Dokumen Teknikal Lampu LED T-1 3/4 - Putih Suam - 30mA - 110mW - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk lampu LED putih suam berprestasi tinggi. Peranti ini direka untuk memberikan keamatan pencahayaan yang tinggi, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan yang terang dan jelas. Teras peranti menggunakan cip semikonduktor InGaN. Cahaya biru yang dipancarkan daripada cip ini ditukar kepada warna putih suam melalui lapisan fosfor yang didepositkan dalam cawan pemantul pakej. Pendekatan reka bentuk ini membolehkan kawalan warna yang tepat dan kecekapan yang tinggi.

LED ini dibungkus dalam pakej bulat T-1 3/4 yang popular, iaitu faktor bentuk lubang tembus standard yang digunakan secara meluas dalam industri kerana kebolehpercayaan dan kemudahan pemasangannya. Peranti ini mematuhi peraturan alam sekitar dan keselamatan utama, termasuk RoHS, EU REACH, dan piawaian bebas halogen, memastikan ia memenuhi keperluan pembuatan moden.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama siri LED ini ialah gabungan keluaran pencahayaan tinggi dalam pakej standard yang kos efektif. Keamatan pencahayaan tipikal adalah ketara, memberikan kecerahan yang mencukupi untuk tujuan penunjuk dan pencahayaan. Warna putih suam (dengan koordinat kromatisiti CIE 1931 tipikal x=0.40, y=0.39) direka untuk selesa dilihat dan sering digemari untuk lampu latar paparan dan penunjuk panel.

Aplikasi sasaran adalah pelbagai, memberi tumpuan kepada bidang di mana isyarat visual yang jelas dan boleh dipercayai adalah paling penting. Ini termasuk panel mesej dan papan paparan di mana LED individu membentuk aksara atau grafik. Ia juga sesuai untuk penunjuk optik kegunaan am dalam elektronik pengguna, peralatan industri, dan bahagian dalam automotif. Selain itu, kecerahan menjadikannya sesuai untuk lampu latar panel yang lebih kecil, suis, atau skala. Aplikasi lampu penanda, seperti dalam perkakas atau papan tanda, juga mendapat manfaat daripada prestasinya.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

Pemahaman menyeluruh tentang had dan ciri operasi peranti adalah penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai dan prestasi jangka panjang.

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin.

• Arus Ke Hadapan Berterusan (I_F):30 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan ke anod LED.
• Arus Ke Hadapan Puncak (I_FP):100 mA. Arus yang lebih tinggi ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut, dinyatakan di sini pada kitar tugas 1/10 dan frekuensi 1 kHz. Melebihi kadar arus berterusan walaupun sebentar boleh menurunkan prestasi LED.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang yang lebih tinggi daripada ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Pelesapan Kuasa (P_d):110 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh peranti sebagai haba, dikira sebagai Voltan Ke Hadapan (V_F) didarab dengan Arus Ke Hadapan (I_F).
• Suhu Operasi & Penyimpanan:Peranti boleh berfungsi dalam suhu persekitaran dari -40°C hingga +85°C dan boleh disimpan dalam suhu dari -40°C hingga +100°C.
• Voltan Tahanan ESD (HBM):4 kV. Peranti menawarkan tahap perlindungan yang baik terhadap Nyahcas Elektrostatik menggunakan Model Badan Manusia, yang penting untuk pengendalian semasa pemasangan.
• Suhu Pateri:Kaki boleh menahan suhu pateri 260°C sehingga 5 saat, yang serasi dengan proses pateri gelombang atau tangan standard.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan tipikal (Ta=25°C) dan menentukan prestasi peranti dalam operasi.

