Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal
- 2.1 Had Maksimum Mutlak
- 2.2 Ciri Elektro-Optik
- 3. Penjelasan Sistem Binning
- 3.1 Binning Keamatan Bercahaya
- 3.2 Binning Voltan Hadapan
- 3.3 Binning Warna (Kromatisiti)
- 4. Analisis Lengkung Prestasi
- 5. Maklumat Mekanikal dan Pakej
- 6. Panduan Pematerian dan Pemasangan
- 6.1 Pembentukan Pin
- 6.2 Penyimpanan
- 6.3 Proses Pematerian
- 7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
- 7.1 Pembungkusan
- 7.2 Pelabelan
- 7.3 Penetapan Nombor Bahagian
- 8. Cadangan Aplikasi
- 8.1 Aplikasi Tipikal
- 8.2 Pertimbangan Reka Bentuk
- 9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal
- 10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
- 11. Kes Penggunaan Praktikal
- 12. Pengenalan Prinsip Operasi
- 13. Trend Teknologi
1. Gambaran Keseluruhan Produk
Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk lampu LED putih berkeamatan cahaya tinggi. Peranti ini dibungkus dalam pakej bulat T-1 3/4 yang popular, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan pencahayaan. Teknologi teras melibatkan cip InGaN yang pancaran birunya ditukar kepada cahaya putih oleh lapisan fosfor dalam pemantul. Ciri utama termasuk output kuasa bercahaya tinggi, koordinat kromatisiti tipikal yang mensasarkan titik putih, dan pematuhan dengan arahan RoHS. Peranti ini juga direka dengan perlindungan nyahcas elektrostatik (ESD), menahan voltan sehingga 4KV.
2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal
2.1 Had Maksimum Mutlak
Had operasi peranti ditakrifkan di bawah keadaan ambien tertentu (Ta=25°C). Arus hadapan berterusan (IF) dinilai pada 30 mA, dengan arus hadapan puncak (IFP) 100 mA dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10 pada 1 kHz). Voltan songsang maksimum (VR) ialah 5 V. Julat suhu operasi (Topr) merangkumi dari -40°C hingga +85°C, manakala penyimpanan boleh berlaku antara -40°C dan +100°C. Peranti boleh menahan suhu pematerian (Tsol) 260°C selama 5 saat. Jumlah penyebaran kuasa (Pd) dihadkan kepada 110 mW. Diod Zener disepadukan untuk perlindungan, dengan arus songsang maksimum (Iz) 100 mA.
2.2 Ciri Elektro-Optik
Di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C, IF=20mA), voltan hadapan (VF) berjulat dari minimum 2.8V hingga maksimum 3.6V. Voltan songsang Zener (Vz) biasanya 5.2V pada Iz=5mA. Arus songsang (IR) dijamin di bawah 50 µA pada VR=5V. Parameter optik utama, keamatan bercahaya (IV), mempunyai julat luas dari 4500 mcd (min) hingga 9000 mcd (maks), dengan sudut pandangan tipikal (2θ1/2) 50 darjah. Koordinat kromatisiti tipikal ialah x=0.29, y=0.28 mengikut piawaian CIE 1931.
3. Penjelasan Sistem Binning
3.1 Binning Keamatan Bercahaya
LED disusun ke dalam bin berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada 20mA. Kod bin dan julat sepadannya ialah: Bin R (4500 - 5650 mcd), Bin S (5650 - 7150 mcd), dan Bin T (7150 - 9000 mcd). Ketidakpastian pengukuran ±10% dicatatkan.
3.2 Binning Voltan Hadapan
Peranti juga dibin mengikut penurunan voltan hadapan. Bin ialah: Kod 0 (2.8 - 3.0V), Kod 1 (3.0 - 3.2V), Kod 2 (3.2 - 3.4V), dan Kod 3 (3.4 - 3.6V). Ketidakpastian pengukuran untuk voltan ialah ±0.1V.
3.3 Binning Warna (Kromatisiti)
Graf kromatisiti CIE dan jadual berkaitan mentakrifkan pangkat warna tertentu (A1, A0, B3, B4, B5, B6, C0). Setiap pangkat ditakrifkan oleh kawasan segi empat pada carta koordinat CIE 1931 (x,y). Pangkat ini mengumpulkan LED dengan warna putih yang dilihat serupa, meliputi julat suhu warna berkaitan (CCT) dari kira-kira 4600K hingga lebih 22000K seperti yang ditunjukkan pada rajah. Ketidakpastian pengukuran untuk koordinat warna ialah ±0.01.
4. Analisis Lengkung Prestasi
Lembaran data menyediakan beberapa lengkung ciri yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.
- Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang:Menunjukkan taburan kuasa spektrum output cahaya putih, iaitu spektrum luas yang terhasil daripada gabungan LED biru dan fosfor.
- Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung IV):Menggambarkan hubungan tak linear antara arus dan voltan, penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
- Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pacuan, biasanya menunjukkan hubungan sub-linear pada arus lebih tinggi disebabkan kejatuhan kecekapan dan pemanasan.
