Dokumen Teknikal T5C Series 5050 LED Putih - Saiz 5.0x5.0x1.9mm - Voltan 25V - Kuasa 4W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri T5C mewakili LED putih pandangan atas berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi pencahayaan am yang menuntut. Dengan menggunakan pakej yang dipertingkatkan terma, komponen bersaiz 5050 ini memberikan output fluks bercahaya yang tinggi dan mampu mengendalikan arus pacuan yang tinggi. Bentuknya yang padat dan sudut pandangan yang luas menjadikannya sesuai untuk pelbagai reka bentuk pencahayaan di mana ruang dan kecekapan adalah kritikal. Produk ini mematuhi proses pematerian aliran semula bebas Pb dan mematuhi piawaian RoHS, memastikan tanggungjawab alam sekitar dalam pembuatan dan penggunaan akhir.

1.1 Aplikasi Sasaran

LED ini direka untuk kebolehgunaan yang luas dalam sektor pencahayaan. Kes penggunaan utama termasuk pencahayaan dalaman untuk ruang kediaman dan komersial, pengubahsuaian alat pencahayaan sedia ada kepada teknologi LED, pencahayaan tujuan am, dan pencahayaan seni bina atau hiasan di mana kedua-dua prestasi dan estetika adalah penting. Reka bentuknya yang teguh menyokong operasi yang boleh dipercayai dalam persekitaran yang pelbagai ini.

2. Analisis Parameter Teknikal

Pemahaman mendalam tentang parameter peranti adalah penting untuk reka bentuk sistem yang optimum. Bahagian-bahagian berikut memecahkan ciri elektrik, optik, dan terma utama.

2.1 Ciri Elektro-Optik

Di bawah keadaan ujian piawai (Arus Kehadapan, IF = 160mA dan Suhu Simpang, Tj = 25°C), LED menunjukkan metrik prestasi khusus yang berkaitan dengan Suhu Warna Berkaitan (CCT) dan Indeks Pembalikan Warna (Ra). Sebagai contoh, LED 4000K dengan Ra70 mempunyai fluks bercahaya tipikal 655 lumen (lm), dengan nilai minimum yang ditetapkan 600 lm. Apabila CCT menurun (contohnya, kepada 2700K) atau pembalikan warna meningkat (contohnya, kepada Ra90), output fluks bercahaya tipikal umumnya menurun, mencerminkan pertukaran dalam teknologi fosfor. Semua ukuran fluks bercahaya mempunyai toleransi ±7%, manakala ukuran Ra mempunyai toleransi ±2.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Arus kehadapan maksimum mutlak (IF) ialah 240 mA, dengan arus kehadapan berdenyut (IFP) 360 mA di bawah keadaan tertentu (lebar denyut ≤ 100µs, kitar tugas ≤ 1/10). Penyerakan kuasa maksimum (PD) ialah 6480 mW. Peranti boleh menahan voltan songsang (VR) sehingga 5V. Julat suhu operasi (Topr) adalah dari -40°C hingga +105°C, dan julat suhu penyimpanan (Tstg) adalah dari -40°C hingga +85°C. Suhu simpang maksimum yang dibenarkan (Tj) ialah 120°C. Untuk pemasangan, suhu pematerian (Tsld) ditetapkan untuk proses aliran semula: 230°C atau 260°C untuk maksimum 10 saat.

2.3 Ciri Elektrik/Optik pada Tj=25°C

Bahagian ini memperincikan parameter operasi tipikal. Voltan kehadapan (VF) berjulat dari minimum 23V hingga maksimum 27V, dengan nilai tipikal 25V pada IF=160mA (toleransi ±3%). Arus songsang (IR) adalah maksimum 10 µA pada VR=5V. Sudut pandangan (2θ1/2), ditakrifkan sebagai sudut luar paksi di mana keamatan adalah separuh daripada nilai puncak, biasanya 120 darjah. Parameter kritikal untuk pengurusan terma ialah rintangan terma dari simpang LED ke titik pateri pada MCPCB (Rth j-sp), yang biasanya 2.5 °C/W. Peranti mempunyai tahap ketahanan Nyahcas Elektrostatik (ESD) 1000V (Model Badan Manusia).

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. Siri T5C menggunakan sistem pembin pelbagai dimensi yang meliputi fluks bercahaya, voltan kehadapan, dan kromatisiti.

