Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Идентификация продукта и система обозначений
- 2. Механические и оптические характеристики
- 2.1 Габаритные размеры и компоновка
- 2.2 Оптические характеристики
- 3. Электрические и тепловые параметры
- 3.1 Абсолютные максимальные режимы эксплуатации
- 3.2 Типичные электрические характеристики
- 4. Система бининга и классификации
- 4.1 Бининг по световому потоку
- 4.2 Бининг по прямому напряжению
- 4.3 Бининг по доминирующей длине волны
- 5. Характеристики и графики
- 5.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)
- 5.2 Зависимость относительного светового потока от прямого тока
- 5.3 Зависимость относительной спектральной мощности от температуры перехода
- 5.4 Спектральное распределение мощности
- 6. Рекомендации по монтажу и обращению
- 6.1 Рекомендации по пайке
- 6.2 Тепловой менеджмент
- 6.3 Чувствительность к электростатическому разряду (ЭСР)
- 7. Упаковка и информация для заказа
- 7.1 Спецификация на ленту и катушку
- 7.2 Структура кода заказа
- 8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию
- 8.1 Типовые области применения
- 8.2 Выбор драйвера
- 8.3 Оптическое проектирование
- 9. Надежность и срок службы
- 10. Техническое сравнение и преимущества
- 10.1 Керамический корпус против пластикового
- 10.2 Конструкция с одним мощным кристаллом
1. Обзор продукта
Настоящий документ содержит полные технические характеристики мощного зеленого светодиода (LED) серии Ceramic 3535 на 1 Вт. Керамическая подложка обеспечивает превосходный тепловой менеджмент по сравнению с традиционными пластиковыми корпусами, что позволяет использовать более высокие токи накачки и повышает долгосрочную надежность. Данный светодиод предназначен для применений, требующих высокой яркости и стабильной работы в жестких условиях эксплуатации.
1.1 Идентификация продукта и система обозначений
Модель продукта идентифицируется как T1901PGA. Система обозначений следует структурированному коду:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Этот код разбивается на несколько ключевых параметров:
- Код корпуса (19):Обозначает керамический корпус 3535.
- Код количества кристаллов (P):Обозначает один мощный светодиодный кристалл.
- Код цвета (G):Указывает на зеленое свечение.
- Код оптики (A):Определяет линзу или оптическую конструкцию (детали подразумеваются кодом).
- Код бина светового потока:Многозначный код, определяющий биновый диапазон выходного светового потока.
- Код бина цветовой температуры / длины волны:Код, определяющий диапазон доминирующей длины волны.
Другие коды цветов, определенные в системе, включают Красный (R), Желтый (Y), Синий (B), Фиолетовый (U), Оранжевый (A), Инфракрасный (I), Теплый белый L (<3700K), Нейтральный белый C (3700-5000K) и Холодный белый W (>5000K).
2. Механические и оптические характеристики
2.1 Габаритные размеры и компоновка
Светодиод выполнен в керамическом корпусе для поверхностного монтажа 3535. Точный чертеж размеров показывает вид сверху и профиль с критическими размерами. Ключевые размеры включают общий размер корпуса 3.5мм x 3.5мм. Приведены рекомендуемая посадочная площадка (footprint) и дизайн трафарета для сборки на печатной плате, чтобы обеспечить правильную пайку и тепловые характеристики. Допуски указаны как ±0.10мм для размеров .X и ±0.05мм для размеров .XX.
2.2 Оптические характеристики
Основные оптические параметры измеряются при стандартном испытательном токе 350мА и температуре точки пайки (Ts) 25°C.
- Доминирующая длина волны (λd):525 нм (Типичное значение).
- Угол обзора (2θ1/2):120 градусов, обеспечивая широкую, близкую к ламбертовой, диаграмму направленности, подходящую для общего освещения.
- Световой поток:Значение зависит от конкретного бина светового потока, присвоенного изделию (см. Раздел 3.3).
3. Электрические и тепловые параметры
3.1 Абсолютные максимальные режимы эксплуатации
Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению. Все значения указаны при Ts=25°C.
- Постоянный прямой ток (IF):500 мА
- Пиковый импульсный прямой ток (IFP):700 мА (Длительность импульса ≤10мс, Скважность ≤1/10)
- Рассеиваемая мощность (PD):1800 мВт
- Рабочая температура (Topr):-40°C до +100°C
- Температура хранения (Tstg):-40°C до +100°C
- Температура перехода (Tj):125°C
- Температура пайки (Tsld):Пайка оплавлением при 230°C или 260°C не более 10 секунд.
3.2 Типичные электрические характеристики
Измерено при Ts=25°C, IF=350мА.
- Прямое напряжение (VF):3.5 В (Типичное), 3.6 В (Максимальное)
- Обратное напряжение (VR):5 В
- Обратный ток (IR):50 мкА (Максимальное)
4. Система бининга и классификации
Для обеспечения цветовой и яркостной однородности в производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров.