- Arus Hadapan vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan nilai arus hadapan maksimum yang dibenarkan apabila suhu ambien meningkat, kritikal untuk pengurusan haba.
- Koordinat Kromatisiti vs. Arus Hadapan:Menggambarkan bagaimana titik warna (x,y) mungkin berubah sedikit dengan perubahan arus pacuan.
- Keamatan Relatif vs. Sesaran Sudut:Plot kutub yang mewakili corak sinaran spatial atau sudut pandangan LED.
5. Maklumat Mekanikal dan Pakej
LED menggunakan pakej bulat T-1 3/4 (5mm) piawai dengan dua pin paksi. Lukisan berdimensi terperinci menentukan panjang keseluruhan, diameter pin, bentuk kanta, dan satah dudukan. Nota utama termasuk: semua dimensi dalam milimeter, jarak pin diukur pada titik keluar pakej, dan penonjolan maksimum resin di bawah flens ialah 1.5mm. Pakej adalah jernih air.
6. Panduan Pematerian dan Pemasangan
6.1 Pembentukan Pin
Jika pin perlu dibengkokkan, ia mesti dilakukan pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal mentol epoksi. Pembentukan harus sentiasa dilakukan sebelum pematerian. Tekanan pada pakej semasa pembentukan mesti dielakkan untuk mengelakkan kerosakan atau patah. Pemotongan pin harus dilakukan pada suhu bilik. Apabila dipasang pada PCB, lubang mesti sejajar sempurna dengan pin LED untuk mengelakkan tekanan pemasangan.
6.2 Penyimpanan
Syarat penyimpanan yang disyorkan ialah 30°C atau kurang dan kelembapan relatif 70% atau kurang. Jangka hayat penyimpanan adalah terhad kepada 3 bulan di bawah keadaan ini. Untuk penyimpanan lebih lama (sehingga satu tahun), peranti harus disimpan dalam bekas tertutup dengan atmosfera nitrogen dan penyerap lembapan.
6.3 Proses Pematerian
Pematerian mesti dilakukan dengan berhati-hati, mengekalkan jarak minimum 3mm dari sambungan pateri ke mentol epoksi. Syarat yang disyorkan ialah:
Pematerian Tangan:Suhu hujung besi maks 300°C (30W maks), masa pematerian maks 3 saat.
Pematerian Gelombang/Celup:Suhu pemanasan awal maks 100°C (60 saat maks), suhu tab mandi pateri maks 260°C selama 5 saat.
7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
7.1 Pembungkusan
LED dibungkus dalam bahan tahan lembapan dan anti-statik. Aliran pembungkusan tipikal ialah: LED diletakkan dalam beg anti-statik (200-500 keping setiap beg). Lima beg diletakkan ke dalam kotak dalaman. Sepuluh kotak dalaman dibungkus ke dalam kotak luar.
7.2 Pelabelan
Label termasuk medan untuk Nombor Bahagian Pelanggan (CPN), Nombor Pengeluaran (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), Kod Binning untuk Keamatan Bercahaya dan Voltan Hadapan (CAT), Pangkat Warna (HUE), Rujukan (REF), dan Nombor Lot (LOT No.).
7.3 Penetapan Nombor Bahagian
Nombor bahagian mengikut struktur: 334-15/F1 C5-□ □ □ □. Ruang kosong sepadan dengan kod khusus untuk Kumpulan Warna, Bin Keamatan Bercahaya, dan Kumpulan Voltan, membolehkan pemilihan tepat ciri prestasi.
8. Cadangan Aplikasi
8.1 Aplikasi Tipikal
Keamatan bercahaya tinggi menjadikan LED ini sesuai untuk panel mesej, penunjuk optik, aplikasi lampu latar, dan lampu penanda di mana keterlihatan tinggi diperlukan.
8.2 Pertimbangan Reka Bentuk
- Pacuan Arus:Sentiasa gunakan sumber arus malar atau perintang pembatas arus secara bersiri dengan LED. Beroperasi pada atau di bawah 20mA yang disyorkan untuk kecerahan piawai atau 30mA untuk maksimum, dengan mengambil kira penurunan nilai haba.
- Pengurusan Haba:Walaupun pakej tidak direka untuk penyebaran kuasa tinggi, memastikan pengudaraan mencukupi dan mengelakkan operasi melebihi suhu simpang maksimum adalah penting untuk jangka hayat, terutamanya apabila dipacu pada arus lebih tinggi atau dalam suhu ambien tinggi.
- Perlindungan ESD:Walaupun peranti mempunyai perlindungan ESD terbina dalam (4KV), langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai semasa pemasangan masih disyorkan.
- Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 50 darjah menyediakan corak pancaran luas. Untuk cahaya fokus, optik sekunder (kanta) mungkin diperlukan.
