Dokumen Teknikal LED Putih 0.25W Dual-Cip Siri T3B 3014 - Saiz 3.0x1.4x0.8mm - Voltan 6.3V - Kuasa 0.25W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri T3B mewakili keluarga peranti pemasangan permukaan (SMD) LED yang menggunakan tapak pakej 3014. Ciri penentu siri ini ialah penyepaduan dua cip LED yang disambung secara bersiri dalam satu pakej tunggal. Konfigurasi ini direka untuk aplikasi yang memerlukan voltan hadapan yang lebih tinggi berbanding LED satu-die tipikal, sambil mengekalkan faktor bentuk yang padat. Aplikasi utama adalah dalam unit lampu latar, lampu penunjuk, dan pencahayaan umum di mana ruang adalah terhad dan keserasian voltan tertentu diperlukan.

Kelebihan teras konfigurasi siri dual-cip ialah peningkatan voltan hadapan (Vf). Beroperasi pada nominal 6.3V pada 40mA, ia memudahkan reka bentuk pemacu untuk sistem yang sudah membekalkan voltan dalam julat 6-7V, berpotensi menghapuskan keperluan untuk litar penurunan voltan tambahan. Pakej 3014 (3.0mm x 1.4mm x 0.8mm) menawarkan keseimbangan yang baik antara keluaran cahaya dan penggunaan ruang papan.

2. Tafsiran Parameter dan Objektif Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

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

• Arus Hadapan (IF):60 mA (Berterusan)
• Arus Denyut Hadapan (IFP):80 mA (Lebar denyut ≤ 10ms, Kitar tugas ≤ 1/10)
• Pelesapan Kuasa (PD):408 mW
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +80°C
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +100°C
• Suhu Simpang (Tj):125°C
• Suhu Paterian (Tsld):Paterian refluks pada 230°C atau 260°C untuk maksimum 10 saat.

2.2 Ciri Elektro-Optik (Tipikal pada Ts=25°C, IF=40mA)

Parameter ini mentakrifkan prestasi yang dijangkakan di bawah keadaan operasi biasa.

• Voltan Hadapan (VF):6.3 V (Tipikal), 6.8 V (Maksimum). Sambungan bersiri dua cip menghasilkan Vf yang lebih tinggi ini.
• Voltan Songsang (VR):5 V
• Arus Songsang (IR):10 µA (Maksimum)
• Sudut Pandangan (2θ1/2):120°. Sudut pancaran lebar ini adalah tipikal untuk pakej 3014 tanpa kanta sekunder.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Produk ini dikelaskan mengikut beberapa parameter utama untuk memastikan konsistensi dan memenuhi keperluan reka bentuk. Kod pesanan mengikut struktur tertentu untuk memilih kelas ini.

3.1 Peraturan Penomboran Model

Konvensyen penamaan adalah: T [Kod Pakej] [Kod Bilangan Cip] [Kod Kanta] [Kod Dalaman] - [Kod Fluks Bercahaya] [Kod CCT]. Contohnya, T3B002LWA diterjemahkan sebagai: Siri-T, pakej 3014 (3B), dual-cip (2), tiada kanta (00), kod dalaman 2, kelas fluks bercahaya tertentu, Putih Sejuk (W).

3.2 Pengelasan Suhu Warna Berkaitan (CCT)

LED putih dikelaskan ke dalam rantau kromatisiti tertentu yang ditakrifkan oleh elips pada rajah kromatisiti CIE 1931. Kelas pesanan piawai adalah:

• 27M5: 2725K ± 145K
• 30M5: 3045K ± 175K
• 40M5: 3985K ± 275K
• 50M5: 5028K ± 283K
• 57M5: 5665K ± 355K
• 65M5: 6530K ± 510K

Akhiran "M5" dan "M7" merujuk kepada langkah elips MacAdam (5-langkah atau 7-langkah), menunjukkan toleransi konsistensi warna. Nombor langkah yang lebih kecil menandakan kawalan warna yang lebih ketat.

