Dokumen Teknikal Lampu LED Putih Hangat 334-15/X1C5-1QSA - Pakej T-1 3/4 - 3.2V Tipikal - Sudut Pandangan 50°

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk lampu LED putih hangat berprestasi tinggi. Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan output cahaya yang ketara dalam pakej padat yang mematuhi piawaian industri. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan pencahayaan yang cekap dan boleh dipercayai merentasi pelbagai aplikasi penunjuk dan pencahayaan.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk output kuasa cahaya yang tinggi dan pancaran cahaya putih hangat, dicapai melalui sistem penukaran fosfor. Ia dibungkus dalam pakej bulat T-1 3/4 yang popular, memastikan keserasian luas dengan soket dan reka bentuk sedia ada. Peranti ini juga mematuhi piawaian alam sekitar dan pengendalian yang relevan, menampilkan perlindungan ESD dan pematuhan RoHS. Aplikasi sasarannya adalah pelbagai, merangkumi panel mesej, penunjuk optik, modul lampu latar, dan lampu penanda di mana isyarat yang jelas dan terang diperlukan.

2. Penyelaman Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif mengenai ciri-ciri elektrik, optik, dan terma utama peranti seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak bertujuan untuk operasi biasa.

• Arus Hadapan Berterusan (IF):30 mA. Melebihi arus ini secara berterusan akan memberi tekanan berlebihan pada simpang semikonduktor.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):100 mA pada kitar tugas 1/10 dan 1 kHz. Ini membenarkan denyutan arus yang lebih tinggi secara ringkas, berguna dalam aplikasi paparan berbilang.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang yang lebih besar daripada ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Pelesapan Kuasa (Pd):110 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej sebagai haba di bawah keadaan yang ditentukan.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-40°C hingga +85°C dan -40°C hingga +100°C, masing-masing, mentakrifkan ketahanan alam sekitar peranti.
• Ketahanan ESD (HBM):4 kV, menunjukkan tahap perlindungan yang baik terhadap nyahcas elektrostatik semasa pengendalian.
• Suhu Pateri:260°C selama 5 saat, menentukan toleransi profil pateri alir semula.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada 25°C di bawah keadaan ujian piawai (IF=20mA melainkan dinyatakan).

• Voltan Hadapan (VF):2.8V hingga 3.6V. Susut voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus. Nilai tipikal adalah sekitar 3.2V. Pereka bentuk mesti memastikan litar pemacu boleh menampung julat ini.
• Keamatan Cahaya (IV):Julat dari 3600 mcd hingga 7150 mcd minimum, bergantung pada bin tertentu (lihat Seksyen 3). Keamatan tinggi ini adalah ciri utama untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan tinggi.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):50 darjah (tipikal). Ini mentakrifkan lebar sudut di mana keamatan cahaya jatuh kepada separuh nilai puncaknya, menghasilkan pancaran yang agak luas.
• Koordinat Kromatisiti (x, y):x=0.40, y=0.39 (tipikal) mengikut ruang warna CIE 1931. Ini meletakkan warna yang dipancarkan dalam kawasan putih hangat.
• Voltan Songsang Zener (Vz):5.2V tipikal pada Iz=5mA. Ciri perlindungan bersepadu ini membantu melindungi LED daripada lonjakan voltan songsang.
• Arus Songsang (IR):50 µA maksimum pada VR=5V, menunjukkan kebocoran yang sangat rendah dalam keadaan mati.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Peranti ini dikategorikan ke dalam bin untuk memastikan konsistensi dalam parameter utama. Ini membolehkan pereka bentuk memilih LED yang memenuhi keperluan khusus mereka untuk kecerahan dan voltan hadapan.

3.1 Pembin Keamatan Cahaya

LED disusun ke dalam tiga bin utama berdasarkan keamatan cahaya minimum mereka pada 20mA:

- Bin Q:3600 - 4500 mcd

- Bin R:4500 - 5650 mcd

- Bin S:5650 - 7150 mcd

Toleransi ±10% digunakan pada nilai-nilai ini. Memilih bin yang lebih tinggi (cth., S) menjamin peranti yang lebih terang.

