فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 محدودههای حداکثر مطلق
- 2.2 مشخصات الکترواپتیکال
- 3. توضیح سیستم باینینگ محصول بر اساس سه پارامتر کلیدی گروهبندی میشود: شار نوری، ولتاژ مستقیم و رنگ (مختصات رنگی). این باینینگ تضمین کننده یکنواختی در طراحی کاربرد است. 3.1 باینینگ شار نوری شار نوری تحت کد 'J6' باین شده است. این بین محدوده شار نوری از حداقل 200 لومن تا حداکثر 300 لومن در جریان 1000 میلیآمپر را مشخص میکند که مقدار معمول آن 220 لومن است. 3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم ولتاژ مستقیم تحت کد '2939' باین شده است. این بین محدوده VF از 2.95 ولت تا 3.95 ولت در 1000 میلیآمپر را تعریف میکند که مقدار معمول آن 3.45 ولت است. 3.3 باینینگ رنگ رنگ تحت کد '2530' باین شده است. این به یک ناحیه خاص در نمودار رنگسنجی CIE 1931 اشاره دارد که مربوط به نور سفید گرم با دمای رنگ کلوین (CCT) بین 2500K تا 3000K است. ساختار بین توسط مرزهای مختصات (x, y) خاصی تعریف شده تا یکنواختی رنگ تضمین شود. تلرانس اندازهگیری برای مختصات رنگ ±0.01 است.
- 4.1 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم
- 4.2 شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم
- 4.3 دمای رنگ کلوین (CCT) در مقابل جریان مستقیم
- 4.4 توزیع طیفی نسبی
- 4.5 الگوی تابش معمول
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 لحیمکاری ریفلو
- 6.2 نگهداری و جابجایی
- 6.3 مدیریت حرارتی
- 6.4 محافظت الکتریکی
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. پیشنهادات کاربرد
- 8.1 سناریوهای کاربرد معمول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مثالهای کاربردی عملی
- 12. معرفی اصل عملکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول ال ای دی ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y یک ال ای دی نصب سطحی با عملکرد بالا است که برای کاربردهایی طراحی شده که به خروجی نوری زیاد و بازدهی عالی در ابعاد فشرده نیاز دارند. این قطعه از فناوری چیپ InGaN برای تولید نور سفید گرم با محدوده دمای رنگ کلوین (CCT) 2500K تا 3000K استفاده میکند. اهداف طراحی اولیه آن ارائه شار نوری بالا در عین حفظ ابعاد کوچک است که آن را برای طراحیهای با محدودیت فضا مناسب میسازد. مزایای اصلی این ال ای دی شامل شار نوری معمول 220 لومن در جریان راهاندازی 1000 میلیآمپر است که منجر به بازدهی نوری بالای تقریبی 63.77 لومن بر وات میشود. بازارهای هدف متنوع هستند و شامل الکترونیک مصرفی، روشنایی عمومی و کاربردهای روشنایی تخصصی میشوند که در آنها قابلیت اطمینان و عملکرد حیاتی است.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی 2.1 محدودههای حداکثر مطلق دستگاه برای کار در محدودههای دقیقی مشخص شده تا قابلیت اطمینان بلندمدت تضمین شود. محدودههای حداکثر مطلق مرزهایی را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. جریان مستقیم DC برای کار مداوم (حالت چراغ قوه) در 350 میلیآمپر ریت شده است. برای کار پالسی، جریان پیک پالس 1000 میلیآمپر تحت یک سیکل وظیفه خاص (400 میلیثانیه روشن، 3600 میلیثانیه خاموش، برای 30000 سیکل) مجاز است. حداکثر دمای اتصال 145 درجه سانتیگراد است و محدوده دمای کاری از 40- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد میباشد. دستگاه میتواند دمای لحیمکاری 260 درجه سانتیگراد را برای حداکثر دو سیکل ریفلو تحمل کند. توجه به این نکته مهم است که این ال ای دیها برای کار در بایاس معکوس طراحی نشدهاند. مقاومت حرارتی از اتصال به پد لحیم 8.5 درجه سانتیگراد بر وات مشخص شده است که یک پارامتر کلیدی برای طراحی مدیریت حرارتی است.