3.1 Pembin Fluks Bercahaya

LED dikumpulkan berdasarkan fluks bercahaya yang diukur pada 160mA. Setiap gabungan CCT dan CRI mempunyai bin fluks tertentu yang ditandakan dengan kod dua huruf (contohnya, GL, GM, GN). Sebagai contoh, LED 4000K Ra70 boleh dibin sebagai GN (600-650 lm min), GP (650-700 lm), GQ (700-750 lm), atau GR (750-800 lm). Versi CRI lebih tinggi (Ra90) untuk CCT yang sama biasanya mempunyai bin fluks yang lebih rendah, bermula pada GK (450-500 lm). Ini membolehkan pereka memilih gred kecerahan yang sesuai untuk aplikasi mereka.

3.2 Pembin Voltan Kehadapan

Voltan kehadapan juga dibin untuk membantu dalam reka bentuk litar untuk pengawalan arus. Bin dikodkan sebagai 6D (22-24V), 6E (24-26V), dan 6F (26-28V), semua diukur pada IF=160mA. Mengetahui bin VF membantu dalam mengira keperluan bekalan kuasa dan beban terma dengan lebih tepat.

3.3 Pembin Kromatisiti (Konsistensi Warna)

LED dibin dalam elips MacAdam 5-langkah pada rajah kromatisiti CIE, yang merupakan piawai untuk menentukan perbezaan warna yang dapat dilihat. Setiap CCT (contohnya, 2700K, 3000K) mempunyai koordinat pusat yang ditakrifkan (x, y) dan elips yang ditakrifkan oleh parameter (a, b, Φ). Sebagai contoh, bin 4000K (40R5) berpusat pada x=0.3875, y=0.3868. Pembin yang ketat ini memastikan bahawa LED dari bin yang sama akan kelihatan hampir sama warnanya kepada mata manusia, yang sangat penting untuk alat pencahayaan berbilang LED. Piawaian pembin Energy Star digunakan untuk semua produk dari 2600K hingga 7000K.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan pandangan tentang tingkah laku LED di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Taburan Spektrum

Lembaran data termasuk spektrum warna untuk versi Ra70, Ra80, dan Ra90. Graf ini menunjukkan keamatan relatif merentasi panjang gelombang. LED CRI lebih tinggi (Ra90) biasanya mempamerkan spektrum yang lebih penuh, terutamanya di kawasan merah, berbanding LED Ra70, yang menjelaskan pembalikan warna yang lebih baik tetapi selalunya kecekapan keseluruhan yang sedikit lebih rendah.

4.2 Sudut Pandangan dan Keamatan

Plot taburan sudut pandangan mengesahkan corak pancaran luas, biasanya Lambertian, dengan separuh sudut 120 darjah. Ini memberikan pencahayaan sekata di kawasan yang luas, sesuai untuk pencahayaan am.

4.3 Arus vs. Ciri

Lengkung Arus Kehadapan vs. Keamatan Relatif menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya dalam cara sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh penurunan kecekapan. Lengkung Arus Kehadapan vs. Voltan Kehadapan menggambarkan hubungan V-I eksponen diod, yang penting untuk mereka bentuk pemacu arus malar.

4.4 Kebergantungan Suhu

Plot utama menggambarkan perubahan prestasi dengan suhu ambien (Ta). Lengkung Suhu Ambien vs. Fluks Bercahaya Relatif menunjukkan output cahaya menurun apabila suhu meningkat, faktor kritikal untuk pengurusan terma. Lengkung Suhu Ambien vs. Voltan Kehadapan Relatif menunjukkan VF menurun dengan peningkatan suhu (pekali suhu negatif). Plot Ta vs. Anjakan CIE x, y menunjukkan bagaimana titik warna yang dipancarkan boleh hanyut dengan suhu. Akhirnya, graf Arus Kehadapan Maksimum vs. Suhu Ambien menentukan garis penurunan nilai; apabila suhu ambien meningkat, arus pacuan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan untuk mengelakkan melebihi had suhu simpang.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED mempunyai tapak 5050, bermaksud dimensi pakejnya adalah lebih kurang 5.0mm x 5.0mm. Ketinggian keseluruhan ialah 1.9mm. Lukisan mekanikal terperinci menunjukkan pandangan atas dan bawah, termasuk bentuk kanta dan susun atur pad. Dimensi kritikal termasuk saiz dan jarak pad, yang penting untuk reka bentuk susun atur PCB untuk memastikan pematerian dan konduksi terma yang betul.