3.2 Pembin Voltan Hadapan

Untuk membantu pemadanan arus untuk sambungan siri atau reka bentuk pemacu yang tepat, LED juga dibin mengikut voltan hadapan:

- Bin 0:2.8 - 3.0 V

- Bin 1:3.0 - 3.2 V

- Bin 2:3.2 - 3.4 V

- Bin 3:3.4 - 3.6 V

Ketidakpastian pengukuran ialah ±0.1V.

3.3 Pembin Warna (Kromatisiti)

Warna putih hangat ditakrifkan dalam kawasan tertentu pada rajah kromatisiti CIE 1931. Lembaran data menyediakan koordinat sudut untuk enam pangkat warna (D1, D2, E1, E2, F1, F2), yang dikumpulkan bersama (Kumpulan 1). Pengumpulan ini menunjukkan bahawa semua pangkat ini berada dalam ruang warna putih hangat yang boleh diterima, dengan F1/F2 lebih hangat (suhu warna berkorelasi lebih rendah) dan D1/D2 lebih sejuk. Koordinat tipikal (x=0.40, y=0.39) terletak dalam kawasan terkumpul ini.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Graf yang disediakan memberikan pandangan tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang

Lengkung taburan kuasa spektrum menunjukkan puncak pancaran yang luas dalam spektrum boleh lihat, ciri LED putih yang ditukar fosfor. Puncaknya berada dalam kawasan kuning, dengan komponen biru asas daripada cip InGaN, menghasilkan penampilan putih hangat.

4.2 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung IV)

Lengkung ini memaparkan hubungan eksponen tipikal diod. Voltan hadapan meningkat secara logaritma dengan arus. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk pemacu arus malar, kerana perubahan kecil dalam voltan boleh membawa kepada perubahan besar dalam arus.

4.3 Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan

Output cahaya meningkat dengan arus hadapan tetapi tidak secara linear. Lengkung mungkin menunjukkan kawasan peningkatan hampir linear diikuti dengan penurunan pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh penurunan kecekapan dan kesan terma. Beroperasi pada atau di bawah arus ujian yang disyorkan 20mA adalah dinasihatkan untuk kecekapan dan jangka hayat yang optimum.

4.4 Kromatisiti vs. Arus Hadapan & Prestasi Terma

Koordinat kromatisiti mungkin berubah sedikit dengan arus pemacu. Graf yang menunjukkan arus hadapan vs. suhu ambien adalah penting untuk pengurusan terma. Apabila suhu ambien meningkat, arus hadapan maksimum yang dibenarkan untuk suhu simpang tertentu berkurangan. Lengkung penurunan nilai ini mesti diikuti untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.

4.5 Corak Arah

Graf corak sinaran menggambarkan taburan ruang cahaya. Pakej T-1 3/4 dengan kanta bulat menghasilkan pancaran yang licin dan luas dengan sudut pandangan 50 darjah seperti yang diiklankan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

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

- Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

- Jarak kaki diukur pada titik di mana kaki keluar dari badan pakej.

- Penonjolan maksimum resin di bawah flens ialah 1.5mm.

- Lukisan dimensi memberikan ukuran tepat untuk panjang keseluruhan, diameter kanta, diameter kaki, dan titik lenturan, yang kritikal untuk reka bentuk tapak PCB dan pemasangan mekanikal.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti biasanya ditunjukkan oleh panjang kaki (kaki yang lebih panjang adalah anod) atau oleh titik rata pada flens pakej. Katod biasanya disambungkan ke kaki yang bersebelahan dengan rata ini. Polarity yang betul adalah penting untuk operasi dan untuk mengelakkan penggunaan pincang songsang.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah kritikal untuk kebolehpercayaan.