2.2 مشخصات الکترواپتیکال پارامترهای عملکرد کلیدی تحت شرایط کنترل شده با دمای پد لحیم (Ts) 25 درجه سانتیگراد اندازهگیری میشوند. مشخصه اصلی شار نوری (Iv) است که مقدار معمول آن 220 لومن در IF برابر 1000 میلیآمپر است، با حداقل 200 لومن و حداکثر 300 لومن مطابق ساختار باینینگ. ولتاژ مستقیم (VF) در این جریان از 2.95 ولت (حداقل) تا 3.95 ولت (حداکثر) متغیر است که مقدار معمول آن 3.45 ولت میباشد. دمای رنگ کلوین (CCT) حول 2750K متمرکز است، با محدودهای از 2500K تا 3000K. تمام دادههای الکتریکی و نوری با استفاده از شرایط پالس 50 میلیثانیه آزمایش میشوند تا اثرات خودگرمایشی در حین اندازهگیری به حداقل برسد و اطمینان حاصل شود که دادهها عملکرد ال ای دی را قبل از افزایش قابل توجه دما نشان میدهند.
3. توضیح سیستم باینینگ محصول بر اساس سه پارامتر کلیدی گروهبندی میشود: شار نوری، ولتاژ مستقیم و رنگ (مختصات رنگی). این باینینگ تضمین کننده یکنواختی در طراحی کاربرد است.
3.1 باینینگ شار نوری شار نوری تحت کد 'J6' باین شده است. این بین محدوده شار نوری از حداقل 200 لومن تا حداکثر 300 لومن در جریان 1000 میلیآمپر را مشخص میکند که مقدار معمول آن 220 لومن است.
3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم ولتاژ مستقیم تحت کد '2939' باین شده است. این بین محدوده VF از 2.95 ولت تا 3.95 ولت در 1000 میلیآمپر را تعریف میکند که مقدار معمول آن 3.45 ولت است.
3.3 باینینگ رنگ رنگ تحت کد '2530' باین شده است. این به یک ناحیه خاص در نمودار رنگسنجی CIE 1931 اشاره دارد که مربوط به نور سفید گرم با دمای رنگ کلوین (CCT) بین 2500K تا 3000K است. ساختار بین توسط مرزهای مختصات (x, y) خاصی تعریف شده تا یکنواختی رنگ تضمین شود. تلرانس اندازهگیری برای مختصات رنگ ±0.01 است.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد 4.1 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم رابطه بین ولتاژ مستقیم (VF) و جریان مستقیم (IF) غیرخطی است که رفتاری معمول برای دیود است. منحنی نشان میدهد که VF با افزایش IF افزایش مییابد. طراحان از این منحنی برای تخمین افت ولتاژ روی ال ای دی در جریانهای کاری مختلف استفاده میکنند که برای طراحی مدار درایور و محاسبات اتلاف توان حیاتی است.
4.2 شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم این منحنی خروجی نور را نسبت به جریان راهاندازی نشان میدهد. در ابتدا، شار نوری تقریباً به صورت خطی با جریان افزایش مییابد اما ممکن است در جریانهای بالاتر نشانههایی از افت بازدهی (کاهش بازدهی) نشان دهد که اغلب به دلیل افزایش دمای اتصال و سایر اثرات فیزیک نیمههادی است. این منحنی به تعیین نقطه کاری بهینه برای تعادل بین روشنایی و بازدهی کمک میکند.
4.3 دمای رنگ کلوین (CCT) در مقابل جریان مستقیم دمای رنگ کلوین (CCT) میتواند با جریان راهاندازی تغییر کند. این منحنی تغییرات CCT در محدوده جریان کاری را نشان میدهد. برای این ال ای دی سفید گرم، CCT در محدوده جریان نسبتاً پایدار باقی میماند و بین تقریباً 2500K تا 3000K میماند که برای کاربردهایی که ظاهر رنگ یکنواخت مورد نیاز است، مهم است.
4.4 توزیع طیفی نسبی نمودار توزیع توان طیفی (SPD) شدت نور ساطع شده در هر طول موج را نشان میدهد. برای یک ال ای دی سفید، این نمودار معمولاً یک پیک آبی پهن از چیپ InGaN و یک تابش زرد/قرمز پهنتر از فسفر را نشان میدهد. طول موج پیک (λp) و شکل طیف، مشخصات بازآفرینی رنگ نور را تعیین میکنند.
