Dokumen Teknikal LED ELCH07-NB2025J5J7283910-F3H - Putih Suam - 210lm @ 1A - 3.2V Tipikal - Sudut Pandangan 120°

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk ELCH07-NB2025J5J7283910-F3H, sebuah LED pemasangan permukaan berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi pencahayaan yang menuntut. Peranti ini menggunakan teknologi cip InGaN untuk menghasilkan cahaya putih suam dengan Suhu Warna Terkait (CCT) antara 2000K hingga 2500K. Matlamat reka bentuk utamanya adalah kecekapan bercahaya tinggi dalam pakej padat, menjadikannya sesuai untuk aplikasi ruang terhad yang memerlukan pencahayaan terang dan berkualiti.

Kelebihan teras LED ini termasuk fluks bercahaya tipikal 210 lumen pada arus kehadapan 1000mA, menghasilkan kecekapan optik tinggi 61.7 lumen per watt. Ia menggabungkan perlindungan ESD teguh dinilai sehingga 8KV (HBM) dan mematuhi piawaian industri utama termasuk RoHS, REACH, dan keperluan bebas halogen. Pasaran sasaran adalah pelbagai, merangkumi elektronik pengguna, pencahayaan automotif, pencahayaan am, dan aplikasi pencahayaan khas di mana kebolehpercayaan dan prestasi adalah kritikal.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had maksimum mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan operasi yang disyorkan.

• Arus Kehadapan DC (Mod Suluh): 350 mA. Ini adalah arus DC berterusan maksimum yang boleh ditangani oleh LED.
• Arus Denyut Puncak: 1200 mA. Arus tinggi ini dibenarkan hanya di bawah keadaan denyut tertentu: lebar denyut 400 ms, masa mati 3600 ms, untuk maksimum 30,000 kitaran. Ini adalah tipikal untuk aplikasi lampu flash kamera.
• Suhu Simpang (Tj): 145 °C. Suhu maksimum yang dibenarkan pada simpang semikonduktor. Melebihi had ini berisiko menyebabkan degradasi dipercepatkan atau kegagalan.
• Suhu Operasi & Penyimpanan: -40°C hingga +85°C (operasi), -40°C hingga +100°C (penyimpanan).
• Pelesapan Kuasa (Mod Denyut): 4.74 W. Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej semasa operasi denyut, sangat bergantung pada pengurusan terma.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2): 120 darjah. Sudut pandangan lebar ini menunjukkan corak pancaran hampir-Lambertian, sesuai untuk pencahayaan kawasan.

Nota Kritikal: Operasi pada atau berhampiran had maksimum ini untuk tempoh yang panjang sangat tidak digalakkan kerana ia akan membawa kepada kebolehpercayaan berkurangan dan potensi kerosakan kekal. Aplikasi serentak pelbagai had maksimum tidak dibenarkan.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian piawai (Ts=25°C) dan mewakili prestasi tipikal peranti.

• Fluks Bercahaya (I_v): Minimum 180 lm, Tipikal 210 lm pada I_F=1000mA. Toleransi pengukuran ialah ±10%.
• Voltan Kehadapan (V_F): Julat dari 2.85V hingga 3.95V pada I_F=1000mA. Nilai tipikal adalah sekitar 3.2V. Toleransi pengukuran ialah ±0.1V. Semua data elektrik dan optik diuji menggunakan denyut 50 ms untuk mengurangkan kesan pemanasan sendiri.
• Suhu Warna (CCT): 2000K hingga 2500K, menentukan penampilan putih suamnya.

Prestasi dijamin oleh ujian kebolehpercayaan selama 1000 jam, dengan kriteria degradasi fluks bercahaya kurang daripada 30%. Semua ujian kebolehpercayaan mengandaikan pengurusan terma yang baik menggunakan Papan Litar Bercetak Teras Logam (MCPCB) 1.0 cm x 1.0 cm.

2.3 Ciri-ciri Terma dan Kebolehpercayaan

Pengurusan terma berkesan adalah penting untuk prestasi dan jangka hayat LED. Parameter terma utama termasuk:

• Suhu Simpang (Tj maks): 145°C.
• Suhu Substrat (T_s): Mesti dikekalkan pada atau di bawah 70°C semasa beroperasi pada I_F=1000mA. Parameter ini adalah penting untuk reka bentuk terma sistem.
• Suhu Pateri: Menahan suhu puncak 260°C semasa pateri alir semula.
• Kitaran Alir Semula Dibenarkan: Maksimum 2 kitaran.
• Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL): Tahap 1. Ini adalah tahap paling teguh, menunjukkan jangka hayat lantai tanpa had pada ≤30°C/85% RH sebelum memerlukan pembakaran. Ini memudahkan pengendalian dan penyimpanan.

