Dokumen Teknikal LED ELCS14G-NB5060J6J8293910-F3X - Putih Sejuk Kecekapan Tinggi - 245lm @ 1A - 3.95V Maks

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk diod pemancar cahaya (LED) putih sejuk berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan keluaran bercahaya tinggi dalam faktor bentuk padat. Peranti ini menggunakan teknologi cip InGaN untuk menghasilkan cahaya putih sejuk dengan suhu warna berkaitan (CCT) tipikal antara 5000K dan 6000K. Kelebihan utamanya termasuk fluks bercahaya tipikal tinggi sebanyak 245 lumen pada arus hadapan 1 Ampere, menghasilkan kecekapan optik kira-kira 72 lumen per watt. LED ini mematuhi piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen, menjadikannya sesuai untuk reka bentuk yang mesra alam dan pasaran global.

1.1 Aplikasi Sasaran

LED ini direkabentuk untuk pelbagai aplikasi di mana pencahayaan terang dan cekap adalah kritikal. Pasaran sasaran utama termasuk elektronik mudah alih, pencahayaan am, dan sektor automotif. Aplikasi khusus termasuk fungsi lampu kilat dan lampu suluh untuk telefon bimbit dan kamera video digital, unit lampu latar TFT-LCD, alat pencahayaan am dalaman dan luaran, pencahayaan hiasan dan hiburan, serta pencahayaan automotif dalaman dan luaran seperti penanda orientasi, lampu tangga, dan luminari isyarat.

2. Analisis Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci tentang parameter elektrik, optik, dan haba utama yang menentukan prestasi dan had operasi LED.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan operasi yang disyorkan. Arus hadapan DC berterusan maksimum untuk operasi mod suluh ialah 350 mA. Untuk operasi berdenyut, arus puncak 1000 mA dibenarkan di bawah kitaran tugas tertentu (400 ms hidup, 3600 ms mati untuk 30,000 kitaran). Peranti ini boleh menahan nyahcas elektrostatik (ESD) sehingga 2 kV (Model Badan Manusia, JEDEC 3b). Suhu simpang maksimum yang dibenarkan ialah 145°C, dengan julat suhu ambien operasi -40°C hingga +85°C. LED ini tidak direka untuk operasi bias songsang. Rintangan haba dari simpang ke pad pateri ditetapkan sebagai 8.5 °C/W, yang merupakan parameter kritikal untuk reka bentuk pengurusan haba.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Ciri-ciri elektro-optik ditetapkan pada keadaan ujian piawai suhu pad pateri (Ts) 25°C. Fluks bercahaya tipikal (Iv) ialah 245 lm pada arus hadapan (IF) 1000 mA, dengan nilai jaminan minimum 220 lm. Voltan hadapan (VF) pada arus ini berjulat dari minimum 2.95V hingga maksimum 3.95V, dengan nilai tipikal bergantung pada bin voltan. Suhu warna berkaitan (CCT) untuk varian putih sejuk ini ditetapkan antara 5000K dan 6000K. Penting untuk diperhatikan bahawa semua data elektrik dan optik diuji di bawah keadaan denyut 50 ms untuk meminimumkan kesan pemanasan sendiri semasa pengukuran, memastikan data mewakili prestasi intrinsik cip LED.

2.3 Pertimbangan Terma dan Kebolehpercayaan

Pengurusan haba yang betul adalah penting untuk mencapai prestasi yang dinyatakan dan kebolehpercayaan jangka panjang. Rintangan haba yang ditetapkan sebanyak 8.5°C/W menunjukkan kenaikan suhu per watt kuasa yang diserakkan. Sebagai contoh, pada 1A dan VF tipikal ~3.5V (3.5W), kenaikan suhu simpang di atas pad pateri akan menjadi kira-kira 30°C. Lembaran data secara jelas memberi amaran terhadap pengendalian pada suhu simpang maksimum selama lebih daripada satu jam. Semua spesifikasi kebolehpercayaan, termasuk kurang daripada 30% degradasi IV lebih 1000 jam, dijamin di bawah keadaan pengurusan haba yang baik menggunakan Papan Litar Bercetak Teras Logam (MCPCB) 1.0 cm².

3. Penjelasan Sistem Pembin

LED ini disusun ke dalam bin berdasarkan tiga parameter utama: fluks bercahaya, voltan hadapan, dan kromatisiti (koordinat warna). Pembin ini memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran dan membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan aplikasi tertentu.

3.1 Pembin Fluks Bercahaya

Bin fluks bercahaya ditetapkan oleh kod alfanumerik (J6, J7, J8). Untuk bin J6, fluks bercahaya berjulat dari 220 lm hingga 250 lm pada IF=1000mA. Bin J7 meliputi 250 lm hingga 300 lm, dan bin J8 meliputi 300 lm hingga 330 lm. Nombor bahagian tertentu menunjukkan peranti tergolong dalam bin fluks J6.

