA の微少電流でも点灯しますので、誘導電圧または漏洩電流のある回路で使用されますと誤点灯 することがあります。対策としてLEDに並列に抵抗器などを付けてください。 ● 逆電圧の絶対最大定格を越える使用が予想される場合は、回路に逆電圧保護用のダイオードを入れて使用して ください。 ● TFNシリーズは半導体素子ですから回路を構成するとき次のことにご注意ください。 1. 必ず電流制限抵抗を直列に入れ、１回路あたり15～20mA程度になるように調整してください。２色同時点灯で は１回路あたり10～13mA程度を推奨します。なお、必ず絶対最大定格以下でご使用ください。 2. 順電流を15～20mA流したときにLED素子１個当たり約2V（色と電流で少しずつ異なる）の電圧降下を生じま すのでLED素子３個の場合は直列で約6V、LED素子２個の場合は直列で約4Vとなります。 回路設計する際にはこの電圧が供給電圧の1/2以下になるように設計するのが望ましく、それ以上のときは電 圧変動の影響を受けやすくなります。 3. はんだ付作業は、はんだコテ先温度260℃以下、５秒以内で行ってください。 TFP-209A形は、2012年3月末日受注分までをもって製造取り止め品になります。 D-12

TFNシリーズ 　❖ 形式の構成 ■ 単色の場合 TFN‐※1　 ※2　 ※1　 （単位：mm） ※2　 略 号 外形寸法 略 号 発光色 形式 外形寸法 発光色 0818 8×18 R 赤 0828 8×28 O 橙 1022 10×22 Y 黄 15 14.8×14.8 G 緑 18 17.8×17.8 PY 純黄 20 19.8×19.8 21 20.8×20.8 Ｌ 2145 20.8×44.8 Ｅ 28 27.8×27.8 Ｄ 45 44.8×44.8 光 源 ■２色の場合 TFN‐※1　 R 2 G ※1　 （単位：mm） 略 号 外形寸法 形式 外形寸法 ２色発光 1022 10×22 従色側発光色 21 20.8×20.8 　G：緑 主色側発光色 2145 20.4×44.3 　R：赤 45 44.8×44.8 TFP‐209A ※1　 R ※1　 略 号 発光色 形式 発光色 O 橙 Y 黄 外形寸法：1.4×9.2mm G 緑 TFP-209A形は、2012年3月末日受注分までをもって製造取り止め品になります。 D-13

TFNシリーズ 　❖ 絶対最大定格 Ta（周囲温度）＝25℃ 形式 TFN-0818形 TFN-1022/21/2145/45形 項 目 TFN-0828/28形 TFP-209A形 記号 TFN-15/18/20形 単色点灯 2色同時点灯 順電流 IF 30mA 30mA（２色の合計値） 20mA 順電流 0.4mA/℃ 低減率 IF 0.4mA/℃ （2色の合計値） 0.27mA/℃ パルス許容＊1 I 順電流 FP 100mA 100mA（２色の合計値） 80mA 逆電圧＊2 VR 10V（IR＝100μA） 15V（IR＝100μA） 10V（IR＝10μA） 許容損失 PD 150mW 220mW 200mW 200mW（2色の合計値） 96mW 動作温度 Topt －20～＋80℃ 保存温度 Tstg －30～＋100℃ －30～＋80℃ Ｌ ＊1 IFPの条件はPW≦1mSec Duty≦1/20Ｅ IFPの電流低減率についてはTFLEDを使用した表示装置の設計ガイド（D-18ページ）をご参照してください。 Ｄ ＊2 逆電圧の定格値は、1回路当りの値 光 源 　❖ 電気・光学的特性 ● TFN-0818/0828/1022/15/18/20/21/28/2145/45形 Ta（周囲温度）＝25℃ 標準値 項 目 記号 条 件 単 位 赤 橙 黄 純黄 緑 順電圧／素子 VF IF＝20mA V 2.0 2.1 2.0 2.1 2.2 ピーク発光波長 λρ IF＝20mA nm 650 615 585 570 565 ● TFP-209A Ta（周囲温度）＝25℃ 標準値 項 目 記号 条 件 単 位 橙 黄 緑 順電圧／素子 VF IF＝10mA V 1.9 1.9 2.0 ピーク発光波長 λρ IF＝10mA nm 615 585 565 ● 製品重量 TFN-0818 TFN-0828 TFN-1022 TFN-15 TFN-18 TFN-20 TFN-21 TFN-28 TFN-2145 TFN-45 TFP-209A 0.6g 1.0g 1.0g 1.2g 1.7g 1.8g 2.4g 4.2g 5.4g 13.5g 40mg TFP-209A形は、2012年3月末日受注分までをもって製造取り止め品になります。 D-14