3. Penjelasan Sistem Pembinangan

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. Peranti ini menggunakan sistem pembinangan tiga dimensi.

3.1 Pembinangan Voltan Kehadapan

LED dikumpulkan mengikut penurunan voltan kehadapan pada 1000mA kepada tiga bin:

• Bin 2832: V_F= 2.85V hingga 3.25V
• Bin 3235: V_F= 3.25V hingga 3.55V
• Bin 3539: V_F= 3.55V hingga 3.95V

Ini membolehkan pereka memilih LED dengan ciri elektrik yang serupa untuk prestasi pemacu yang konsisten.

3.2 Pembinangan Fluks Bercahaya

LED disusun mengikut jumlah keluaran cahaya pada 1000mA:

• Bin J5: I_v= 180 lm hingga 200 lm
• Bin J6: I_v= 200 lm hingga 250 lm
• Bin J7: I_v= 250 lm hingga 300 lm

Nombor bahagian "J5" menunjukkan peranti khusus ini berada dalam bin kecerahan J5.

3.3 Pembinangan Kromatisiti (Warna)

Warna ditakrifkan dalam kawasan putih suam pada rajah kromatisiti CIE 1931. Bin "2025" dalam nombor bahagian sepadan dengan kawasan segi empat tepat tertentu pada rajah ini, memastikan semua LED dalam bin ini mempunyai koordinat warna (x, y) yang sangat serupa, menghasilkan penampilan warna putih suam yang konsisten antara 2000K dan 2500K. Elaun pengukuran untuk koordinat warna ialah ±0.01.

4. Analisis Lengkuk Prestasi

4.1 Voltan Kehadapan vs. Arus Kehadapan (Lengkuk V-I)

Lengkuk V-I menunjukkan hubungan tak linear. Voltan kehadapan meningkat dengan arus, bermula dari kira-kira 2.6V pada arus sangat rendah dan meningkat kepada kira-kira 3.6V pada 1200mA. Lengkuk ini adalah penting untuk mereka bentuk litar had arus atau pemacu arus malar.

4.2 Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus Kehadapan

Keluaran cahaya meningkat secara sub-linear dengan arus. Walaupun keluaran meningkat dengan ketara dari 0mA hingga 1000mA, kadar peningkatan mungkin berkurangan pada arus tertinggi disebabkan oleh kejatuhan kecekapan, fenomena biasa dalam LED di mana kecekapan dalaman berkurangan pada ketumpatan arus tinggi. Ini menekankan kepentingan beroperasi pada arus yang disyorkan untuk keberkesanan optimum.

4.3 Suhu Warna Terkait (CCT) vs. Arus Kehadapan

CCT kekal agak stabil merentasi julat arus operasi, berbeza hanya sedikit antara kira-kira 1900K dan 2400K. Kestabilan ini adalah penting untuk aplikasi di mana suhu warna konsisten diperlukan walaupun dengan pendim atau perubahan dalam arus pacuan.

4.4 Taburan Spektrum dan Corak Sinaran

Plot taburan spektrum relatif menunjukkan spektrum pancaran luas ciri LED putih penukar fosfor, dengan panjang gelombang puncak (λ_p) dalam kawasan biru (dari cip InGaN) dan pancaran kuning/merah luas dari fosfor. Corak sinaran tipikal adalah Lambertian (hukum kosinus), disahkan oleh plot kutub yang menunjukkan pancaran licin dan lebar dengan sudut pandangan 120 darjah. Keamatan hampir sama pada paksi X dan Y.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LED ini datang dalam pakej peranti pemasangan permukaan (SMD). Lukisan pakej (tidak direproduksi di sini tetapi dirujuk pada halaman 8 datasheet) menyediakan dimensi kritikal termasuk panjang, lebar, tinggi, dan susun atur pad. Toleransi biasanya ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan termasuk ciri utama seperti bentuk kanta optik, penanda katod, dan jejak pad pateri yang disyorkan untuk reka bentuk PCB, yang penting untuk memastikan pateri, konduksi terma, dan penjajaran optik yang betul.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

