Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal
- 2.1 Had Maksimum Mutlak
- 2.2 Ciri-ciri Elektrik / Optik
- 3. Penjelasan Sistem Pengelasan
- 4. Analisis Lengkung Prestasi
- 5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
- 5.1 Dimensi Pakej
- 5.2 Spesifikasi Pembungkusan
- 6. Panduan Pematerian dan Pemasangan
- 7. Cadangan Aplikasi
- 7.1 Kaedah Pemacu
- 7.2 Perlindungan ESD (Nyahcas Elektrostatik)
- 7.3 Penggunaan yang Diniatkan dan Amaran
- 8. Perbandingan Teknikal dan Pertimbangan Reka Bentuk
- 9. Soalan Lazim Berdasarkan Parameter Teknikal
- 10. Kes Aplikasi Praktikal
- 11. Pengenalan Prinsip
- 12. Trend Pembangunan
1. Gambaran Keseluruhan Produk
Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk lampu LED pemasangan lubang-lalu yang berkecekapan tinggi. Peranti ini direka untuk aplikasi penunjuk tujuan am yang memerlukan keluaran cahaya yang tinggi dengan penggunaan kuasa yang rendah. Ciri-ciri utamanya termasuk pakej padat berdiameter 3.1mm, keserasian dengan litar bersepadu kerana keperluan arus yang rendah, dan pilihan pemasangan yang serba boleh pada papan litar bercetak atau panel. Sumber cahaya menggunakan teknologi AlInGaP untuk menghasilkan keluaran cahaya kuning amber yang meresap.
2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal
2.1 Had Maksimum Mutlak
Peranti tidak boleh dikendalikan melebihi had berikut untuk mengelakkan kerosakan kekal. Penyerakan kuasa maksimum ialah 75 mW. Arus hadapan puncak, yang terpakai di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms), ialah 60 mA. Arus hadapan DC berterusan maksimum ialah 20 mA. Peranti boleh menahan voltan songsang sehingga 5 V. Julat suhu operasi adalah dari -40°C hingga +85°C, manakala julat suhu penyimpanan adalah dari -40°C hingga +100°C. Untuk pematerian, kaki LED boleh dikenakan suhu 260°C untuk maksimum 5 saat, diukur 1.6mm dari badan LED.
2.2 Ciri-ciri Elektrik / Optik
Semua parameter dinyatakan pada suhu ambien (TA) 25°C. Keamatan bercahaya (IV) mempunyai nilai tipikal 700 mcd pada arus hadapan (IF) 20 mA, dengan minimum 240 mcd dan maksimum 1150 mcd. Sudut pandangan (2θ1/2) ialah 25 darjah. Panjang gelombang pancaran puncak (λP) ialah 591 nm. Panjang gelombang dominan (λd) julatnya dari 586 nm hingga 594 nm, dengan nilai tipikal 590 nm. Lebar separuh garis spektrum (Δλ) ialah 15 nm. Voltan hadapan (VF) biasanya 2.1 V pada 20 mA, julat dari 1.6 V hingga 2.6 V. Arus songsang (IR) adalah maksimum 100 μA pada voltan songsang (VR) 5V. Adalah kritikal untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk beroperasi di bawah pincang songsang; keadaan ujian ini adalah untuk pencirian sahaja.
3. Penjelasan Sistem Pengelasan
LED dikelaskan ke dalam bin berdasarkan keamatan bercahaya dan panjang gelombang dominan untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi. Bin keamatan bercahaya adalah: JK (240-400 mcd), LM (400-680 mcd), dan NP (680-1150 mcd), setiap satu dengan toleransi ±15%. Bin panjang gelombang dominan adalah: H16 (586.0-588.0 nm), H17 (588.0-590.0 nm), H18 (590.0-592.0 nm), dan H19 (592.0-594.0 nm), setiap satu dengan toleransi ±1 nm. Kod bin khusus untuk keamatan ditanda pada setiap beg pembungkusan.
4. Analisis Lengkung Prestasi
Lembaran data merujuk kepada lengkung ciri elektrik dan optik tipikal yang diukur pada suhu ambien 25°C. Lengkung ini mewakili secara visual hubungan antara parameter utama seperti arus hadapan vs. voltan hadapan, keamatan bercahaya vs. arus hadapan, dan taburan spektrum cahaya yang dipancarkan. Menganalisis lengkung ini adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan operasi yang berbeza, meramal prestasi pada arus bukan standard, dan mereka bentuk litar pemacu yang sesuai untuk mencapai tahap kecerahan yang dikehendaki sambil mengekalkan kecekapan dan jangka hayat.
