Техническая спецификация светодиода Ceramic 3535 Series 1W Белый - Размеры 3.5x3.5x?мм - Напряжение 3.2В - Мощность 1Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики мощного белого светодиода на 1Вт, заключённого в надёжный керамический корпус для поверхностного монтажа 3535. Керамические корпуса обладают превосходной теплопроводностью по сравнению с традиционными пластиковыми, что обеспечивает лучший отвод тепла от p-n-перехода светодиода. Это приводит к повышению стабильности работы, увеличению срока службы и более высокой надёжности в сложных условиях эксплуатации. Продукт предназначен для применений, требующих высокой световой отдачи и эффективного теплового управления, таких как автомобильное освещение, общее освещение и специальные осветительные приборы.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры (Ts=25°C)

Следующие параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению светодиода. Не рекомендуется длительная работа на этих пределах или вблизи них.

• Прямой ток (IF):500 мА (Максимальный постоянный ток).
• Импульсный прямой ток (IFP):700 мА (Длительность импульса ≤10мс, скважность ≤1/10).
• Рассеиваемая мощность (PD):1700 мВт.
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +100°C.
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +100°C.
• Температура перехода (Tj):125°C (Максимальная).
• Температура пайки (Tsld):Пайка оплавлением при 230°C или 260°C не более 10 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики (Ts=25°C, IF=350мА)

Это типичные параметры производительности в стандартных условиях испытаний.

• Прямое напряжение (VF):Типичное 3.2В, Максимальное 3.4В. Это падение напряжения на светодиоде при токе 350мА.
• Обратное напряжение (VR):5В (Максимальное). Превышение этого напряжения при обратном смещении может повредить светодиод.
• Обратный ток (IR):Максимум 50 мкА.
• Угол обзора (2θ1/2):120 градусов (Типичный). Такой широкий угол свечения подходит для общего освещения.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения однородности цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

3.1 Биннинг коррелированной цветовой температуры (CCT)

Светодиод доступен в стандартных диапазонах CCT, каждый из которых соответствует определённой области цветности на диаграмме МКО. Типичные значения CCT и соответствующие им коды бинов: 2700K (8A-8D), 3000K (7A-7D), 3500K (6A-6D), 4000K (5A-5D), 4500K (4A-4U), 5000K (3A-3U), 5700K (2A-2U), 6500K (1A-1U) и 8000K (0A-0U). Гарантируется, что продукция находится в пределах области цветности заказанной CCT.

3.2 Биннинг светового потока

Бины потока определяют минимальный световой выход при 350мА. Фактический поток может быть выше. Примеры включают:

• Тёплый белый CRI 70 (2700-3700K):Бины от 1Y (80-87 лм) до 2D (114-122 лм).
• Нейтральный белый CRI 70 (3700-5000K):Бины от 1Z (87-94 лм) до 2F (130-139 лм).
• Холодный белый CRI 70 (5000-10000K):Бины от 2A (94-100 лм) до 2F (130-139 лм).
• Варианты с CRI 85также доступны с соответствующими бинами потока (например, 1W: 70-75 лм для тёплого белого).

3.3 Биннинг прямого напряжения

Напряжение разбивается на бины для помощи в проектировании схем стабилизации тока. Бины: Код 1 (2.8-3.0В), Код 2 (3.0-3.2В), Код 3 (3.2-3.4В), Код 4 (3.4-3.6В).

3.4 Правила формирования номера модели

Структура каталожного номера: T [Код корпуса] [Код количества кристаллов] [Код линзы] [Внутренний код] - [Код потока] [Код CCT]. Например, T1901PL(C,W)A расшифровывается как: T (серия), 19 (Керамический корпус 3535), P (1 мощный кристалл), L (Код линзы 01), (C,W) (CCT: Нейтральный или Холодный белый), A (внутренний код), при этом коды потока и CCT указываются отдельно.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

ВАХ показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением. Конструкторы используют её для выбора подходящей топологии драйвера (постоянный ток vs. постоянное напряжение) и расчёта рассеиваемой мощности (Vf * If). Типичное значение Vf 3.2В при 350мА является ключевой точкой для проектирования.

4.2 Зависимость прямого тока от относительного светового потока

Эта кривая демонстрирует, что световой выход увеличивается с ростом тока, но не линейно. Эффективность обычно снижается при более высоких токах из-за увеличения нагрева (эффект «droop»). Работа при рекомендуемых 350мА обеспечивает хороший баланс между выходом и эффективностью.

4.3 Зависимость температуры перехода от относительной спектральной мощности

При повышении температуры перехода (Tj) спектральный выход светодиода может смещаться, что часто вызывает небольшое изменение цвета (смещение цветности) и уменьшение светового потока. Керамический корпус помогает минимизировать рост Tj, тем самым стабилизируя оптические характеристики.

4.4 Распределение относительной спектральной мощности

Спектральный график показывает интенсивность излучения на каждой длине волны. Для белых светодиодов (обычно с люминофорным преобразованием) он показывает синий пик от кристалла и более широкий жёлтый/белый пик от люминофора. Площадь под кривой связана с общим потоком, а форма определяет индекс цветопередачи (CRI) и CCT.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры

Светодиод имеет стандартный форм-фактор 3535 (примерно 3.5мм x 3.5мм). Точный чертёж показывает размер корпуса, форму линзы и расположение выводов. Допуски указаны как ±0.10мм для размеров .X и ±0.05мм для размеров .XX.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка и трафарет

Предоставлена схема контактных площадок для разводки печатной платы, обеспечивающая правильное формирование паяного соединения и тепловой контакт. Соответствующий дизайн трафарета направляет нанесение паяльной пасты для пайки оплавлением. Правильный дизайн площадок критически важен для механической стабильности и передачи тепла на плату.