3.2 Pembin Voltan Hadapan

Bin voltan hadapan ditakrifkan oleh kod empat digit (2932, 3235, 3539). Kod ini menunjukkan julat voltan dalam persepuluh volt. Sebagai contoh, bin 2932 meliputi VF dari 2.95V hingga 3.25V, bin 3235 dari 3.25V hingga 3.55V, dan bin 3539 dari 3.55V hingga 3.95V. Nombor bahagian menentukan bin voltan 2932.

3.3 Pembin Kromatisiti (Warna)

Kromatisiti ditakrifkan oleh kod bin (5060 dalam kes ini) yang sepadan dengan kawasan segi empat tepat tertentu pada rajah kromatisiti CIE 1931. Koordinat untuk bucu bin 5060 disediakan, mentakrifkan variasi warna yang dibenarkan untuk peranti dalam bin ini, sepadan dengan julat CCT 5000K hingga 6000K. Koordinat warna diukur pada IF=1000mA.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan pandangan tentang tingkah laku LED di bawah pelbagai keadaan, yang penting untuk reka bentuk litar dan integrasi sistem.

4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Lengkung IV)

Lengkung IV menunjukkan hubungan antara voltan hadapan dan arus hadapan. Ia adalah tidak linear, tipikal diod. Pada arus rendah, voltan lebih rendah, meningkat apabila arus meningkat. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk litar pemandu had arus untuk memastikan LED beroperasi dalam julat voltan yang ditetapkan untuk arus tertentu.

4.2 Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menggambarkan bagaimana keluaran cahaya berubah dengan arus pemacu. Fluks bercahaya umumnya meningkat dengan arus tetapi menunjukkan hubungan sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan kejatuhan kecekapan dan peningkatan suhu simpang. Memahami hubungan ini membantu mengoptimumkan pertukaran antara kecerahan dan kecekapan/penggunaan kuasa.

4.3 CCT vs. Arus Hadapan

Suhu warna berkaitan mungkin berubah sedikit dengan perubahan arus pemacu. Lengkung ini menunjukkan kestabilan atau variasi CCT merentasi julat arus operasi, yang penting untuk aplikasi kritikal warna di mana titik putih yang konsisten diperlukan.

4.4 Taburan Spektrum Relatif

Graf taburan kuasa spektrum menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan pada setiap panjang gelombang. Untuk LED putih sejuk berdasarkan cip biru dengan salutan fosfor, spektrum biasanya menunjukkan puncak biru dominan dari cip dan jalur pancaran kuning/hijau/merah yang lebih luas dari fosfor. Panjang gelombang puncak (λp) dan lebar spektrum mempengaruhi Indeks Penghasilan Warna (CRI) dan warna cahaya yang dirasakan.

4.5 Corak Radiasi Tipikal

Corak radiasi kutub menggambarkan taburan spatial keamatan cahaya. LED ini mempunyai corak pancaran Lambertian, di mana keamatan bercahaya adalah berkadar dengan kosinus sudut pandangan. Sudut pandangan (2θ1/2) ditetapkan sebagai 120 darjah, bermaksud sudut di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai puncaknya ialah ±60 darjah dari paksi pusat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Dimensi fizikal dan reka bentuk pakej adalah kritikal untuk susun atur PCB, reka bentuk optik, dan pengurusan haba.

5.1 Dimensi Pakej

Lembaran data termasuk lukisan dimensi terperinci pakej LED. Semua dimensi disediakan dalam milimeter. Lukisan ini termasuk ciri utama seperti panjang, lebar, dan ketinggian keseluruhan, lokasi dan saiz pad pateri, dan sebarang rujukan mekanikal atau toleransi. Pereka mesti merujuk lukisan ini untuk penciptaan tapak kaki PCB yang tepat.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Lukisan pakej atau nota berkaitan harus menunjukkan terminal anod dan katod dengan jelas. Sambungan polarity yang betul adalah penting untuk operasi peranti. Biasanya, katod mungkin ditanda oleh takuk, titik, pendawaian yang lebih pendek, atau bentuk pad yang berbeza pada tapak kaki PCB.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian dan pateri yang betul diperlukan untuk mengekalkan integriti dan kebolehpercayaan peranti.

6.1 Profil Pateri Alir Semula

LED ini dinilai untuk suhu pateri maksimum 260°C dan boleh menahan maksimum 2 kitaran alir semula. Profil alir semula bebas plumbum piawai harus diikuti, dengan kawalan berhati-hati suhu puncak dan masa di atas likuidus untuk mengelakkan kerosakan pada pakej plastik dan ikatan wayar dalaman.