4.5 الگوی تابش معمول الگوی تابش قطبی، توزیع فضایی نور را نشان میدهد. این دستگاه دارای الگوی تابش لامبرتی است که در آن شدت نور متناسب با کسینوس زاویه دید است. زاویه دید (2θ1/2)، جایی که شدت به نصف مقدار پیک میرسد، 120 درجه (با تلرانس ±5 درجه) مشخص شده است. این زاویه دید گسترده برای کاربردهای روشنایی عمومی مناسب است.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی ال ای دی در یک بستهبندی نصب سطحی (SMD) فشرده قرار دارد. ابعاد بستهبندی 2.5 میلیمتر طول و 3.0 میلیمتر عرض است که توسط '2530' در شماره قطعه نشان داده شده است. نقشه ابعادی دقیق، اندازهگیریهای دقیق برای بدنه ال ای دی، پدهای لحیم (آند و کاتد) و هر ویژگی مکانیکی را ارائه میدهد. قطبیت به وضوح روی بستهبندی مشخص شده است، معمولاً با یک نشانگر کاتد. طراحی پد لحیم هم برای اتصال الکتریکی و مهمتر از آن، برای دفع حرارت حیاتی است. یک فوتپرینت مناسب روی PCB اطمینان از قابلیت اطمینان اتصال لحیم و انتقال حرارت بهینه از اتصال ال ای دی به برد مدار چاپی را تضمین میکند.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ 6.1 لحیمکاری ریفلو دستگاه برای حداکثر دمای لحیمکاری 260 درجه سانتیگراد ریت شده و میتواند حداکثر دو سیکل ریفلو را تحمل کند. پیروی از پروفایل ریفلو توصیه شده برای جلوگیری از شوک حرارتی که میتواند باعث ترک خوردن بستهبندی یا لایهبرداری داخلی شود، بسیار مهم است. دمای پیک و زمان بالاتر از نقطه ذوب باید کنترل شود.
6.2 نگهداری و جابجایی ال ای دیها به رطوبت حساس هستند (سطح MSL مشخص شده). کیسه ضد رطوبت نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. اگر کیسه باز شود یا عمر مفید مشخص شده سپری شود، یک پیششرط پخت (مثلاً 60±5 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت) برای حذف رطوبت جذب شده و جلوگیری از "ترکیدن" (ترک خوردن بستهبندی) در حین ریفلو مورد نیاز است.
6.3 مدیریت حرارتی مدیریت حرارتی مؤثر برای حفظ عملکرد و طول عمر بسیار مهم است. ال ای دی باید روی یک PCB با هسته فلزی (MCPCB) مناسب یا زیرلایه دیگری با هدایت حرارتی خوب نصب شود. مقاومت حرارتی 8.5 درجه سانتیگراد بر وات از اتصال به پد لحیم است؛ مقاومت حرارتی کل سیستم به محیط باید مدیریت شود تا دمای اتصال به خوبی زیر حداکثر ریتینگ 145 درجه سانتیگراد نگه داشته شود، به ویژه در حین کار مداوم. کار در حداکثر دما برای دورههای طولانی (بیش از 1 ساعت) باید اجتناب شود.
6.4 محافظت الکتریکی اگرچه دستگاه ممکن است مقداری محافظت ESD داشته باشد، اما برای بایاس معکوس طراحی نشده است. یک مقاومت سری خارجی یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان و محافظت در برابر نوسانات ولتاژ ضروری است. بدون محدودیت جریان، یک افزایش کوچک در ولتاژ میتواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخرب جریان شود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش ال ای دیها در بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه میشوند. آنها معمولاً روی نوارهای حامل برجسته تحویل داده میشوند که سپس روی قرقره پیچیده میشوند. یک قرقره استاندارد حاوی 3000 قطعه است، با حداقل مقدار سفارش 1000 قطعه. برچسب محصول روی قرقره شامل اطلاعات حیاتی است: شماره قطعه (P/N)، شماره بچ (LOT NO)، مقدار بستهبندی (QTY) و کدهای بین خاص برای شار نوری (CAT)، رنگ (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF). سطح MSL نیز نشان داده شده است (MSL-X). ابعاد نوار حامل و قرقره برای تسهیل تنظیم دستگاه Pick-and-Place خودکار ارائه شده است.
