Dokumen Teknikal - Lembaran Data Lampu LED Putih T-1 3/4 - Diameter 5mm - Voltan Hadapan 3.6V - Penyerakan Kuasa 120mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk diod pemancar cahaya (LED) putih berkeamatan tinggi yang direka untuk pemasangan lubang-lalu pada papan litar bercetak (PCB) atau panel. Peranti ini menggunakan teknologi InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk menghasilkan cahaya putih dan disalut dalam pakej diameter T-1 3/4 (5mm) yang popular dengan kanta jernih air. Ia direka untuk penggunaan kuasa rendah dan kecekapan tinggi, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan pencahayaan yang memerlukan prestasi yang boleh dipercayai.

Kelebihan utama LED ini termasuk pematuhannya kepada arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), bermakna ia bebas plumbum. Reka bentuknya serasi dengan litar bersepadu kerana keperluan arus yang rendah. Keupayaan pemasangan yang serba boleh membolehkan integrasi yang fleksibel ke dalam pelbagai pemasangan elektronik.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini tidak boleh dikendalikan melebihi had ini, kerana berbuat demikian boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Penyerakan Kuasa (Pd):120 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh diserakkan oleh LED sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100 mA. Ini adalah arus berdenyut maksimum yang dibenarkan, ditentukan di bawah kitaran tugas 1/10 dengan lebar denyut 0.1ms. Ia jauh lebih tinggi daripada penarafan DC untuk menampung denyut intensiti tinggi yang singkat.
• Arus Hadapan DC (I_F):30 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Operasi (T_opr):-25°C hingga +80°C. LED ini direka untuk berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan (T_stg):-30°C hingga +100°C.
• Suhu Pateri Lead:260°C selama 5 saat, diukur 1.6mm (0.063") dari badan LED. Ini mentakrifkan profil terma yang boleh ditahan oleh lead semasa pateri manual atau gelombang.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada suhu ambien (T_a) 25°C dan mentakrifkan prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Bercahaya (I_v):10000 - 16000 mcd (millicandela) pada arus hadapan (I_F) 20mA. Ini adalah ukuran kuasa cahaya yang dipancarkan dalam arah tertentu. Nilai sebenar tertakluk kepada toleransi ±15% dan dikelaskan ke dalam bin (lihat Seksyen 3). Pengukuran mengikut keluk tindak balas mata CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):15 darjah (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai paksi puncaknya. Sudut pandangan sempit seperti ini menunjukkan pancaran yang lebih fokus, seperti sorot.
• Koordinat Kromatisiti (x, y):Kira-kira 0.30, 0.30 pada I_F= 20mA. Koordinat ini mentakrifkan titik warna cahaya putih pada rajah kromatisiti CIE 1931. Bin khusus ditakrifkan untuk kawalan warna yang lebih ketat (lihat Seksyen 3).
• Voltan Hadapan (V_F):3.3V (min) / 3.6V (maks) pada I_F= 20mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED semasa beroperasi. Ia juga dibin untuk konsistensi.
• Arus Songsang (I_R):100 µA (maks) pada Voltan Songsang (V_R) 5V.Nota Kritikal:Parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja. LED ini tidak direka untuk operasi pincang songsang, dan menggunakan voltan songsang dalam litar sebenar boleh merosakkan peranti.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk kecerahan, voltan, dan warna.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya (I_v)

Berdasarkan nilai keamatan bercahaya minimum dan maksimum pada I_F=20mA:

• Y1:10000 - 13000 mcd
• Z1:13000 - 17000 mcd
• Z2:17000 - 22000 mcd

Elawan pengukuran 15% terpakai.

3.2 Pembin Voltan Hadapan (V_F)

Berdasarkan voltan hadapan pada I_F=20mA:

• 3H:2.75V - 3.00V
• 4H:3.00V - 3.25V
• 5H:3.25V - 3.50V
• 6H:3.50V - 3.60V

Elawan pengukuran 15% terpakai.

