Dokumen Teknikal LED Siri HPND3535CZ0112 (EU) - 3.5x3.5x1.6mm - 1.75-2.35V - 1070mW Fluks Berseri - Merah Pekat 660nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri HPND3535CZ0112 (EU) mewakili iterasi terkini teknologi LED permukaan-pasang kuasa tinggi yang dibungkus dalam jejak padat seramik 3535. Siri ini direka dengan reka bentuk kanta termaju yang dioptimumkan untuk memberikan kecerahan yang amat tinggi dan kecekapan pancaran foton yang unggul. Sasaran utamanya adalah pasaran pencahayaan hortikultur, LED ini diposisikan sebagai salah satu penyelesaian paling cekap dan kompetitif yang tersedia untuk aplikasi yang memerlukan spektrum cahaya khusus untuk mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Kelebihan terasnya termasuk substrat seramik yang teguh untuk pengurusan haba yang cemerlang, perlindungan ESD bersepadu yang meningkatkan kebolehpercayaan, dan pematuhan kepada piawaian alam sekitar dan keselamatan yang ketat termasuk RoHS, REACH, dan keperluan bebas halogen.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini dinilai untuk arus hadapan berterusan maksimum (IF) 700 mA di bawah keadaan di mana suhu pad terma dikekalkan pada 25°C. Untuk operasi berdenyut, arus denyut puncak (IPulse) 1250 mA dibenarkan di bawah kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Suhu simpang maksimum (TJ) ialah 125°C, dengan julat suhu operasi (TOpr) dari -40°C hingga +100°C. Rintangan terma (Rth) dari simpang ke titik pateri ditetapkan pada 8 °C/W, yang penting untuk reka bentuk terma. Komponen ini boleh menahan suhu pateri maksimum (TSol) 260°C untuk tempoh terhad semasa proses reflow, dengan maksimum dua kitaran reflow yang dibenarkan untuk mengelakkan degradasi pakej.

2.2 Ciri-ciri Fotometrik dan Radiometrik

Varian warna utama ialah Merah Pekat, dengan panjang gelombang puncak (λP) tipikal pada 660 nm, berjulat dari 655 nm hingga 665 nm bergantung pada bin tertentu. Fluks berseri tipikal (kuasa optik) ialah 1070 mW apabila didorong pada arus nominal 700 mA, diukur pada suhu pad terma 25°C. Metrik prestasi utama untuk hortikultur ialah Fluks Foton Fotosintesis (PPF), yang ditetapkan pada 5.83 μmol/s. Kecekapan berseri, yang menunjukkan kecekapan penukaran kuasa elektrik kepada kuasa optik, ialah 71%. Sudut pandangan (2θ1/2) ialah 120 darjah, menyediakan corak sinaran Lambertian yang luas, sesuai untuk pencahayaan yang rata dan meluas.

2.3 Ciri-ciri Elektrik

Voltan hadapan (Vf) pada 700 mA biasanya sekitar 2.15V, dengan julat bin dari 1.75V (bin U1) hingga 2.35V (bin U2). Peranti ini menawarkan perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD) yang teguh, mampu menahan sehingga 8000 V (Model Badan Manusia), yang penting untuk pengendalian dan pemasangan dalam persekitaran perindustrian.

3. Penjelasan Sistem Pembin

3.1 Pembin Kuasa Berseri

LED disusun ke dalam bin kuasa berseri untuk memastikan konsistensi dalam output cahaya. Pengelompokan utama untuk siri ini termasuk bin di mana kuasa berseri minimum ialah 1000 mW dan maksimum ialah 1200 mW. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan fluks khusus untuk aplikasi mereka.

3.2 Pembin Voltan Hadapan

Voltan hadapan dibin kepada dua kumpulan: U1 (1.75V - 2.05V) dan U2 (2.05V - 2.35V). Pembin ini ditakrifkan pada arus operasi 700 mA. Pengetahuan tentang bin Vf adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu untuk memastikan pengawalan arus yang stabil dan penggunaan kuasa yang boleh diramal merentasi pelbagai LED dalam satu sistem.