5.2 Reka Bentuk Pad Pateri dan Polarity

Pandangan bawah dengan jelas menunjukkan pad anod dan katod. Corak pematerian direka untuk kestabilan dan pemindahan haba yang berkesan dari die LED. Katod biasanya ditanda atau mempunyai bentuk pad tertentu (contohnya, takuk atau pad yang lebih besar) untuk pengenalan. Lembaran data menentukan dimensi pad pateri yang disyorkan pada PCB untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai dan prestasi terma yang optimum.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Peranti ini sesuai untuk pematerian aliran semula bebas Pb. Profil suhu pematerian maksimum ditetapkan: suhu puncak 230°C atau 260°C tidak boleh melebihi lebih daripada 10 saat. Adalah penting untuk mengikuti profil aliran semula yang disyorkan untuk mengelakkan kejutan terma atau kerosakan pada pakej LED dan bahan dalaman. Langkah berjaga-jaga termasuk mengelakkan tekanan mekanikal semasa penempatan dan memastikan PCB dan LED bersih dan bebas daripada kelembapan sebelum pematerian (pertimbangkan pembakaran jika perlu). Penyimpanan harus dalam persekitaran kering dan terkawal dalam julat suhu yang ditetapkan (-40°C hingga +85°C).

7. Maklumat Pesanan dan Penomboran Model

Nombor bahagian mengikuti sistem berstruktur: T5C***81C-R****. Pecahan terperinci menjelaskan setiap segmen (X1 hingga X10). Parameter boleh pilih utama termasuk: Kod Jenis (X1, contohnya, '5C' untuk 5050), Kod CCT (X2, contohnya, '40' untuk 4000K), Kod Pembalikan Warna (X3, contohnya, '8' untuk Ra80), bilangan cip bersiri dan selari (X4, X5), dan Kod Warna (X7) yang menunjukkan piawaian prestasi seperti ANSI atau ERP. Sistem ini membolehkan pesanan tepat bin prestasi yang dikehendaki.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Pengurusan Terma

Memandangkan kuasa tinggi (sehingga 4W tipikal pada 160mA, 25V) dan rintangan terma tipikal 2.5 °C/W, penyingkiran haba yang berkesan adalah penting. Suhu simpang maksimum 120°C tidak boleh dilampaui. Pengiraan reka bentuk mesti mempertimbangkan suhu ambien, laluan terma dari simpang ke penyingkiran haba, dan arus pacuan. Menggunakan lengkung penurunan nilai (Arus Kehadapan Maksimum vs. Suhu Ambien) adalah penting untuk persekitaran suhu tinggi.

8.2 Pacuan Elektrik

Pemacu arus malar sangat disyorkan untuk memastikan output cahaya yang stabil dan jangka hayat yang panjang. Pemacu harus dipilih berdasarkan bin voltan kehadapan dan arus operasi yang dikehendaki (sehingga maksimum mutlak 240mA DC). Perlindungan terhadap voltan songsang dan lonjakan voltan sementara juga dinasihatkan. Kepekaan ESD (1000V HBM) memerlukan langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai semasa pemasangan.

8.3 Integrasi Optik

Sudut pandangan luas 120 darjah mungkin memerlukan optik sekunder (kanta atau pemantul) untuk mencapai corak pancaran tertentu untuk aplikasi seperti lampu sorot atau lampu downlight. Reka bentuk pandangan atas memudahkan pancaran langsung ke dalam optik sedemikian.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Siri T5C membezakan dirinya melalui gabungan output fluks bercahaya tinggi dari pakej 5050 padat dan ciri voltan kehadapan tinggi (tipikal 25V), yang boleh memberi kelebihan untuk mengurangkan keperluan arus dalam konfigurasi rentetan bersiri. Reka bentuk pakej yang dipertingkatkan terma, dibuktikan oleh rintangan terma yang ditetapkan, bertujuan untuk kebolehpercayaan dan kelestarian prestasi yang lebih baik berbanding pakej piawai. Pembin komprehensif merentasi fluks, voltan, dan elips kromatisiti ketat menawarkan pereka tahap konsistensi yang tinggi untuk produk pencahayaan berkualiti.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah kecekapan tipikal LED ini?

J: Kecekapan (lumen per watt) boleh dikira. Untuk LED 4000K Ra70 dengan 655 lm tipikal pada 160mA dan 25V (input 4W), kecekapan tipikal adalah lebih kurang 164 lm/W. Kecekapan sistem sebenar akan lebih rendah disebabkan oleh kehilangan pemacu dan kesan terma.

S: Bagaimana saya memilih bin yang betul untuk projek saya?

J: Pilih CCT (X2) dan CRI (X3) berdasarkan keperluan pencahayaan aplikasi. Kemudian, pilih bin fluks bercahaya (dari jadual pembin) yang memenuhi keperluan kecerahan anda. Bin voltan (6D/E/F) boleh dipilih berdasarkan julat pematuhan voltan pemacu anda.

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada arus maksimum mutlaknya 240mA secara berterusan?

J: Ini mungkin hanya jika pengurusan terma sangat berkesan, mengekalkan suhu simpang jauh di bawah 120°C. Dalam kebanyakan reka bentuk praktikal, lebih selamat untuk beroperasi pada atau di bawah arus ujian 160mA untuk memastikan jangka hayat panjang dan mengekalkan kecekapan. Sentiasa rujuk lengkung penurunan nilai untuk suhu ambien tertentu.

S: Apakah maksud "elips MacAdam 5-langkah" untuk konsistensi warna?

J: Ia bermaksud semua LED dalam bin ini mempunyai koordinat kromatisiti yang sangat dekat sehingga perbezaan warna tidak dapat dilihat atau hampir tidak dapat dilihat oleh kebanyakan pemerhati di bawah keadaan pandangan piawai. Elips 5-langkah adalah piawaian industri biasa untuk pencampuran warna berkualiti tinggi.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk lampu panel LED 4000K Ra80 berkualiti tinggi. Pereka memilih siri T5C untuk output tinggi dan konsistensinya. Dari jadual pembin, mereka menentukan bin fluks GN (600-650 lm min) untuk mencapai kecerahan panel sasaran. Mereka memilih bin voltan 6E (24-26V) untuk sepadan dengan julat voltan output pemacu arus malar mereka. PCB teras logam (MCPCB) direka dengan pad yang sepadan dengan cadangan lembaran data. Reka bentuk terma mengira saiz penyingkiran haba yang diperlukan berdasarkan bilangan LED, 2.5 °C/W Rth j-sp, suhu ambien yang dijangkakan 45°C, dan arus pacuan yang dipilih 150mA (sedikit di bawah arus ujian untuk margin). Pemacu dipilih untuk memberikan output 150mA yang stabil dengan pematuhan voltan meliputi jumlah voltan bersiri semua LED. Pendekatan sistematik ini, berdasarkan parameter lembaran data, memastikan produk pencahayaan yang boleh dipercayai, cekap, dan konsisten.

12. Prinsip Operasi

LED putih beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor, biasanya indium gallium nitride (InGaN) untuk pancaran biru. Apabila voltan kehadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya biru). Cahaya biru ini kemudiannya mengenai salutan fosfor yang didepositkan pada atau berhampiran cip semikonduktor. Fosfor menyerap sebahagian cahaya biru dan memancarkannya semula sebagai cahaya merentasi spektrum yang lebih luas, terutamanya di kawasan kuning dan merah. Gabungan cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning/merah yang ditukar fosfor menghasilkan persepsi cahaya putih. Perkadaran tepat cahaya biru dan cahaya yang ditukar fosfor menentukan Suhu Warna Berkaitan (CCT), manakala keluasan dan komposisi spektrum pancaran fosfor mempengaruhi Indeks Pembalikan Warna (CRI).

13. Trend Teknologi

Industri pencahayaan keadaan pepejal terus berkembang dengan beberapa trend utama. Kecekapan (lumen per watt) semakin meningkat melalui penambahbaikan dalam kecekapan kuantum dalaman, pengekstrakan cahaya, dan teknologi fosfor. Terdapat fokus yang kuat untuk meningkatkan kualiti warna, bergerak melangkaui Ra (CRI) kepada metrik seperti R9 (pembalikan merah tepu) dan TM-30 (Rf, Rg) untuk penilaian warna yang lebih tepat. Pengecilan berterusan, membolehkan ketumpatan yang lebih tinggi dan reka bentuk yang lebih fleksibel. Pencahayaan pintar dan bersambung, mengintegrasikan sensor dan kawalan, menjadi lebih lazim. Tambahan pula, kebolehpercayaan dan jangka hayat di bawah keadaan operasi dunia sebenar (termasuk suhu dan kelembapan tinggi) kekal sebagai bidang pembangunan kritikal, seperti juga dorongan untuk proses dan bahan pembuatan yang lebih mampan.