5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
5.1 Dimensi Pakej
LED mempunyai pakej bulat standard berdiameter 3.1mm yang direka untuk pemasangan lubang-lalu. Toleransi dimensi utama adalah ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Resin di bawah flens mungkin menonjol atau tenggelam maksimum 0.5mm. Jarak kaki diukur pada titik di mana kaki keluar dari badan pakej. Lukisan mekanikal terperinci dengan semua dimensi kritikal disediakan dalam lembaran data untuk susun atur PCB dan integrasi mekanikal yang tepat.
5.2 Spesifikasi Pembungkusan
LED dibekalkan dalam beg pembungkusan yang mengandungi 1000, 500, 200, atau 100 keping. Sepuluh beg pembungkusan ini digabungkan menjadi satu kotak dalaman, menjumlahkan 10,000 keping setiap kotak dalaman. Untuk penghantaran yang lebih besar, lapan kotak dalaman dibungkus ke dalam kotak luar, menghasilkan jumlah 80,000 keping setiap kotak luar. Perlu diingatkan bahawa dalam satu lot penghantaran, hanya bungkusan akhir yang mungkin bukan unit pembungkusan penuh.
6. Panduan Pematerian dan Pemasangan
Pengendalian yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan. Untuk penyimpanan, ambien tidak boleh melebihi 30°C atau 70% kelembapan relatif. LED yang dikeluarkan dari pembungkusan asalnya hendaklah digunakan dalam tempoh tiga bulan. Untuk pembersihan, hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol disyorkan. Semasa membentuk kaki, selekoh mesti dibuat sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED, dan operasi mesti dilakukan pada suhu bilik sebelum pematerian. Semasa memateri, jarak minimum 2mm mesti dikekalkan antara titik pateri dan pangkal kanta. Keadaan pematerian yang disyorkan adalah: suhu besi pemateri maks 350°C untuk maks 3 saat (sekali sahaja), atau pematerian gelombang dengan pemanasan awal maks 100°C untuk maks 60 saat dan suhu gelombang pateri maks 260°C untuk maks 5 saat. Penyusunan semula inframerah (IR) tidak sesuai untuk produk LED lubang-lalu ini.
7. Cadangan Aplikasi
7.1 Kaedah Pemacu
LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila menyambungkan berbilang LED secara selari, adalah sangat disyorkan untuk menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap LED individu. Menggunakan satu perintang untuk tatasusunan selari (Litar B dalam lembaran data) tidak dinasihatkan, kerana variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (VF) setiap LED boleh membawa kepada perbezaan ketara dalam perkongsian arus dan seterusnya, keamatan bercahaya yang tidak sekata.
7.2 Perlindungan ESD (Nyahcas Elektrostatik)
Peranti ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Untuk mengelakkan kerosakan, kakitangan hendaklah menggunakan gelang pergelangan tangan konduktif atau sarung tangan anti-statik. Semua peralatan, meja kerja, dan rak penyimpanan mesti dibumikan dengan betul. Peniup ion dicadangkan untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada kanta plastik semasa pengendalian dan penyimpanan.
7.3 Penggunaan yang Diniatkan dan Amaran
LED ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa dalam aplikasi pejabat, komunikasi, dan isi rumah. Ia tidak direka untuk aplikasi kritikal keselamatan di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (contohnya, penerbangan, peranti perubatan, kawalan pengangkutan) tanpa perundingan terlebih dahulu dan kelayakan khusus.
8. Perbandingan Teknikal dan Pertimbangan Reka Bentuk
Berbanding teknologi lama, penggunaan bahan AlInGaP menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan keluaran warna yang lebih stabil mengikut masa dan suhu. Pakej 3.1mm adalah standard industri biasa, memastikan keserasian dengan jejak PCB sedia ada dan potongan panel. Voltan hadapan tipikal 2.1V pada 20mA menjadikannya sesuai untuk pemacu langsung daripada bekalan logik 3.3V atau 5V dengan perintang bersiri yang mudah. Pereka bentuk mesti mempertimbangkan dengan teliti penyingkiran haba, kerana melebihi had maksimum mutlak untuk kuasa, arus, atau suhu akan merosotkan prestasi dan memendekkan jangka hayat. Sudut pandangan 25 darjah menunjukkan pancaran yang agak fokus, sesuai untuk aplikasi penunjuk garis penglihatan langsung.
9. Soalan Lazim Berdasarkan Parameter Teknikal
S: Apakah nilai perintang yang patut saya gunakan dengan bekalan 5V?
J: Menggunakan Hukum Ohm (R = (Vbekalan- VF) / IF) dan VFtipikal 2.1V pada 20mA, R = (5 - 2.1) / 0.02 = 145 Ohm. Perintang standard 150 Ohm adalah titik permulaan yang sesuai. Sentiasa sahkan arus sebenar dalam litar.
S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA untuk kecerahan yang lebih?
