Dokumen Teknikal LED ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y - Pakej 2.5x3.0mm - Voltan 2.95-3.95V - Fluks Bercahaya 220lm @1A - Putih Hangat 2500-3000K

1. Gambaran Keseluruhan Produk

ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y ialah LED prestasi tinggi permukaan-pasang yang direka untuk aplikasi yang memerlukan output bercahaya tinggi dan kecekapan cemerlang dalam faktor bentuk padat. Peranti ini menggunakan teknologi cip InGaN untuk menghasilkan cahaya putih hangat dengan julat suhu warna berkaitan (CCT) 2500K hingga 3000K. Matlamat reka bentuk utamanya adalah untuk memberikan fluks bercahaya tinggi sambil mengekalkan saiz yang kecil, menjadikannya sesuai untuk reka bentuk yang terhad ruang. Kelebihan utama LED ini termasuk fluks bercahaya tipikal 220 lumen pada arus pacuan 1000mA, menghasilkan kecekapan optik tinggi kira-kira 63.77 lumen per watt. Pasaran sasaran adalah pelbagai, merangkumi elektronik pengguna, pencahayaan am, dan aplikasi pencahayaan khusus di mana kebolehpercayaan dan prestasi adalah kritikal.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini ditentukan untuk beroperasi dalam had yang ketat untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang. Penarafan maksimum mutlak menentukan sempadan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Arus hadapan DC untuk operasi berterusan (mod suluh) dinilai pada 350mA. Untuk operasi berdenyut, arus denyut puncak 1000mA dibenarkan di bawah kitaran tugas tertentu (400ms hidup, 3600ms mati, untuk 30000 kitaran). Suhu simpang maksimum ialah 145°C, dengan julat suhu operasi -40°C hingga +85°C. Peranti ini boleh menahan suhu pematerian 260°C untuk maksimum dua kitaran alir semula. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa LED ini tidak direka untuk operasi bias songsang. Rintangan terma dari simpang ke pad pematerian ditentukan sebagai 8.5°C/W, yang merupakan parameter utama untuk reka bentuk pengurusan terma.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter prestasi utama diukur di bawah keadaan terkawal dengan suhu pad pematerian (Ts) 25°C. Ciri utama ialah fluks bercahaya (Iv), yang mempunyai nilai tipikal 220 lumen pada IF 1000mA, dengan minimum 200 lm dan maksimum 300 lm mengikut struktur pengelasan. Voltan hadapan (VF) pada arus ini berjulat dari 2.95V (Min) hingga 3.95V (Maks), dengan nilai tipikal 3.45V. Suhu warna berkaitan berpusat sekitar 2750K, dengan julat dari 2500K hingga 3000K. Semua data elektrik dan optik diuji menggunakan keadaan denyut 50ms untuk mengurangkan kesan pemanasan sendiri semasa pengukuran, memastikan data mewakili prestasi LED sebelum kenaikan terma yang ketara.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Produk ini dikelaskan mengikut tiga parameter utama: fluks bercahaya, voltan hadapan, dan kromatisiti (koordinat warna). Pengelasan ini memastikan konsistensi dalam reka bentuk aplikasi.

3.1 Pengelasan Fluks Bercahaya

Fluks bercahaya dikelaskan di bawah kod 'J6'. Kelas ini menentukan julat fluks bercahaya dari minimum 200 lm hingga maksimum 300 lm apabila didorong pada 1000mA, dengan nilai tipikal ialah 220 lm.

3.2 Pengelasan Voltan Hadapan

Voltan hadapan dikelaskan di bawah kod '2939'. Kelas ini menentukan julat VF dari 2.95V hingga 3.95V pada 1000mA, dengan nilai tipikal 3.45V.

3.3 Pengelasan Kromatisiti

Warna dikelaskan di bawah kod '2530'. Ini merujuk kepada kawasan tertentu pada rajah kromatisiti CIE 1931 yang sepadan dengan warna putih hangat dengan CCT antara 2500K dan 3000K. Struktur kelas ditakrifkan oleh sempadan koordinat (x, y) tertentu untuk memastikan konsistensi warna. Elaun pengukuran untuk koordinat warna ialah ±0.01.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Hubungan antara voltan hadapan (VF) dan arus hadapan (IF) adalah tidak linear, tipikal untuk tingkah laku diod. Lengkung menunjukkan VF meningkat dengan IF. Pereka bentuk menggunakan lengkung ini untuk menganggarkan susutan voltan merentasi LED pada arus operasi yang berbeza, yang penting untuk reka bentuk litar pemacu dan pengiraan penyebaran kuasa.