3.3 Pembin Warna (Kromatisiti)

Ditakrifkan oleh segi empat koordinat (x,y) pada rajah CIE 1931, seperti:

• Bin 40:Koordinat membentuk segi empat di sekitar titik putih tertentu.
• Bin 50, 60, 70:Bin seterusnya dengan koordinat warna yang berbeza secara progresif, membolehkan pemilihan dari nada putih yang lebih sejuk hingga lebih hangat (tafsiran khusus memerlukan rajah).

Elawan pengukuran koordinat warna ±0.01 terpakai.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam lembaran data, keluk tipikal untuk LED sedemikian akan termasuk:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan (I_vvs. I_F):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya secara sub-linear, menekankan kepentingan pengawalan arus berbanding pengawalan voltan.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (V_Fvs. I_F):Mendemonstrasikan ciri I-V eksponen diod. Voltan meningkat dengan mendadak sekali ambang hidup dilalui.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien (I_vvs. T_a):Menggambarkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, pertimbangan utama untuk pengurusan terma dalam aplikasi kuasa tinggi atau suhu ambien tinggi.

Keluk ini penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard (arus atau suhu berbeza) dan untuk reka litar yang tepat.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED menggunakan pakej lubang-lalu bulat T-1 3/4 (5mm) standard. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter (inci disediakan dalam kurungan).
• Toleransi umum ±0.25mm (±0.010") terpakai melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Penonjolan maksimum resin di bawah flen adalah 1.0mm (0.04").
• Jarak lead diukur pada titik di mana lead keluar dari badan pakej.

5.2 Pengenalpastian Polarity & Pembentukan Lead

Biasanya, lead yang lebih panjang menandakan anod (positif), dan lead yang lebih pendek atau titik rata pada pinggir pakej menandakan katod (negatif). Lembaran data menekankan peraturan pengendalian kritikal:

• Pembentukan lead mesti dilakukansebelumpateri dan pada suhu bilik biasa.
• Lengkungan harus dibuat sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED. Menggunakan badan pakej sebagai fulkrum adalah dilarang.
• Lead harus dipotong pada suhu biasa.

6. Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Parameter Pateri

Pateri Tangan (Besi):

• Suhu: Maksimum 300°C.
• Masa: Maksimum 3 saat per lead (sekali sahaja).

Pateri Gelombang:

• Suhu Pra-panas: Maksimum 100°C.
• Masa Pra-panas: Maksimum 60 saat.
• Suhu Gelombang Pateri: Maksimum 260°C.
• Masa Sentuhan: Maksimum 5 saat.

Peraturan Kritikal:Pastikan jarak minimum 2mm antara pangkal kanta LED dan titik pateri. Kanta tidak boleh direndam ke dalam pateri.

6.2 Penyimpanan & Pembersihan

• Penyimpanan:Syarat penyimpanan yang disyorkan adalah ≤30°C dan ≤70% kelembapan relatif. LED yang dikeluarkan dari beg penghalang kelembapan asal harus digunakan dalam tempoh tiga bulan. Untuk penyimpanan lebih lama, gunakan bekas tertutup dengan bahan pengering atau atmosfera nitrogen.
• Pembersihan:Gunakan pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol jika pembersihan diperlukan.

6.3 Langkah Berjaga-jaga Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED sensitif kepada elektrik statik. Langkah berjaga-jaga pengendalian termasuk menggunakan gelang pergelangan tangan, sarung tangan anti-statik, dan memastikan semua peralatan dibumikan dengan betul.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

Aliran pembungkusan standard adalah seperti berikut:

• Unit Asas:500 atau 250 keping per beg penghalang kelembapan anti-statik.
• Karton Dalam:Mengandungi 10 beg, jumlah 5,000 keping.
• Karton Luar:Mengandungi 8 karton dalam, jumlah 40,000 keping.

