Dokumen Teknikal LED Kuasa Sederhana SMD 67-24ST - Pakej 3.50x3.50x2.00mm - Voltan 72V maks - Arus 15mA - Cahaya Putih

1. Gambaran Keseluruhan Produk

67-24ST ialah LED kuasa sederhana peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk aplikasi pencahayaan am. Ia menggunakan pakej PLCC-2 (Pembawa Cip Berpimpin Plastik), menawarkan faktor bentuk padat dengan dimensi kira-kira 3.50mm x 3.50mm x 2.00mm. Warna pancaran utama ialah putih, tersedia dalam pelbagai suhu warna berkorelasi (CCT) termasuk varian putih sejuk, putih neutral, dan putih suam. Resin pengkapsulan adalah jernih air. Kelebihan utama LED ini termasuk kecekapan bercahaya tinggi, indeks penghasilan warna (CRI) yang sangat baik, penggunaan kuasa rendah, dan sudut pandangan yang sangat luas iaitu 120 darjah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan seragam.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri-Ciri Elektro-Optik

Parameter elektro-optik utama diukur pada arus ke hadapan piawai (I_F) 15mA dan suhu titik paterian (T_paterian) 25°C.

• Fluks Bercahaya (Φ):Output fluks bercahaya minimum berbeza mengikut varian produk, dari 160 lumen hingga 175 lumen, dengan toleransi tipikal ±11%.
• Voltan Ke Hadapan (V_F):Voltan ke hadapan maksimum ditetapkan pada 72.0V, dengan julat operasi tipikal dan toleransi ±0.1V.
• Indeks Penghasilan Warna (Ra/CRI):Siri produk ini menawarkan CRI minimum 80, dengan toleransi ±2. Nilai CRI yang lebih tinggi menunjukkan ketepatan warna objek yang diterangi yang lebih baik.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Sudut separuh keamatan ialah 120 darjah, menyediakan corak pancaran yang sangat luas.

2.2 Had Maksimum Mutlak

Had ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi harus dikekalkan dalam had ini.

• Arus Ke Hadapan (I_F):15 mA (berterusan).
• Arus Ke Hadapan Puncak (I_FP):20 mA (berdenyut, kitar tugas 1/10, lebar denyut 10ms).
• Pelesapan Kuasa (P_d):1080 mW.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C.
• Suhu Simpang (T_j):115°C (maksimum).

2.3 Ciri-Ciri Terma

Pengurusan terma yang berkesan adalah penting untuk prestasi dan jangka hayat LED.

• Rintangan Terma (R_{th J-S}):Rintangan terma simpang-ke-titik paterian ialah 17°C/W. Parameter ini adalah kritikal untuk mengira kenaikan suhu simpang berdasarkan kuasa yang dilesapkan dan reka bentuk terma PCB.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Produk ini menggunakan sistem pembin yang komprehensif untuk memastikan konsistensi warna dan prestasi.

3.1 Suhu Warna (CCT) dan Pembin Kromatisiti

LED dibin mengikut suhu warna berkorelasi (CCT) pada sistem elips MacAdam 5-langkah, memastikan konsistensi warna yang ketat. Bin CCT yang tersedia termasuk 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, dan 6500K. Koordinat kromatisiti (Cx, Cy) untuk setiap bin disediakan dengan toleransi ±0.01 pada rajah CIE 1931.

3.2 Pembin Fluks Bercahaya

Fluks bercahaya dikategorikan kepada bin yang ditandakan dengan kod seperti 160L5, 165L5, sehingga 185L5. Setiap bin menentukan julat output bercahaya minimum dan maksimum (contohnya, 160L5: 160-165 lm) di bawah keadaan ujian piawai I_F=15mA.

3.3 Pembin Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan dibin kepada tiga kategori: 660T (66-68V), 680T (68-70V), dan 700T (70-72V). Ini membantu dalam mereka bentuk litar pemacu dengan keperluan voltan yang sesuai.

3.4 Indeks Penghasilan Warna (CRI)

CRI ditunjukkan oleh kod satu huruf dalam nombor bahagian (contohnya, 'K' untuk CRI ≥80). Kod potensi lain termasuk M (60), N (65), L (70), Q (75), P (85), dan H (90).

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data teknikal termasuk beberapa lengkung ciri yang penting untuk reka bentuk.