4.2 Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menggambarkan output cahaya relatif kepada arus pacuan. Pada mulanya, fluks bercahaya meningkat hampir linear dengan arus tetapi mungkin menunjukkan tanda-tanda penurunan kecekapan pada arus yang lebih tinggi, selalunya disebabkan oleh peningkatan suhu simpang dan kesan fizik semikonduktor lain. Lengkung ini membantu menentukan titik operasi optimum untuk mengimbangi kecerahan dan kecekapan.

4.3 CCT vs. Arus Hadapan

Suhu warna berkaitan boleh berubah dengan arus pacuan. Lengkung ini menunjukkan variasi CCT merentasi julat arus operasi. Untuk LED putih hangat ini, CCT kekal agak stabil merentasi julat arus, kekal antara kira-kira 2500K dan 3000K, yang penting untuk aplikasi di mana penampilan warna yang konsisten diperlukan.

4.4 Taburan Spektrum Relatif

Graf taburan kuasa spektrum (SPD) menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan pada setiap panjang gelombang. Untuk LED putih, ini biasanya menunjukkan puncak biru lebar dari cip InGaN dan pancaran kuning/merah yang lebih lebar dari fosfor. Panjang gelombang puncak (λp) dan bentuk spektrum menentukan sifat pemulihan warna cahaya.

4.5 Corak Sinaran Tipikal

Corak sinaran kutub menunjukkan taburan ruang cahaya. Peranti ini mempunyai corak pancaran Lambertian, di mana keamatan bercahaya adalah berkadar dengan kosinus sudut pandangan. Sudut pandangan (2θ1/2), di mana keamatan jatuh kepada separuh daripada nilai puncak, ditentukan sebagai 120 darjah (toleransi ±5°). Sudut pandangan lebar ini sesuai untuk aplikasi pencahayaan am.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LED ini dibungkus dalam pakej peranti permukaan-pasang (SMD) yang padat. Dimensi pakej ialah 2.5mm panjang dan 3.0mm lebar, seperti yang ditunjukkan oleh '2530' dalam nombor bahagian. Lukisan berdimensi terperinci memberikan ukuran tepat untuk badan LED, pad pematerian (anod dan katod), dan sebarang ciri mekanikal. Polari ditanda dengan jelas pada pakej, biasanya dengan penunjuk katod. Reka bentuk pad pematerian adalah penting untuk kedua-dua sambungan elektrik dan, yang lebih penting, untuk penyebaran haba. Tapak kaki yang betul pada PCB memastikan kebolehpercayaan sambungan pateri yang baik dan pemindahan terma optimum dari simpang LED ke papan litar bercetak.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Pematerian Alir Semula

Peranti ini dinilai untuk suhu pematerian maksimum 260°C dan boleh menahan maksimum dua kitaran alir semula. Adalah kritikal untuk mengikuti profil alir semula yang disyorkan untuk mengelakkan kejutan terma, yang boleh menyebabkan retakan pakej atau pengelupasan dalaman. Suhu puncak dan masa di atas likuidus mesti dikawal.

6.2 Penyimpanan dan Pengendalian

LED adalah sensitif kelembapan (Tahap MSL ditentukan). Beg kalis lembap tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Jika beg dibuka atau jangka hayat lantai yang ditentukan dilampaui, pra-pengkondisian pembakaran (contohnya, 60±5°C selama 24 jam) diperlukan untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" (retakan pakej) semasa alir semula.

6.3 Pengurusan Terma

Pengurusan terma yang berkesan adalah penting untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat. LED harus dipasang pada PCB teras logam (MCPCB) yang sesuai atau substrat lain dengan kekonduksian terma yang baik. Rintangan terma 8.5°C/W adalah dari simpang ke pad pematerian; jumlah rintangan terma sistem ke persekitaran mesti diuruskan untuk mengekalkan suhu simpang jauh di bawah penarafan maksimum 145°C, terutamanya semasa operasi berterusan. Beroperasi pada suhu maksimum untuk tempoh yang panjang (melebihi 1 jam) harus dielakkan.