3.3 Pengelasan Fluks Bercahaya

Fluks dinyatakan sebagai nilai minimum pada 40mA. Nilai tipikal dan maksimum mungkin lebih tinggi. Pengelasan digabungkan dengan CCT dan Indeks Pembiakan Warna (CRI).

• Putih Suam (2700-3700K), CRI 70:Min. 28 lm
• Putih Neutral (3700-5000K), CRI 70:Min. 30 lm
• Putih Sejuk (5000-7000K), CRI 70:Min. 32 lm
• Putih Suam, CRI 80+:Min. 26 lm
• Putih Neutral, CRI 80+:Min. 28 lm
• Putih Sejuk, CRI 80+:Min. 30 lm

3.4 Pengelasan Voltan Hadapan

Kelas voltan piawai adalah 6.0V hingga 6.5V. Nilai tipikal adalah 6.3V. Pengelasan ini membantu dalam mereka bentuk pemadar arus malar dengan ruang kepala voltan yang sesuai.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Lengkung I-V untuk LED dual-cip akan menunjukkan voltan hidup kira-kira dua kali ganda daripada cip tunggal. Lengkung adalah eksponen pada mulanya, menjadi lebih linear di atas titik hidup. Pereka bentuk mesti memastikan pemadar boleh menyediakan voltan yang diperlukan, terutamanya pada suhu rendah di mana Vf meningkat.

4.2 Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Keluaran cahaya meningkat dengan arus tetapi tidak secara linear. Kecekapan biasanya memuncak pada arus tertentu dan kemudian menurun disebabkan oleh kesan terma yang meningkat dan penurunan. Beroperasi pada 40mA yang disyorkan memastikan kecekapan dan jangka hayat yang optimum.

4.3 Taburan Kuasa Spektrum

Cahaya putih dihasilkan oleh cip LED biru yang merangsang lapisan fosfor. Lengkung spektrum menunjukkan puncak biru dominan daripada cip dan pancaran kuning/merah yang lebih luas daripada fosfor. Nisbah dan lebar pancaran fosfor menentukan CCT dan CRI. LED putih sejuk mempunyai puncak biru yang lebih ketara, manakala LED putih suam mempunyai pancaran fosfor panjang gelombang yang lebih kuat.

4.4 Fluks Bercahaya Relatif vs. Suhu Simpang

Keluaran cahaya LED berkurangan apabila suhu simpang (Tj) meningkat. Ciri ini adalah penting untuk reka bentuk pengurusan terma. Penyingkiran haba yang berkesan adalah perlu untuk mengekalkan Tj serendah mungkin bagi memastikan keluaran cahaya yang stabil dan jangka hayat yang panjang.

4.5 Corak Pancaran Spatial (Sudut Pandangan)

Sudut pandangan 120 darjah mewakili lebar sudut di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada keamatan puncak (paksi 0 darjah). Corak pancaran untuk pakej 3014 biasanya Lambertian atau hampir-Lambertian, menyediakan pencahayaan kawasan lebar yang sekata sesuai untuk pencahayaan panel.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Dimensi pakej 3014 adalah 3.0mm (P) ± 0.1mm x 1.4mm (L) ± 0.1mm x 0.8mm (T) ± 0.1mm. Kanta biasanya berasaskan silikon.

5.2 Susun Atur Pad dan Reka Bentuk Stensil

Tapak yang disyorkan termasuk dua pad anod dan dua pad katod. Reka bentuk pad pateri adalah kritikal untuk refluks yang betul, kestabilan mekanikal, dan konduksi terma. Corak stensil yang disediakan memastikan isipadu pes pateri yang betul didepositkan untuk pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai. Toleransi untuk dimensi pad adalah ±0.1mm untuk nilai satu-tempat perpuluhan dan ±0.05mm untuk nilai dua-tempat perpuluhan.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Bahagian katod LED biasanya ditanda, selalunya dengan warna hijau pada substrat atau takuk/chamfer pada pakej. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan bias songsang.

6. Panduan Paterian dan Pemasangan

6.1 Profil Paterian Refluks

Komponen ini dinilai untuk paterian refluks bebas plumbum. Dua profil boleh diterima: suhu puncak 230°C atau 260°C, dengan masa di atas likuidus (biasanya ~217°C) dikawal kepada maksimum 10 saat pada suhu puncak. Profil pemanjakan, rendaman, refluks, dan penyejukan piawai harus diikuti untuk mengurangkan tekanan terma.