8. پیشنهادات کاربرد 8.1 سناریوهای کاربرد معمول فلش دوربین دستگاه موبایل: قابلیت جریان پالسی بالا (1000 میلیآمپر) و خروجی نوری زیاد، آن را برای کاربردهای فلش/استروب دوربین در گوشیهای هوشمند و دوربینهای دیجیتال مناسب میسازد. چراغ قوه و روشنایی قابل حمل: در دوربینهای فیلمبرداری دیجیتال، چراغ قوههای دستی و سایر دستگاههای روشنایی قابل حمل استفاده میشود. روشنایی عمومی و تزئینی: ایدهآل برای روشنایی داخلی، نورپردازی تاکیدی، نور پلهها، علائم خروج و سایر کاربردهای معماری یا تزئینی که از نور سفید گرم بهره میبرند. نور پسزمینه TFT: میتواند به عنوان منبع نور پسزمینه با روشنایی بالا برای نمایشگرهای کوچک تا متوسط استفاده شود. روشنایی خودرو: مناسب برای کاربردهای خودرویی داخلی (نورپردازی محیطی، چراغ مطالعه) و خارجی (روشنایی کمکی)، مشروط بر رعایت استانداردهای خودرویی مربوطه.
8.2 ملاحظات طراحی انتخاب درایور: از یک درایور جریان ثابت مناسب برای جریان کاری مورد نظر (تا 350 میلیآمپر DC یا 1000 میلیآمپر پالسی) استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که ولتاژ تطبیق درایور از حداکثر VF ال ای دی بیشتر است. طرحبندی PCB: PCB را با مساحت مسی کافی یا وایاهای حرارتی زیر پدهای ال ای دی طراحی کنید تا به عنوان هیت سینک عمل کند. این برای دفع چند وات حرارت تولید شده (توان ≈ VF * IF) حیاتی است. طراحی نوری: زاویه دید لامبرتی 120 درجه ممکن است نیاز به اپتیک ثانویه (لنزها، رفلکتورها) برای دستیابی به الگوهای پرتو مورد نظر برای کاربردهای خاص مانند فلش یا نورافکن داشته باشد. یکنواختی رنگ: برای کاربردهایی که نیاز به تطابق رنگ دقیق دارند، از ال ای دیهای همان بچ تولیدی استفاده کنید یا الزامات باینینگ دقیق را مشخص کنید.
9. مقایسه و تمایز فنی در مقایسه با ال ای دیهای میانقدرت استاندارد، این دستگاه شار نوری به مراتب بالاتری برای اندازه بستهبندی خود (2.5x3.0 میلیمتر) ارائه میدهد. بازدهی معمول آن حدود 64 لومن بر وات در 1 آمپر رقابتی است. تمایزدهندههای کلیدی آن ترکیب خروجی شار بالا، دمای رنگ سفید گرم در یک بستهبندی SMD فشرده و مشخصات قوی برای کار پالسی است. این دستگاه شکاف بین ال ای دیهای کوچکتر و کمتوانتر و ال ای دیهای COB (چیپ روی برد) بزرگتر و پرتوانتر را پر میکند. ساختار باینینگ تعریف شده برای شار، ولتاژ و رنگ، عملکرد قابل پیشبینی را در اختیار طراحان قرار میدهد و نیاز به کالیبراسیون گسترده سیستم را کاهش میدهد.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی) س: تفاوت بین جریان مستقیم DC (350 میلیآمپر) و جریان پیک پالس (1000 میلیآمپر) چیست؟ ج: جریان مستقیم DC (350 میلیآمپر) حداکثر جریانی است که میتوان به طور مداوم اعمال کرد بدون اینکه خطر آسیب وجود داشته باشد. جریان پیک پالس (1000 میلیآمپر) جریان بسیار بالاتری است که فقط برای مدتهای بسیار کوتاه (400 میلیثانیه در این مورد) با زمان خاموشی طولانی (3600 میلیثانیه) برای خنک شدن اتصال قابل اعمال است. این برای کاربردهای فلش دوربین معمول است. س: چگونه باین شار نوری 'J6' (200-300 لومن) را تفسیر کنم؟ ج: این به این معنی است که هر ال ای دی با برچسب بین J6، شار نوری اندازهگیری شدهای بین 200 تا 300 لومن در هنگام آزمایش در 1000 میلیآمپر خواهد داشت. مقدار معمول 220 لومن است. برای طراحی، استفاده از مقدار حداقل (200 لومن) برای اطمینان از حداقل خروجی نور محافظهکارانه است. س: چرا مدیریت حرارتی اینقدر تأکید شده است؟ ج: عملکرد ال ای دی با افزایش دمای اتصال کاهش مییابد. خروجی نوری کاهش مییابد، ولتاژ مستقیم تغییر میکند و رنگ میتواند تغییر کند. مهمتر اینکه، کار در دمای بالا به شدت طول عمر ال ای دی را کاهش میدهد. مقاومت حرارتی 8.5 درجه سانتیگراد بر وات مسیر از اتصال نیمههادی به پد لحیم شماست؛ شما باید بقیه مسیر (PCB، هیت سینک) را طراحی کنید تا اتصال خنک بماند. س: آیا میتوانم این ال ای دی را مستقیماً از منبع تغذیه 3.3 ولت یا 5 ولت راهاندازی کنم؟ ج: خیر. ال ای دیها دستگاههای جریانمحور هستند. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ باعث جریان کنترلنشده میشود که احتمالاً از محدودههای حداکثر فراتر رفته و ال ای دی را فوراً از بین میبرد. شما باید از یک مکانیسم محدودکننده جریان، مانند یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت سری که بر اساس ولتاژ منبع و VF ال ای دی محاسبه شده است، استفاده کنید.