3.3 Pembin Panjang Gelombang (Warna)

Pancaran Merah Pekat dikawal dengan ketat melalui pembin panjang gelombang. Bin yang tersedia ialah D5 (655 nm - 660 nm) dan D6 (660 nm - 665 nm). Kawalan tepat ini adalah penting untuk aplikasi hortikultur di mana panjang gelombang foton tertentu mencetuskan tindak balas fotomorfogenik yang berbeza dalam tumbuhan, seperti pembungaan atau pemanjangan batang.

4. Analisis Keluk Prestasi

4.1 Taburan Kuasa Spektrum

Graf Taburan Kuasa Spektrum Relatif (SPD) menunjukkan puncak dominan yang sempit berpusat sekitar 660 nm dengan pancaran minimum di bahagian lain spektrum. Ciri monokromatik ini adalah ideal untuk aplikasi yang memerlukan cahaya merah pekat tulen tanpa membazirkan tenaga pada panjang gelombang yang tidak digunakan. Lebar jalur yang sempit memastikan foton yang dipancarkan sangat cekap untuk mendorong fotosintesis, yang mempunyai penyerapan puncak di kawasan merah.

4.2 Ciri-ciri Arus-Voltan (I-V)

Keluk I-V tipikal menggambarkan hubungan antara arus hadapan dan voltan hadapan. Pada arus pacuan nominal 700 mA, voltan adalah kira-kira 2.15V. Keluk menunjukkan hubungan eksponen yang dijangkakan, dan cerun di kawasan operasi memberikan maklumat tentang rintangan dinamik diod, yang penting untuk reka bentuk pemacu, terutamanya dalam konfigurasi arus malar.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Mekanikal

Pakej ini mengikut jejak standard 3535, dengan dimensi 3.5 mm x 3.5 mm panjang dan lebar. Ketinggian keseluruhan adalah kira-kira 1.6 mm. Pakej ini mempunyai substrat seramik yang memberikan kekonduksian terma yang cemerlang, membantu menyingkirkan haba dari simpang LED dengan cekap. Kanta adalah sebahagian penting pakej, dan dokumen data ini memberi amaran secara jelas agar tidak mengenakan daya padanya semasa pengendalian, kerana ini boleh menyebabkan kegagalan peranti.

5.2 Konfigurasi Pad dan Polarity

Komponen ini mempunyai tiga pad elektrik: Pad 1 ditetapkan sebagai Anod (+), Pad 2 ialah Katod (-), dan pad tengah 'P' ialah Pad Terma. Adalah sangat penting untuk ambil perhatian bahawa pad terma diasingkan secara elektrik dari anod dan katod. Pengasingan ini membolehkan sambungan terma terus ke penyejuk haba atau tuangan kuprum PCB untuk penyejukan tanpa menyebabkan litar pintas elektrik. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow

Komponen ini direka untuk proses Teknologi Permukaan-Pasang (SMT) standard menggunakan pateri bebas plumbum (Pb-free). Profil reflow terperinci disediakan: Panaskan awal dari 25°C ke 150°C pada kadar 2-3°C/s, kekalkan antara 150°C dan 200°C selama 60-120 saat, kemudian naikkan ke suhu puncak tidak melebihi 260°C. Masa di atas suhu likuidus (217°C) hendaklah 60-90 saat, dan masa dalam 5°C suhu puncak hendaklah 20-40 saat. Kadar penurunan maksimum ialah 3-5°C/s.

6.2 Nota Pemasangan Kritikal

Peranti ini mempunyai Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 1, bermakna ia mempunyai jangka hayat lantai tanpa had pada keadaan ≤30°C / 85% Kelembapan Relatif dan tidak memerlukan pembakaran sebelum digunakan jika disimpan dengan betul. Walau bagaimanapun, adalah sangat disyorkan agar pateri reflow dilakukan tidak lebih daripada dua kali untuk mengelakkan tekanan terma pada pakej dan ikatan dalaman. Selepas pateri, papan litar bercetak (PCB) tidak boleh dibengkokkan, kerana tekanan mekanikal boleh memecahkan sendi pateri atau pakej seramik itu sendiri.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

