Dokumen Teknikal LED Kuasa Rendah SMD 45-21S PLCC-2 - Pakej 3.5x2.8x1.9mm - Voltan 2.9-3.6V - Kuasa 0.27W - Cahaya Putih

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri 45-21S/XK2C ialah keluarga diod pemancar cahaya (LED) putih kuasa rendah peranti permukaan-pasang (SMD) yang dibungkus dalam pakej PLCC-2 (Pembawa Cip Berpimpin Plastik). Produk ini direka untuk aplikasi pencahayaan am yang memerlukan faktor bentuk padat, kecekapan tinggi, dan prestasi yang boleh dipercayai. Pakej ini mempunyai cip LED putih dan kanta resin jernih-air, menyumbang kepada output bercahaya tinggi dan sudut pandangan yang luas.

Kelebihan utama siri LED ini termasuk pensijilannya kepada piawaian LM-80 untuk penyelenggaraan lumen, yang menjamin kebolehpercayaan jangka panjang dan konsistensi prestasi. Ia dibina dengan bahan bebas plumbum dan mematuhi sepenuhnya arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Peranti ini menggunakan sistem binning piawai ANSI (Institut Piawaian Kebangsaan Amerika) untuk kromatisiti dan fluks, memastikan konsistensi warna dan output cahaya yang boleh diramal merentasi kumpulan pengeluaran. Pasaran sasarannya merangkumi pelbagai aplikasi pencahayaan, termasuk tetapi tidak terhad kepada pencahayaan ambien am, pencahayaan hiasan dan aksen, pencahayaan hiburan, penunjuk status, lampu latar, dan pencahayaan suis.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had operasi peranti ditakrifkan di bawah keadaan di mana suhu titik pateri (T_Pateri) dikekalkan pada 25°C. Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Arus Kehadapan (I_F):75 mA (Berterusan)
• Arus Kehadapan Puncak (I_FP):100 mA (Dibenarkan di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 10ms)
• Pelesapan Kuasa (P_d):270 mW
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C
• Rintangan Terma (R_{th J-S}):50 °C/W (Sambungan ke Titik Pateri)
• Suhu Sambungan (T_j):125 °C (Maksimum)
• Suhu Pateri:Untuk pateri alir semula, suhu puncak 260°C selama 10 saat ditetapkan. Untuk pateri tangan, suhu 350°C untuk maksimum 3 saat dibenarkan.

Nota Penting:LED ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Prosedur pengendalian ESD yang betul mesti diikuti semasa pemasangan dan pengendalian untuk mengelakkan kegagalan laten atau katastrofik.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter berikut diukur pada keadaan ujian piawai T_Pateri= 25°C dan arus kehadapan (I_F) 60 mA, yang merupakan titik operasi biasa.

• Fluks Bercahaya (Φ):Jumlah output cahaya nampak. Nilai minimum bermula dari 16 lumen (lm), dengan maksimum sehingga 27 lm bergantung pada kod bin tertentu. Toleransi ±11% dikenakan pada fluks bercahaya.
• Voltan Kehadapan (V_F):Susutan voltan merentasi LED apabila beroperasi pada 60 mA. Julatnya dari minimum 2.9 V hingga maksimum 3.6 V, dengan toleransi ±0.1V untuk kumpulan bin.
• Indeks Penghasilan Warna (Ra atau CRI):Ukuran sejauh mana sumber cahaya mendedahkan warna objek berbanding sumber cahaya semula jadi. Untuk senarai pengeluaran besar yang disediakan, CRI minimum ialah 80, dengan toleransi ±2.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Sudut di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada nilai pada 0° (paksi). LED ini mempunyai sudut pandangan luas 120 darjah, tipikal.
• Arus Songsang (I_R):Arus bocor apabila bias songsang 5V dikenakan. Nilai maksimum yang ditetapkan ialah 50 µA.

3. Penjelasan Sistem Binning

Produk ini menggunakan sistem binning yang komprehensif untuk mengkategorikan parameter prestasi utama, membolehkan pereka memilih LED dengan ciri-ciri yang tepat untuk aplikasi mereka.