Nombor bahagian khusus (cth., LTW-2S3D7) mengenal pasti produk. Kod bin keamatan bercahaya ditanda pada setiap beg pembungkusan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LED ini sesuai untuk lampu penunjuk kegunaan am, paparan status, lampu latar untuk panel kecil, dan pencahayaan hiasan dalam elektronik pengguna, perkakas, panel kawalan industri, dan aplikasi dalaman automotif (di mana spesifikasi persekitaran dipenuhi). Ia bertujuan untuk peralatan elektronik biasa.

8.2 Pertimbangan Reka Litar

Kaedah Pacuan:LED adalah peranti dipacu arus. Untuk memastikan kecerahan seragam, terutamanya apabila menyambungkan berbilang LED secara selari, adalahsangat disyorkanuntuk menggunakan perintang had arus bersiri untuk setiap LED (Model Litar A). Memacu berbilang LED secara selari terus dari sumber voltan (Model Litar B) tidak digalakkan kerana variasi dalam voltan hadapan (V_F) antara LED individu, yang boleh menyebabkan perbezaan ketara dalam arus dan, akibatnya, kecerahan.

Nilai perintang bersiri boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F, di mana V_Fdan I_Fadalah titik operasi yang dikehendaki untuk LED.

8.3 Pengurusan Terma

Walaupun ini adalah peranti kuasa rendah, mematuhi penyerakan kuasa maksimum dan penarafan suhu operasi adalah penting untuk jangka hayat yang panjang. Dalam aplikasi dengan suhu ambien tinggi atau ruang tertutup, pastikan aliran udara yang mencukupi atau pertimbangkan untuk menurunkan arus operasi.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama seperti mentol pijar, LED ini menawarkan kecekapan yang jauh lebih unggul, jangka hayat lebih panjang, dan penjanaan haba yang lebih rendah. Dalam pasaran LED, pembeza utama adalah gabungan khusus keamatan bercahaya tinggi (10,000+ mcd) dari pakej 5mm standard, sudut pandangan sempit 15 darjah untuk cahaya terarah, dan struktur pembin yang jelas untuk konsistensi kecerahan dan warna. Pematuhan RoHS adalah keperluan standard tetapi kekal sebagai ciri kritikal untuk pembuatan elektronik moden.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari bekalan 5V tanpa perintang?
J:No.Ini berkemungkinan akan memusnahkan LED. Voltan hadapan adalah sekitar 3.6V. Menggunakan 5V akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, melebihi penarafan DC maksimum. Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri.

S: Apakah perbezaan antara Arus Hadapan Puncak (100mA) dan Arus Hadapan DC (30mA)?
J: LED boleh mengendalikan denyut pendek arus yang lebih tinggi (100mA) tetapi hanya pada kitaran tugas rendah. Untuk operasi berterusan, arus tidak boleh melebihi 30mA. Melebihi penarafan DC menyebabkan haba berlebihan dan degradasi pantas.

S: Mengapakah sudut pandangan begitu sempit (15°)?
J: Kanta jernih air dan pemantul die dalaman direka untuk mengkolimasikan cahaya menjadi pancaran fokus. Ini adalah ideal untuk aplikasi di mana cahaya perlu dilihat dari arah tertentu, seperti penunjuk panel yang dilihat dari hadapan.

S: Bagaimanakah saya mentafsir Pembin Warna (40, 50, dll.)?
J: Bin ini mewakili kawasan berbeza pada rajah kromatisiti CIE. Nombor lebih rendah (cth., Bin 40) biasanya sepadan dengan cahaya putih dengan suhu warna berkaitan (CCT) yang berbeza. Untuk padanan warna tepat, rujuk rajah kromatisiti khusus dan julat koordinat yang disediakan dalam lembaran data penuh.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk panel penunjuk status dengan 10 LED putih yang sama. Bekalan kuasa yang tersedia adalah 12V DC. Matlamatnya adalah untuk mencapai pencahayaan yang terang dan seragam.

