Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 1.1 Ciri dan Kelebihan Teras
- 1.2 Teknologi dan Prinsip Operasi
- 2. Had Maksimum Mutlak
- 3. Ciri Elektro-Optik (Ta=25°C)
- 4. Sistem Bin dan Klasifikasi
- 4.1 Bin Intensiti Bercahaya
- 4.2 Bin Voltan Hadapan
- 4.3 Bin Warna (Kromatisiti)
- 5. Analisis Lengkung Prestasi
- 5.1 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang
- 5.2 Corak Arah
- 5.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)
- 5.4 Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan
- 5.5 Anjakan Kromatisiti vs. Arus Hadapan
- 5.6 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran
- 6. Maklumat Mekanikal dan Pakej
- 6.1 Dimensi Pakej
- 6.2 Pengenalpastian Polarity
- 7. Panduan Pemasangan, Pengendalian dan Penyimpanan
- 7.1 Pembentukan Kaki
- 7.2 Keadaan Penyimpanan
- 7.3 Cadangan Paterian
- 8. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
- 8.1 Spesifikasi Pembungkusan
- 8.2 Penjelasan Label
- 8.3 Penetapan Produk / Penomboran Bahagian
- 9. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk
- 9.1 Senario Aplikasi Tipikal
- 9.2 Pertimbangan Reka Bentuk Litar
- 9.3 Pengurusan Terma
- 10. Perbandingan Teknikal dan Konteks Pasaran
- 11. Soalan Lazim (FAQ)
- 12. Contoh Aplikasi Praktikal
- 13. Trend Teknologi
1. Gambaran Keseluruhan Produk
Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk lampu LED putih berkeamatan tinggi yang disalut dalam pakej bulat T-1 3/4 yang popular. Peranti ini direka untuk menghasilkan output cahaya yang unggul, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan tinggi dan keterlihatan yang jelas.
1.1 Ciri dan Kelebihan Teras
LED ini menawarkan beberapa kelebihan utama: faktor bentuk T-1 3/4 yang padat dan piawaian industri, intensiti bercahaya yang sangat tinggi, dan pematuhan kepada piawaian alam sekitar dan pengendalian. Koordinat kromatisiti tipikalnya ialah x=0.29, y=0.28 mengikut ruang warna CIE 1931, menghasilkan cahaya putih yang konsisten. Peranti ini direka untuk menahan nyahcas elektrostatik (ESD) sehingga 4KV (HBM) dan mematuhi keperluan pematuhan RoHS.
1.2 Teknologi dan Prinsip Operasi
Cahaya putih dihasilkan menggunakan cip semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride) yang memancarkan cahaya biru. Salutan fosfor, yang didepositkan di dalam cawan pemantul pakej, menyerap sebahagian pancaran biru ini dan memancarkannya semula sebagai cahaya kuning. Gabungan cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang ditukar menghasilkan persepsi cahaya putih oleh mata manusia. Teknologi LED putih penukaran fosfor ini membolehkan penghasilan cahaya putih yang cekap dan boleh dilaraskan.
2. Had Maksimum Mutlak
Mengendalikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.
- Arus Hadapan Berterusan (IF):30 mA
- Arus Hadapan Puncak (IFP):100 mA (Duti 1/10 @ 1kHz)
- Voltan Songsang (VR):5 V
- Pelesapan Kuasa (Pd):110 mW
- Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C
- Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +100°C
- Voltan Tahanan ESD (HBM):4000 V
- Arus Songsang Zener (Iz):100 mA (Nota: Ini mencadangkan diod pelindung Zener bersepadu)
- Suhu Paterian (Tsol):260°C selama 5 saat
3. Ciri Elektro-Optik (Ta=25°C)
Parameter prestasi tipikal diukur di bawah keadaan ujian piawai.
- Voltan Hadapan (VF):2.8V (Min), 3.2V (Tip), 3.6V (Maks) pada IF=20mA
- Arus Songsang (IR):50 µA (Maks) pada VR=5V
- Intensiti Bercahaya (IV):18000 mcd (Min), 36000 mcd (Maks) pada IF=20mA. Nilai tipikal berada dalam julat bin yang ditakrifkan.
- Voltan Songsang Zener (Vz):5.2V (Tip) pada Iz=5mA, mengesahkan diod pelindung bersepadu.
- Sudut Pandangan (2θ1/2):15° (Tip) pada IF=20mA, menunjukkan pancaran yang agak sempit.
- Koordinat Kromatisiti:x=0.29 (Tip), y=0.28 (Tip) pada IF=20mA.
4. Sistem Bin dan Klasifikasi
Untuk memastikan konsistensi, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama.
4.1 Bin Intensiti Bercahaya
LED dikategorikan kepada tiga bin (X, Y, Z) berdasarkan intensiti bercahaya yang diukur pada 20mA.
Bin X: 18000 - 22500 mcd
Bin Y: 22500 - 28500 mcd
Bin Z: 28500 - 36000 mcd
Toleransi umum ±10% digunakan untuk intensiti bercahaya.
4.2 Bin Voltan Hadapan
Voltan hadapan juga dibin untuk membantu reka bentuk litar bagi pengawalan arus.
Bin 0: 2.8 - 3.0V
Bin 1: 3.0 - 3.2V
Bin 2: 3.2 - 3.4V
Bin 3: 3.4 - 3.6V
Ketidakpastian pengukuran untuk VFialah ±0.1V.
4.3 Bin Warna (Kromatisiti)
Warna ditakrifkan dalam kawasan tertentu pada rajah kromatisiti CIE 1931. Dokumen ini menentukan tujuh pangkat warna: A1, A0, B3, B4, B5, B6, dan C0, setiap satu dengan sempadan koordinat (x, y) yang ditakrifkan. Pangkat ini sepadan dengan suhu warna berkaitan (CCT) yang berbeza, daripada putih yang lebih hangat kepada lebih sejuk. Satu kumpulan (Kumpulan 1: A1+A0+B3+B4+B5+B6+C0) disediakan, kemungkinan mewakili campuran penghantaran piawai. Ketidakpastian pengukuran untuk koordinat warna ialah ±0.01.
5. Analisis Lengkung Prestasi
Data grafik memberikan pandangan tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.
5.1 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang
Lengkung taburan kuasa spektrum menunjukkan puncak biru dominan daripada cip InGaN dan puncak kuning yang lebih luas daripada fosfor, bergabung untuk membentuk spektrum cahaya putih.
5.2 Corak Arah
Rajah kutub menggambarkan sudut pandangan tipikal 15°, menunjukkan bagaimana intensiti cahaya berkurangan pada sudut di luar paksi pusat.
5.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)
Lengkung ini menunjukkan hubungan eksponen, yang penting untuk mereka bentuk litar had arus yang sesuai.
5.4 Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan
Menunjukkan pergantungan output cahaya pada arus pacuan, biasanya meningkat secara sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh penurunan kecekapan.
5.5 Anjakan Kromatisiti vs. Arus Hadapan
Menggambarkan bagaimana koordinat warna (x, y) mungkin berubah sedikit dengan perubahan arus pacuan, yang penting untuk aplikasi kritikal warna.
5.6 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran
Lengkung penyahkadaran ini menunjukkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat untuk mengelakkan kepanasan berlebihan dan memastikan kebolehpercayaan.
6. Maklumat Mekanikal dan Pakej
6.1 Dimensi Pakej
Dimensi pakej bulat T-1 3/4 disediakan dalam lukisan terperinci. Nota utama termasuk: semua dimensi dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25mm melainkan dinyatakan; jarak kaki diukur pada keluar pakej; dan penonjolan resin maksimum di bawah flen ialah 1.5mm.
6.2 Pengenalpastian Polarity
Katod biasanya dikenal pasti oleh titik rata pada kanta, kaki yang lebih pendek, atau penanda lain mengikut lukisan dimensi. Polarity yang betul mesti dipatuhi semasa pemasangan.
7. Panduan Pemasangan, Pengendalian dan Penyimpanan
7.1 Pembentukan Kaki
Jika kaki perlu dibengkokkan, ia mesti dilakukan pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal mentol epoksi, dilakukan sebelum paterian, dan dilakukan dengan berhati-hati untuk mengelakkan tekanan pada pakej. Pemotongan harus dilakukan pada suhu bilik. Lubang PCB mesti sejajar sempurna dengan kaki LED untuk mengelakkan tekanan pemasangan.
7.2 Keadaan Penyimpanan
LED harus disimpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif. Jangka hayat rak ialah 3 bulan di bawah keadaan ini. Untuk penyimpanan lebih lama (sehingga 1 tahun), gunakan bekas tertutup dengan atmosfera nitrogen dan bahan pengering. Elakkan perubahan suhu yang cepat dalam persekitaran lembap untuk mengelakkan kondensasi.
7.3 Cadangan Paterian
Kekalkan jarak >3mm dari sambungan pateri ke mentol epoksi. Paterian melebihi pangkal bar pengikat adalah disyorkan. Untuk paterian tangan, gunakan suhu hujung besi ≤300°C (30W maks). Untuk paterian gelombang atau celup, ikuti profil dengan puncak 260°C selama 5 saat.
8. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
8.1 Spesifikasi Pembungkusan
LED dibungkus dalam beg anti-statik (mampu menahan medan elektrostatik 750V) yang diletakkan di dalam kotak dalaman, yang kemudian dibungkus ke dalam kotak penghantaran utama. Kuantiti pembungkusan: 200-500 keping setiap beg, 5 beg setiap kotak dalaman, 10 kotak dalaman setiap kotak luar.
8.2 Penjelasan Label
Label termasuk: CPN (Nombor Produk Pelanggan), P/N (Nombor Produk), QTY (Kuantiti Pembungkusan), CAT (Pangkat Intensiti Bercahaya), HUE (Panjang Gelombang Dominan/Pangkat Warna), REF (Pangkat Voltan Hadapan), dan LOT No. (Nombor Lot).
8.3 Penetapan Produk / Penomboran Bahagian
Nombor bahagian mengikut format: 334-15/FN C1-□ □ □ □. "FN" dan petak seterusnya kemungkinan menandakan pilihan khusus untuk bin intensiti bercahaya, bin voltan hadapan, dan pangkat warna, membolehkan pesanan yang tepat.
9. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk
9.1 Senario Aplikasi Tipikal
LED berintensiti tinggi ini sesuai untuk:
- Panel Mesej & Papan Tanda:Di mana aksara yang terang dan mudah dibaca diperlukan.
- Penunjuk Optik:Untuk lampu status atau amaran yang memerlukan keterlihatan tinggi.
- Pencahayaan Belakang:Untuk panel kecil, suis, atau ikon.
- Lampu Penanda:Untuk penandaan estetik atau kedudukan.
9.2 Pertimbangan Reka Bentuk Litar
Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri atau pemacu arus malar. Bin voltan hadapan harus dipertimbangkan semasa mengira nilai perintang untuk memastikan arus dan kecerahan yang konsisten. Diod Zener bersepadu memberikan perlindungan voltan songsang asas tetapi tidak menggantikan pengawalan arus hadapan yang betul. Untuk aplikasi yang memerlukan warna stabil, pertimbangkan anjakan kromatisiti sedikit dengan arus dan suhu.
9.3 Pengurusan Terma
Walaupun pakej mempunyai keupayaan pelesapan haba yang terhad, mematuhi pelesapan kuasa maksimum (110mW) dan lengkung penyahkadaran arus dengan suhu adalah penting untuk kebolehpercayaan jangka panjang. Elakkan beroperasi dalam ruang tertutup tanpa pengudaraan.