6.4 Perlindungan Elektrik

Walaupun peranti mungkin mempunyai beberapa perlindungan ESD, ia tidak direka untuk bias songsang. Perintang siri luaran atau pemacu arus malar adalah penting untuk menghadkan arus dan melindungi daripada transien voltan. Tanpa had arus, peningkatan kecil dalam voltan boleh menyebabkan peningkatan arus yang besar dan berpotensi merosakkan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

LED dibekalkan dalam pembungkusan tahan lembap. Ia biasanya dihantar pada pita pembawa timbul, yang kemudiannya dililit pada gegelung. Gegelung standard mengandungi 3000 keping, dengan kuantiti pesanan minimum 1000 keping. Pelabelan produk pada gegelung termasuk maklumat kritikal: nombor bahagian (P/N), nombor lot (LOT NO), kuantiti pembungkusan (QTY), dan kod kelas khusus untuk fluks bercahaya (CAT), warna (HUE), dan voltan hadapan (REF). Tahap MSL juga ditunjukkan (MSL-X). Dimensi pita pembawa dan gegelung disediakan untuk memudahkan persediaan mesin pick-and-place automatik.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Kilat Kamera Peranti Mudah Alih:Keupayaan arus berdenyut tinggi (1000mA) dan output bercahaya tinggi menjadikannya sesuai untuk aplikasi kilat/strob kamera dalam telefon pintar dan kamera digital.
• Suluh dan Pencahayaan Mudah Alih:Digunakan dalam kamera video digital, suluh tangan, dan peranti pencahayaan mudah alih lain.
• Pencahayaan Am dan Hiasan:Sesuai untuk pencahayaan dalaman, pencahayaan aksen, lampu tangga, tanda keluar, dan aplikasi seni bina atau hiasan lain yang mendapat manfaat daripada cahaya putih hangat.
• Pencahayaan Belakang TFT:Boleh digunakan sebagai sumber pencahayaan belakang kecerahan tinggi untuk paparan kecil hingga sederhana.
• Pencahayaan Automotif:Sesuai untuk kedua-dua aplikasi automotif dalaman (pencahayaan ambien, lampu baca) dan luaran (pencahayaan bantu), tertakluk kepada memenuhi piawaian automotif yang berkaitan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemilihan Pemacu:Gunakan pemacu arus malar yang sesuai untuk arus operasi yang dikehendaki (sehingga 350mA DC atau 1000mA berdenyut). Pastikan voltan pematuhan pemacu melebihi VF maksimum LED.
• Susun Atur PCB:Reka PCB dengan kawasan kuprum yang mencukupi atau via terma di bawah pad LED untuk bertindak sebagai penyejuk haba. Ini adalah kritikal untuk menyebarkan beberapa watt haba yang dihasilkan (Kuasa ≈ VF * IF).
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan Lambertian 120 darjah mungkin memerlukan optik sekunder (kanta, pemantul) untuk mencapai corak pancaran yang dikehendaki untuk aplikasi khusus seperti kilat atau sorot.
• Konsistensi Warna:Untuk aplikasi yang memerlukan padanan warna yang ketat, gunakan LED dari lot pengeluaran yang sama atau nyatakan keperluan pengelasan yang ketat.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED kuasa pertengahan standard, peranti ini menawarkan fluks bercahaya yang jauh lebih tinggi untuk saiz pakejnya (2.5x3.0mm). Kecekapannya yang tipikal ~64 lm/W pada 1A adalah kompetitif. Pembeza utama adalah gabungan output fluks tinggi, suhu warna putih hangat dalam pakej SMD padat, dan spesifikasi teguh untuk operasi berdenyut. Ia mengisi niche antara LED yang lebih kecil dan berkuasa rendah dan LED COB (Chip-on-Board) yang lebih besar dan berkuasa tinggi. Struktur pengelasan yang ditakrifkan untuk fluks, voltan, dan warna memberikan pereka bentuk prestasi yang boleh diramalkan, mengurangkan keperluan untuk penentukuran sistem yang meluas.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah perbezaan antara arus hadapan DC (350mA) dan arus denyut puncak (1000mA)?

J: Arus hadapan DC (350mA) ialah arus maksimum yang boleh digunakan secara berterusan tanpa risiko kerosakan. Arus denyut puncak (1000mA) ialah arus yang jauh lebih tinggi yang hanya boleh digunakan untuk tempoh yang sangat singkat (400ms dalam kes ini) dengan masa mati yang panjang (3600ms) untuk membenarkan simpang menyejuk. Ini adalah tipikal untuk aplikasi kilat kamera.

S: Bagaimana saya mentafsir kelas fluks bercahaya 'J6' (200-300 lm)?