Produk dikenal pasti oleh nombor bahagian komprehensif yang mengekod ciri-ciri utamanya. Contoh kod pesanan disediakan: HPND3535CZ0112-NDR55651K0X24700-4H(EU). Kod ini menentukan siri, warna merah pekat (NDR), bin kuasa berseri, bin panjang gelombang (D5/D6), bin voltan hadapan (U1/U2), arus pacuan (700mA), dan penanda pematuhan (EU). Pereka mesti menggunakan kod pesanan penuh untuk memastikan mereka menerima gabungan tepat bin prestasi yang diperlukan untuk aplikasi mereka.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Utama

Pencahayaan Hortikultur:Ini adalah aplikasi utama. Cahaya merah pekat 660nm adalah penting untuk proses fotosintesis, terutamanya untuk mendorong tindak balas fotosistem II. Ia digunakan dalam pencahayaan tambahan rumah hijau, ladang menegak, dan ruang tumbesaran tumbuhan untuk mempercepatkan pertumbuhan, mengawal pembungaan, dan meningkatkan hasil.

Pencahayaan Hiasan dan Hiburan:Warna merah tulen dan tepu sesuai untuk pencahayaan aksen seni bina, pencahayaan pentas, dan tempat hiburan bertema di mana titik warna khusus diperlukan.

Pencahayaan Isyarat dan Simbol:Boleh digunakan dalam penunjuk status, tanda keluar, atau aplikasi lain di mana sumber cahaya merah yang terang dan boleh dipercayai diperlukan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pengurusan Terma:Dengan rintangan terma 8 °C/W dan suhu simpang maksimum 125°C, penyejuk haba yang berkesan adalah penting. Pad yang diasingkan secara terma mesti disambungkan ke kawasan kuprum yang cukup besar pada PCB atau ke penyejuk haba khusus menggunakan bahan konduktif terma tetapi penebat elektrik jika perlu. Penyejukan yang tidak mencukupi akan menyebabkan pengurangan output cahaya, penyusutan lumen yang dipercepatkan, dan potensi kegagalan pramatang.

Arus Pacuan:Walaupun dinilai untuk 700 mA, beroperasi pada arus yang lebih rendah boleh meningkatkan kecekapan (lumen per watt atau μmol/J) dan jangka hayat dengan ketara. Pemacu haruslah jenis arus malar, sepadan dengan bin voltan hadapan LED yang digunakan, untuk memastikan prestasi yang stabil dan seragam.

Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 120 darjah memberikan liputan yang luas. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran yang lebih fokus, optik sekunder seperti pemantul atau kanta boleh digunakan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Siri HPND3535CZ0112 (EU) membezakan dirinya dalam pasaran LED kuasa tinggi melalui beberapa ciri utama. Penggunaan pakej seramik, berbanding plastik, menawarkan prestasi terma yang unggul dan kebolehpercayaan jangka panjang, terutamanya di bawah keadaan pacuan tinggi yang biasa dalam hortikultur. Kecekapan berseri tinggi 71% bermakna kurang tenaga terbuang sebagai haba, membolehkan reka bentuk alat ganti yang lebih padat. Gabungan PPF tinggi (5.83 μmol/s) pada arus pacuan standard 700mA dan sasaran panjang gelombang tepat sekitar 660nm menjadikannya sangat dioptimumkan untuk kecekapan fotosintesis, selalunya mengatasi LED merah spektrum lebih luas atau kurang cekap dalam aplikasi lampu tumbesaran khusus.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah perbezaan antara fluks berseri (mW) dan Fluks Foton Fotosintesis (PPF)?

J: Fluks berseri mengukur jumlah kuasa optik yang dipancarkan dalam watt. PPF mengukur bilangan foton aktif fotosintesis (dalam julat 400-700 nm) yang dipancarkan per saat, dalam mikromol per saat (μmol/s). PPF adalah metrik yang relevan untuk pertumbuhan tumbuhan, manakala fluks berseri menerangkan jumlah kuasa cahaya.

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan sumber voltan malar?

J: Tidak. LED adalah peranti yang didorong arus. Voltan hadapannya mempunyai pekali suhu negatif dan berbeza dari unit ke unit (seperti yang dilihat dalam pembin). Sumber voltan malar boleh menyebabkan pelarian terma dan kemusnahan LED. Sentiasa gunakan pemacu arus malar.

S: Mengapakah pad terma diasingkan secara elektrik?