4.1 Voltan Ke Hadapan vs Suhu Simpang

Rajah 1 menunjukkan anjakan voltan ke hadapan relatif kepada suhu simpang. Voltan ke hadapan biasanya mempunyai pekali suhu negatif, berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini mesti dipertimbangkan dalam reka bentuk pemadu arus malar.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs Arus Ke Hadapan

Rajah 2 menggambarkan hubungan antara output bercahaya relatif dan arus ke hadapan. Output secara amnya linear dalam julat operasi yang disyorkan tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi.

4.3 Fluks Bercahaya Relatif vs Suhu Simpang

Rajah 3 menggambarkan bagaimana output bercahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Mengekalkan suhu simpang yang rendah adalah penting untuk memaksimumkan output cahaya dan jangka hayat.

4.4 Arus Ke Hadapan vs Voltan Ke Hadapan (Lengkung IV)

Rajah 4 menyediakan lengkung ciri IV tipikal, yang asas untuk menentukan titik operasi dan penggunaan kuasa.

4.5 Arus Pemanduan Maksimum vs Suhu Paterian

Rajah 5 ialah lengkung penyahkadar yang menunjukkan arus ke hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu titik paterian, berdasarkan rintangan terma (R_{th j-s}=17°C/W). Graf ini adalah kritikal untuk memastikan suhu simpang tidak melebihi had maksimumnya di bawah keadaan operasi yang berbeza.

4.6 Corak Sinaran

Rajah 6 menunjukkan rajah sinaran (keamatan) spatial, mengesahkan sudut pandangan luas 120 darjah dengan taburan hampir-Lambertian.

4.7 Taburan Spektrum

Graf taburan kuasa spektrum tipikal disediakan, menunjukkan profil pancaran LED putih yang ditukar fosfor, yang penting untuk analisis kualiti warna.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Lukisan mekanikal terperinci menentukan dimensi pakej PLCC-2. Ukuran utama termasuk saiz badan 3.50mm ± 0.05mm panjang dan lebar, dan ketinggian 2.00mm ± 0.05mm. Lukisan juga menunjukkan profil kanta dan butiran bingkai plumbum.

5.2 Susun Atur Pad dan Pengenalpastian Polarity

Corak pad paterian yang disyorkan (corak land) disediakan untuk memastikan pembentukan sendi paterian yang betul dan kestabilan mekanikal. Polarity ditandakan dengan jelas pada pakej itu sendiri dan dalam rajah; anod (+) dan katod (-) mesti dikenal pasti dengan betul semasa pemasangan untuk mengelakkan bias songsang.

6. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

6.1 Parameter Paterian Refluks

LED ini sesuai untuk proses paterian refluks. Suhu paterian maksimum yang dibenarkan ialah 260°C untuk tempoh 10 saat. Profil suhu harus mematuhi garis panduan piawai IPC/JEDEC untuk peranti sensitif lembapan.

6.2 Paterian Tangan

Jika paterian tangan diperlukan, suhu hujung besi pemateri tidak boleh melebihi 350°C, dan masa sentuhan harus dihadkan kepada 3 saat per pad untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej plastik dan cip LED.

6.3 Kepekaan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

Peranti ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Langkah berjaga-jaga ESD yang betul, seperti menggunakan stesen kerja dan tali pergelangan tangan yang dibumikan, mesti dipatuhi semasa pengendalian dan pemasangan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Penjelasan Nombor Produk

Nombor bahagian mengikut struktur tertentu:67-24ST/KKE-5MXXXXX720U1/2T.

• 67-24ST/: Kod pakej asas.
• K: Indeks CRI (contohnya, K=80 Min).
• KE-5M: Siri kod dalaman.
• XXX: Tiga digit mewakili CCT (contohnya, 650 untuk 6500K).
• XXX: Tiga digit mewakili fluks bercahaya minimum dalam lumen (contohnya, 175).
• 720: Indeks voltan ke hadapan (72.0V maks).
• U1: Indeks arus ke hadapan (I_F=15mA).
• 2T: Kuantiti pembungkusan per gegelung (contohnya, 2000 keping).

Contoh: 67-24ST/KKE-5M65175720U1/2T dinyahkod kepada CRI 80 Min, CCT 6500K, Fluks 175 lm min, V_F72.0V maks, I_F 15mA.

7.2 Senarai Pengeluaran Pukal

Satu jadual menyenaraikan produk standard yang tersedia dengan nilai CCT, CRI minimum, dan fluks bercahaya minimum tertentu mereka, menyediakan panduan pemilihan pantas untuk keperluan biasa.