TFNシリーズ 外　観 外形図 プリント基板取付寸法 回路図 ▼TFP-209A形 9.2±0.2 1.4±0.2 2-φ0.8穴 8.2（A） ＋ 0.5 0.8Max. － (－) (＋) 7.62 ±0.2 0 .8 0.2 発光面：(A)×(B) Ｌ ▼TFN-0818形 Ｅ 2-φ0.8穴 Ｄ 光 ＋ 源 8±0.3 4.4 3 － 0.5 　 ▼TFN-0828形 2-φ0.8穴 ＋ 8±0.3 4.4 3 － 0.5 ▼TFN-1022形 4-φ0.8穴 ＋ ＋ 2.5±0.1 10±0.3 4.4 3 － － ・単色の場合は、指定色のみ 赤赤色 以 0.5 チップを実装します。 外の 2.5 色 TFP-209A形は、2012年3月末日受注分までをもって製造取り止め品になります。 D-15 0.5 ±0.20.5 0.5 5 Min. 1.6 2.75 0.5 1.0(B) 28±0.3 2 1.9 18±0.3±0.3 2 1.9 22 2 1.9 0.25 0.25 0.25 15.2 22.9 12.7 0.5Max. 22.9 ±0.1 12.7±0.1 7.62 ±0.1 15.2±0.1 R 0818 TF0828 TF1022

TFNシリーズ 外　観 外形図 プリント基板取付寸法 回路図 ▼TFN-15形 4-φ0.8穴 5.1 ＋ ＋ □14.80.3 4.7 3 6 － － 0.5 5.1 Ｌ Ｅ ▼TFN-18形 Ｄ 4-φ0.8穴 光 源 ＋ ＋ TF18 3 □17.80.3 2.2 1.9 6 0.5 5.1±0.1 － － ▼TFN-20形 4-φ0.8穴 7.6 ＋ ＋ 3 □19.80.3 9 0.5 7.6 － － 14.4 ▼TFN-21形 ±0.1 □20.8±0.3 4.7 8-φ0.8穴 赤赤 赤赤 2.2  0.4 赤色側表示 2.5 5.12.5 以色 以色外（○ 外 （ の印 の ○ 色側 色 印 側 ） ） ＋ ＋ 0.5 ・単色の場合は、指定色の － － － － 2.5 5.1 2.5 みチップを実装します。 赤色側表示 D-16 1.7 2.2 2.1 4.7 2.5 2.2 3 4.6 0.25 0.25 0.25 12.7 12.7 10.2 14.4 □11.6 2.2 16.4 2.2 15.2 12.7 10.2

(訂正箇所は、青色で表記しています) TFNシリーズ 外　観 外形図 プリント基板取付寸法 回路図 ▼TFN-28形 6-φ0.8穴 + + + 7.6±0.1 7.6±0.1 □27.8±0.3 – – – 0.5 ±0.1 ±0.1 7.6 7.6 24.4 ▼TFN-2145形 Ｌ Ｅ Ｄ 44.8±0.3 光 16-φ0.8穴 赤赤赤赤赤赤赤赤以色以色以色以色 源 2.5 2.5 2.5 2.5 外 外 外 外 の の の の 0.5 色 色 色 色 2.5 6.4 7.6 6.4 2.5 2.54 2.54 6.4 7.6 6.4 41.1 寸法公差±0.1 赤色側表示 赤色側表示 ・単色の場合は、指定色のみチップを 実装します。 ▼TFN-45形 赤赤赤赤赤赤赤赤 32-φ0.8穴 以色以色以色以色外 外 外 外 □44.8±0.3 5.08 7.62 5.08 の の の の 色 色 色 色 0.5 2.54 5.08 7.62 5.08 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 2.54 寸法公差±0.1 赤色側表示 赤色側表示 ・単色の場合は、指定色のみチップを 実装します。 D-17 7.1 2.2 3 4.7 0.25 2.2 22.9 ±0.1 ±0.3 2.9 2.2 20.83 4.7 0.25 17.8 17.8 0.25 2.5 15.2 17.3 17.8 17.8 22.9 ±0.1 15.2 2.5