6.1 Pembentukan Kaki

• Lenturan mesti berlaku sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal mentol epoksi untuk mengelakkan tekanan pada die dalaman dan ikatan wayar.
• Bentuk kaki sebelum memateri. Menggunakan tekanan pada sendi yang dipateri boleh merosakkan PCB atau LED.
• Gunakan alat yang betul untuk mengelakkan tekanan pada pakej. Ketidaksejajaran semasa pemasangan PCB boleh menyebabkan tekanan kekal.
• Potong kaki pada suhu bilik. Pemotongan suhu tinggi boleh memindahkan haba dan merosakkan peranti.
• Pastikan lubang PCB sejajar sempurna dengan kaki LED untuk mengelakkan pemasangan paksa.

6.2 Parameter Pateri

• Pateri Tangan:Suhu hujung besi maksimum 300°C (untuk besi maksimum 30W), dengan masa pateri tidak melebihi 3 saat setiap kaki.
• Pateri Gelombang/CELUP:Suhu pra-panasan maksimum 100°C sehingga 60 saat.
• Kekalkan jarak lebih daripada 3mm dari sendi pateri ke mentol epoksi. Pateri melebihi pangkal palang ikat (penyokong logam kecil antara kaki di dalam pakej) adalah disyorkan.

6.3 Keadaan Penyimpanan

• Simpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif selepas penerimaan. Jangka hayat penyimpanan yang disyorkan dalam keadaan ini ialah 3 bulan.
• Untuk penyimpanan yang lebih lama (sehingga satu tahun), letakkan LED dalam bekas tertutup dengan atmosfera nitrogen dan bahan pengering.
• Elakkan perubahan suhu yang cepat dalam kelembapan tinggi untuk mengelakkan kondensasi pada dan di dalam pakej.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibungkus untuk mengelakkan kerosakan daripada kelembapan, statik, dan hentakan fizikal:

- Dibungkus dalam beg anti-elektrostatik.

- Minimum 200 hingga maksimum 500 keping setiap beg.

- Lima beg diletakkan dalam satu kotak dalaman.

- Sepuluh kotak dalaman dibungkus ke dalam satu kotak utama (luar).

7.2 Penjelasan Label

Label pada beg mengandungi maklumat kebolehjejakan dan spesifikasi kritikal:

- P/N:Nombor Bahagian.

- QTY:Kuantiti dalam beg.

- CAT:Kod gabungan untuk bin Keamatan Cahaya dan Voltan Hadapan.

- HUE:Pangkat Warna (cth., D1, F2).

- No LOT:Nombor lot pembuatan untuk kebolehjejakan.

7.3 Penetapan Nombor Model

Nombor bahagian 334-15/X1C5-1QSA mengikut format berstruktur di mana petak tempat letak (□) mungkin mewakili kod untuk bin tertentu keamatan cahaya, voltan hadapan, dan pangkat warna, membenarkan pesanan tepat gred prestasi yang dikehendaki.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Panel Mesej & Papan Markah:Keamatan tinggi dan sudut pandangan luasnya menjadikannya sesuai untuk pencahayaan aksara dalam paparan dalaman/luar.
• Penunjuk Optik:Sesuai untuk lampu status pada peralatan industri, elektronik pengguna, atau panel kawalan di mana penunjuk putih hangat lebih disukai.
• Lampu Latar:Boleh digunakan untuk pencahayaan tepi panel kecil, papan tanda, atau pencahayaan hiasan.
• Lampu Penanda:Sesuai untuk penunjuk kedudukan, tanda keluar, atau pencahayaan laluan ambien tahap rendah.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa pacu dengan sumber arus malar atau perintang pembatas arus. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan (Vs), voltan hadapan LED (Vf dari binnya), dan arus yang dikehendaki (cth., 20mA): R = (Vs - Vf) / I_f.
• Pengurusan Terma:Walaupun pakej tidak direka untuk pelesapan kuasa tinggi, pastikan pengudaraan yang mencukupi dalam aplikasi, terutamanya jika berbilang LED digunakan atau jika beroperasi berhampiran arus maksimum. Ikuti lengkung penurunan nilai arus untuk suhu ambien yang tinggi.
• Perlindungan ESD:Walaupun dinilai untuk 4kV HBM, laksanakan langkah berjaga-jaga ESD piawai semasa pemasangan.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 50° memberikan keseimbangan yang baik antara lebar pancaran dan keamatan. Untuk pancaran yang lebih sempit, optik sekunder (kanta) akan diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED putih 5mm generik, peranti ini menawarkan beberapa kelebihan berbeza:

1. Keamatan Cahaya Tinggi:Dengan bin sehingga 7150 mcd minimum, ia memberikan output cahaya yang jauh lebih banyak daripada LED penunjuk piawai, membolehkan penggunaan dalam keadaan cahaya ambien yang lebih tinggi.

2. Kromatisiti Putih Hangat Tertakrif:Koordinat warna dan pembin yang ditentukan memastikan warna putih hangat yang konsisten dan menyenangkan, tidak seperti LED putih sejuk atau putih kebiruan.

3. Perlindungan Zener Bersepadu:Diod Zener terbina dalam 5.2V merentasi LED memberikan tahap perlindungan terhadap lonjakan voltan songsang, meningkatkan kebolehpercayaan dalam persekitaran elektrik yang bising.

4. Spesifikasi Teguh:Penarafan maksimum terperinci, lengkung prestasi, dan garis panduan pengendalian memberikan jurutera data yang diperlukan untuk reka bentuk yang boleh dipercayai dan jangka panjang.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah perbezaan antara Bin Q, R, dan S?

J: Bin ini mengkategorikan keamatan cahaya minimum. Bin S adalah yang paling terang (5650-7150 mcd min), Bin R adalah sederhana (4500-5650 mcd min), dan Bin Q adalah kecerahan piawai (3600-4500 mcd min). Pilih berdasarkan keperluan kecerahan aplikasi anda.

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA secara berterusan?

J: Walaupun 30mA adalah penarafan berterusan maksimum mutlak, keadaan ujian piawai dan titik operasi tipikal ialah 20mA. Beroperasi pada 30mA akan menghasilkan lebih banyak cahaya tetapi akan menghasilkan lebih banyak haba, berpotensi mengurangkan jangka hayat dan mengubah warna. Untuk kebolehpercayaan optimum, reka bentuk untuk 20mA atau kurang.

S: Bagaimanakah saya mentafsir koordinat warna (x=0.40, y=0.39)?

J: Koordinat ini memplot titik pada rajah kromatisiti CIE 1931. Titik khusus ini terletak dalam kawasan "putih hangat", biasanya dikaitkan dengan suhu warna berkorelasi (CCT) dalam julat 3000K-4000K, serupa dengan putih hangat mentol pijar atau halogen.

S: LED mempunyai diod Zener. Adakah ini bermakna saya tidak memerlukan perintang siri untuk perlindungan songsang?

J: Tidak. Diod Zener terutamanya menjepit voltan songsang kepada kira-kira 5.2V, melindungi LED daripada pincang songsang. Anda masih mutlak memerlukan perintang pembatas arus (atau pemacu arus malar) secara bersiri apabila membekalkan kuasa kepada LED dalam arah hadapan untuk mengawal arus dan mengelakkan pelarian terma.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk tanda keluar berbilang LED.

1. Keperluan:12 LED untuk menerangi perkataan "KELUAR". Memerlukan kecerahan dan warna yang konsisten merentasi semua LED. Beroperasi daripada bekalan kuasa 12VDC dalam persekitaran dalaman (Ta maks ~40°C).

2. Pemilihan LED:Pilih LED dari Bin Keamatan yang sama (cth., Bin R) dan Kumpulan Warna yang sama (Kumpulan 1) untuk memastikan keseragaman. Memilih Bin Voltan Hadapan yang sama (cth., Bin 1) juga akan membantu jika disambung secara selari.