4.1 Бининг по световому потоку
Световой поток измеряется при 350мА. Бины, определяемые буквенным кодом, задают минимальное (Min) и типичное (Type) значение. Допуск измерения потока составляет ±7%.
- Код 1R:Min 55 лм, Type 60 лм
- Код 1S:Min 60 лм, Type 65 лм
- Код 1T:Min 65 лм, Type 70 лм
- Код 1W:Min 70 лм, Type 75 лм
- Код 1X:Min 75 лм, Type 80 лм
- Код 1Y:Min 80 лм, Type 87 лм
4.2 Бининг по прямому напряжению
Прямое напряжение измеряется при 350мА. Бины обеспечивают электрическую совместимость при последовательном/параллельном соединении. Допуск составляет ±0.08В.
- Код 1:2.8В до 3.0В
- Код 2:3.0В до 3.2В
- Код 3:3.2В до 3.4В
- Код 4:3.4В до 3.6В
4.3 Бининг по доминирующей длине волны
Для зеленых светодиодов доминирующая длина волны сортируется по бинам для контроля точного оттенка зеленого.
- Код G5:519 нм до 522.5 нм
- Код G6:522.5 нм до 526 нм
- Код G7:526 нм до 530 нм
5. Характеристики и графики
Графические данные дают более глубокое понимание поведения светодиода в различных условиях.
5.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)
Кривая показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением. Это критически важно для проектирования правильного драйвера с ограничением тока. Типичное значение VF 3.5В при 350мА подтверждается на этом графике.
5.2 Зависимость относительного светового потока от прямого тока
Этот график иллюстрирует, как световой выход увеличивается с ростом тока накачки. Обычно наблюдается сублинейный рост при более высоких токах из-за падения эффективности и тепловых эффектов, что подчеркивает важность теплового менеджмента для поддержания яркости.
5.3 Зависимость относительной спектральной мощности от температуры перехода
Спектральный выход светодиода смещается с температурой перехода. Для зеленых светодиодов пиковая длина волны обычно немного уменьшается (смещается в синюю область) с ростом температуры. Этот график количественно определяет это смещение, что важно для приложений, критичных к цвету.
5.4 Спектральное распределение мощности
Кривая отображает интенсивность света, излучаемого в видимом спектре для данного зеленого светодиода, с центром около 525нм. Она показывает относительно узкую спектральную полосу пропускания, типичную для монохроматических светодиодов.
6. Рекомендации по монтажу и обращению
6.1 Рекомендации по пайке
Керамический корпус совместим со стандартными процессами пайки оплавлением (инфракрасной или конвекционной). Максимальный рекомендуемый профиль пайки: пиковая температура 230°C или 260°C в течение до 10 секунд. Предоставленный дизайн трафарета обеспечивает правильный объем паяльной пасты для надежных соединений и оптимального отвода тепла от тепловой площадки на печатную плату.
6.2 Тепловой менеджмент
Эффективный тепловой менеджмент критически важен для производительности и срока службы. Керамический корпус имеет низкое тепловое сопротивление, но он должен быть установлен на печатной плате с достаточным количеством тепловых переходных отверстий и, при необходимости, внешним радиатором для поддержания температуры перехода ниже 125°C, особенно при работе вблизи максимального тока 500мА.
6.3 Чувствительность к электростатическому разряду (ЭСР)
Как и все полупроводниковые приборы, светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Во время обращения и монтажа должны соблюдаться стандартные меры предосторожности от ЭСР (использование заземленных браслетов, проводящих ковриков и ионизаторов).
7. Упаковка и информация для заказа
7.1 Спецификация на ленту и катушку
Продукт поставляется на эмбоссированной несущей ленте для автоматической сборки методом "pick-and-place". Подробные чертежи определяют размеры гнезд, ширину ленты, диаметр катушки и ориентацию компонентов. Корпус 3535 использует стандартный формат ленты, совместимый с высокоскоростным монтажным оборудованием.
7.2 Структура кода заказа
Полный код заказа формируется из системы обозначений, описанной в Разделе 1.1. Для заказа необходимо указать полный код, включая корпус (19), количество кристаллов (P), цвет (G), оптику (A), а также желаемые коды бинов светового потока и длины волны в соответствии с требованиями применения.
8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию
8.1 Типовые области применения
- Архитектурное освещение:Фасадное освещение, скрытая подсветка, акцентное освещение, где требуется высокая яркость и стабильность цвета.
- Автомобильное освещение:Интерьерное освещение, сигнальные огни (при соответствии цветовым спецификациям).
- Портативное освещение:Фонари высокого класса и рабочие фонари.
- Специальное освещение:Машинное зрение, сценическое освещение и вывески.
8.2 Выбор драйвера
Для надежной работы обязателен драйвер постоянного тока. Драйвер следует выбирать на основе требуемого прямого тока (например, 350мА для типового использования, до 500мА для максимальной мощности) и бина прямого напряжения светодиодов, особенно при последовательном соединении нескольких устройств. Драйвер должен иметь соответствующую защиту от перегрева и перегрузки по току.