• Voltan Ke Hadapan (V_F):Julat dari 2.8V hingga 3.6V pada arus ujian 20mA. Julat ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar had arus. Nilai tipikal berada dalam julat ini, dan voltan sebenar akan bergantung pada bin tertentu (lihat bahagian 3).
• Keamatan Pencahayaan (I_V):Mempunyai nilai minimum 7150 milikandela (mcd) pada 20mA. Ini adalah ukuran kecerahan yang dirasakan LED dalam arah tertentu. Keamatan sebenar untuk unit tertentu akan jatuh ke dalam bin yang ditentukan (T, U, atau V).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Sudut pandangan penuh tipikal pada separuh keamatan ialah 30 darjah. Ini menerangkan penyebaran sudut keluaran cahaya; sudut yang lebih kecil seperti ini menunjukkan corak pancaran yang lebih fokus dan berarah.
• Koordinat Kromatisiti:Titik warna tipikal ditakrifkan sebagai x=0.40, y=0.39 pada rajah kromatisiti CIE 1931. Ini meletakkan cahaya putih dalam kawasan "putih suam". Unit individu dikumpulkan ke dalam bin warna tertentu (D1, D2, E1, E2, F1, F2) untuk memastikan konsistensi warna.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 50 µA apabila pincang songsang 5V digunakan.
• Voltan Songsang Zener (V_z):Nilai tipikal 5.2V dicatat apabila arus Zener (I_z) 5mA digunakan. Ini mencadangkan peranti mungkin mempunyai perlindungan voltan songsang bersepadu, yang merupakan ciri berharga untuk mencegah kerosakan daripada sambungan songsang yang tidak sengaja.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam kecerahan, warna, dan ciri elektrik dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan aplikasi tertentu.

3.1 Pengelasan Keamatan Pencahayaan

LED dikategorikan kepada tiga bin berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur pada 20mA:

- Bin T:7150 mcd hingga 9000 mcd.

- Bin U:9000 mcd hingga 11250 mcd.

- Bin V:11250 mcd hingga 14250 mcd.

Toleransi ±10% digunakan pada keamatan pencahayaan. Memilih bin yang lebih tinggi (cth., V) menjamin keluaran minimum yang lebih terang.

3.2 Pengelasan Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan disusun ke dalam empat bin untuk membantu dalam reka bentuk bekalan kuasa dan pemadanan arus dalam tatasusunan pelbagai LED:

- Bin 0:2.8V hingga 3.0V.

- Bin 1:3.0V hingga 3.2V.

- Bin 2:3.2V hingga 3.4V.

- Bin 3:3.4V hingga 3.6V.

Ketidakpastian pengukuran untuk V_Fialah ±0.1V.

3.3 Pengelasan Warna

Warna putih suam dikawal dengan ketat dengan mengumpulkan LED ke dalam kawasan kromatisiti tertentu pada rajah CIE, dilabelkan D1, D2, E1, E2, F1, dan F2. Dokumen data menyediakan julat koordinat sudut untuk setiap bin heksagon ini. Untuk pesanan, ini digabungkan menjadi satu kumpulan (Kumpulan 1: D1+D2+E1+E2+F1+F2), bermakna produk yang dihantar boleh dari mana-mana enam pangkat warna ini, memastikan mereka semua berada dalam spesifikasi putih suam. Ketidakpastian pengukuran untuk koordinat warna ialah ±0.01.

4. Analisis Keluk Prestasi

Keluk ciri yang disediakan memberikan pandangan tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang

Keluk taburan spektrum ini menunjukkan LED memancarkan spektrum luas ciri LED putih yang ditukar fosfor. Ia mempunyai puncak di kawasan biru (daripada cip InGaN) dan puncak yang lebih luas di kawasan kuning/merah (daripada fosfor), bergabung untuk mencipta cahaya putih. Keluk mengesahkan kualiti "suam" dengan mempunyai tenaga yang ketara dalam panjang gelombang yang lebih panjang.

4.2 Corak Arah

Plot corak sinaran mengesahkan sudut pandangan tipikal 30 darjah. Keamatan adalah tertinggi pada 0 darjah (pada paksi) dan berkurangan secara simetri kepada separuh nilainya pada kira-kira ±15 darjah.

3.3 Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Keluk IV)

Keluk ini menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Voltan ke hadapan meningkat dengan arus. Pereka menggunakan ini untuk menentukan voltan pemacu yang diperlukan untuk arus operasi yang dipilih, memastikan perintang had arus atau pemacu bersaiz dengan betul.

4.4 Keamatan Relatif vs. Arus Ke Hadapan

Keluk ini menunjukkan bahawa keluaran cahaya (keamatan relatif) meningkat dengan arus ke hadapan, tetapi hubungannya tidak linear sempurna, terutamanya pada arus yang lebih tinggi. Ia menekankan kepentingan kawalan arus yang stabil untuk kecerahan yang konsisten.

