Indice
1. Panoramica del Prodotto
Questo documento dettaglia le specifiche di un diodo emettitore di luce (LED) verde ad alta efficienza, progettato per il montaggio a foro passante su circuiti stampati (PCB) o pannelli. Il dispositivo utilizza un materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre luce verde, ed è incapsulato in un package da 3.1mm di diametro con lente trasparente. È progettato per applicazioni che richiedono un'illuminazione indicatrice affidabile, a basso consumo e luminosa.
I vantaggi principali di questo LED includono la conformità alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), che ne indica l'assenza di piombo. Offre un'elevata intensità luminosa rispetto al suo consumo energetico, rendendolo una scelta efficiente. Il dispositivo è compatibile con i circuiti integrati (IC) grazie ai suoi bassi requisiti di corrente, semplificando la progettazione del circuito di pilotaggio. La sua versatilità di montaggio e il package standardizzato a foro passante lo rendono adatto a un'ampia gamma di processi di assemblaggio elettronico.
Il mercato di riferimento comprende l'elettronica di consumo e industriale dove è richiesta un'indicazione visiva di stato. Ciò include elettronica di consumo, apparecchiature per ufficio, dispositivi di comunicazione, pannelli di controllo industriali ed elettrodomestici. Le sue specifiche lo rendono ideale per applicazioni in cui luminosità, colore e affidabilità a lungo termine sono importanti, ma non per applicazioni critiche per la sicurezza o in ambienti estremi senza preventiva consultazione.
2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici
2.1 Valori Massimi Assoluti
Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti non è garantito.
- Dissipazione di Potenza (PD):75 mW ad una temperatura ambiente (TA) di 25°C. Questa è la massima quantità di potenza che il LED può dissipare come calore senza degradarsi.
- Corrente Diretta:
- Corrente Diretta Continua (IF):30 mA in continuo.
- Corrente Diretta di Picco:60 mA, ammissibile solo in condizioni di impulso con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1ms. Ciò consente una breve sovra-alimentazione per ottenere una luminosità istantanea più elevata, ad esempio in applicazioni stroboscopiche o di multiplexing.
- Derating Termico:La massima corrente diretta continua ammissibile deve essere ridotta linearmente di 0.4 mA per ogni grado Celsius di aumento della temperatura ambiente oltre i 50°C. Questo è cruciale per garantire l'affidabilità a temperature operative più elevate.
- Intervalli di Temperatura:
- Operativo:-40°C a +85°C.
- Magazzinaggio:-55°C a +100°C.
- Temperatura di Saldatura dei Terminali:Massimo 260°C per 5 secondi, misurata a 2.0mm (0.0787\") dal corpo del LED. Questo definisce la finestra di processo per la saldatura manuale o a onda.
2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche
Questi parametri sono misurati a TA=25°C e definiscono le prestazioni tipiche del dispositivo in condizioni operative normali.
- Intensità Luminosa (IV):Varia da un minimo di 140 mcd ad un tipico di 400 mcd, quando alimentato alla corrente di test standard (IF) di 20 mA. L'intensità è misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla curva di risposta fotopica (occhio umano) (CIE). Si applica una tolleranza di ±15% al valore di intensità garantito.
- Angolo di Visione (2θ1/2):40 gradi. Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del valore misurato sull'asse centrale. Un angolo di 40° indica un fascio relativamente focalizzato, adatto per indicazioni direzionali.
- Specifiche della Lunghezza d'Onda:
- Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):570 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la potenza spettrale in uscita è massima.
- Lunghezza d'Onda Dominante (λd):572 nm. Derivata dal diagramma di cromaticità CIE, questa è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore della luce. È il parametro chiave per la coerenza del colore.
- Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):11 nm. Questo indica la purezza spettrale; una larghezza più stretta significa un colore verde più saturo e puro.
- Tensione Diretta (VF):Tipicamente 2.4V, con un massimo di 2.4V a IF=20mA. Il minimo è 2.1V. Questo parametro è critico per progettare la resistenza limitatrice di corrente in serie con il LED.
- Corrente Inversa (IR):100 μA massimo quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V.Nota Importante:Il dispositivo non è progettato per funzionare in polarizzazione inversa; questa condizione di test è solo per caratterizzazione. Applicare tensione inversa nel circuito può danneggiare il LED.
3. Spiegazione del Sistema di Binning
Per gestire le variazioni naturali nella produzione dei semiconduttori, i LED vengono suddivisi in bin di prestazione. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di intensità e colore.
3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
Unità: mcd @ 20mA. Ogni bin ha una tolleranza di ±15% sui suoi limiti.
- Bin GH:140 – 240 mcd
- Bin JK:240 – 400 mcd
- Bin LM:400 – 680 mcd
- Bin NP:680 – 1150 mcd
Il numero di parte LTL1NHGK4K contiene \"GH\" nel suo suffisso, indicando che appartiene al bin di intensità GH (140-240 mcd).
3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
Unità: nm @ 20mA. Ogni bin ha una tolleranza di ±1nm.
- H06:566.0 – 568.0 nm
- H07:568.0 – 570.0 nm
- H08:570.0 – 572.0 nm
- H09:572.0 – 574.0 nm
- H10:574.0 – 576.0 nm
Il numero di parte contiene \"K4K\"
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |