Dokumen Teknikal LED Putih 3030 SMD - Saiz 3.0x3.0x0.66mm - Voltan 5.9V - Kuasa 0.71W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED putih berprestasi tinggi, pandangan atas dalam pakej peranti permukaan (SMD) 3030 yang padat. Direka untuk aplikasi pencahayaan umum, komponen ini menawarkan gabungan output bercahaya tinggi, pengurusan terma yang kukuh, dan operasi yang boleh dipercayai di bawah keadaan yang mencabar. Pasaran sasarannya termasuk penyelesaian pencahayaan retrofit, pencahayaan umum, dan lampu latar papan tanda dalaman dan luaran.

Kelebihan utama siri LED ini berasal daripada reka bentuk pakej yang dipertingkatkan terma, yang memudahkan penyebaran haba yang cekap dari simpang semikonduktor. Reka bentuk ini adalah kritikal untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat, terutamanya apabila beroperasi pada arus pacuan tinggi. Pakej ini menawarkan sudut pandangan yang luas iaitu 120 darjah, memastikan pengedaran cahaya yang seragam. Tambahan pula, ia mematuhi arahan RoHS dan sesuai untuk proses pateri refluks tanpa plumbum, selaras dengan piawaian pembuatan dan alam sekitar moden.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

Prestasi LED ini dicirikan di bawah keadaan ujian tertentu, biasanya pada suhu simpang (Tj) 25°C dan arus ke hadapan (IF) 120mA. Adalah penting untuk memahami bahawa prestasi dunia sebenar akan berbeza-beza dengan suhu operasi dan arus pacuan.

2.1 Ciri-ciri Elektro-Optik

Output fluks bercahaya berkorelasi secara langsung dengan Suhu Warna Berkaitan (CCT) dan Indeks Pembalikan Warna (Ra). Untuk keadaan ujian piawai IF=120mA, fluks bercahaya tipikal adalah dari kira-kira 94 lumen untuk LED 2700K, Ra90 hingga 129 lumen untuk LED putih lebih sejuk (4000K-6500K) dengan Ra70. Voltan ke hadapan (VF) biasanya berukuran 5.9V pada 120mA, dengan toleransi yang ditetapkan ±0.2V. Sudut pandangan (2θ1/2), ditakrifkan sebagai sudut luar paksi di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh nilai puncaknya, adalah 120 darjah.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak dan Ciri-ciri Elektrik

Untuk memastikan kebolehpercayaan peranti, operasi tidak boleh melebihi Penarafan Maksimum Mutlak. Arus ke hadapan berterusan maksimum (IF) ialah 200mA, dengan arus ke hadapan berdenyut (IFP) 300mA dibenarkan di bawah keadaan tertentu (lebar denyut ≤100μs, kitar tugas ≤10%). Penyerakan kuasa maksimum (PD) ialah 1280 mW. Peranti ini boleh menahan voltan songsang (VR) sehingga 5V. Julat suhu operasi (Topr) adalah dari -40°C hingga +105°C, dan suhu simpang maksimum yang dibenarkan (Tj) ialah 120°C.

2.3 Ciri-ciri Terma

Pengurusan terma adalah penting untuk prestasi dan jangka hayat LED. Parameter utama di sini ialah rintangan terma dari simpang ke titik pateri (Rth j-sp), yang ditetapkan sebagai 13°C/W. Nilai ini menunjukkan sejauh mana haba yang dijana pada cip LED dipindahkan ke papan litar bercetak (PCB). Rintangan terma yang lebih rendah sentiasa diingini. Lembaran data menyediakan lengkung penurunan kuasa yang menunjukkan bagaimana arus ke hadapan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat untuk mengelakkan suhu simpang melebihi hadnya.

3. Penjelasan Sistem Binning

Disebabkan variasi pembuatan, LED disusun ke dalam bin prestasi untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi. Produk ini menggunakan sistem binning pelbagai dimensi.

3.1 Binning Fluks Bercahaya

LED dikumpulkan berdasarkan fluks bercahaya yang diukur pada 120mA. Kod bin (contohnya, 5G, 5H, 5J) mentakrifkan julat lumen tertentu. Sebagai contoh, untuk LED 4000K dengan Ra80, kod bin 5H sepadan dengan julat fluks 115-120 lumen, manakala 5J sepadan dengan 120-125 lumen. Bin yang tersedia berbeza-beza dengan gabungan CCT dan CRI.

3.2 Binning Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan juga dibin untuk membantu dalam reka bentuk litar, terutamanya untuk memacu berbilang LED secara bersiri. Bin dilabelkan sebagai Z3 (5.6-5.8V), A4 (5.8-6.0V), B4 (6.0-6.2V), dan C4 (6.2-6.4V). Memilih LED dari bin voltan yang sama boleh membantu mencapai pengedaran arus yang lebih seragam dalam rentetan selari.

3.3 Binning Kromatisiti (Warna)

Koordinat kromatisiti (x, y pada rajah CIE) dikawal dalam elips MacAdam 5 langkah untuk setiap CCT nominal (2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K). Elips 5 langkah memastikan perbezaan warna antara LED dalam bin yang sama hampir tidak dapat dilihat oleh mata manusia di bawah keadaan pandangan piawai. Lembaran data menyediakan koordinat pusat dan parameter elips untuk setiap pangkat CCT pada kedua-dua suhu simpang 25°C dan 85°C, mengakui anjakan warna yang berlaku dengan suhu.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data termasuk beberapa graf penting untuk jurutera reka bentuk.

4.1 Taburan Kuasa Spektrum

Graf disediakan untuk spektrum dengan Ra≥70, Ra≥80, dan Ra≥90. Spektrum CRI yang lebih tinggi menunjukkan spektrum yang lebih penuh, terutamanya di kawasan merah, membawa kepada pembalikan warna objek yang diterangi yang lebih tepat.

4.2 Arus Ke Hadapan vs. Keamatan Bercahaya Relatif & Voltan

Lengkung Keamatan Bercahaya Relatif menunjukkan hubungan hampir linear dengan arus dalam julat yang lebih rendah, biasanya tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh penurunan kecekapan dan kesan terma. Lengkung Voltan Ke Hadapan menunjukkan kenaikan eksponen ciri dengan arus, penting untuk mereka bentuk pemacu arus malar.

4.3 Lengkung Penurunan Kuasa Terma

Lengkung "Suhu Ambien vs. Fluks Bercahaya Relatif" menunjukkan pengurangan dalam output cahaya apabila suhu operasi LED meningkat. Lengkung "Suhu Ambien vs. Voltan Ke Hadapan Relatif" menunjukkan penurunan VF dengan peningkatan suhu, pekali suhu negatif tipikal untuk semikonduktor. Graf "Arus Ke Hadapan Maksimum vs. Suhu Ambien" adalah lengkung penurunan kuasa, mentakrifkan arus operasi selamat tertinggi pada mana-mana suhu ambien yang diberikan untuk mengekalkan Tj di bawah 120°C.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini dibungkus dalam pakej 3030, bermakna tapaknya adalah kira-kira 3.0mm x 3.0mm. Ketinggian keseluruhan ialah 0.66mm. Lukisan mekanikal terperinci menunjukkan pandangan atas, bawah, dan sisi dengan dimensi kritikal, termasuk kelengkungan kanta dan susun atur pad pateri. Semua toleransi yang tidak ditentukan adalah ±0.2mm.

5.2 Reka Bentuk Pad dan Pengenalpastian Polarity

Pandangan bawah jelas menunjukkan dua pad pateri anod dan dua katod. Polarity ditanda pada pakej itu sendiri, dengan penanda khas yang menandakan sisi katod. Ini adalah kritikal untuk orientasi yang betul semasa pemasangan. Corak pad pateri direka untuk memudahkan pembentukan sendi pateri yang baik dan kestabilan mekanikal semasa refluks.

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

Komponen ini dinilai untuk pateri refluks tanpa plumbum. Profil suhu pateri maksimum ditetapkan: suhu badan pakej tidak boleh melebihi 230°C atau 260°C selama lebih daripada 10 saat, bergantung pada profil khusus yang digunakan. Profil piawai IPC/JEDEC J-STD-020 untuk pemprosesan tanpa plumbum adalah terpakai. Adalah disyorkan untuk mengikuti profil yang dicadangkan oleh pengeluar untuk mengelakkan kejutan terma, kecacatan sendi pateri, atau kerosakan pada bahan dalaman LED. Peranti harus disimpan dalam persekitaran kering dan terkawal sebelum digunakan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

LED ini sangat sesuai untuk:
- Lampu Retrofit:Penggantian langsung untuk mentol pijar, halogen, atau CFL tradisional dalam lampu downlight, lampu trek, dan mentol.
- Pencahayaan Umum:Modul linear, lampu panel, dan pemasangan high-bay di mana output fluks tinggi diperlukan.
- Pencahayaan Papan Tanda & Seni Bina:Lampu latar untuk papan tanda dalaman/luar, huruf saluran, dan pencahayaan aksen hiasan kerana sudut pandangannya yang luas dan kecerahan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

1. Pengurusan Terma:Rth j-sp yang rendah hanya berkesan jika PCB mempunyai laluan rintangan terma yang rendah ke penyejuk haba. Gunakan PCB teras logam (MCPCB) atau substrat lain yang dipertingkatkan terma.
2. Arus Pacuan:Walaupun mampu mencapai 200mA, beroperasi pada atau di bawah arus ujian 120mA sering memberikan keseimbangan kecekapan, jangka hayat, dan beban terma yang lebih baik.
3. Optik:Sudut pandangan 120 darjah mungkin memerlukan optik sekunder (kanta, pemantul) untuk aplikasi yang memerlukan pancaran yang lebih sempit.
4. Reka Bentuk Elektrik:Gunakan pemacu arus malar yang sepadan dengan bin voltan ke hadapan dan arus operasi yang dikehendaki. Pertimbangkan pekali suhu VF negatif semasa mereka bentuk gelung maklum balas.

8. Soalan Lazim Berdasarkan Parameter Teknikal

S: Apakah penggunaan kuasa sebenar pada titik operasi tipikal?
J: Pada IF=120mA dan VF=5.9V, input kuasa elektrik adalah kira-kira 0.71 Watt (120mA * 5.9V = 0.708W).

S: Bagaimanakah indeks pembalikan warna (CRI) mempengaruhi output cahaya?
J: Seperti yang ditunjukkan dalam jadual elektro-optik, untuk CCT yang sama, LED dengan CRI yang lebih tinggi (Ra90) mempunyai fluks bercahaya tipikal yang lebih rendah berbanding dengan LED yang mempunyai CRI piawai (Ra70). Ini adalah pertukaran asas dalam LED putih yang ditukar fosfor.

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan sumber voltan malar?
J: Ia sangat tidak digalakkan. Hubungan I-V eksponen LED bermaksud perubahan kecil dalam voltan menyebabkan perubahan besar dalam arus, membawa kepada pelarian terma dan kegagalan. Sentiasa gunakan pemacu arus malar.

S: Apakah maksud elips MacAdam 5 langkah untuk aplikasi saya?
J: Ia menjamin konsistensi warna yang sangat ketat. LED dari bin CCT yang sama akan kelihatan hampir sama warnanya kepada kebanyakan pemerhati, yang penting dalam pemasangan berbilang LED untuk mengelakkan variasi warna yang kelihatan (pencampuran warna).

9. Prinsip Operasi

Ini adalah LED putih yang ditukar fosfor. Cip semikonduktor teras memancarkan cahaya biru apabila arus elektrik melaluinya (elektroluminesens). Cahaya biru ini mengenai lapisan bahan fosfor yang didepositkan pada atau berhampiran cip. Fosfor menyerap sebahagian foton biru dan memancarkan semula cahaya pada panjang gelombang yang lebih panjang (kuning, dan selalunya merah untuk jenis CRI tinggi). Gabungan cahaya biru yang tinggal dan pancaran fosfor spektrum luas menghasilkan persepsi cahaya putih. Campuran fosfor tertentu menentukan CCT dan CRI output akhir.

10. Trend Industri

Format pakej 3030 mewakili keseimbangan antara keupayaan pengendalian kuasa tinggi dan tapak yang padat, menjadikannya pilihan popular dalam segmen LED kuasa pertengahan. Trend industri terus memberi tumpuan kepada peningkatan keberkesanan bercahaya (lumen per watt), penambahbaikan konsistensi dan pembalikan warna, dan peningkatan kebolehpercayaan pada suhu operasi yang lebih tinggi. Terdapat juga dorongan ke arah proses dan bahan pembuatan yang lebih mampan. Integrasi fosfor maju untuk kualiti spektrum yang lebih baik dan pengoptimuman geometri pakej untuk prestasi terma yang unggul adalah bidang pembangunan yang berterusan dalam pakej kelas ini.