7.3 Kuantiti Pembungkusan

Peranti biasanya dibekalkan pada pita dan gegelung. Akhiran "2T" dalam nombor bahagian menunjukkan kuantiti gegelung piawai, yang biasanya 2000 keping per gegelung untuk jenis pakej ini, memudahkan pemasangan pick-and-place automatik.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Pencahayaan Am:Sesuai untuk mentol LED, tiub, dan panel kerana kecekapan tinggi dan CRI yang baik.
• Pencahayaan Hiasan dan Hiburan:Sesuai untuk pencahayaan aksen, papan tanda, dan pencahayaan pentas yang mendapat manfaat daripada sudut pandangan yang luas.
• Penunjuk dan Pencahayaan:Boleh digunakan untuk lampu latar, penunjuk status, dan pencahayaan suis.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Terma:Memandangkan pelesapan kuasa (sehingga ~1W) dan rintangan terma, PCB yang direka bentuk dengan secukupnya dengan kawasan kuprum yang mencukupi atau papan teras logam adalah disyorkan untuk mengekalkan suhu simpang rendah, memastikan jangka hayat panjang dan output cahaya yang stabil.
• Pemilihan Pemacu:Pemadu arus malar adalah wajib. Pemacu mesti dinilai untuk voltan ke hadapan tinggi (sehingga 72V) dan menyediakan output 15mA yang stabil. Pertimbangkan pekali suhu negatif V_Fdalam reka bentuk pemadu.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pancaran luas 120 darjah mengurangkan keperluan untuk optik sekunder dalam banyak aplikasi pencahayaan resap tetapi harus dipertimbangkan apabila mereka bentuk untuk corak pancaran tertentu.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung sisi ke sisi dengan produk lain tidak disediakan dalam dokumen data teknikal, ciri pembezaan utama LED ini boleh disimpulkan:

• Konfigurasi Voltan Tinggi:Voltan ke hadapan yang luar biasa tinggi (72V maks) menunjukkan pakej itu mungkin mengandungi berbilang cip LED disambung secara bersiri dalaman. Ini mengurangkan keperluan arus untuk tahap kuasa tertentu, yang boleh memudahkan reka bentuk pemadu dalam beberapa senario dengan meminimumkan kehilangan resistif (I²R).
• Prestasi Seimbang:Ia menawarkan gabungan fluks bercahaya yang baik, CRI tinggi (≥80), dan sudut pandangan yang sangat luas dalam pakej PLCC-2 standard, menjadikannya pilihan serba boleh untuk pencahayaan am berorientasikan kualiti.
• Pematuhan: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)

10.1 Mengapakah voltan ke hadapan begitu tinggi (72V)?

Ini menunjukkan pakej mengintegrasikan berbilang simpang semikonduktor LED yang disambung secara bersiri. Sebagai contoh, jika setiap simpang mempunyai voltan ke hadapan tipikal ~3V, kira-kira 24 simpang akan disambung secara bersiri untuk mencapai ~72V. Konfigurasi ini membolehkan operasi pada arus yang lebih rendah (15mA) untuk kuasa tertentu, yang boleh memberi kelebihan untuk kecekapan pemadu dan pengurusan terma.

10.2 Bagaimana saya memilih bin CCT dan fluks yang betul?

Gunakan Senarai Pengeluaran Pukal dan penjelasan kod bin. Pilih CCT (contohnya, 3000K untuk putih suam) berdasarkan suasana aplikasi. Pilih bin fluks berdasarkan output cahaya yang diperlukan, dengan mengambil kira toleransi ±11%. Untuk warna yang konsisten, pastikan semua LED dalam satu alat adalah dari bin CCT dan CRI yang sama.

10.3 Apakah kesan suhu simpang terhadap prestasi?

Seperti yang ditunjukkan dalam lengkung, suhu simpang yang lebih tinggi membawa kepada pengurangan output cahaya (susut nilai lumen) dan anjakan dalam voltan ke hadapan. Melebihi suhu simpang maksimum (115°C) akan memendekkan jangka hayat LED dengan ketara. Penyingkiran haba yang betul adalah penting.

10.4 Bolehkah saya memandu LED ini dengan sumber voltan malar?

No.LED adalah peranti yang didorong arus. Sumber voltan malar akan membawa kepada aliran arus yang tidak terkawal, berpotensi melebihi had maksimum mutlak dan menyebabkan kegagalan serta-merta. Sentiasa gunakan pemadu arus malar atau litar yang secara aktif menghadkan arus.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka Bentuk Modul LED Linear untuk Pencahayaan Pejabat.