8.3 Оптическое проектирование
Угол обзора 120 градусов идеален для широкого и равномерного освещения. Для формирования сфокусированных лучей вторичная оптика (рефлекторы или линзы) должна проектироваться с учетом первичной линзы светодиода и его диаграммы направленности. Механические чертежи предоставляют необходимые базовые точки для оптического выравнивания.
9. Надежность и срок службы
Хотя конкретные данные о сроке службы L70 или L50 (время до снижения светового потока до 70% или 50% от начального) не приведены в данном отрывке, керамический корпус по своей природе способствует более длительному сроку службы за счет поддержания более низкой температуры перехода при заданной рассеиваемой мощности. Срок службы в первую очередь зависит от температуры перехода и тока накачки; работа в пределах рекомендуемых спецификаций максимизирует долговечность.
10. Техническое сравнение и преимущества
10.1 Керамический корпус против пластикового
Керамический корпус 3535 предлагает явные преимущества по сравнению со стандартными пластиковыми SMD-корпусами (например, PLCC, 5050):
- Превосходная теплопроводность:Керамические подложки эффективнее рассеивают тепло, что позволяет использовать более высокие токи накачки и лучше поддерживать производительность.
- Повышенная надежность:Керамика устойчива к влаге и УФ-деградации, что обеспечивает более стабильную работу в жестких условиях.
- Лучшая стабильность цвета:Более низкая рабочая температура перехода минимизирует смещение длины волны и снижение светового потока со временем.
10.2 Конструкция с одним мощным кристаллом
Использование одного большого кристалла (обозначается 'P') вместо нескольких меньших улучшает равномерность плотности тока и может обеспечить лучшую общую эффективность и надежность по сравнению с многокристальными конструкциями при аналогичных уровнях мощности.
Терминология спецификаций LED
Полное объяснение технических терминов LED
Фотоэлектрическая производительность
| Термин | Единица/Обозначение | Простое объяснение | Почему важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный. | Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии. |
| Световой поток | лм (люмен) | Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью". | Определяет, достаточно ли свет яркий. |
| Угол обзора | ° (градусы), напр., 120° | Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на диапазон освещения и равномерность. |
| Цветовая температура | K (Кельвин), напр., 2700K/6500K | Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии. |
| Индекс цветопередачи | Безразмерный, 0–100 | Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо. | Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи. |
| Допуск по цвету | Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый" | Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет. | Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов. |
| Доминирующая длина волны | нм (нанометры), напр., 620нм (красный) | Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов. | Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов. |
| Спектральное распределение | Кривая длина волны против интенсивности | Показывает распределение интенсивности по длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
Электрические параметры
| Термин | Обозначение | Простое объяснение | Соображения по проектированию |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | Vf | Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска". | Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов. |
| Прямой ток | If | Значение тока для нормальной работы светодиода. | Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток | Ifp | Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения. |
| Обратное напряжение | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой. | Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения. |
| Тепловое сопротивление | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше. | Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла. |
| Устойчивость к ЭСР | В (HBM), напр., 1000В | Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый. | В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов. |
Тепловой менеджмент и надежность
| Термин | Ключевой показатель | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа. | Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета. |
| Спад светового потока | L70 / L80 (часов) | Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной. | Прямо определяет "срок службы" светодиода. |
| Поддержание светового потока | % (напр., 70%) | Процент яркости, сохраняемый после времени. | Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании. |
| Смещение цвета | Δu′v′ или эллипс МакАдама | Степень изменения цвета во время использования. | Влияет на постоянство цвета в сценах освещения. |
| Термическое старение | Деградация материала | Ухудшение из-за длительной высокой температуры. | Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи. |
Упаковка и материалы
| Термин | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс. | EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы. |
| Структура чипа | Фронтальный, Flip Chip | Расположение электродов чипа. | Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности. |
| Фосфорное покрытие | YAG, Силикат, Нитрид | Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый. | Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI. |
| Линза/Оптика | Плоская, Микролинза, TIR | Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света. | Определяет угол обзора и кривую распределения света. |
Контроль качества и сортировка
| Термин | Содержимое бинов | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Бин светового потока | Код, напр. 2G, 2H | Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов. | Обеспечивает равномерную яркость в той же партии. |
| Бин напряжения | Код, напр. 6W, 6X | Сгруппировано по диапазону прямого напряжения. | Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы. |
| Бин цвета | 5-шаговый эллипс МакАдама | Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон. | Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства. |
| Бин CCT | 2700K, 3000K и т.д. | Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены. |
Тестирование и сертификация
| Термин | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест поддержания светового потока | Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости. | Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт оценки срока службы | Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80. | Обеспечивает научный прогноз срока службы. |
| IESNA | Общество инженеров по освещению | Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний. | Признанная отраслью основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть). | Требование доступа на рынок на международном уровне. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения. | Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность. |