J: Pengasingan elektrik membolehkan pad dipateri terus ke satah kuprum besar pada PCB untuk penyingkiran haba maksimum tanpa menyebabkan litar pintas elektrik antara anod dan katod. Ini memudahkan reka bentuk terma dan meningkatkan kecekapan penyejukan.

S: Bagaimanakah panjang gelombang 660nm memberi manfaat kepada tumbuhan berbanding merah lain?

J: Penyerapan klorofil memuncak di kawasan merah dan biru spektrum. Panjang gelombang 660nm selari rapat dengan puncak utama untuk klorofil a dan b, menjadikannya sangat cekap untuk mendorong tindak balas cahaya fotosintesis, mempengaruhi proses yang dimediasi fitokrom seperti pembungaan.

11. Kajian Kes Aplikasi Praktikal

Senario: Mereka Bentuk Modul Pencahayaan Tambahan untuk Sayuran Berdaun di Ladang Menegak.

Seorang jurutera pencahayaan mereka bentuk bar LED profil sempit untuk dipasang antara tingkat ladang menegak yang menanam salad. Matlamatnya adalah untuk menyediakan cahaya yang kuat dan cekap tenaga untuk memaksimumkan kadar pertumbuhan dalam ruang terhad.

Pilihan Reka Bentuk:Jurutera memilih Siri HPND3535CZ0112 (EU) untuk output PPF tinggi dan panjang gelombang 660nm, yang ideal untuk menggalakkan pertumbuhan berdaun. Mereka memilih komponen dari bin kuasa berseri lebih tinggi (S3, 1100-1200mW) untuk memaksimumkan keamatan cahaya. Susunan padat LED ini diletakkan pada PCB teras aluminium (MCPCB) untuk menguruskan beban terma dari arus pacuan 700mA dengan berkesan. Sudut pancaran luas 120 darjah memastikan taburan cahaya rata merentasi kanopi tumbuhan tanpa memerlukan optik tambahan, mengekalkan modul yang langsing. Pemacu dipilih sebagai jenis arus malar yang mampu menyampaikan arus yang diperlukan sambil menerima julat voltan input sistem kuasa ladang. Hasilnya adalah bar cahaya padat, output tinggi yang menyampaikan foton dengan cekap di mana ia paling diperlukan untuk fotosintesis.

12. Pengenalan Prinsip Teknikal

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya apabila arus elektrik melaluinya. Fenomena ini, dipanggil elektroluminesens, berlaku apabila elektron bergabung semula dengan lubang elektron dalam peranti, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Warna cahaya (panjang gelombangnya) ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor yang digunakan. Untuk LED merah pekat seperti HPND3535CZ0112, bahan seperti Aluminium Gallium Indium Fosfida (AlGaInP) biasanya digunakan untuk mencapai pancaran 660nm. Pakej seramik berfungsi sebagai kedua-dua selongsong pelindung dan laluan terma kritikal, mengalirkan haba dari cip semikonduktor kecil (simpang) ke persekitaran luar, seterusnya mengekalkan prestasi dan kebolehpercayaan.

13. Trend dan Perkembangan Teknologi

Sektor pencahayaan hortikultur mendorong kemajuan ketara dalam teknologi LED. Trend bergerak ke arah kecekapan foton yang lebih tinggi (μmol/J), mengurangkan kos elektrik per unit pertumbuhan tumbuhan. Terdapat juga fokus untuk membangunkan LED dengan output spektrum khusus di luar merah pekat dan biru mudah, termasuk merah-jauh (730nm) untuk mempengaruhi morfologi dan pembungaan tumbuhan, dan panjang gelombang ultraungu untuk kawalan perosak/penyakit. Reka bentuk pakej yang diperbaiki terus menurunkan rintangan terma, membolehkan arus pacuan lebih tinggi dan output cahaya lebih besar dari satu pemancar tunggal. Tambahan pula, integrasi pelbagai cip monokromatik (cth., merah, biru, merah-jauh) ke dalam satu pakej untuk mencipta spektrum tersuai adalah kawasan pembangunan aktif, menawarkan pereka pencahayaan kawalan yang belum pernah ada sebelum ini ke atas resipi cahaya untuk tanaman dan peringkat pertumbuhan yang berbeza.