J: Ini bermakna mana-mana LED yang dilabel dengan kelas J6 akan mempunyai fluks bercahaya yang diukur antara 200 dan 300 lumen apabila diuji pada 1000mA. Nilai tipikal ialah 220 lm. Untuk reka bentuk, menggunakan nilai minimum (200 lm) adalah konservatif untuk memastikan output cahaya minimum.

S: Mengapakah pengurusan terma begitu ditekankan?

J: Prestasi LED merosot dengan peningkatan suhu simpang. Output bercahaya berkurangan, voltan hadapan berubah, dan warna boleh berubah. Lebih kritikal, beroperasi pada suhu tinggi mengurangkan jangka hayat LED dengan ketara. Rintangan terma 8.5°C/W adalah laluan dari simpang semikonduktor ke pad pematerian anda; anda mesti mereka bentuk baki laluan (PCB, penyejuk haba) untuk mengekalkan simpang sejuk.

S: Bolehkah saya mendorong LED ini terus dari bekalan 3.3V atau 5V?

J: Tidak. LED adalah peranti didorong arus. Menyambungkannya terus ke sumber voltan akan menyebabkan arus yang tidak terkawal mengalir, berkemungkinan melebihi penarafan maksimum dan memusnahkan LED serta-merta. Anda mesti menggunakan mekanisme had arus, seperti pemacu arus malar atau perintang siri yang dikira berdasarkan voltan bekalan dan VF LED.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Kes 1: Modul Kilat Kamera Telefon Pintar:Seorang pereka bentuk mencipta kilat dwi-LED untuk telefon pintar. Mereka menggunakan dua LED ini didorong secara selari oleh IC pemacu kilat khusus. Pemacu memberikan arus denyut 1000mA untuk tempoh yang dikawal oleh perisian kamera. Saiz padat membolehkan mereka memasang modul di sebelah kanta kamera. Mereka mereka bentuk slug logam kecil pada PCB fleksibel di bawah LED untuk menguruskan haba yang dihasilkan semasa urutan kilat.

Kes 2: Pencahayaan Tangga Seni Bina:Untuk menerangi anak tangga dalam bangunan komersial, seorang jurutera mereka bentuk penyemperitan aluminium profil rendah dengan saluran. Berbilang LED diletakkan di sepanjang saluran, didorong oleh pemacu LED arus malar pada 300mA (di bawah maks DC) untuk operasi berterusan. Cahaya putih hangat (2750K) memberikan penglihatan dan suasana yang baik. Penyemperitan aluminium bertindak sebagai kedua-dua perumahan dan penyejuk haba, memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ini ialah sumber cahaya keadaan pepejal berdasarkan fizik semikonduktor. Ia menggunakan cip Indium Gallium Nitride (InGaN) yang memancarkan cahaya biru apabila elektron dan lubang bergabung semula merentasi jurang jalur cip apabila voltan hadapan dikenakan (elektroluminesens). Cahaya biru ini kemudiannya sebahagiannya ditukar kepada panjang gelombang yang lebih panjang (kuning, merah) oleh lapisan bahan fosfor yang didepositkan pada atau berhampiran cip. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya yang ditukar oleh fosfor menghasilkan persepsi cahaya putih. Nisbah khusus komposisi fosfor menentukan suhu warna berkaitan (CCT) dan indeks pemulihan warna (CRI) cahaya putih yang dipancarkan.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam teknologi LED adalah ke arah keberkesanan yang lebih tinggi (lebih lumen per watt), kualiti warna yang lebih baik (CRI yang lebih tinggi dan konsistensi warna yang lebih tepat), dan ketumpatan kuasa yang meningkat (lebih banyak cahaya dari pakej yang lebih kecil). Terdapat juga dorongan kuat untuk kebolehpercayaan yang lebih baik dan jangka hayat yang lebih panjang di bawah suhu operasi yang lebih tinggi. Dalam pembungkusan, kemajuan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya dan pengurusan terma dalam pakej itu sendiri. Untuk LED putih, teknologi fosfor terus berkembang untuk memberikan prestasi yang lebih stabil merentasi suhu dan masa, dan untuk membolehkan julat suhu warna dan kualiti spektrum yang lebih luas. Peranti yang diterangkan dalam lembaran data ini mewakili titik matang dalam trend berterusan ini, menawarkan keseimbangan prestasi, saiz, dan kos untuk aplikasi sasarannya.