11. مثالهای کاربردی عملی مورد 1: ماژول فلش دوربین گوشی هوشمند: یک طراح در حال ایجاد یک فلش دو ال ای دی برای یک گوشی هوشمند است. آنها از دو عدد از این ال ای دیها استفاده میکنند که به صورت موازی توسط یک آیسی درایور فلش اختصاصی راهاندازی میشوند. درایور جریان پالسی 1000 میلیآمپر را برای مدتی که توسط نرمافزار دوربین کنترل میشود، تأمین میکند. اندازه فشرده به آنها اجازه میدهد ماژول را در کنار لنز دوربین قرار دهند. آنها یک قطعه فلزی کوچک روی PCB انعطافپذیر زیر ال ای دیها طراحی میکنند تا حرارت تولید شده در طول یک سکانس فلش را مدیریت کنند. مورد 2: نورپردازی پله معماری: برای روشنایی سطح پلهها در یک ساختمان تجاری، یک مهندس یک پروفیل آلومینیومی کمارتفاع با یک کانال طراحی میکند. چندین ال ای دی در طول کانال فاصلهگذاری شدهاند که توسط یک درایور ال ای دی جریان ثابت در 300 میلیآمپر (زیر حداکثر DC) برای کار مداوم راهاندازی میشوند. نور سفید گرم (2750K) دید خوب و فضای مناسبی ایجاد میکند. پروفیل آلومینیومی هم به عنوان محفظه و هم به عنوان هیت سینک عمل میکند و قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین میکند.
12. معرفی اصل عملکرد این ال ای دی یک منبع نور حالت جامد بر اساس فیزیک نیمههادی است. از یک چیپ نیترید گالیم ایندیم (InGaN) استفاده میکند که با اعمال ولتاژ مستقیم (الکترولومینسانس)، هنگامی که الکترونها و حفرهها در سراسر شکاف نواری چیپ بازترکیب میشوند، نور آبی ساطع میکند. این نور آبی سپس توسط یک لایه از ماده فسفر که روی یا نزدیک چیپ رسوب داده شده است، تا حدی به طولموجهای بلندتر (زرد، قرمز) تبدیل میشود. مخلوط نور آبی باقیمانده و نور تبدیل شده توسط فسفر منجر به درک نور سفید میشود. نسبتهای خاص ترکیب فسفر، دمای رنگ کلوین (CCT) و شاخص بازآفرینی رنگ (CRI) نور سفید ساطع شده را تعیین میکنند.
13. روندهای فناوری روند کلی در فناوری ال ای دی به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر بر وات)، کیفیت رنگ بهبود یافته (CRI بالاتر و یکنواختی رنگ دقیقتر) و چگالی توان افزایش یافته (نور بیشتر از بستهبندیهای کوچکتر) است. همچنین تلاش قویای برای بهبود قابلیت اطمینان و طول عمر بیشتر تحت دمای کاری بالاتر وجود دارد. در بستهبندی، پیشرفتها با هدف بهبود بازده استخراج نور و مدیریت حرارتی درون خود بستهبندی است. برای ال ای دیهای سفید، فناوری فسفر همچنان در حال تکامل است تا عملکرد پایدارتری در دما و زمان ارائه دهد و امکان طیف وسیعتری از دمای رنگ و کیفیتهای طیفی را فراهم کند. دستگاه توصیف شده در این دیتاشیت نمایانگر نقطهای بالغ در این روندهای جاری است که تعادلی از عملکرد، اندازه و هزینه را برای کاربردهای هدف خود ارائه میدهد.