J: Tidak. Had maksimum mutlak arus hadapan DC berterusan ialah 20 mA. Melebihi penarafan ini berisiko merosakkan peranti secara kekal dan melanggar keadaan operasi yang ditetapkan.
S: Keamatan bercahaya mempunyai julat yang luas (240-1150 mcd). Bagaimanakah saya memastikan kecerahan yang konsisten?
J: Gunakan sistem pengelasan. Nyatakan bin keamatan bercahaya yang diperlukan (JK, LM, atau NP) semasa membuat pesanan untuk mendapatkan LED dalam julat prestasi yang lebih ketat. Kod bin ditanda pada beg pembungkusan.
S: Adakah perlindungan voltan songsang diperlukan?
J: Walaupun peranti boleh bertahan sehingga 5V secara songsang, ia tidak direka untuk operasi songsang. Dalam litar di mana voltan songsang mungkin berlaku (contohnya, gandingan AC, beban induktif), perlindungan luaran seperti diod selari (katod ke anod) adalah disyorkan.
10. Kes Aplikasi Praktikal
Pertimbangkan mereka bentuk panel penunjuk status untuk penghala rangkaian dengan sepuluh penunjuk LED amber yang sama. Untuk memastikan kecerahan seragam, setiap LED LTL1NHSJ4D harus dipacu secara individu daripada pin GPIO mikropengawal 3.3V. Perintang bersiri kira-kira 62 Ohm ((3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 Ohm, nilai standard terdekat 62 Ohm) diletakkan pada setiap talian anod LED. LED dipasang pada PCB dengan kaki dibentuk 4mm dari badan untuk menyesuaikan ketebalan panel. Semasa pemasangan, langkah berjaga-jaga ESD diikuti, dan pematerian dilakukan dengan besi terkawal suhu ditetapkan pada 320°C selama 2 saat setiap sambungan. Dengan menetapkan bin keamatan LM (400-680 mcd), penampilan kecerahan sederhana yang konsisten dicapai merentasi kesemua sepuluh penunjuk.
11. Pengenalan Prinsip
LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesen dalam diod semikonduktor. Kawasan aktif terdiri daripada Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP). Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya mentakrifkan panjang gelombang dominan cahaya yang dipancarkan, dalam kes ini, amber/kuning. Bahan kanta meresap menyerakkan cahaya, mencipta corak pandangan yang lebih lebar dan seragam berbanding kanta jernih.
12. Trend Pembangunan
Trend umum dalam LED penunjuk terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih lumen per watt), yang membolehkan keluaran bercahaya yang sama pada arus pemacu yang lebih rendah, mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba. Terdapat juga fokus untuk meningkatkan konsistensi warna dan kestabilan mengikut suhu dan jangka hayat. Walaupun pakej lubang-lalu kekal popular untuk prototaip, pemasangan manual, dan aplikasi industri tertentu, pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) semakin dominan dalam pembuatan automatik, volum tinggi kerana saiznya yang lebih kecil dan profil yang lebih rendah. Teknologi bahan asas AlInGaP adalah matang dan menawarkan prestasi cemerlang untuk warna merah, oren, dan amber.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Perwakilan | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Fluks Bercahaya | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), cth., 120° | Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. | Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai. |
| CRI / Ra | Tanpa unit, 0–100 | Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. | Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" | Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama. |
| Panjang Gelombang Dominan | nm (nanometer), cth., 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang vs keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti. |
Parameter Elektrik
| Istilah | Simbol | Penjelasan Ringkas | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | Vf | Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". | Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri. |
| Arus Hadapan | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat. |
| Arus Denyut Maks | Ifp | Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. | Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Rintangan Terma | Rth (°C/W) | Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. | Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Kesan |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna. |
| Susut Nilai Lumen | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. | Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (cth., 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang. |
| Anjakan Warna | Δu′v′ atau elips MacAdam | Darjah perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Penuaan Terma | Kerosakan bahan | Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. | Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Pembungkusan & Bahan
| Istilah | Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Ciri & Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. | EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Flip Chip | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Kawalan Kualiti & Pengelasan
| Istilah | Kandungan Pembin | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Bin Fluks Bercahaya | Kod cth. 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama. |
| Bin Voltan | Kod cth. 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Bin Warna | Elips MacAdam 5-langkah | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K dll. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. | Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza. |
Pengujian & Pensijilan
| Istilah | Piawaian/Ujian | Penjelasan Ringkas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Ujian penyelenggaraan lumen | Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. | Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21). |
| TM-21 | Piawaian anggaran hayat | Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Menyediakan ramalan hayat saintifik. |
| IESNA | Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. | Asas ujian diiktiraf industri. |
| RoHS / REACH | Pensijilan alam sekitar | Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). | Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa. |
| ENERGY STAR / DLC | Pensijilan kecekapan tenaga | Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. | Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing. |