10. Perbandingan Teknikal dan Konteks Pasaran
Pembeza utama LED ini ialah intensiti bercahaya yang sangat tinggi dalam pakej T-1 3/4 yang padat dan sudut pandangan sempit 15°, yang memusatkan output cahaya untuk kecerahan paksi maksimum. Berbanding dengan LED T-1 piawai, ia menawarkan output yang jauh lebih tinggi. Berbanding dengan LED SMD (Peranti Pemasangan Permukaan), pakej lubang melalui mungkin lebih disukai untuk prototaip, pemasangan manual, atau aplikasi yang memerlukan pemasangan mekanikal yang kukuh.
11. Soalan Lazim (FAQ)
S: Apakah arus pacuan tipikal untuk LED ini?
J: Keadaan ujian piawai dan banyak spesifikasi diberikan pada IF=20mA. Ia boleh dipacu sehingga 30mA secara berterusan, tetapi output cahaya dan kecekapan harus dinilai dari lengkung prestasi.
S: Bagaimana saya mentafsir bin warna (A1, C0, dll.)?
J: Kod ini mewakili kawasan tertentu pada rajah kromatisiti CIE, sepadan dengan nuansa putih yang berbeza (dari lebih hangat ke lebih sejuk). Rujuk rajah kromatisiti dan jadual koordinat dalam datasheet. Kumpulan 1 ialah campuran biasa.
S: Adakah LED ini memerlukan penyejuk haba?
J: Untuk operasi berterusan pada had maksimum, terutamanya dalam suhu persekitaran yang tinggi, beberapa bentuk pengurusan terma (cth., kawasan kuprum PCB, aliran udara) adalah dinasihatkan untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat, walaupun penyejuk haba khusus mungkin tidak wajib untuk semua aplikasi.
S: Bolehkah saya menggunakannya untuk aplikasi automotif?
J: Julat suhu operasi (-40°C hingga +85°C) meliputi banyak persekitaran automotif. Walau bagaimanapun, kelayakan automotif khusus (AEC-Q102) dan ujian khusus aplikasi (getaran, kelembapan, dll.) tidak ditunjukkan dalam datasheet generik ini dan perlu disahkan.
12. Contoh Aplikasi Praktikal
Kes Reka Bentuk: Penunjuk Panel Keterlihatan Tinggi
Keperluan:Reka penunjuk status yang boleh dilihat dalam cahaya ambien yang terang.
Penyelesaian:Gunakan LED ini dengan sudut pandangan 15° untuk mencipta titik terang yang fokus. Pacu pada 20mA menggunakan litar arus malar atau perintang bersiri yang dikira berdasarkan voltan bekalan (cth., 12V) dan bin voltan hadapan LED (cth., Bin 1: 3.1V tipikal). R = (12V - 3.1V) / 0.020A = 445 Ω (gunakan nilai piawai 470 Ω). Letakkan LED di belakang apertur kecil atau kanta kolinear untuk meningkatkan kesan pancaran sempit. Pastikan susun atur PCB membenarkan jarak 3mm yang disyorkan dari mentol epoksi untuk paterian.
13. Trend Teknologi
Industri terus maju dalam teknologi LED putih penukaran fosfor, memberi tumpuan kepada kecekapan yang lebih tinggi (lumen per watt), indeks pembiakan warna (CRI) yang lebih baik untuk ketepatan warna yang lebih baik, dan konsistensi warna yang lebih besar (bin yang lebih ketat). Walaupun pakej lubang melalui seperti T-1 3/4 kekal relevan untuk pasaran tertentu, trend yang lebih luas adalah ke arah pakej SMD berkuasa tinggi dan LED Pakej Skala Cip (CSP) untuk prestasi terma dan pengecilan yang lebih baik. Integrasi elemen pelindung, seperti diod Zener yang dilihat di sini, adalah amalan biasa untuk meningkatkan ketahanan dalam aplikasi akhir.
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. |