Langkah Reka Bentuk:

1. Topologi Litar:Untuk memastikan keseragaman, sambungkan 10 LED secara bersiri, setiap satu dengan perintangnya sendiri (atau gunakan perintang kuasa lebih tinggi tunggal untuk keseluruhan rentetan jika V_Fbin ketat). Sambungan selari lebih berisiko kerana V_F variation.
2. Titik Operasi:Pilih arus hadapan (I_F). Titik yang selamat dan terang adalah 20mA, yang merupakan keadaan ujian dan dalam had 30mA maks.
3. Pengiraan Voltan:Anggapkan V_Fkes terburuk dari Bin 6H: 3.6V. Untuk 10 LED secara bersiri, jumlah V_F= 36V. Ini melebihi bekalan 12V, jadi sambungan bersiri semua 10 adalah mustahil. Sebaliknya, gunakan dua cabang selari dengan 5 LED setiap satu secara bersiri.
4. Pengiraan Perintang untuk Satu Cabang (5 LED):
   Jumlah V_F(5 LED) = 5 * 3.6V = 18V. Ini sudah melebihi 12V, jadi pendekatan ini juga gagal. Semak semula: Dengan bekalan 12V, anda hanya boleh mempunyai beberapa LED secara bersiri. Untuk 3 LED secara bersiri: V_F= 10.8V. Perintang R = (12V - 10.8V) / 0.020A = 60 Ohm. Kuasa dalam perintang P = I²R = (0.02^2)*60 = 0.024W, jadi perintang 1/4W standard adalah baik. Anda memerlukan 4 rentetan sedemikian (3+3+3+1) untuk membuat 10 LED, dengan perintang yang sesuai untuk setiap rentetan.
5. Pelaksanaan:Reka bentuk ini memberikan kecerahan seragam per rentetan dan melindungi setiap LED dengan had arusnya sendiri.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED putih ini berdasarkan teknologi semikonduktor InGaN. Tidak seperti LED putih tradisional yang menggunakan die biru dengan fosfor kuning, lembaran data menyatakan "InGaN Putih," yang biasanya menunjukkan prinsip serupa: cip semikonduktor memancarkan cahaya biru. Cahaya biru ini kemudian merangsang lapisan salutan fosfor kuning (atau kuning dan merah) di dalam pakej. Gabungan cahaya biru dari cip dan cahaya kuning/merah dari fosfor bercampur untuk menghasilkan cahaya yang kelihatan putih kepada mata manusia. Campuran khusus fosfor menentukan suhu warna berkaitan (CCT) dan indeks pembiakan warna (CRI) cahaya putih. Kanta jernih air membolehkan cahaya campuran penuh melalui dengan penyebaran minimum, menyumbang kepada sudut pandangan yang sempit.

13. Trend Teknologi

Pembangunan teknologi LED putih didorong oleh penambahbaikan berterusan dalam kecekapan (lumen per watt), kualiti warna (konsistensi CRI dan CCT), dan pengurangan kos. Walaupun peranti pemasangan permukaan (SMD) LED mendominasi reka bentuk baru kerana saiz lebih kecil dan kesesuaian lebih baik untuk pemasangan automatik, LED lubang-lalu seperti pakej T-1 3/4 ini kekal relevan untuk prototaip, projek hobi, kerja pembaikan, dan aplikasi yang memerlukan pemasangan mekanikal teguh atau kecerahan titik tunggal lebih tinggi dari pakej diskret. Trend dalam sains bahan memberi tumpuan kepada membangunkan fosfor yang lebih cekap dan stabil, serta meneroka struktur semikonduktor baru untuk meningkatkan pengekstrakan cahaya dan prestasi terma. Dorongan asas adalah ke arah penyelesaian pencahayaan yang lebih mampan dan cekap tenaga merentas semua sektor.