6.2 Kepekaan Kelembapan dan Pembakaran

Pakej 3014 adalah sensitif kelembapan (MSL). Jika beg vakum tertutup asal dibuka dan LED terdedah kepada kelembapan ambien (ditunjukkan oleh kad penunjuk kelembapan bertukar merah jambu), ia mesti dibakar sebelum refluks untuk mengelakkan kerosakan "popcorn" semasa paterian.

• Keadaan Pembakaran:60°C selama 24 jam.
• Selepas Pembakaran:LED harus dipateri dalam masa 1 jam atau disimpan dalam kabinet kering (<20% RH).
• Jangan bakar pada suhu melebihi 60°C.

6.3 Keadaan Penyimpanan

• Beg Tidak Dibuka:Suhu 5-30°C, Kelembapan <85%.
• Selepas Dibuka:Suhu 5-30°C, Kelembapan <60%. Untuk penyimpanan jangka panjang, gunakan bekas tertutup dengan desikan atau kabinet nitrogen.
• Jangka Hayat Lantai:Adalah disyorkan untuk menggunakan komponen dalam masa 12 jam selepas membuka beg penghalang kelembapan di bawah keadaan lantai kilang (<60% RH).

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Lampu Latar LCD:Untuk TV, monitor, dan papan tanda, di mana Vf yang lebih tinggi boleh sepadan dengan keluaran pemadar.
• Pencahayaan Hiasan Umum:Jalur, modul, dan pencahayaan aksen.
• Lampu Penunjuk:Dalam perkakas dan peralatan industri yang memerlukan penunjuk status yang terang dan boleh dipercayai.

7.2 Reka Bentuk Pemadar

Gunakan pemadar arus malar yang dinilai untuk arus yang diperlukan (cth., 40mA) dengan julat pematuhan voltan yang menampung Vf maksimum rentetan LED, termasuk toleransi dan kesan suhu. Untuk pelbagai LED, sambungkannya dalam konfigurasi bersiri, selari, atau bersiri-selari berdasarkan keupayaan pemadar dan redundansi yang diperlukan.

7.3 Pengurusan Terma

Walaupun kuasa hanya 0.25W, pengurusan terma yang berkesan pada PCB adalah penting untuk mengekalkan suhu simpang yang rendah. Gunakan PCB dengan via terma di bawah pad terma LED (jika ada) disambungkan kepada tuangan kuprum atau satah bumi dalaman untuk meleraikan haba. Ini memaksimumkan kestabilan keluaran cahaya dan jangka hayat operasi.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED satu-die 3014 piawai (biasanya Vf ~3.0-3.4V), siri dual-die T3B menawarkan pembezaan utama: voltan hadapan yang lebih tinggi. Ini boleh menjadi kelebihan atau keperluan bergantung pada seni bina sistem.

• Kelebihan:Memudahkan reka bentuk dalam sistem dengan rel 6V/12V, mengurangkan atau menghapuskan penukar buck. Membolehkan rentetan bersiri yang lebih panjang untuk voltan pemadar tertentu.
• Pertimbangan:Memerlukan pemadar dengan keupayaan voltan yang lebih tinggi. Pelesapan kuasa per pakej adalah sedikit lebih tinggi disebabkan oleh Vf yang lebih tinggi pada arus yang sama, memerlukan perhatian kepada reka bentuk terma.
• Berbanding dengan pakej 5730 atau 5050 dengan kuasa yang serupa, 3014 menawarkan tapak yang lebih kecil tetapi mungkin mempunyai ciri terma dan optik yang berbeza.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memandu LED ini pada 60mA secara berterusan?

J: Walaupun penarafan maksimum mutlak adalah 60mA, arus operasi yang disyorkan adalah 40mA. Beroperasi pada 60mA akan meningkatkan suhu simpang dengan ketara, mengurangkan kecekapan (lumen/Watt), dan berpotensi memendekkan jangka hayat LED. Ia hanya harus dipertimbangkan jika pengurusan terma yang kukuh dilaksanakan dan jangka hayat yang dikurangkan boleh diterima.

