Dokumen Teknikal LED Putih Kecekapan Tinggi ELCS14B-KB4050J6J9283910-F4Z - 250lm @ 1A - 3.95V Maks - 5.9W Kuasa Denyut

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk diod pemancar cahaya (LED) putih pemasangan permukaan berprestasi tinggi. Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan output bercahaya dan kecekapan tinggi dalam faktor bentuk padat. Kelebihan terasnya termasuk fluks bercahaya tipikal tinggi sebanyak 250 lumen pada arus pacuan 1 Ampere, menghasilkan kecekapan optik yang mengagumkan sebanyak 73.5 lumen per Watt. LED ini menggabungkan perlindungan ESD yang kukuh, menjadikannya sesuai untuk pengendalian dalam pelbagai persekitaran pemasangan. Ia mematuhi sepenuhnya piawaian alam sekitar dan keselamatan moden, termasuk keperluan RoHS, EU REACH, dan bebas halogen. Pasaran sasaran utama merangkumi subsistem peranti mudah alih, elektronik pengguna, pencahayaan am, dan pencahayaan automotif, dalaman dan luaran.

2. Parameter dan Spesifikasi Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Had operasi peranti ditakrifkan untuk memastikan kebolehpercayaan dan mencegah kerosakan kekal. Penarafan utama termasuk arus kehadapan DC (Mod Lampu Sorot) 350 mA dan keupayaan arus denyut puncak 1500 mA di bawah keadaan yang ditetapkan (tempoh maks 400 ms, kitar tugas maks 10%). Suhu simpang tidak boleh melebihi 150°C. Peranti ini boleh menahan denyut ESD sehingga 2 KV mengikut piawaian JEDEC JS-001-2017 (HBM). Julat suhu operasi adalah dari -40°C hingga +85°C. Adalah kritikal untuk mengelakkan aplikasi serentak pelbagai parameter penarafan maksimum dan operasi berpanjangan pada had ini untuk mencegah degradasi kebolehpercayaan.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Semua data elektro-optik dinyatakan pada suhu pad pateri (Ts) 25°C. Metrik prestasi utama adalah seperti berikut:

• Fluks Bercahaya (Iv):220 lm (Min), 250 lm (Tip) pada IF=1000mA. Toleransi pengukuran ialah ±10%.
• Voltan Kehadapan (VF):2.85V (Min), 3.95V (Maks) pada IF=1000mA. Toleransi pengukuran ialah ±0.1V. Data elektrik dan optik diuji di bawah keadaan denyut 50 ms.
• Suhu Warna Berkaitan (CCT):Julat dari 4000K hingga 5000K, dengan nilai tipikal 4500K, meletakkannya dalam kawasan putih neutral.
• Indeks Pembiakan Warna (CRI):Minimum 80, dengan nilai tipikal 83. Toleransi pengukuran ialah ±2.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):120 darjah, dengan toleransi ±5°. Sudut pandangan lebar ini adalah ciri corak sinaran Lambertian.

2.3 Pertimbangan Terma dan Kebolehpercayaan

Pengurusan terma yang betul adalah penting untuk prestasi dan jangka hayat. Suhu substrat maksimum yang dibenarkan (Ts) ialah 70°C apabila beroperasi pada 1000mA. Peranti ini boleh bertolak ansur dengan pateri pada 260°C untuk maksimum dua kitaran semula alir. Semua parameter yang ditetapkan dijamin oleh ujian kebolehpercayaan selama 1000 jam, dengan kriteria degradasi fluks bercahaya kurang daripada 30%. Ujian ini dilakukan di bawah pengurusan terma yang baik menggunakan Papan Litar Bercetak Teras Logam (MCPCB) 1.0 x 1.0 cm².

3. Penjelasan Sistem Pembin

LED disusun (dibin) berdasarkan tiga parameter utama untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi. Kod bin adalah sebahagian daripada kod pesanan produk (cth., J6, 4050, 2832 dalam ELC...J6J9283910).

3.1 Pembin Fluks Bercahaya

LED dikumpulkan mengikut jumlah output cahaya pada 1000mA. Struktur pembin adalah seperti berikut:

• Bin J6:Fluks Bercahaya dari 220 lm hingga 250 lm.
• Bin J7:Fluks Bercahaya dari 250 lm hingga 300 lm.
• Bin J8:Fluks Bercahaya dari 300 lm hingga 330 lm.
• Bin J9:Fluks Bercahaya dari 330 lm hingga 360 lm.

Peranti yang disediakan adalah dari Bin J6.