The polar radiation pattern indicates the spatial distribution of light. This device features a Lambertian emission pattern, where the luminous intensity is proportional to the cosine of the viewing angle. The viewing angle (2θ1/2), where intensity drops to half of the peak value, is specified as 120 degrees (±5° tolerance). This wide viewing angle is suitable for general illumination applications.
. Mechanical and Package Information
The LED is housed in a compact surface-mount device (SMD) package. The package dimensions are 2.5mm in length and 3.0mm in width, as indicated by the '2530' in the part number. The detailed dimensioned drawing provides exact measurements for the LED body, solder pads (anode and cathode), and any mechanical features. The polarity is clearly marked on the package, typically with a cathode indicator. The solder pad design is crucial for both electrical connection and, more importantly, for heat dissipation. A proper footprint on the PCB ensures good solder joint reliability and optimal thermal transfer from the LED junction to the printed circuit board.
. Soldering and Assembly Guidelines
.1 Reflow Soldering
The device is rated for a maximum soldering temperature of 260°C and can withstand a maximum of two reflow cycles. It is critical to follow the recommended reflow profile to avoid thermal shock, which can cause package cracking or internal delamination. The peak temperature and time above liquidus must be controlled.
.2 Storage and Handling
The LEDs are moisture-sensitive (MSL Level specified). The moisture-proof bag should not be opened until the components are ready for use. If the bag is opened or the specified floor life is exceeded, a baking pre-conditioning (e.g., 60±5°C for 24 hours) is required to remove absorbed moisture and prevent "popcorning" (package cracking) during reflow.
.3 Thermal Management
Effective thermal management is paramount for maintaining performance and longevity. The LED should be mounted on a suitable metal-core PCB (MCPCB) or other substrate with good thermal conductivity. The thermal resistance of 8.5°C/W is from the junction to the solder pad; the total system thermal resistance to ambient must be managed to keep the junction temperature well below the maximum rating of 145°C, especially during continuous operation. Operating at maximum temperature for extended periods (exceeding 1 hour) should be avoided.
.4 Electrical Protection
Although the device may have some ESD protection, it is not designed for reverse bias. An external series resistor or constant-current driver is essential to limit current and protect against voltage transients. Without current limiting, a small increase in voltage can cause a large, potentially destructive, increase in current.
. Packaging and Ordering Information
The LEDs are supplied in moisture-resistant packing. They are typically delivered on embossed carrier tapes, which are then wound onto reels. A standard reel contains 3000 pieces, with a minimum order quantity of 1000 pieces. The product labeling on the reel includes critical information: the part number (P/N), lot number (LOT NO), packing quantity (QTY), and the specific bin codes for luminous flux (CAT), color (HUE), and forward voltage (REF). The MSL level is also indicated (MSL-X). The carrier tape and reel dimensions are provided to facilitate automated pick-and-place machine setup.
. Application Suggestions
.1 Typical Application Scenarios
- Mobile Device Camera Flash:The high pulsed current capability (1000mA) and high luminous output make it suitable for camera flash/strobe applications in smartphones and digital cameras.
- Torch and Portable Lighting:Used in digital video cameras, handheld torches, and other portable lighting devices.
- General and Decorative Lighting:Ideal for indoor lighting, accent lighting, step lights, exit signs, and other architectural or decorative applications benefiting from warm white light.
- TFT Backlighting:Can be used as a high-brightness backlight source for small to medium displays.
- Automotive Lighting:Suitable for both interior (ambient lighting, reading lights) and exterior (auxiliary lighting) automotive applications, subject to meeting relevant automotive standards.
.2 Design Considerations
- Driver Selection:Use a constant-current driver appropriate for the desired operating current (up to 350mA DC or 1000mA pulsed). Ensure the driver's compliance voltage exceeds the LED's maximum VF.