TFNシリーズ 　❖ TFLEDを使用した表示装置の設計ガイド TFLEDは面発光タイプのLED素子です。LED素子は半導体の電 計算式 流素子ですから、電気的定格として絶対最大定格が決められて （最大定格順電流）－ います。例えば電流制限抵抗を直列に入れないで電圧を加えるな 　｛（順電流低減率）×（使用周囲温度－基準周囲温度）｝ どしますと損傷の原因となります。 30mA－｛0.4mA／℃×（40℃－25℃）｝ TFLEDの設計手順とそのポイントを説明します。 ＝30mA－6mA＝24mA ただしこの24mAの順電流は40℃の最大定格です。 1. 仕様の確認 2.項の仮定周囲温度50℃の余裕をみた場合の順電流は 供給電圧（電圧変動範囲も検討）、LED素子の色、TFLEDの形 24mA－0.4mA／℃×10℃＝20mA 名、大きさ、使用環境条件（特に周囲温度に注意）を決める。 となります。 （例） 電圧 DC24V±10％ 周囲温度 40℃ ※順電流低減率（ ΙF）とは素子に流れる順電流の変化とそ Ｔ れによる素子の温度上昇の変化の比をいい、単位はmA／ Ｆ 2. 絶対最大定格を確認し、仮定周囲温度を決める。 ℃であらわされます。 Ｎ 絶対最大定格（カタログTFLEDの項目に記載）では周囲温度 絶対最大定格の順電流（ΙF）は基準周囲温度25℃におい シ （Ta）が25℃の値で記載されています。 て流しうる最大電流、すなわち、ジュール熱による損失が リ （例） 周囲温度40℃の場合、余裕＋10℃を見て50℃を仮 許容最大値（通常100℃を目安としている）になる電流を ー ズ 定周囲温度とします。 示していますので当然周囲温度が上昇すると素子の温度 ・ も上昇し、電流による損失（温度上昇）の分が少なくなりま 技 3. 回路電流を決める。 す。その分だけ電流を低減しなければなりません。図1では 術 絶対最大定格の表によればTFLEDの順電流ΙFは30mA（2色 25℃で30mAの点から右下勾配が0.4mA／℃の線となり 資 同時点灯する場合は2色の合計電流値）で、順電流低減率 ます。 料 （ ΙF）は0.4mA／℃になっています。 4. 電流制限の抵抗値を決める。 図1 順電流低減定格 形式TFN-20を使用するとして回路定数を決めます。 図2 TFN-20の回路構成 120 Duty＝5％ 100 許 容 80 Duty＝10％ 順 A) 直列回路の場合（順電流は20mAとします） 電 Duty＝20％ 60 図3 流 IF Duty＝50％ 40 (mA) DC DC(TFP-209A) 電圧をDC24Vとした場合、LED1素子当りの順電圧V 20 F は2Vとして計算します。（厳密にはLED素子によりそれぞ れの値が違います。） 0 20 40 60 80 100 ｛24V－(2V×4）｝÷20mA＝800Ω 抵抗値の損失は 周囲温度 　 Ta　 (℃) 800Ω×20mA＝16V 図1は許容順電流と周囲温度の関係のグラフです。 16V×20mA＝320mWとなり、電流制限抵抗は このグラフは周囲温度が上がると許容順電流は下がることを 800Ω 1/2W以上の抵抗器を用います。 意味しています。この図より 周囲温度 40℃の場合 許容順電流は 24mAとなります。 D-18