4.5 Kromatisiti vs. Arus Ke Hadapan

Plot ini menunjukkan bagaimana koordinat warna (x, y) beralih sedikit dengan perubahan arus pemacu. Ini adalah fenomena yang diketahui dalam LED putih disebabkan perubahan kecekapan fosfor dan ciri cip. Untuk aplikasi kritikal warna, beroperasi pada 20mA yang disyorkan memastikan warna berada dalam julat bin yang ditentukan.

4.6 Arus Ke Hadapan vs. Suhu Persekitaran

Keluk penurunan nilai ini adalah penting untuk kebolehpercayaan. Ia menunjukkan arus ke hadapan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Untuk mencegah terlalu panas dan kegagalan pramatang, arus pemacu mesti dikurangkan apabila beroperasi pada suhu persekitaran tinggi, kekal dalam had pelesapan kuasa.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti menggunakan pakej LED bulat T-1 3/4 (5mm) standard dengan dua kaki paksi. Nota dimensi utama termasuk:

- Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

- Jarak kaki diukur pada titik di mana kaki keluar dari badan pakej.

- Penonjolan maksimum yang dibenarkan untuk kanta resin di bawah flen ialah 1.5mm.

Lukisan pakej menyediakan ukuran tepat untuk diameter kanta, ketinggian badan, panjang kaki, dan jarak kaki, yang penting untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan memastikan muat yang betul dalam perumahan atau panel.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah kritikal untuk mengekalkan integriti dan prestasi peranti.

6.1 Pembentukan Kaki

• Lenturan mesti berlaku sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta epoksi untuk mengelakkan tekanan pada die dalaman dan ikatan wayar.
• Pembentukan mesti diselesaikansebelumproses pateri.
• Tekanan berlebihan semasa lenturan boleh merekah epoksi atau merosakkan sambungan dalaman.
• Pemotongan kaki harus dilakukan pada suhu bilik; pemotongan panas boleh mendorong kejutan terma.
• Lubang PCB mesti sejajar sempurna dengan kaki LED untuk mengelakkan tekanan pemasangan.

6.2 Keadaan Penyimpanan

• Penyimpanan yang disyorkan selepas penerimaan adalah pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif sehingga 3 bulan.
• Untuk penyimpanan yang lebih lama (sehingga 1 tahun), peranti harus disimpan dalam bekas tertutup, diisi nitrogen dengan bahan pengering.
• Elakkan perubahan suhu yang cepat dalam persekitaran lembap untuk mencegah kondensasi pada peranti.

6.3 Proses Pateri

• Kekalkan jarak lebih daripada 3mm dari sambungan pateri ke kanta epoksi.
• Adalah disyorkan untuk memateri hanya sehingga pangkal bar pengikat pada rangka kaki.
• Untuk pateri tangan, kawal suhu hujung besi dan masa untuk mencegah terlalu panas.
• Untuk pateri celup/gelombang, kaki boleh menahan 260°C selama 5 saat.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibungkus untuk mencegah kerosakan dan ESD:

- Ia diletakkan dalam beg anti-statik.

- Setiap beg mengandungi minimum 200 dan maksimum 500 keping.

- Lima beg dibungkus ke dalam kotak dalaman.

- Sepuluh kotak dalaman dibungkus ke dalam kotak utama (luar).

7.2 Penjelasan Label

Label pada pembungkusan termasuk:

- CPN:Rujukan nombor bahagian pelanggan.

- P/N:Nombor bahagian pengilang.

- QTY:Kuantiti peranti dalam pakej.

- CAT:Kod gabungan untuk bin Keamatan Pencahayaan dan Voltan Ke Hadapan.

- HUE:Kod untuk Pangkat Warna (cth., D1, E2).

- REF:Maklumat rujukan.

- LOT No:Nombor lot pembuatan yang boleh dikesan.

7.3 Penetapan Nombor Model

Nombor bahagian mengikut format berstruktur:334-15/X2C3- □ □ □ □. Petak kosong (□) adalah pemegang tempat untuk kod yang menentukan pilihan pengelasan bin yang tepat untuk keamatan pencahayaan, voltan ke hadapan, dan pangkat warna. Ini membolehkan pelanggan memesan bahagian yang disesuaikan dengan keperluan kecerahan, susutan voltan, dan konsistensi warna tertentu mereka.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Litar Aplikasi Biasa

Kaedah pemacu yang paling biasa ialah perintang siri mudah. Nilai perintang (R_siri) dikira sebagai: R_siri= (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari bin atau dokumen data (cth., 3.6V) untuk memastikan arus tidak melebihi I_Fyang dikehendaki (cth., 20mA) walaupun dengan LED rintangan rendah. Contohnya, dengan bekalan 5V: R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 Ohm. Perintang standard 68 atau 75 Ohm akan sesuai. Untuk pelbagai LED, sambungkan mereka secara bersiri dengan satu perintang had arus jika voltan bekalan cukup tinggi, atau gunakan rentetan selari setiap satu dengan perintang mereka sendiri untuk pemadanan arus yang lebih baik.