6.2 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

Peranti mempunyai penarafan Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL). Lembaran data menentukan penarafan Tahap 1, yang bermaksud peranti boleh disimpan secara tidak terhingga pada ≤30°C/85% RH sebelum beg dibuka. Walau bagaimanapun, keadaan penyimpanan khusus disyorkan: sebelum dibuka, simpan pada ≤30°C/≤90% RH; selepas dibuka, simpan pada ≤30°C/≤85% RH. Jika hayat lantai yang ditetapkan dilampaui atau penunjuk desikan menunjukkan kemasukan kelembapan, pra-rawatan pembakaran pada 60±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum pateri alir semula.

6.3 Pengurusan Haba dalam Aplikasi

Untuk operasi yang boleh dipercayai dan mengekalkan keluaran cahaya tinggi, LED mesti dipasang pada PCB Teras Logam (MCPCB) atau substrat lain dengan kekonduksian haba yang sangat baik. Laluan haba dari pad pateri ke penyejuk haba mesti direka untuk mengekalkan suhu simpang jauh di bawah penarafan maksimum semasa operasi berterusan. Penggunaan bahan antara muka haba dan penyejukan haba yang mencukupi sangat disyorkan.

6.4 Perlindungan Elektrik

Walaupun peranti mungkin mempunyai beberapa perlindungan ESD bersepadu, ia tidak direka untuk operasi bias songsang. Perlindungan luaran, seperti perintang had arus siri dan/atau diod penindasan voltan sementara selari, harus dipertimbangkan dalam reka bentuk litar untuk mengelakkan kerosakan dari lonjakan voltan, sambungan songsang, atau keadaan tekanan berlebihan elektrik lain.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

LED dibekalkan dalam pembungkusan tahan kelembapan untuk pemasangan automatik.

7.1 Spesifikasi Pita Pembawa dan Gegelung

Peranti dibungkus dalam pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung. Kuantiti muatan piawai ialah 2000 keping per gegelung, dengan kuantiti pesanan minimum 1000 keping. Dimensi terperinci untuk poket pita pembawa, pita penutup, dan gegelung itu sendiri disediakan dalam lembaran data untuk memastikan keserasian dengan peralatan pick-and-place.

7.2 Pelabelan Produk

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul: Nombor Bahagian Pelanggan (CPN), Nombor Bahagian Pengilang (P/N), Nombor Lot, Kuantiti Pembungkusan (QTY), dan kod bin khusus untuk Fluks Bercahaya (CAT), Warna (HUE), dan Voltan Hadapan (REF). Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL-X) juga ditunjukkan.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Reka Bentuk Litar Pemandu

Pilih pemacu LED arus malar IC atau litar yang sesuai yang mampu menyampaikan sehingga 1A. Pemandu mesti mengambil kira julat voltan hadapan (2.95V-3.95V) dan termasuk perlindungan yang diperlukan (lebihan arus, lebihan suhu, litar terbuka/pendek). Untuk aplikasi kilat, pastikan pemandu boleh mengendalikan arus denyut puncak tinggi.

8.2 Reka Bentuk Optik

Corak pancaran Lambertian 120 darjah sesuai untuk banyak aplikasi pencahayaan am. Untuk pancaran fokus (contohnya, lampu suluh), optik sekunder seperti pemantul atau kanta akan diperlukan. Saiz pakej kecil memudahkan reka bentuk sistem optik padat.

8.3 Reka Bentuk Terma

Kira penyebaran kuasa yang dijangkakan (IF * VF) dan gunakan rintangan haba (Rth) untuk menganggarkan kenaikan suhu simpang di atas titik rujukan haba PCB. Pastikan penyejukan haba sistem mencukupi untuk mengekalkan Tj dalam had selamat, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau alat ganding tertutup. Penyejukan aktif (kipas) mungkin diperlukan untuk operasi berterusan kuasa tinggi.

9. Perbandingan dan Penentuan Kedudukan Teknikal

LED ini menempatkan dirinya di pasaran melalui gabungan fluks bercahaya tinggi (245 lm) dan kecekapan tinggi (72 lm/W) dalam pakej SMD yang padat. Pembeza utama termasuk sudut pandangan luas 120 darjah sesuai untuk pencahayaan kawasan, struktur pembin yang jelas untuk konsistensi warna dan fluks, dan pematuhan dengan piawaian alam sekitar yang ketat (RoHS, REACH, Bebas Halogen). Berbanding dengan LED kuasa pertengahan piawai, ia menawarkan kecerahan titik tunggal yang lebih tinggi, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan sumber cahaya tertumpu seperti lampu kilat kamera. Berbanding dengan LED kilat khusus, ia mungkin menawarkan kecekapan yang lebih baik dan sudut pandangan yang lebih luas untuk tugas pencahayaan am.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah perbezaan antara penarafan arus mod suluh dan mod denyut?