TFNシリーズ B）並列回路の場合（順電流は片側20mAで合計40mAとし 7. 電流変動について（回路構成比の選択） ます。） LED素子と制限抵抗との組合せで構成した回路に加える電 図4 圧の変動によるLED素子に流れる電流の変動はLED表示シ ステムを設計する上で注意を要する最大のポイントです。 図6　回路の基本構成 電圧がDC24Vとした場合、電流制限抵抗は500Ω・0.8W 電流 (Io) となり、抵抗器は1W以上が必要です。 LED素子による電圧降下 電流制限抵抗 (r) 5. パルス波によるダイナミック点灯の場合、図1および図5により (Vf) 使用するパルス波のデューティ比に応じて、電流値を決めてく 供給電圧 (Vo) ださい。 図6に示すように、供給電圧をVoとし、LED素子を直列にし、電 印加パルス I I FP 流制限抵抗をrとしたとき流れる電流をIoとし、LED素子によるFP： パルス許容順電流 Ｔ Pw： パルス幅 0 電圧降下をVfとすると、次式が成立します。 Ｆ T： くり返し周期 Pw Ｎ D： デューティ比＝PWR T T Vo＝Vf＋Ιo・r ∴Vo－Vf＝Ιo・r シ リ Vo－Vf ∴Ιo＝ またはVf＝Vo－Ιo・r ー 図5 パルス点灯定格 r ズ ・ 図6の供給電圧Voが変動した時の電圧をVxその時の電流を 技 Ixとすると（IxによるVfの変動がないものとして） 術 Vx－Vf 資 パ Ιx＝ Vx＝Vf＋Ιx・r 料r ル ス 200 IoとIxとの比は 許 容 Ιx Vx－Vf＝ となり 順 Ιo Vo－Vf 電 100 流 電圧変動を＋10％とすると Vx＝1.1Vo IF Ιx Vx－Vf 1.1Vo－（Vo－Ιo・r）50 ＝ ＝ Ιo Vo－Vf Vo－（Vo－Ιo・r） (mA) 1.1Vo－Vo＋Io・r 0.1Vo＋Ιo・r ＝ ＝ 20 Vo－Vo＋Ιo・r Ιo・r 0.1Vo ＋1 ＝ ＋1 となり Ιo・r 10 1 2 5 10 20 50 100 0.1Vo Ιx＝Ιo＋ すなわち電圧増加分（0.1Vo）が抵抗にかか デューティ比 　DR　(％) r り電流の増加分となっていることがわかります。 6. 電圧許容変動範囲についての検討 以上のことをわかりやすくしたのが次ページのグラフ（図7）で 4.項の回路の場合、電圧変動について検討を加えませんでし す。 たが、供給電源に変動がある場合は、変動範囲を決め回路を 検討してください。 4.項のAの回路で電圧変動範囲が±10％とした場合 DC24Vの変動範囲は（21.6V～26.4V） 26.4V－（2V×4）＝18.4V 18.4V÷800Ω＝23mAとなり、 あらかじめ決めていた順電流20mAを越えてしまい、3.項での 許容順電流24mAと差がなくなってしまいます。そこで余裕率 を考え回路定数を変えて電流値を下げるか、電圧変動率を変 えるかして、定格を決める必要があります。 D-19

TFNシリーズ Io・r 図7 回路構成比に対する電圧変動による電流変動 Vo 0.9 電圧変動率+10% 0.8 電圧変動率+５% 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 Ｔ 0.1 Ｆ Ｎ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 シ Ix ＝電流変動率 リ Io ー ズ 縦軸に電流制限抵抗による電圧降下と供給電圧との比（以 ・ 下回路構成比という）を、横軸に電圧変動＋10％および＋5 技 ％をパラメータとしたときの電流の変動率を示したものです。 術 グラフからわかるように50％付近から急激にわるくなって行き 資 ます。 料 一般的には50％以上すなわち抵抗による電圧降下分をLED 素子による降下分以上にとることが必要で回路構成比が50％ のとき電圧変動が＋10％であれば電流の変動は＋20％とな り、電圧変動が＋5％であれば電流の変動は＋10％となりま す。 （例） Vo＝24V Vf＝8V 回路構成比 Ιo・r／Vo＝16／24≒0.67 グラフより電圧変動＋10％とすると 電流変動率は1.15です。 4.項の電圧変動が＋10％とした場合順電流23mAで電流変 動率は23mA／20mAで1.15と一致します。 以上基本的な設計手順と注意点を示しました。設計完了の時点 で予測通りの結果になるか実験することが大切です。 D-20 Vo – Vf＝　Io　 • 　r 回路構成比 Vo Vo