8.2 Pengurusan Haba

Walaupun pelesapan kuasa agak rendah (110mW maks), reka bentuk haba yang betul memanjangkan jangka hayat dan mengekalkan keluaran cahaya. Pastikan PCB mempunyai kawasan kuprum yang mencukupi di sekeliling kaki LED untuk bertindak sebagai penyerap haba, terutamanya jika beroperasi berhampiran arus maksimum atau pada suhu persekitaran tinggi. Elakkan meletakkan LED berhampiran komponen lain yang menjana haba.

8.3 Integrasi Optik

Sudut pandangan 30 darjah memberikan pancaran fokus. Untuk pencahayaan yang lebih luas, optik sekunder seperti penyebar atau kanta mungkin diperlukan. Warna putih suam kurang cenderung menyebabkan silau daripada putih sejuk, menjadikannya sesuai untuk penunjuk pandangan langsung.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED putih 5mm generik, peranti ini menawarkan kelebihan utama:

1. Keamatan Pencahayaan Lebih Tinggi:Dengan minimum 7150 mcd, ia jauh lebih terang daripada LED gred penunjuk standard, membolehkan penggunaannya dalam paparan boleh baca cahaya matahari atau sebagai sumber cahaya kawasan kecil.

2. Perlindungan Bersepadu:Kadar ESD 4kV dan penjepit Zener yang dicadangkan (Vz=5.2V) memberikan ketahanan terhadap pengendalian dan transien elektrik, yang sering menjadi kos tambahan atau komponen luaran dalam LED asas.

3. Pengelasan Bin yang Ketat:Pengelasan bin terperinci untuk keamatan, voltan, dan warna membolehkan pemilihan tepat dan konsistensi yang lebih baik dalam aplikasi di mana kecerahan atau warna seragam merentasi pelbagai unit adalah kritikal.

4. Pematuhan Alam Sekitar:Pematuhan penuh dengan piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA secara berterusan?

J: Ya, 30mA adalah Arus Ke Hadapan Berterusan Maksimum Mutlak. Untuk jangka hayat dan kebolehpercayaan optimum, adalah amalan biasa untuk beroperasi di bawah maksimum ini, seperti pada 20mA seperti yang dinyatakan dalam ciri tipikal.

S: Apakah tujuan bin warna yang berbeza (D1, F2, dll.)?

J: Semua bin (D1 hingga F2) menghasilkan cahaya putih suam tetapi dengan variasi sedikit dalam warna tepat (cth., lebih kekuningan vs. lebih kemerahan). Mengumpulkan mereka membolehkan pengilang menggunakan semua LED yang dihasilkan sambil menjamin mereka berada dalam julat putih suam yang boleh diterima. Untuk kebanyakan aplikasi, Kumpulan 1 adalah mencukupi. Untuk aplikasi yang memerlukan padanan warna yang sangat ketat, menetapkan satu bin mungkin diperlukan.

S: Bagaimana saya mentafsir bin Voltan Ke Hadapan?

J: Jika reka bentuk anda sensitif kepada susutan voltan (cth., berjalan dari bateri voltan rendah), memilih bin V_Fyang lebih rendah (0 atau 1) akan memastikan kecerahan yang lebih konsisten apabila bateri menyahcas, kerana susutan voltan yang lebih rendah meninggalkan lebih banyak voltan merentasi perintang had arus.

S: Adakah perintang had arus sentiasa diperlukan?

J: Ya. LED adalah peranti yang didorong arus. Menyambungkannya terus ke sumber voltan tanpa had arus akan menyebabkan ia menarik arus berlebihan, membawa kepada kegagalan serta-merta. Perintang siri atau pemacu arus malar adalah wajib.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status untuk Peralatan Industri

Seorang jurutera perlu mereka bentuk panel dengan 20 penunjuk status putih suam yang terang. Keperluan: kecerahan dan warna konsisten, bekalan DC 24V, kebolehpercayaan tinggi.