3.2 Pembin Voltan Kehadapan

LED dikategorikan mengikut penurunan voltan pada 1000mA untuk membantu reka bentuk pemacu dan pengurusan kuasa.

• Bin 2832:Voltan Kehadapan dari 2.85V hingga 3.25V.
• Bin 3235:Voltan Kehadapan dari 3.25V hingga 3.55V.
• Bin 3539:Voltan Kehadapan dari 3.55V hingga 3.95V.

Peranti yang disediakan tergolong dalam bin voltan 2832.

3.3 Pembin Kromatisiti (Warna)

Koordinat warna pada rajah kromatisiti CIE 1931 dikawal dengan ketat. Peranti menggunakan bin warna "4050", yang mentakrifkan kawasan segi empat tepat tertentu pada rajah memastikan cahaya putih yang dipancarkan berada dalam ruang warna yang konsisten. Koordinat warna diukur pada IF=1000mA dengan elaun ±0.01. Bin ini sepadan dengan julat suhu warna berkaitan 4000K hingga 5000K.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Taburan Spektrum

Lengkung taburan spektrum relatif (ditunjukkan dalam datasheet) adalah tipikal untuk LED putih yang ditukar fosfor. Ia mempunyai puncak biru utama dari cip InGaN (panjang gelombang λp akan ditentukan, cth., sekitar 450-455nm) dan jalur pancaran sekunder luas di kawasan kuning-hijau-merah dari fosfor. Gabungan ini menghasilkan cahaya putih. Bentuk tepat dan panjang gelombang puncak menentukan CCT dan CRI.

4.2 Corak Sinaran

Corak sinaran kutub tipikal mengesahkan taburan Lambertian. Keamatan bercahaya relatif diplotkan terhadap sudut pandangan. Corak menunjukkan keamatan paling tinggi pada 0° (berserenjang dengan permukaan pemancar) dan berkurangan mengikut hukum kosinus, mencapai separuh nilai puncak pada ±60° dari garis pusat, mentakrifkan sudut pandangan penuh 120°.

4.3 Ciri-ciri Kehadapan

Walaupun graf khusus untuk Voltan Kehadapan vs. Arus dan Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus ditandakan "TBD" (Akan Ditentukan) dalam datasheet awal ini, tingkah laku umumnya adalah standard untuk LED. Voltan kehadapan (VF) meningkat secara logaritma dengan arus. Fluks bercahaya relatif biasanya meningkat sub-linear dengan arus, dan kecekapan (lumen per watt) sering memuncak pada arus yang lebih rendah daripada arus penarafan maksimum. Suhu Warna Berkaitan (CCT) juga mungkin berubah sedikit dengan arus pacuan disebabkan perubahan suhu simpang dan kecekapan fosfor.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini datang dalam pakej peranti pemasangan permukaan (SMD). Datasheet termasuk lukisan berdimensi terperinci (pandangan atas, sisi, dan bawah) dalam milimeter. Dimensi utama biasanya termasuk panjang pakej, lebar, tinggi, saiz pad, dan jarak pad. Toleransi umumnya ±0.05mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pandangan bawah jelas menunjukkan penandaan pad anod dan katod untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan polarity pemasangan yang betul.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polarity yang betul adalah penting untuk operasi. Pakej ini mempunyai pad atau penandaan asimetri (boleh dilihat dalam lukisan pandangan bawah) untuk membezakan anod (+) dan katod (-). Tapak kaki PCB mesti direka bentuk untuk sepadan dengan asimetri ini untuk mengelakkan penempatan yang salah.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Semula Alir

Peranti ini sesuai untuk proses pateri semula alir. Suhu pateri maksimum ialah 260°C, dan ia boleh menahan maksimum dua kitaran semula alir. Pereka bentuk mesti mematuhi profil semula alir bebas plumbum standard, memastikan suhu puncak dan masa di atas likuidus dikawal untuk mencegah kerosakan terma pada die LED, fosfor, atau pakej.

6.2 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

LED ini dinilai pada Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 1. Ini bermakna ia mempunyai jangka hayat lantai tanpa had pada keadaan ≤30°C / 85% Kelembapan Relatif. Walau bagaimanapun, amalan terbaik masih harus diikuti:

• Sebelum dibuka:Simpan beg kalis lembap tertutup pada ≤30°C / <90% RH.
• Selepas dibuka:Gunakan komponen dengan segera. Jika tidak digunakan serta-merta, simpan pada ≤30°C / <85% RH. Adalah disyorkan untuk tidak membuka beg sehingga komponen sedia untuk digunakan dalam pengeluaran.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung untuk pemasangan pick-and-place automatik. Datasheet menyediakan dimensi untuk poket pita pembawa, pic, dan dimensi gegelung keseluruhan. Kuantiti muatan standard ialah 2000 keping per gegelung, dengan kuantiti pesanan minimum 1000 keping.