3.1 Penomboran Produk dan Penyahkodan Binning

Nombor bahagian mengikut struktur tertentu:45–21S / X K 2 C – H XX XX XX XX XXZ6 / 2T. Maklumat binning kritikal tertanam dalam segmen "HXX XX XX XX XX" dan akhiran.

• Indeks Arus Kehadapan (Z6):Menandakan arus kehadapan nominal ialah 60 mA.
• Contoh Penyahkodan (45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T):
  • KK:Menunjukkan Indeks Penghasilan Warna (CRI) dengan minimum 80.
  • H2727:Menentukan Suhu Warna Berkaitan (CCT). Dua digit pertama (27) mewakili CCT minimum dalam ratusan Kelvin (2700K), dan dua digit terakhir (27) mewakili CCT maksimum (2700K), menunjukkan bin 2700K yang ketat.
  • L7:Kod bin untuk fluks bercahaya minimum (16-17 lm).
  • M4:Kod bin untuk fluks bercahaya maksimum (21-24 lm).
  • B2:Kumpulan bin untuk voltan kehadapan (2.9-3.0V).

3.2 Binning Indeks Penghasilan Warna (CRI)

CRI dibinning menggunakan kod satu huruf yang mewakili nilai minimum.

• M: CRI(Min.) = 60
• N: CRI(Min.) = 65
• L: CRI(Min.) = 70
• Q: CRI(Min.) = 75
• K: CRI(Min.) = 80
• H: CRI(Min.) = 90

Toleransi untuk CRI ialah ±2.

3.3 Binning Fluks Bercahaya

Bin fluks ditakrifkan oleh gabungan huruf-nombor (cth., L7, M4). Jadual menentukan fluks bercahaya minimum dan maksimum dalam lumen untuk setiap kod bin apabila didorong pada I_F=60mA.

• L7: 16 - 17 lm
• L8: 17 - 18 lm
• L9: 18 - 19 lm
• M3: 19 - 21 lm
• M4: 21 - 24 lm
• N3: 24 - 27 lm

Toleransi keseluruhan fluks bercahaya ialah ±11%.

3.4 Binning Voltan Kehadapan

Voltan kehadapan dikumpulkan di bawah kumpulan utama (cth., B2) dan dibahagikan lagi kepada kod bin (36 hingga 42). Setiap kod sepadan dengan julat 0.1V.

• Kumpulan B2, Bin 36: 2.9 - 3.0 V
• Kumpulan B2, Bin 37: 3.0 - 3.1 V
• ... sehingga Bin 42: 3.5 - 3.6 V

Toleransi untuk voltan kehadapan dalam bin ialah ±0.1V.

3.5 Binning Kromatisiti dan CCT

Dokumen teknikal menyediakan kotak koordinat kromatisiti (CIE x, y) terperinci pada rajah CIE 1931 untuk pelbagai CCT termasuk 2700K, 3000K, 3500K, dan 4000K. Setiap CCT dibahagikan kepada beberapa bin (cth., untuk 2700K: 27K-A, 27K-B, 27K-C, 27K-D, 27K-F, 27K-G). Setiap bin ditakrifkan oleh satu set empat pasangan koordinat yang membentuk segi empat pada carta kromatisiti. Ini membolehkan pemilihan warna dan konsistensi yang sangat tepat. Julat rujukan disediakan untuk CCT berkesan setiap kumpulan bin utama (cth., 27K-A/B meliputi 2580K-2870K).

4. Senarai Pengeluaran Besar untuk CRI > 80

Jadual berikut menyenaraikan konfigurasi produk standard yang tersedia untuk pengeluaran besar, semua dengan CRI minimum 80.

5. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

5.1 Senario Aplikasi Biasa

• Pencahayaan Am:Sesuai untuk mentol LED, tiub, dan panel di mana kecekapan tinggi dan penghasilan warna yang baik diperlukan.
• Pencahayaan Hiasan & Hiburan:Sesuai untuk pencahayaan aksen, pencahayaan cove, dan pencahayaan pentas kerana sudut pandangan luas dan bin warna yang konsisten.
• Penunjuk & Lampu Suis:Boleh digunakan untuk suis lampu latar, penunjuk status perkakas, dan pencahayaan panel.
• Pencahayaan Seni Bina & Runcit:Pilihan CRI tinggi (80+ Min.) menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana penghasilan warna yang tepat adalah penting, seperti dalam paparan runcit atau pencahayaan seni.