9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal
Kelebihan utama LED ini dalam kelasnya (LED putih T-1 3/4) ialah keamatan bercahaya yang sangat tinggi (sehingga 9000 mcd) dan ketersediaan binning elektrik dan warna yang ketat. Diod Zener bersepadu untuk perlindungan voltan songsang adalah ciri ketara yang boleh memudahkan reka bentuk litar dalam persekitaran yang terdedah kepada transien voltan. Sistem binning terperinci membolehkan pereka memilih bahagian untuk kecerahan dan warna yang konsisten dalam aplikasi mereka, mengurangkan keperluan untuk penentukhalaan selepas pemasangan.
10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
S: Apakah tujuan kod bin yang berbeza?
J: Binning memastikan konsistensi. Bin Keamatan Bercahaya (R, S, T) menjamin kecerahan minimum. Bin Voltan (0-3) membantu meramalkan penggunaan kuasa dan memudahkan reka bentuk pemacu. Bin Warna (A1-C0) memastikan penampilan warna putih seragam merentasi pelbagai LED dalam pemasangan.
S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA secara berterusan?
J: Ya, 30mA adalah penarafan berterusan maksimum mutlak pada 25°C. Walau bagaimanapun, anda mesti merujuk lengkung penurunan nilai (Arus Hadapan vs. Suhu Ambien). Pada suhu ambien lebih tinggi, arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan untuk mengelakkan terlalu panas dan kegagalan pramatang.
S: Bagaimana saya mentafsir rajah kromatisiti CIE untuk LED ini?
J: Lokus badan hitam dan garis CCT disediakan untuk rujukan. Segi empat berwarna (A1, A0, dll.) ialah julat warna yang boleh diterima untuk setiap bin. LED diuji dan disusun ke dalam kawasan ini. CCT lebih rendah (cth., berhampiran B3/B4) menunjukkan putih lebih hangat, manakala CCT lebih tinggi (cth., berhampiran C0) menunjukkan putih lebih sejuk dan kebiruan.
11. Kes Penggunaan Praktikal
Senario: Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status Keterlihatan Tinggi.
Seorang jurutera mereka bentuk panel kawalan industri yang memerlukan penunjuk status putih yang terang dan konsisten kelihatan di bawah cahaya ambien tinggi. Dengan memilih LED dari bin keamatan bercahaya yang sama (cth., Bin T untuk kecerahan maksimum) dan bin warna yang sama (cth., B4 untuk putih neutral), mereka memastikan penampilan dan kecerahan seragam merentasi semua penunjuk. Sudut pandangan 50 darjah memberikan keterlihatan baik dari pelbagai sudut. Jurutera melaksanakan litar pemacu mudah menggunakan bekalan 5V dan perintang pembatas arus yang dikira untuk ~20mA, memastikan operasi dalam spesifikasi. Diod Zener bersepadu melindungi LED daripada kekutuban songsang tidak sengaja semasa penyelenggaraan.
12. Pengenalan Prinsip Operasi
Ini adalah LED putih yang ditukar fosfor. Terasnya ialah cip semikonduktor yang diperbuat daripada Indium Gallium Nitride (InGaN) yang memancarkan cahaya biru apabila pincang hadapan (elektroluminesens). Cahaya biru ini tidak dipancarkan secara langsung. Sebaliknya, ia mengenai salutan fosfor (biasanya Yttrium Aluminum Garnet didop dengan Cerium, atau YAG:Ce) yang digantung dalam resin epoksi pakej. Fosfor menyerap sebahagian foton biru dan memancarkan semula cahaya merentasi spektrum luas di kawasan kuning. Gabungan cahaya biru yang tidak diserap dan pancaran kuning luas dari fosfor bercampur untuk menghasilkan cahaya yang kelihatan putih kepada mata manusia. Nisbah khusus biru kepada kuning, dan komposisi fosfor tepat, menentukan suhu warna berkaitan (CCT) dan sifat pemulihan warna cahaya putih.
13. Trend Teknologi
Teknologi yang diterangkan mewakili peringkat matang pembangunan LED putih yang ditukar fosfor. Trend berterusan dalam industri LED yang lebih luas termasuk:
Kecekapan Meningkat:Penambahbaikan berterusan dalam kecekapan kuantum dalaman cip InGaN biru dan kecekapan penukaran fosfor (output lumen-per-watt lebih tinggi).
Kualiti Warna:Pembangunan campuran fosfor pelbagai (cth., menambah fosfor merah) untuk meningkatkan Indeks Pemulihan Warna (CRI), mencapai reproduksi warna lebih semula jadi dan tepu, walaupun lembaran data ini menentukan sistem fosfor tunggal yang lebih mudah.
Pengecilan Pakej:Walaupun T-1 3/4 kekal popular, banyak aplikasi baru beralih ke pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) seperti 2835 atau 3030 untuk kebolehpengilangan dan prestasi haba yang lebih baik.
Pencahayaan Pintar dan Bersambung:Penyepaduan elektronik kawalan terus dengan pakej LED adalah trend yang semakin berkembang, walaupun produk ini adalah komponen diskret tanpa pemacu.
Peranti khusus ini memberi tumpuan kepada menyampaikan keamatan bercahaya tinggi dalam pakej lubang tembus klasik, keperluan yang kekal stabil untuk banyak aplikasi penunjuk legasi dan kecerahan tinggi tertentu.
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. |