Langkah Reka Bentuk:

1. Kaedah Pemacu:Gunakan perintang siri untuk kesederhanaan dan keberkesanan kos. Sambungkan LED secara siri-selari untuk menggunakan bekalan 24V dengan cekap. Empat LED secara bersiri mempunyai V_Fmaks ~14.4V (4 * 3.6V). Nilai perintang: R = (24V - 14.4V) / 0.020A = 480 Ohm. Gunakan perintang 470 Ohm, 1/4W. Cipta 5 rentetan serupa 4 LED + 1 perintang.

2. Pemilihan Bin:Untuk memastikan penampilan seragam, tentukan bin keamatan pencahayaan yang sama (cth., Bin U) dan kumpulan bin warna yang sama untuk semua unit dalam pesanan.

3. Susun Atur PCB:Sediakan saiz pad yang mencukupi untuk kaki LED. Sertakan tuangan kuprum kecil yang disambungkan ke kaki katod untuk pelesapan haba sedikit. Pastikan peraturan lenturan kaki 3mm dipatuhi dalam reka bentuk tapak kaki.

4. Pemasangan:Ikuti panduan pateri, menggunakan proses terkawal untuk mengelakkan kerosakan terma.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam semikonduktor. Kawasan aktif diperbuat daripada Indium Gallium Nitrida (InGaN). Apabila voltan ke hadapan digunakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula, melepaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi khusus lapisan InGaN menentukan bahawa foton ini berada dalam julat panjang gelombang biru (~450-470 nm).

Untuk mencipta cahaya putih, salutan fosfor digunakan di atas cip biru. Fosfor ini adalah bahan seramik yang didop dengan unsur nadir bumi. Apabila foton biru bertenaga tinggi mengenai fosfor, ia diserap dan dipancarkan semula sebagai foton tenaga rendah merentasi spektrum luas, terutamanya dalam kawasan kuning dan merah. Gabungan cahaya biru yang tidak ditukar dan cahaya kuning/merah yang ditukar ke bawah dirasakan oleh mata manusia sebagai cahaya putih. Kualiti "suam" dicapai dengan menala komposisi fosfor untuk meningkatkan komponen panjang gelombang yang lebih panjang (merah) spektrum.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Penggunaan cip biru berasaskan InGaN dengan penukaran fosfor adalah teknologi dominan untuk menghasilkan LED putih, dikenali sebagai pc-LED. Peranti ini mewakili produk matang, volum tinggi dalam pakej lubang tembus. Trend industri bergerak ke arah:

1. Peningkatan Kecekapan (lm/W):Penambahbaikan berterusan dalam reka bentuk cip, kecekapan fosfor, dan pengekstrakan pakej terus mendorong keberkesanan pencahayaan lebih tinggi, mengurangkan penggunaan tenaga untuk keluaran cahaya yang sama.

2. Kualiti Warna:Kemajuan dalam teknologi fosfor, termasuk penggunaan pelbagai fosfor atau titik kuantum, meningkatkan Indeks Pembiakan Warna (CRI), menjadikan cahaya putih lebih semula jadi dan tepat untuk memaparkan warna.

3. Pengecilan Pakej & Migrasi SMT:Walaupun T-1 3/4 kekal popular, pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) (seperti 3528, 5050) semakin biasa untuk pemasangan automatik dan reka bentuk ketumpatan lebih tinggi. Walau bagaimanapun, LED lubang tembus seperti ini mengekalkan kelebihan dalam prototaip, pembaikan, dan aplikasi yang memerlukan kecerahan titik tunggal yang lebih tinggi atau ketahanan terhadap getaran.

4. Pencahayaan Pintar dan Bersambung:Pasaran yang lebih luas mengintegrasikan LED dengan sensor dan pengawal untuk sistem pencahayaan pintar, walaupun ini terutamanya memberi kesan kepada modul pencahayaan kuasa tinggi dan bukannya lampu penunjuk diskret.

LED khusus ini berada dalam niche yang stabil, dioptimumkan prestasi, menawarkan penyelesaian yang boleh dipercayai untuk aplikasi di mana gabungan khusus kecerahan, gaya pakej, dan warna diperlukan.