• Pateri Alir Semula: Peranti boleh menahan suhu pateri puncak 260°C. Ia dinilai untuk maksimum 2 kitaran alir semula.
• Pengurusan Terma: Seperti yang dinyatakan, suhu substrat tidak boleh melebihi 70°C pada 1000mA. Ini memerlukan penggunaan PCB yang sesuai (cth., MCPCB atau reka bentuk dengan laluan terma yang mencukupi) dan mungkin penyejuk tambahan bergantung pada kitar tugas aplikasi dan keadaan persekitaran.
• Penyimpanan: Sebagai peranti MSL Tahap 1, tiada penyimpanan kering khas diperlukan di bawah keadaan kilang biasa (≤30°C/85% RH).
• Pengendalian: Langkah berjaga-jaga ESD piawai perlu dipatuhi kerana perlindungan ESD bersepadu, yang dinilai sehingga 8KV tetapi masih boleh terdedah kepada peristiwa tenaga lebih tinggi.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul untuk pemasangan pick-and-place automatik. Setiap gegelung mengandungi 2000 keping, dengan kuantiti pesanan minimum 1000 keping. Pita pembawa mempunyai dimensi yang dinyatakan dalam datasheet dan termasuk penunjuk kekutuban untuk memastikan orientasi yang betul semasa pemasangan. Pelabelan produk pada gegelung termasuk medan untuk Nombor Bahagian Pelanggan (CPN), Nombor Bahagian Pengilang (P/N), Nombor Lot, Kuantiti, dan tiga kod pembinangan: CAT (Bin Fluks Bercahaya), HUE (Bin Warna), dan REF (Bin Voltan Kehadapan), bersama dengan tahap MSL.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Lampu Flash Kamera Telefon Bimbit: Keupayaan arus denyut tinggi (1200mA) dan fluks bercahaya tinggi menjadikannya sesuai untuk digunakan sebagai lampu strobo atau suluh dalam peranti mudah alih.
• Pencahayaan Am: Pencahayaan dalaman, pencahayaan hiasan, lampu tangga, tanda keluar, dan pencahayaan seni bina atau aksen lain.
• Pencahayaan Belakang: Sesuai untuk unit pencahayaan belakang paparan TFT yang memerlukan cahaya putih suam.
• Pencahayaan Automotif: Kedua-dua aplikasi dalaman (pencahayaan ambien, pencahayaan papan pemuka) dan luaran (bergantung pada keperluan kelayakan automotif khusus).

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Reka Bentuk Pemacu: Gunakan pemacu arus malar yang disesuaikan dengan bin voltan kehadapan dan arus operasi yang dikehendaki (cth., 350mA untuk berterusan, sehingga 1200mA untuk flash denyut).
• Reka Bentuk Terma: Ini adalah aspek paling kritikal. Kira rintangan terma yang diperlukan dari simpang LED ke persekitaran untuk mengekalkan T_jdan T_sdalam had. Penggunaan MCPCB atau substrat logam bertebat (IMS) sangat disyorkan untuk aplikasi arus tinggi.
• Reka Bentuk Optik: Corak Lambertian 120 darjah adalah baik untuk pencahayaan luas dan sekata. Untuk pancaran fokus, optik sekunder (kanta, pemantul) akan diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan model lain tidak disediakan dalam datasheet ini, ciri pembezaan utama LED ini boleh disimpulkan:

• Keberkesanan Tinggi dalam Putih Suam: Mencapai 61.7 lm/W dalam julat CCT putih suam (2000-2500K) adalah titik prestasi yang ketara, kerana kecekapan sering jatuh dalam CCT lebih suam berbanding putih sejuk.
• Pengendalian Denyut Teguh: Penarafan denyut 1200mA di bawah keadaan yang ditakrifkan adalah khusus untuk aplikasi lampu flash kamera, yang merupakan keperluan khusus.
• Perlindungan ESD Tahap Tinggi Bersepadu: Perlindungan 8KV HBM adalah melebihi tahap industri tipikal, menawarkan keteguhan lebih besar dalam pengendalian dan penggunaan akhir.
• Pematuhan Komprehensif: Memenuhi piawaian RoHS, REACH, dan Bebas Halogen, yang penting untuk elektronik moden, terutamanya dalam pasaran pengguna dan automotif.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 1000mA secara berterusan?

J: Had Maksimum Mutlak untuk arus kehadapan DC ialah 350mA. Nilai 1000mA adalah keadaan ujian untuk menentukan fluks bercahaya dan biasanya dikaitkan dengan operasi denyut (seperti flash). Untuk operasi berterusan, anda tidak boleh melebihi 350mA dan mesti memastikan suhu substrat (T_s) kekal pada atau di bawah 70°C melalui pengurusan terma yang berkesan.

S: Apakah maksud "2025" dalam nombor bahagian?

J: Ia merujuk kepada bin kromatisiti (warna). LED dalam bin ini akan mempunyai koordinat warna dalam kawasan yang ditakrifkan pada rajah CIE, menghasilkan warna putih suam dengan Suhu Warna Terkait antara 2000K dan 2500K.

S: Berapa banyak LED ini yang boleh saya jalankan secara bersiri pada bekalan 12V?