7.2 Pelabelan Produk

Label gegelung dan pembungkusan mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan pengesahan:

• CPN:Nombor Bahagian Pelanggan.
• P/N:Nombor Bahagian Pengilang (cth., ELC...F4Z).
• LOT NO:Nombor lot pembuatan untuk kebolehjejakan.
• QTY:Kuantiti peranti dalam pakej.
• CAT:Bin Fluks Bercahaya (cth., J6).
• HUE:Bin Warna (cth., 4050).
• REF:Bin Voltan Kehadapan (cth., 2832).
• MSL-X:Tahap Kepekaan Kelembapan.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Lampu Kilat Kamera Peranti Mudah Alih:Keupayaan arus denyut tinggi (1500mA) dan output bercahaya tinggi menjadikannya sesuai untuk aplikasi lampu kilat/strob kamera dalam telefon pintar dan tablet.
• Lampu Sorot dan Pencahayaan Mudah Alih:Sesuai untuk mod lampu suluh dalam peranti atau lampu sorot tangan khusus kerana kecekapannya yang tinggi.
• Lampu Latar:Boleh digunakan untuk lampu latar TFT-LCD dalam paparan bersaiz kecil hingga sederhana.
• Pencahayaan Am dan Hiasan:Sesuai untuk pencahayaan aksen, papan tanda, lampu tangga, dan aplikasi seni bina dalaman/luaran lain.
• Pencahayaan Automotif:Boleh digunakan untuk lampu peta dalaman, lampu pintu, dan fungsi pencahayaan kehadapan luaran bukan lain.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

1. Pengurusan Terma:Ini adalah faktor paling kritikal untuk prestasi dan jangka hayat. LED mesti dipasang pada PCB dengan kekonduksian terma yang mencukupi (cth., MCPCB atau FR4 dengan via terma) untuk mengekalkan suhu pad pateri dan simpang dalam had. Suhu substrat 70°C yang ditetapkan pada 1000mA adalah sasaran reka bentuk utama.
2. Pemacu Arus:Gunakan pemacu LED arus malar, bukan sumber voltan malar. Pemacu mesti dinilai untuk arus kehadapan yang diperlukan (DC atau denyut) dan julat voltan kehadapan bin khusus yang digunakan.
3. Langkah Berjaga-jaga ESD:Walaupun peranti mempunyai perlindungan ESD terbina dalam, prosedur pengendalian ESD standard harus diikuti semasa pemasangan dan pengendalian.
4. Reka Bentuk Optik:Corak pancaran Lambertian memerlukan optik sekunder yang sesuai (kanta, pemantul) jika pembentukan pancaran atau corak pencahayaan khusus diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED kuasa pertengahan standard, peranti ini menawarkan fluks bercahaya yang jauh lebih tinggi dalam saiz pakej yang mungkin serupa, menolak sempadan kecekapan (73.5 lm/W pada 1A). Perlindungan ESD 2KV yang kukuh melebihi tahap 1KV tipikal yang terdapat dalam banyak LED gred pengguna, menawarkan ketahanan pengendalian yang lebih baik. Gabungan fluks tinggi, kecekapan tinggi, dan perlindungan ESD yang kuat dalam satu pakej adalah pembeza utama untuk aplikasi yang menuntut seperti lampu kilat kamera di mana ruang, output cahaya, dan kebolehpercayaan adalah penting.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah perbezaan antara arus Mod Lampu Sorot dan Mod Denyut?

Mod Lampu Sorot (IF=350mA):Ini adalah arus kehadapan DCberterusanmaksimum yang disyorkan untuk aplikasi seperti lampu suluh yang sentiasa menyala.

Mod Denyut (IPulse=1500mA):Ini adalah arusdenyut puncakmaksimum untuk tempoh yang sangat singkat (maks 400ms) dengan kitar tugas rendah (maks 10%), seperti yang digunakan dalam aplikasi lampu kilat kamera. Beroperasi pada arus ini secara berterusan akan menyebabkan terlalu panas dan kegagalan.