- PCB Layout:Design the PCB with adequate copper area or thermal vias under the LED pads to act as a heat sink. This is critical for dissipating the several watts of heat generated (Power ≈ VF * IF).
- Optical Design:The Lambertian 120-degree viewing angle may require secondary optics (lenses, reflectors) to achieve desired beam patterns for specific applications like flash or spotlighting.
- Color Consistency:For applications requiring tight color matching, use LEDs from the same production lot or specify tight binning requirements.
. Technical Comparison and Differentiation
Compared to standard mid-power LEDs, this device offers significantly higher luminous flux for its package size (2.5x3.0mm). Its typical efficiency of ~64 lm/W at 1A is competitive. The key differentiators are its combination of high flux output, warm white color temperature in a compact SMD package, and robust specification for pulsed operation. It fills a niche between smaller, lower-power LEDs and larger, higher-power COB (Chip-on-Board) LEDs. The defined binning structure for flux, voltage, and color provides designers with predictable performance, reducing the need for extensive system calibration.
. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)
Q: What is the difference between DC forward current (350mA) and peak pulse current (1000mA)?
A: The DC forward current (350mA) is the maximum current that can be applied continuously without risking damage. The peak pulse current (1000mA) is a much higher current that can only be applied for very short durations (400ms in this case) with a long off time (3600ms) to allow the junction to cool. This is typical for camera flash applications.
Q: How do I interpret the luminous flux bin 'J6' (200-300 lm)?
A: This means any LED labeled with bin J6 will have a measured luminous flux between 200 and 300 lumens when tested at 1000mA. The typical value is 220 lm. For design, using the minimum value (200 lm) is conservative for ensuring minimum light output.
Q: Why is thermal management so emphasized?
A> LED performance degrades with increasing junction temperature. Luminous output decreases, forward voltage shifts, and color can change. More critically, operating at high temperatures drastically reduces the LED's lifetime. The 8.5°C/W thermal resistance is the path from the semiconductor junction to your solder pad; you must design the rest of the path (PCB, heatsink) to keep the junction cool.
Q: Can I drive this LED directly from a 3.3V or 5V supply?
A: No. LEDs are current-driven devices. Connecting it directly to a voltage source will cause an uncontrolled current to flow, likely exceeding the maximum ratings and destroying the LED instantly. You must use a current-limiting mechanism, such as a constant-current driver or a series resistor calculated based on the supply voltage and the LED's VF.
. Practical Use Case Examples
Case 1: Smartphone Camera Flash Module:A designer is creating a dual-LED flash for a smartphone. They use two of these LEDs driven in parallel by a dedicated flash driver IC. The driver provides the 1000mA pulsed current for a duration controlled by the camera software. The compact size allows them to fit the module next to the camera lens. They design a small metal slug on the flex PCB under the LEDs to manage the heat generated during a flash sequence.
Case 2: Architectural Step Lighting:For illuminating stair treads in a commercial building, an engineer designs a low-profile aluminum extrusion with a channel. Multiple LEDs are spaced along the channel, driven by a constant-current LED driver at 300mA (below the DC max) for continuous operation. The warm white light (2750K) provides good visibility and ambiance. The aluminum extrusion acts as both a housing and a heatsink, ensuring long-term reliability.
. Operating Principle Introduction
This LED is a solid-state light source based on semiconductor physics. It uses an Indium Gallium Nitride (InGaN) chip that emits blue light when electrons and holes recombine across the chip's bandgap upon application of a forward voltage (electroluminescence). This blue light is then partially converted to longer wavelengths (yellow, red) by a layer of phosphor material deposited on or near the chip. The mixture of the remaining blue light and the phosphor-converted light results in the perception of white light. The specific ratios of the phosphor composition determine the correlated color temperature (CCT) and color rendering index (CRI) of the emitted white light.
. Technology Trends
The general trend in LED technology is towards higher efficacy (more lumens per watt), improved color quality (higher CRI and more precise color consistency), and increased power density (more light from smaller packages). There is also a strong drive for improved reliability and longer lifetimes under higher operating temperatures. In packaging, advancements aim to improve light extraction efficiency and thermal management within the package itself. For white LEDs, phosphor technology continues to evolve to provide more stable performance over temperature and time, and to enable a wider range of color temperatures and spectral qualities. The device described in this datasheet represents a mature point in these ongoing trends, offering a balance of performance, size, and cost for its target applications.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |