Lembaran Spesifikasi Pemancar LED 3030 - Saiz 3.0x3.0x2.53mm, Voltan 1.8-2.6V, Kuasa 1.3W, Inframerah 730nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Bahagian ini memberikan gambaran menyeluruh tentang pemancar LED inframerah, memperincikan reka bentuk, ciri utama, dan aplikasi utama dalam sistem pencahayaan hortikultur moden.

1.1 Penerangan Umum

Produk ini ialah peranti pemasangan permukaan (SMD) LED yang menggunakan bungkusan Sebatian Pencetak Epoksi (EMC). Teknologi pembungkusan ini menawarkan kebolehpercayaan yang lebih baik, pengurusan haba yang unggul, dan prestasi teguh dalam persekitaran yang mencabar. Dimensi padat ialah 3.00mm panjang, 3.00mm lebar, dan 2.53mm tinggi, menjadikannya sesuai untuk susun atur PCB berketumpatan tinggi. Fungsi utama ialah memancarkan cahaya pada panjang gelombang puncak 730 nanometer (nm), yang berada dalam spektrum merah jauh, kawasan penting untuk tindak balas fotomorfogenik dalam tumbuhan.

1.2 Ciri-ciri Utama

• Saiz Padat:Dimensi 3.00mm x 3.00mm x 2.53mm.
• Panjang Gelombang Spesifik:Panjang gelombang pancaran puncak (λp) 730nm, menyasarkan fotoreseptor Fitokrom.
• Pematuhan RoHS:Dihasilkan tanpa plumbum atau bahan berbahaya terhad lain.
• Kebolehpaterian:Direka untuk proses paterian alir semula bebas plumbum.
• Kepekaan Kelembapan:Dinilai pada Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 3, memerlukan pengendalian dan pembakaran yang sesuai jika terdedah.
• Pembungkusan:Dibekalkan dalam gulung dengan kuantiti piawai 3000 keping per gulung.
• Kebolehpercayaan Tinggi:Bungkusan EMC memastikan prestasi stabil di bawah pelbagai keadaan operasi.

1.3 Senario Aplikasi

LED ini direka khas untuk aplikasi pencahayaan hortikultur dan pertanian di mana cahaya merah jauh adalah penting. Kes penggunaan utama termasuk:

• Pengeluaran Bunga Komersial:Mengawal kitaran pembungaan dan morfologi tumbuhan.
• Makmal Kultur Tisu:Menggalakkan fasa pertumbuhan spesifik dalam persekitaran steril.
• Ladang Menegak dan Kilang Tumbuhan:Mengintegrasikan ke dalam resipi pencahayaan multi-spektrum untuk pengeluaran tanaman sepanjang tahun yang dioptimumkan.
• Pencahayaan Tambahan Rumah Hijau:Memperpanjang fotoperiod atau menyediakan kualiti spektrum spesifik untuk meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
• Pengekalan Lepas Tuai:Aplikasi dalam penyejukan untuk berpotensi mempengaruhi kesegaran dan jangka hayat, walaupun ini adalah bidang penyelidikan yang muncul.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemeriksaan terperinci ciri elektrik, optik, dan haba seperti yang ditakrifkan di bawah keadaan ujian piawai (Ts=25°C).

2.1 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Jadual di bawah menggariskan parameter prestasi kritikal. Arus ujian untuk kebanyakan spesifikasi optik ialah 350mA.

• Voltan Hadapan (VF):Julat dari minimum 1.8V hingga maksimum 2.6V pada 350mA. Nilai tipikal tidak dinyatakan, tetapi julat menunjukkan penurunan voltan yang dijangka merentasi peranti.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Ditakrifkan antara 730nm dan 740nm. Pengelompokan ketat ini memastikan output spektrum konsisten untuk aplikasi pertanian tepat.
• Fluks Sinaran Jumlah (Φe):Mengukur jumlah kuasa optik yang dipancarkan, julat dari 180mW hingga 480mW. Julat luas ini memerlukan pengelompokan berhati-hati untuk reka bentuk aplikasi.
• Sudut Pandangan (2θ1/4):Kira-kira 60 darjah, mentakrifkan taburan sudut cahaya yang dipancarkan.
• Rintangan Haba (R_THJ-S):Rintangan haba sambungan-ke-titik pateri ialah 14°C/W. Nilai ini kritikal untuk reka bentuk pengurusan haba untuk mengelakkan kepanasan berlebihan.
• Arus Songsang (I_RR): Maksimum 10µA pada voltan songsang 5V, menunjukkan ciri kebocoran diod.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Operasi pada atau berhampiran had ini tidak disyorkan.

• Pelesapan Kuasa (P_D):Maksimum 1.3 Watt. Ini ialah jumlah kuasa yang boleh dilesapkan oleh bungkusan.
• Arus Hadapan (I_FF): Arus DC berterusan maksimum 500mA. Penarafan arus berdenyut mungkin lebih tinggi tetapi tidak dinyatakan di sini.
• Voltan Songsang (V_RR): Maksimum 5V. Melebihi ini boleh menyebabkan kerosakan.
• Lepasan Elektrostatik (ESD):Tahan 2000V (Model Badan Manusia), menunjukkan keteguhan pengendalian sederhana.
• Julat Suhu:Suhu operasi dari -40°C hingga +85°C; suhu penyimpanan dari -40°C hingga +100°C.
• Suhu Sambungan Maksimum (T_JJ): Maksimum mutlak 115°C. Sistem mesti direka untuk mengekalkan suhu sambungan jauh di bawah had ini semasa operasi.

3. Penjelasan Sistem Pengelompokan

Walaupun kod pengelompokan formal tidak disediakan secara eksplisit dalam dokumen, julat parameter yang dinyatakan secara efektif membentuk struktur pengelompokan. Pereka mesti mengambil kira variasi ini ketika mereka litar dan enjin cahaya.

• Pengelompokan Panjang Gelombang:Julat 730-740nm agak sempit untuk LED merah jauh, memastikan konsistensi spektrum kritikal untuk pengaktifan fitokrom dalam tumbuhan.
• Pengelompokan Fluks Sinaran:Julat output luas (180-480mW) menunjukkan bahawa untuk aplikasi yang memerlukan keamatan cahaya seragam, LED mungkin perlu dipilih atau dikelompokkan ke dalam subkumpulan oleh pengilang atau pemasang.
• Pengelompokan Voltan Hadapan:Julat 1.8-2.6V memerlukan pertimbangan dalam reka bentuk pemacu, terutamanya untuk tatasusunan sambungan siri, untuk memastikan keseragaman arus.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lengkung ciri tipikal memberikan pandangan tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Lengkung IV)

Lengkung menunjukkan hubungan tidak linear tipikal diod. Pada arus operasi disyorkan 350mA, voltan hadapan dijangka berhampiran tengah julat 1.8-2.6V. Lengkung membantu dalam memilih pematuhan voltan pemacu yang sesuai.

4.2 Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan ciri ketepuan output optik. Keamatan meningkat dengan arus tetapi mungkin tidak linear, terutamanya kerana kesan haba menjadi ketara pada arus lebih tinggi. Operasi berhampiran 350mA kelihatan berada dalam kawasan cekap.

4.3 Keamatan Relatif vs. Suhu Kes

Output menurun apabila suhu kes (T_sC) meningkat. Kesan turun haba ini kritikal untuk aplikasi hortikultur di mana output cahaya konsisten diperlukan untuk tempoh panjang. Penyingkiran haba mencukupi adalah penting untuk mengurangkan kehilangan output.

4.4 Taburan Spektrum

Plot spektrum mengesahkan puncak dominan pada 730nm dengan lebar separuh maksimum (FWHM) tipikal biasa untuk LED berasaskan AlGaAs. Terdapat pancaran minimum dalam spektrum boleh lihat, menjadikannya sumber merah jauh tulen.

4.5 Corak Sinaran

Rajah kutub menggambarkan corak pancaran seperti lambertian dengan sudut pandangan 60 darjah, berguna untuk mengira taburan penyinaran ruang pada kanopi tumbuhan.

4.6 Arus Hadapan vs. Suhu Kes

Lengkung penurunan nilai ini menunjukkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien atau kes meningkat. Ini ialah graf kritikal untuk menentukan keadaan operasi selamat dalam pemasangan tertutup.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi dan Susun Atur Pakej

Lukisan mekanikal terperinci menentukan jejak tepat.

• Pandangan Atas/Bawah:Menunjukkan garisan luar 3.00mm x 3.00mm. Penanda katod ditandakan.
• Pandangan Sisi:Mengesahkan ketinggian 2.53mm, termasuk kubah dan wayar.
• Pengenalpastian Polariti:Katod biasanya ditandakan oleh takuk, serong, atau penunjuk visual lain pada pakej. Orientasi betul adalah penting untuk pemasangan PCB.
• Corak Pad Pateri:Dimensi corak tanah PCB yang disyorkan disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran mekanikal yang betul semasa alir semula.
• Toleransi:Semua toleransi dimensi tidak dinyatakan adalah ±0.2mm.

5.2 Pembungkusan untuk Pemasangan Automatik

Peranti dibekalkan dalam pembungkusan pita-dan-gulung yang serasi dengan peralatan pick-and-place SMT piawai.

• Pita Pembawa:Dimensi untuk saiz poket, pic, dan lebar pita ditentukan untuk memastikan keserasian dengan sistem suapan.
• Dimensi Gulung:Butiran diameter gulung piawai, lebar, dan saiz hab disediakan untuk logistik dan persediaan mesin.
• Kuantiti Pembungkusan:3000 keping per gulung ialah unit pembungkusan piawai.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Arahan Pateri Alir Semula SMT

LED dinilai untuk proses pateri alir semula bebas plumbum. Profil alir semula tipikal mesti diikuti:

• Peringkat Pemanasan Awal:Pemanasan beransur-ansur untuk mengaktifkan fluks dan mengurangkan kejutan haba.
• Zon Rendaman:Membolehkan penstabilan suhu merentasi PCB.
• Zon Alir Semula:Suhu puncak tidak boleh melebihi toleransi maksimum pakej (biasanya 260°C selama beberapa saat, walaupun nilai tepat harus disahkan dari data profil penuh). Tahap kepekaan kelembapan (MSL 3) menetapkan bahawa jika pembungkusan dibuka, komponen mesti digunakan dalam 168 jam atau dibakar sebelum alir semula.
• Penyejukan:Penyejukan terkawal untuk membentuk sendi pateri yang boleh dipercayai.

Adalah kritikal untuk mengelakkan tekanan mekanikal berlebihan semasa penempatan dan memastikan profil pateri tidak melebihi had haba LED untuk mengelakkan keretakan kanta atau delaminasi dalaman.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Walaupun nombor bahagian spesifik ditinggalkan mengikut garis panduan, spesifikasi pembungkusan adalah jelas.

• Pakej Piawai:Pita dan Gulung.
• Kuantiti per Gulung:3000 unit.
• Pelabelan:Label gulung biasanya termasuk nombor bahagian, kuantiti, nombor lot, dan kod tarikh untuk kebolehjejakan.
• Pembungkusan Kotak:Berbilang gulung dibungkus dalam kotak kadbod untuk penghantaran dan penyimpanan, dengan butiran dimensi kotak dan kuantiti pembungkusan.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

Reka Bentuk Litar:Gunakan pemacu arus malar yang sesuai untuk julat voltan hadapan. Untuk sambungan siri, pastikan pematuhan voltan pemadar meliputi jumlah maksimum V_FF semua LED ditambah ruang kepala. Sambungan selari tidak disyorkan tanpa pengimbangan arus tambahan.

Pengurusan Haba:Rintangan haba 14°C/W memerlukan laluan haba yang berkesan. Gunakan PCB dengan via haba mencukupi dan, jika perlu, penyingkiran haba luaran. Pantau suhu titik pateri untuk memastikan T_JJ kekal di bawah 115°C, lebih rendah untuk jangka hayat panjang.

Integrasi Optik:Sudut pandangan 60 darjah memberikan keseimbangan baik antara penyebaran alur dan keamatan. Untuk aplikasi fokus, optik sekunder mungkin diperlukan. Pertimbangkan keperluan spektrum tumbuhan sasaran; 730nm sering digunakan dalam kombinasi dengan LED merah (660nm) dan biru untuk resipi spektrum penuh.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED cahaya boleh lihat piawai atau jenis pakej lama, peranti ini menawarkan kelebihan khusus:

• vs. LED Bungkusan Plastik:Bungkusan EMC memberikan rintangan unggul kepada kelembapan dan tekanan haba, membawa kepada jangka hayat lebih panjang dan output dikekalkan dalam persekitaran rumah hijau.
• vs. LED Spektrum Lebar:Puncak sempit 730nm menawarkan tindakan fotobiologi disasarkan tanpa membazirkan tenaga pada panjang gelombang tidak digunakan, meningkatkan keberkesanan sistem (µmol/J).
• vs. Pakej Lebih Besar:Jejak 3030 membolehkan tatasusunan ketumpatan lebih tinggi, membolehkan taburan cahaya lebih seragam merentasi kanopi.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah arus operasi tipikal?

J: Walaupun maksimum mutlak ialah 500mA, ciri elektrik/optik diuji pada 350mA, yang kemungkinan titik operasi disyorkan untuk prestasi dan jangka hayat optimum.

S: Bagaimana saya mentafsir julat fluks sinaran luas (180-480mW)?

J: Ini menunjukkan variasi pembuatan semula jadi. Untuk output cahaya konsisten dalam pemasangan, rujuk pembekal untuk pilihan pengelompokan fluks atau laksanakan kawalan maklum balas optik dalam sistem anda.

S: Bolehkah LED ini digunakan dalam operasi berdenyut?

J: Datasheet tidak menyatakan penarafan berdenyut. Untuk pemanduan berdenyut (contohnya, untuk penyelidikan fotosintesis), arus serta-merta mungkin lebih tinggi, tetapi kuasa purata dan suhu sambungan tidak boleh melebihi penarafan maksimum. Ujian khusus disyorkan.

S: Betapa kritikalnya panjang gelombang 730nm untuk tumbuhan?

J: Ia sangat spesifik. Fitokrom, fotoreseptor tumbuhan utama, wujud dalam dua bentuk saling tukar (Pr dan Pfr). Cahaya 730nm terutamanya menukar Pfr kepada Pr, mempengaruhi proses seperti pengelakan bayangan, permulaan pembungaan, dan percambahan biji.

11. Kes Penggunaan Praktikal dan Contoh Pelaksanaan

Kajian Kes 1: Pengeluaran Salad di Ladang Menegak

Dalam ladang menegak berbilang lapisan, tatasusunan LED 730nm ini digabungkan dengan LED merah 660nm dan biru 450nm. Cahaya merah jauh digunakan semasa peringkat pertumbuhan akhir untuk menggalakkan pengembangan daun dan mengurangkan pemanjangan, menghasilkan kepala salad yang lebih padat dan boleh dipasarkan. Saiz pakej 3030 membolehkan penempatan padat pada modul linear, memastikan liputan cahaya sekata.

Kajian Kes 2: Kawalan Pembungaan Strawberi Rumah Hijau

Dalam rumah hijau tradisional, LED ini dipasang sebagai pencahayaan tambahan. Dengan menyediakan keamatan rendah cahaya 730nm pada hujung hari (pencahayaan hujung hari), penanam boleh memanipulasi keseimbangan fitokrom untuk mendorong dan menyegerakkan pembungaan dalam tumbuhan strawberi, membawa kepada hasil tuaian yang lebih diramalkan dan hasil tinggi.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Ini ialah diod pemancar cahaya semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi anod dan katod, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif cip semikonduktor (biasanya berasaskan Aluminium Gallium Arsenida - AlGaAs untuk panjang gelombang ini). Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Tenaga jurang jalur spesifik bahan semikonduktor menentukan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Untuk 730nm, tenaga jurang jalur ialah kira-kira 1.7 elektron volt (eV). Bungkusan EMC berfungsi untuk melindungi die semikonduktor halus, menyediakan kanta optik utama untuk membentuk alur, dan memudahkan penyebaran haba dari cip.

13. Trend Pembangunan dalam LED Pencahayaan Hortikultur

Pasaran untuk LED hortikultur berkembang pesat. Trend utama berkaitan dengan produk ini termasuk:

• Kecekapan Meningkat:R&D berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan dinding-soket (fluks sinaran per watt elektrik) LED merah jauh, mengurangkan kos operasi lampu tumbuh.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Penambahbaikan lanjut dalam EMC dan bahan pakej lain untuk menahan suhu dan kelembapan lebih tinggi untuk jangka hayat lebih lama (sering menyasarkan 50,000+ jam).
• Penalaan Spektrum:Walaupun ini ialah pemancar monokromatik, terdapat minat yang semakin meningkat dalam pakej multi-cip atau fosfor novel yang menggabungkan berbilang panjang gelombang (contohnya, merah dalam dan merah jauh) ke dalam pakej tunggal untuk reka bentuk sistem dipermudahkan.
• Pencahayaan Pintar dan Dinamik:Integrasi dengan sensor dan sistem kawalan untuk menyampaikan spektrum dan keamatan cahaya berubah berdasarkan keperluan tumbuhan masa nyata, peringkat tanaman, atau keadaan persekitaran. Prestasi konsisten peranti seperti LED 730nm ini adalah asas untuk sistem pertanian tepat sedemikian.
• Pemiawaian:Pembangunan piawaian industri untuk mengukur dan melaporkan metrik berkaitan hortikultur, seperti fluks foton dalam julat ketumpatan fluks foton fotosintesis (PPFD) dan fluks foton spesifik untuk sinaran merah jauh.