10.2 Mengapakah pengurusan terma sangat penting untuk LED ini?

Prestasi LED (output cahaya, warna, voltan) dan jangka hayat sangat sensitif kepada suhu simpang (Tj). Haba berlebihan mengurangkan output cahaya (penurunan kecekapan), boleh menyebabkan perubahan warna, dan mempercepatkan degradasi bahan LED dengan ketara, membawa kepada kegagalan pramatang. Had 70°C untuk substrat pada 1A adalah garis panduan reka bentuk praktikal untuk mengekalkan Tj dalam julat operasi selamat.

10.3 Bagaimanakah saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?

Nombor bahagian penuh (cth., ELC...J6J92832...4050...F4Z) mengandungi maklumat bin. Anda mesti menentukan bin yang diperlukan untuk Fluks Bercahaya (J6), Voltan Kehadapan (2832), dan Kromatisiti (4050) untuk memastikan anda menerima LED dengan ciri prestasi tepat yang diperlukan untuk reka bentuk anda berfungsi secara konsisten dan seperti yang dimaksudkan.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Modul Lampu Kilat Kamera Telefon Pintar

Seorang jurutera reka bentuk diberi tugas untuk mencipta sistem lampu kilat dwi-LED untuk telefon pintar mewah. Keperluan utama adalah: output cahaya yang sangat tinggi untuk tempoh ~200ms untuk menerangi pemandangan, penggunaan ruang minimum, dan operasi yang boleh dipercayai sepanjang jangka hayat peranti.

Pelaksanaan:Dua LED ini dipilih. Mereka dipacu secara selari oleh IC pemacu lampu kilat khusus. Pemacu diprogramkan untuk memberikan denyut 1500mA kepada setiap LED selama 200ms apabila lampu kilat dicetuskan, menggunakan penarafan denyut puncak. PCB adalah reka bentuk berbilang lapisan padat dengan pad terma khusus yang disambungkan ke bingkai tengah telefon untuk penyebaran haba, memastikan suhu substrat kekal di bawah 70°C semasa denyut. Penarafan ESD 2KV memberikan margin keselamatan terhadap nyahcas statik semasa pemasangan telefon dan pengendalian pengguna. Dengan menentukan bin yang ketat (cth., J6 untuk fluks, 4050 untuk warna), output cahaya dan suhu warna dari kedua-dua LED dipadankan, menghasilkan foto lampu kilat yang konsisten dan berkualiti tinggi.

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 arus elektrik melaluinya (elektroluminesens). Cahaya biru ini sebahagiannya diserap oleh lapisan bahan fosfor kuning (atau campuran hijau dan merah) yang melapisi cip. Fosfor memancarkan semula tenaga yang diserap sebagai cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang (kuning/merah). Gabungan cahaya biru yang tidak diserap dan cahaya kuning/merah yang dipancarkan fosfor bercampur untuk menghasilkan persepsi cahaya putih. Nisbah tepat cahaya biru kepada cahaya fosfor menentukan Suhu Warna Berkaitan (CCT) – lebih banyak biru menghasilkan putih lebih sejuk (CCT lebih tinggi), manakala lebih banyak kuning/merah menghasilkan putih lebih hangat (CCT lebih rendah).

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED putih seperti ini didorong oleh penambahbaikan berterusan dalam beberapa bidang:

• Kecekapan (lm/W):Penyelidikan berterusan memberi tumpuan kepada meningkatkan kecekapan kuantum dalaman cip InGaN biru (mengeluarkan lebih banyak cahaya per elektron) dan membangunkan fosfor yang lebih cekap dengan jalur pancaran yang lebih sempit (untuk pembiakan warna yang lebih baik dan kurang kehilangan anjakan Stokes).
• Ketumpatan Lumen:Trendnya adalah untuk memasukkan lebih banyak lumen ke dalam pakej yang lebih kecil, membolehkan aplikasi yang lebih terang atau menggunakan lebih sedikit LED untuk output cahaya yang sama, menjimatkan kos dan ruang.
• Kebolehpercayaan dan Ketahanan:Penambahbaikan dalam bahan pakej, teknik lampiran die, dan kestabilan fosfor meningkatkan jangka hayat dan membolehkan operasi pada suhu dan arus yang lebih tinggi.
• Kualiti dan Konsistensi Warna:Pembin yang lebih ketat, formulasi fosfor yang lebih baik, dan pendekatan baru seperti LED pam ungu dengan fosfor RGB bertujuan untuk mencapai CRI yang lebih tinggi (Ra >90, R9 >80) dan warna yang lebih konsisten dari masa ke masa dan suhu.