3. Reka Bentuk Litar:Sambungkan 3 LED secara bersiri dengan perintang pembatas arus, dan cipta 4 rentetan serupa sedemikian secara selari. Untuk LED Bin 1 (Vf tip 3.1V), tiga secara bersiri susut ~9.3V. Untuk bekalan 12V dan arus sasaran 18mA (sedikit diturunkan nilai untuk jangka hayat), R = (12V - 9.3V) / 0.018A ≈ 150 Ω. Kira penarafan kuasa perintang: P = I²R = (0.018)² * 150 ≈ 0.049W, jadi perintang 1/8W (0.125W) piawai adalah mencukupi.

4. Susun Atur:Ikuti lukisan mekanikal untuk jarak pad PCB. Pastikan peraturan lenturan kaki 3mm dipatuhi jika kaki perlu dibentuk. Berikan sedikit jarak antara LED untuk penyebaran haba.

5. Keputusan:Tanda yang diterangi dengan boleh dipercayai dengan penampilan seragam, beroperasi dalam semua had yang ditentukan LED.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Ini adalah LED putih yang ditukar fosfor. Elemen pemancar cahaya teras ialah cip semikonduktor yang diperbuat daripada Indium Gallium Nitride (InGaN), yang memancarkan cahaya biru apabila arus hadapan dikenakan merentasi simpang p-nnya (elektroluminesens). Cahaya biru ini tidak dipancarkan secara langsung. Sebaliknya, cawan pemantul LED dipenuhi dengan bahan fosfor kuning (atau kuning-merah). Apabila foton biru dari cip menghentam zarah fosfor, ia diserap. Fosfor kemudian memancarkan semula cahaya merentasi spektrum yang lebih luas, terutamanya dalam kawasan kuning dan merah. Gabungan cahaya biru yang tidak diserap dan cahaya kuning/merah yang baru dipancarkan bercampur secara persepsi untuk mencipta cahaya putih. Campuran khusus fosfor menentukan suhu warna—dalam kes ini, "putih hangat" dengan lebih banyak kandungan spektrum merah. Diod Zener bersepadu ialah komponen semikonduktor berasingan yang disambung secara selari tetapi dengan polarity bertentangan (katod ke anod) untuk melindungi simpang LED yang rapuh daripada kerosakan voltan songsang.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Peranti yang diterangkan mewakili teknologi matang yang diterima pakai secara meluas. Pakej melalui lubang T-1 3/4 (5mm) telah menjadi piawaian industri selama beberapa dekad untuk aplikasi penunjuk dan pencahayaan tahap rendah. Trend semasa dalam industri LED yang lebih luas sedang beralih ke arah:

1. Kecekapan Meningkat (lm/W):Reka bentuk cip baharu dan fosfor lanjutan terus meningkatkan jumlah output cahaya per watt elektrik, mengurangkan penggunaan tenaga.

2. Dominasi Peranti Permukaan-Pasang (SMD):Untuk kebanyakan reka bentuk baharu, pakej SMD (seperti 3528, 5050, atau lebih kecil) lebih disukai kerana saiznya yang lebih kecil, kesesuaian untuk pemasangan automatik, dan selalunya laluan terma yang lebih baik ke PCB.

3. Kualiti dan Konsistensi Warna yang Lebih Tinggi:Pembin yang lebih ketat untuk warna (menggunakan metrik seperti Elips MacAdam) dan Indeks Penghasilan Warna (CRI) yang lebih baik menjadi piawai untuk aplikasi pencahayaan.

4. Penyelesaian Bersepadu:LED dengan pemacu terbina dalam (IC arus malar), pengawal, atau berbilang saluran warna (RGB, RGBW) dalam satu pakej semakin popular untuk pencahayaan pintar.

Walaupun dengan trend ini, lampu LED melalui lubang kekal sangat relevan untuk aplikasi yang memerlukan penggantian mudah, keamatan titik tunggal yang tinggi, ketahanan dalam persekitaran yang keras, atau di mana pemasangan PCB melalui lubang ditentukan. Ciri-cirinya yang jelas ditakrifkan dan sejarah panjang menjadikannya pilihan yang boleh dipercayai dan boleh diramal untuk banyak reka bentuk kejuruteraan.