5.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pendorongan Arus:Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau perintang had arus bersiri dengan LED. Titik operasi nominal ialah 60mA, tetapi litar mesti direka untuk tidak melebihi had maksimum mutlak 75mA arus berterusan.
• Pengurusan Terma:Dengan rintangan terma 50°C/W dari sambungan ke titik pateri, reka bentuk terma PCB yang betul adalah penting. Pastikan kawasan kuprum (pad terma) yang mencukupi dan mungkin via di bawah peranti untuk mengalirkan haba, terutamanya apabila beroperasi pada suhu ambien tinggi atau pada arus maksimum. Melebihi suhu sambungan maksimum (125°C) akan mengurangkan jangka hayat dengan ketara dan boleh menyebabkan kegagalan.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 120° adalah semula jadi kepada pakej. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran lebih sempit, optik sekunder (kanta) akan diperlukan.
• Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD pada talian PCB yang disambungkan ke anod/katod LED jika persekitaran pemasangan atau senario penggunaan akhir menimbulkan risiko ESD.
• Pemilihan Binning:Untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi warna (cth., alat kelengkapan pelbagai LED), tentukan bin CCT ketat (cth., H2727 untuk 2700K) dan pilih dari bin fluks yang sama. Menggunakan bin piawai ANSI seperti yang disediakan memastikan prestasi yang boleh diramal.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pematuhan kepada profil pateri yang ditetapkan adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan pada pakej plastik dan ikatan wayar dalaman.

• Pateri Alir Semula (Disyorkan):Profil alir semula bebas plumbum piawai dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C untuk tempoh tidak melebihi 10 saat ditetapkan. Masa melebihi 240°C harus dikawal mengikut garis panduan piawai IPC/JEDEC.
• Pateri Tangan:Jika pateri manual tidak dapat dielakkan, hadkan suhu hujung besi kepada maksimum 350°C dan masa sentuhan kepada 3 saat per pad. Gunakan penyerap haba (cth., penyepit) pada plumbum yang dipateri untuk melindungi cip.
• Pembersihan:Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, gunakan pelarut yang serasi dengan pakej plastik. Elakkan pembersihan ultrasonik kerana ia boleh merosakkan struktur dalaman.
• Keadaan Penyimpanan:Simpan LED dalam beg penghalang kelembapan asal pada suhu antara -40°C dan +100°C, dalam persekitaran kelembapan rendah. Jika beg telah dibuka dan peranti terdedah kepada kelembapan ambien, ia mungkin memerlukan pembakaran sebelum pateri alir semula untuk mengelakkan keretakan "popcorn" semasa alir semula.

7. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan pesaing langsung tidak disediakan dalam dokumen teknikal, ciri pembezaan utama siri 45-21S/XK2C boleh disimpulkan:

• Pensijilan LM-80:Ini adalah kelebihan penting untuk pengeluar pencahayaan yang perlu mematuhi program pensijilan energy star atau lain yang memerlukan data penyelenggaraan lumen yang disahkan. Ia memberikan keyakinan dalam kestabilan output lumen jangka panjang LED.
• Binning Piawai ANSI:Pematuhan kepada bin kromatisiti ANSI C78.377 memastikan konsistensi warna dan kebolehgantian, yang merupakan keperluan kritikal dalam industri pencahayaan profesional. Ini memudahkan proses reka bentuk dan pembuatan untuk pembuat alat kelengkapan.
• Sudut Pandangan Luas (120°):Pancaran luas semula jadi adalah berfaedah untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan sekata, meresap tanpa optik sekunder, mengurangkan kos dan kerumitan sistem.
• Binning Komprehensif:Ketersediaan binning terperinci untuk fluks, voltan, dan kromatisiti (dengan kotak koordinat CIE tepat) membolehkan selektiviti yang sangat tinggi, membolehkan kedua-dua penyelesaian am yang kos efektif dan aplikasi berprestasi tinggi, ditentukan dengan ketat.

8. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah jangka hayat biasa LED ini?