J: Dengan V_Ftipikal ~3.2V, anda secara teori boleh menjalankan 3 LED secara bersiri (3 * 3.2V = 9.6V), meninggalkan ruang kepala untuk pengatur arus. Walau bagaimanapun, anda mesti mengambil kira V_Fmaksimum dan minimum dari pembinangan (2.85V hingga 3.95V) dan mereka bentuk pemacu untuk mengendalikan julat ini merentasi semua unit dalam rentetan bersiri.

S: Adakah penyejuk diperlukan?

J: Untuk sebarang operasi melebihi arus rendah, ya. Datasheet dengan jelas menyatakan bahawa suhu substrat mesti ≤ 70°C pada 1000mA dan semua data kebolehpercayaan adalah berdasarkan penggunaan MCPCB 1cm². Untuk operasi berterusan pada arus lebih rendah, analisis terma masih diperlukan untuk memastikan T_j <145°C.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Kes Reka Bentuk: Lampu Kerja Mudah Alih

Seorang pereka mencipta lampu kerja berkuasa bateri, keluaran tinggi. Mereka memilih LED ini untuk keluaran lumen tinggi dan warna putih suam, yang lebih selesa pada mata. Mereka merancang untuk menggunakan bateri Li-ion 3.7V. Untuk memacu LED, mereka memilih pemacu arus malar peningkat yang ditetapkan pada 300mA (di bawah maksimum DC 350mA) untuk memastikan kecekapan dan jangka hayat yang baik. Mereka mereka bentuk PCB aluminium padat untuk bertindak sebagai pembawa litar dan penyejuk, memastikan pad terma LED dipateri dengan betul kepada tuangan kuprum besar yang disambungkan kepada laluan terma. Sudut pancaran lebar 120 darjah memberikan liputan kawasan yang baik tanpa optik tambahan. Penarafan MSL Tahap 1 memudahkan proses pemasangan di kemudahan pembuatan mereka.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Ini adalah LED putih penukar fosfor. Terasnya adalah cip semikonduktor yang diperbuat daripada Indium Gallium Nitride (InGaN). Apabila voltan kehadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam cip, memancarkan foton terutamanya dalam kawasan biru spektrum. Cahaya biru ini kemudiannya memukul lapisan salutan fosfor (biasanya YAG:Ce atau serupa) yang disimpan pada atau berhampiran cip. Fosfor menyerap sebahagian cahaya biru dan memancarkannya semula sebagai cahaya kuning dan merah. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning/merah spektrum luas dari fosfor dilihat oleh mata manusia sebagai cahaya putih. Nisbah tepat cahaya biru kepada cahaya penukar fosfor menentukan Suhu Warna Terkait (CCT); kandungan merah/kuning yang lebih tinggi menghasilkan cahaya putih yang "lebih suam", seperti dalam kes peranti 2000-2500K ini.

13. Trend Teknologi

Industri LED terus berkembang di sepanjang beberapa vektor utama yang berkaitan dengan jenis peranti ini:

• Peningkatan Kecekapan (lm/W): Penambahbaikan berterusan dalam epitaksi cip, teknologi fosfor, dan reka bentuk pakej mendorong keberkesanan bercahaya lebih tinggi, mengurangkan penggunaan tenaga dan beban terma untuk keluaran cahaya yang sama.
• Peningkatan Kualiti dan Konsistensi Warna: Kemajuan dalam sistem fosfor dan proses pembinangan membawa kepada toleransi warna yang lebih ketat (kawasan bin lebih kecil) dan nilai Indeks Pembiakan Warna (CRI) yang lebih tinggi, walaupun untuk LED putih suam.
• Ketumpatan Kuasa dan Kebolehpercayaan Lebih Tinggi: Bahan pakej dan teknologi antara muka terma semakin baik, membolehkan arus pacuan dan pelesapan kuasa lebih tinggi sambil mengekalkan atau meningkatkan jangka hayat (metrik L70, L90).
• Integrasi dan PengecilanTerdapat trend ke arah mengintegrasikan pelbagai cip LED, pemacu, dan litar kawalan ke dalam modul tunggal yang lebih pintar. Walau bagaimanapun, LED kuasa tinggi diskret seperti ini kekal penting untuk aplikasi yang memerlukan fleksibiliti maksimum dalam reka bentuk optik dan terma.
• Prestasi Denyut untuk Penderiaan: Untuk aplikasi selain pencahayaan, seperti LiDAR atau cahaya berstruktur untuk penderiaan 3D, keupayaan untuk mengendalikan denyut arus tinggi yang sangat pendek dengan pemasaan tepat menjadi semakin penting.