Seorang jurutera mereka bentuk pengganti tiub LED 2-kaki. Matlamat reka bentuk ialah 2000 lumen dengan CCT 4000K dan CRI >80. Menggunakan varian 67-24ST/KKE-5M40175720U1/2T (4000K, 175 lm min):

1. Pengiraan Kuantiti:Fluks sasaran / Fluks min per LED = 2000 / 175 ≈ 11.4 LED. Menggunakan 12 LED menyediakan margin reka bentuk.
2. Reka Bentuk Elektrik:Kesemua 12 LED akan disambung secara bersiri. Jumlah voltan ke hadapan: 12 * ~70V (tipikal) = ~840V. Ini memerlukan pemadu arus malar voltan tinggi yang mampu membekalkan 15mA pada >840V. Sebagai alternatif, mereka boleh disusun dalam kombinasi siri-selari untuk menurunkan keperluan voltan, tetapi padanan arus antara rentetan selari mesti diuruskan dengan teliti.
3. Reka Bentuk Terma:Jumlah pelesapan kuasa: 12 LED * (70V * 0.015A) ≈ 12.6W. PCB mesti direka bentuk sebagai substrat aluminium (MCPCB) untuk memindahkan haba dengan berkesan dari titik paterian ke persekitaran, mengekalkan T_jjauh di bawah 115°C.
4. Reka Bentuk Optik:Sudut pancaran asli 120 darjah adalah sesuai untuk menyediakan pencahayaan resap, tanpa silau dalam troffer pejabat tanpa kanta tambahan.

12. Pengenalan Prinsip

LED ini ialah LED putih yang ditukar fosfor. Terasnya ialah cip semikonduktor, biasanya berdasarkan indium gallium nitride (InGaN), yang memancarkan cahaya dalam spektrum biru atau ultraungu apabila dibias ke hadapan. Cahaya primer ini kemudiannya sebahagiannya diserap oleh lapisan fosfor yang didepositkan pada atau di sekeliling cip. Fosfor memancarkan semula cahaya pada panjang gelombang yang lebih panjang (kuning, merah). Gabungan cahaya biru yang tinggal dan pancaran fosfor spektrum luas menghasilkan persepsi cahaya putih. Campuran spesifik fosfor menentukan Suhu Warna Berkorelasi (CCT) dan Indeks Penghasilan Warna (CRI) output cahaya putih akhir. Pakej PLCC-2 menyediakan perlindungan mekanikal, menempatkan bingkai plumbum untuk sambungan elektrik, dan menggabungkan kanta acuan yang membentuk output cahaya untuk mencapai sudut pandangan yang ditentukan.

13. Trend Pembangunan

Evolusi LED kuasa sederhana seperti 67-24ST mengikuti beberapa trend industri utama:

• Peningkatan Kecekapan (lm/W):Penambahbaikan berterusan dalam teknologi cip, kecekapan fosfor, dan reka bentuk pakej secara berterusan mendorong output cahaya yang lebih tinggi per watt elektrik, mengurangkan penggunaan tenaga untuk tahap cahaya yang sama.
• Kualiti Warna yang Dipertingkatkan:Terdapat dorongan pasaran yang kuat ke arah nilai CRI yang lebih tinggi (90+), terutamanya untuk aplikasi di mana penghasilan warna yang tepat adalah kritikal, seperti runcit, muzium, dan penjagaan kesihatan. Peningkatan konsistensi warna (pembin yang lebih ketat) juga menjadi fokus.
• Kebolehpercayaan dan Jangka Hayat yang Diperbaiki:Kemajuan dalam bahan (contohnya, fosfor yang lebih stabil, pengkapsul yang teguh) dan reka bentuk pengurusan terma bertujuan untuk melanjutkan jangka hayat operasi dan mengurangkan susut nilai lumen dari masa ke masa.
• Pengecilan dan Ketumpatan Lebih Tinggi:Walaupun PLCC-2 kekal popular, terdapat trend ke arah pakej yang lebih kecil dan pakej skala-cip (CSP) yang membolehkan ketumpatan piksel yang lebih tinggi dalam aplikasi seperti dinding video dan pencahayaan linear jarak halus.
• Pencahayaan Pintar dan Boleh Ditala:Integrasi dengan sistem kawalan untuk pendim dan penalaan warna (CCT boleh ditala dari putih suam ke putih sejuk) menjadi lebih biasa, walaupun ini biasanya memerlukan LED berbilang-saluran atau berbilang LED satu-warna.