J: Walaupun jangka hayat L70/B50 tepat (masa untuk 70% penyelenggaraan lumen untuk 50% sampel) tidak dinyatakan, pensijilan LM-80 menunjukkan bahawa pengeluar telah menguji dan melaporkan data penyelenggaraan lumen di bawah keadaan terkawal. Jangka hayat sebenar dalam aplikasi sangat bergantung pada suhu sambungan operasi (T_j). Kekal jauh di bawah maksimum T_j125°C adalah penting untuk jangka hayat panjang.

S: Bolehkah saya mendorong LED ini pada 75mA secara berterusan?

J: Had Maksimum Mutlak untuk arus kehadapan berterusan ialah 75mA. Walau bagaimanapun, untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai dan memaksimumkan jangka hayat, adalah sangat disyorkan untuk beroperasi pada atau di bawah arus ujian biasa 60mA. Beroperasi pada 75mA akan menghasilkan lebih banyak haba, meningkatkan suhu sambungan, dan mempercepatkan susut nilai lumen.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod CCT "H2727"?

J: Dalam nombor bahagian, "H2727" bermaksud Suhu Warna Berkaitan LED dibinning untuk berada di antara 2700K (min) dan 2700K (maks), secara efektif bin 2700K satu langkah. "H3030" akan menjadi bin 3000K, dan "H3535" bin 3500K. Kod seperti "H4040" menunjukkan bin 4000K.

S: Adakah penyerap haba diperlukan?

J: Untuk satu LED yang dikendalikan pada 60mA dalam keadaan ambien sederhana, rintangan terma dalaman (50°C/W) dan kuprum PCB mungkin mencukupi. Walau bagaimanapun, untuk tatasusunan LED, suhu ambien tinggi, atau operasi berhampiran arus maksimum, memasang PCB ke PCB teras logam (MCPCB) atau penyerap haba luaran adalah perlu untuk mengurus suhu sambungan.

9. Prinsip Operasi dan Teknologi

LED 45-21S adalah berdasarkan teknologi semikonduktor. Teras peranti ialah cip yang diperbuat daripada bahan InGaN (Indium Gallium Nitride). Apabila voltan kehadapan melebihi ambang diod (lebih kurang 2.9V) dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi spesifik lapisan InGaN dan penggunaan penukaran fosfor (kemungkinan salutan fosfor kuning pada cip LED biru) menentukan warna output, menghasilkan pancaran cahaya putih yang diterangkan. Enkapsulan resin jernih-air melindungi cip dan ikatan wayar sambil juga bertindak sebagai kanta utama, membentuk output cahaya awal untuk mencapai sudut pandangan 120 darjah.

10. Konteks dan Tren Industri

Siri 45-21S mewakili produk matang dan dioptimumkan dalam pasaran LED SMD kuasa rendah. Tren industri utama yang tercermin dalam spesifikasinya termasuk:

• Permintaan untuk Kualiti Cahaya Tinggi:Ketersediaan pilihan CRI tinggi (80+ minimum) menangani permintaan pasaran yang semakin meningkat untuk LED yang menyediakan penghasilan warna yang sangat baik, bergerak melampaui kecekapan semata-mata kepada kualiti cahaya.
• Pemiawaian dan Kebolehpercayaan:Ciri seperti pensijilan LM-80 dan binning ANSI kini adalah jangkaan industri untuk komponen yang digunakan dalam produk pencahayaan profesional, menekankan tren ke arah prestasi yang disahkan dan kebolehoperasian.
• Pengecilan dan Integrasi:Pakej PLCC-2 ialah format padat, piawai industri yang membolehkan penempatan ketumpatan tinggi pada PCB, membolehkan reka bentuk alat kelengkapan yang anggun dan cekap.
• Kecekapan dan Kelestarian:Kecekapan bercahaya tinggi (diimplikasikan oleh output fluks pada 60mA), pematuhan RoHS, dan pembinaan bebas plumbum selaras dengan tren global ke arah elektronik cekap tenaga dan bertanggungjawab terhadap alam sekitar.

Pembangunan masa depan dalam segmen ini mungkin memberi tumpuan kepada peningkatan kecekapan (lumen per watt) selanjutnya, mencapai nilai CRI lebih tinggi (cth., >90) dengan kecekapan yang baik, dan meningkatkan konsistensi warna merentasi variasi suhu dan arus dorongan.