S: Apakah perbezaan antara kelas CCT 27M5 dan 30M5?

J: 27M5 mensasarkan cahaya putih yang lebih suam sekitar 2725K, manakala 30M5 adalah sekitar 3045K, yang masih suam tetapi sedikit kurang oren/merah. "M5" menunjukkan kedua-duanya disusun dalam elips MacAdam 5-langkah, bermakna konsistensi warna yang sangat baik dalam setiap kelas.

S: Mengapakah pembakaran diperlukan, dan apa yang berlaku jika saya melangkauinya?

J: Pakej plastik menyerap kelembapan. Semasa proses paterian refluks suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini bertukar dengan cepat kepada wap, mencipta tekanan dalaman yang boleh mengelupas pakej, memecahkan die, atau memutuskan ikatan wayar, membawa kepada kegagalan serta-merta atau terpendam (kesan popcorn).

S: Bagaimanakah saya mentafsir nilai "min" fluks bercahaya?

J: Apabila anda memesan kelas fluks tertentu (cth., 30 lm min untuk Putih Neutral), anda dijamin bahawa semua LED akan memenuhi atau melebihi nilai itu di bawah keadaan ujian. Bahagian yang dihantar sebenarnya mungkin mempunyai keluaran yang lebih tinggi, tetapi ia akan sentiasa berada dalam elips kromatisiti CCT yang ditentukan.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Modul LED 12V untuk Pencahayaan Kabinet

Seorang pereka bentuk perlu mencipta modul nipis dan terang yang dikuasakan terus daripada penyesuai DC 12V. Menggunakan LED 3V piawai akan memerlukan 4 secara bersiri, meninggalkan sedikit ruang kepala voltan untuk pemadar arus malar, terutamanya pada suhu rendah. Menggunakan LED dual-cip T3B dengan Vf ~6.3V membolehkan dua LED disambung secara bersiri. Konfigurasi 2S ini mempunyai Vf nominal 12.6V, yang sepadan dengan baik untuk bekalan 12V apabila menggunakan pemadar arus malar linear atau pensuisan mudah dengan penurunan rendah. Ini memudahkan litar, mengurangkan bilangan komponen, dan sesuai dengan kekangan mekanikal lebih baik daripada rentetan 4S LED yang lebih kecil.

11. Prinsip Operasi

LED adalah diod semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi tenaga jurang jalurnya dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam rantau aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Dalam LED putih, cip indium gallium nitride (InGaN) pemancar biru disalut dengan fosfor yttrium aluminum garnet didop serium (YAG:Ce). Sebahagian cahaya biru diserap oleh fosfor dan dipancarkan semula sebagai cahaya kuning. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang ditukar dilihat oleh mata manusia sebagai putih. Suhu warna berkaitan diselaraskan dengan mengubah suai komposisi dan kepekatan fosfor. Reka bentuk dual-cip hanya meletakkan dua struktur semikonduktor sedemikian secara elektrik dalam siri di dalam satu pakej.

12. Trend Teknologi

Trend umum dalam SMD LED adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), pembiakan warna yang lebih baik (CRI dan nilai R9 yang lebih tinggi), konsistensi warna yang lebih baik (pengelasan yang lebih ketat, cth., elips MacAdam 3-langkah atau 2-langkah), dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi. Terdapat juga dorongan untuk pengecilan sambil mengekalkan atau meningkatkan keluaran cahaya. Penggunaan reka bentuk dual-cip atau multi-cip dalam pakej piawai seperti 3014 atau 2835 adalah satu kaedah untuk menawarkan ciri elektrik khusus aplikasi (seperti Vf yang lebih tinggi) tanpa mengubah tapak mekanikal luaran, memberikan pereka bentuk lebih fleksibiliti. Tambahan pula, kemajuan dalam teknologi fosfor dan reka bentuk cip terus menolak sempadan keberkesanan dan kualiti warna merentasi semua julat CCT.