Mod suluh (350 mA maks) merujuk kepada operasi DC berterusan. Mod denyut (1000 mA maks) merujuk kepada letusan arus tinggi jangka pendek seperti yang digunakan dalam lampu kilat kamera, dengan had ketat pada lebar denyut, kitaran tugas, dan bilangan kitaran untuk mengelakkan terlalu panas.

10.2 Mengapa pengurusan haba sangat kritikal untuk LED ini?

Penyebaran kuasa tinggi (sehingga ~4W pada 1A) dalam pakej kecil membawa kepada fluks haba tinggi. Suhu simpang yang berlebihan mempercepatkan susut nilai lumen (penurunan keluaran cahaya dari masa ke masa) dan boleh mengalihkan koordinat warna. Ia juga akhirnya boleh menyebabkan kegagalan bencana. Penyejukan haba yang betul adalah tidak boleh dirunding untuk kebolehpercayaan.

10.3 Bolehkah saya memandu LED ini terus dari bateri litium-ion?

Tidak. Voltan bateri litium-ion (biasanya 3.0V-4.2V) tidak dikawal selia dan boleh melebihi voltan hadapan maksimum LED atau menyebabkan arus berlebihan. Litar pemandu arus malar adalah wajib untuk memastikan prestasi stabil, selamat, dan konsisten.

10.4 Bagaimana saya mentafsir nombor bahagian ELCS14G-NB5060J6J8293910-F3X?

Nombor bahagian mengkodkan maklumat bin utama: 'NB5060' menunjukkan bin warna 5060 (CCT 5000-6000K). 'J6' menunjukkan bin fluks bercahaya (220-250 lm). '2932' (diimplikasikan dari konteks dalam jadual spesifikasi untuk bahagian ini) menunjukkan bin voltan hadapan (2.95-3.25V). 'F3X' mungkin merujuk kepada varian optik atau pakej tertentu.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

11.1 Modul Lampu Kilat Kamera Telefon Bimbit

Dalam aplikasi ini, LED dipandu oleh pemacu kilat IC khusus. Reka bentuk memberi tumpuan kepada menyampaikan arus segera yang sangat tinggi (sehingga 1A denyut) untuk jangka masa pendek (contohnya, 400ms) untuk menghasilkan kilat terang. Cabaran utama termasuk menguruskan penyebaran kuasa puncak tinggi secara terma dalam ruang terhad telefon bimbit dan memastikan pemandu boleh mendapatkan arus yang diperlukan dari bateri. Kecekapan tinggi LED membantu memaksimumkan kecerahan kilat sambil meminimumkan penggunaan bateri.

11.2 Lampu Kerja Mudah Alih atau Suluh

Untuk suluh tangan, berbilang LED mungkin digunakan pada MCPCB. Pemandu arus malar buck atau boost (bergantung pada konfigurasi bateri) menyediakan tahap kecerahan boleh laras. Reka bentuk menekankan pengurusan haba yang teguh—MCPCB dilekatkan pada perumahan aluminium yang besar yang bertindak sebagai penyejuk haba. Sudut pancaran luas 120 darjah menyediakan liputan kawasan yang baik, berpotensi mengurangkan keperluan untuk optik kompleks.

12. Prinsip Operasi

Ini adalah LED putih yang ditukar fosfor. Terasnya adalah cip semikonduktor yang diperbuat daripada Indium Gallium Nitride (InGaN) yang memancarkan cahaya biru apabila dibias hadapan (elektroluminesens). Cahaya biru ini sebahagiannya diserap oleh lapisan fosfor yttrium aluminium garnet didop serium (YAG:Ce) yang melapisi cip. Fosfor menukar turun beberapa foton biru kepada panjang gelombang yang lebih panjang dalam spektrum kuning/hijau. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang ditukar dirasakan oleh mata manusia sebagai cahaya putih. Nisbah tepat pancaran biru kepada kuning, dikawal oleh komposisi dan ketebalan fosfor, menentukan suhu warna berkaitan (CCT)—dalam kes ini, putih sejuk (5000-6000K).

13. Trend dan Konteks Teknologi

Peranti ini mencerminkan trend berterusan dalam pencahayaan keadaan pepejal: peningkatan keberkesanan bercahaya (lumen per watt), peningkatan konsistensi warna melalui pembin yang lebih ketat, dan pematuhan kepada peraturan alam sekitar. Dorongan untuk fluks yang lebih tinggi dari pakej yang lebih kecil menolak had pengurusan haba dan teknologi fosfor. Evolusi masa depan mungkin melibatkan bahan fosfor baru untuk CRI yang lebih tinggi dan kestabilan warna yang lebih baik merentasi suhu dan masa, serta reka bentuk pakej skala cip (CSP) yang lebih mengurangkan saiz pakej dan rintangan haba. Integrasi LED kecerahan tinggi ini ke dalam sistem pencahayaan pintar, bersambung untuk aplikasi IoT juga merupakan trend yang signifikan.