5.3 Идентификация полярности

Выводы анода и катода должны быть правильно идентифицированы на корпусе светодиода и соответствовать разводке печатной платы. Неправильная полярность не позволит светодиоду засветиться.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод совместим со стандартными бессвинцовыми процессами пайки оплавлением. Максимальная температура корпуса во время пайки не должна превышать 260°C в течение 10 секунд. Крайне важно следовать рекомендуемому температурному профилю (предварительный нагрев, выдержка, оплавление, охлаждение), чтобы избежать теплового удара и обеспечить надёжные паяные соединения без повреждения внутренних компонентов или люминофора.

6.2 Меры предосторожности при обращении и хранении

Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Используйте соответствующие меры защиты от ЭСР во время обращения и сборки. Храните в сухой антистатической среде в указанном температурном диапазоне (-40°C до +100°C). Избегайте воздействия влаги; если воздействие произошло, следуйте процедурам просушки перед пайкой оплавлением.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация ленты и катушки

Светодиоды поставляются на эмбоссированной несущей ленте, намотанной на катушки, что подходит для автоматического оборудования сборки. Размеры ленты (размер кармана, шаг) стандартизированы.

7.2 Количество в упаковке

Используются стандартные количества на катушке (например, 1000 или 2000 штук на катушке). Внешняя упаковка включает этикетки с указанием каталожного номера, кодов бинов (поток, CCT, Vf), количества и номера партии для прослеживаемости.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Автомобильное освещение:Дневные ходовые огни (ДХО), внутреннее освещение, сигнальные огни.
• Общее освещение:Светодиодные лампы, встраиваемые светильники, панельные светильники, уличные фонари.
• Специальное освещение:Портативные фонари, аварийное освещение, архитектурная подсветка.

8.2 Соображения при проектировании

• Тепловое управление:Основная задача проектирования. Используйте печатную плату с достаточным количеством тепловых переходных отверстий и, возможно, плату на металлической основе (MCPCB) или радиатор для поддержания пути с низким тепловым сопротивлением от перехода светодиода к окружающей среде.
• Управление током:Всегда используйте драйвер постоянного тока, а не источник постоянного напряжения, чтобы обеспечить стабильный световой выход и предотвратить тепловой разгон.
• Оптика:Для достижения желаемой диаграммы направленности могут потребоваться вторичная оптика (линзы, отражатели).

9. Техническое сравнение и преимущества

Керамический корпус 3535 предлагает явные преимущества по сравнению с пластиковыми SMD-корпусами (такими как 3528 или 5050) и даже другими керамическими корпусами:

• По сравнению с пластиковыми корпусами:Превосходная теплопроводность, ведущая к более низкой температуре перехода, более высокому потенциалу максимального тока, лучшему сохранению светового потока и более длительному сроку службы, особенно в мощных приложениях.
• По сравнению с другими керамическими корпусами:Форм-фактор 3535 является распространённым отраслевым стандартом, предлагающим хороший баланс размера, мощности и оптического выхода, что делает его высокоуниверсальным для многих светотехнических решений.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 В чём разница между версиями с CRI 70 и CRI 85?

CRI (Индекс цветопередачи) измеряет, насколько естественно источник света передаёт цвета объектов по сравнению с эталонным источником. Светодиоды с CRI 85 обеспечивают лучшую цветопередачу, чем с CRI 70, что важно для розничной торговли, музеев или качественного жилого освещения. Компромиссом обычно является несколько более низкая световая отдача (люмен на ватт) для более высокого CRI.

10.2 Могу ли я питать этот светодиод током 500мА непрерывно?

Хотя предельно допустимый ток составляет 500мА, непрерывная работа при таком токе будет генерировать значительное тепло. Рекомендуемый рабочий ток — 350мА. Для работы на 500мА требуется исключительное тепловое управление, чтобы поддерживать температуру перехода значительно ниже 125°C, в противном случае срок службы и производительность будут быстро ухудшаться.

10.3 Как интерпретировать код бина потока (например, 2B)?

Код бина потока гарантирует минимальный световой поток. Например, для холодного белого CRI 70 бин 2B гарантирует минимум 100 лм при 350мА. Фактический поток от поставляемых изделий будет находиться между минимальным и максимальным значениями для этого бина (например, 100-107 лм), но не гарантируется на уровне типичного значения.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование высококачественного встраиваемого светодиодного светильника с нейтральным белым светом (4000K) и хорошей цветопередачей (CRI >80).

Выбор:Выберите светодиод нейтрального белого цвета с CRI 85 в бине CCT 5x и бине потока, например, 2A (мин. 94-100 лм).

Тепловое проектирование:Установите светодиод на MCPCB (алюминиевую подложку) толщиной 1.6мм. MCPCB крепится к радиатору с теплопроводящим материалом. Тепловое моделирование должно подтвердить, что Tj<100°C при температуре окружающей среды 45°C.

Электрическое проектирование:Используйте драйвер постоянного тока для светодиодов с номинальным выходным током 350мА. Включите защиту от перенапряжения и обрыва/короткого замыкания.

Оптическое проектирование:Дополните светодиод вторичной линзой для достижения угла луча 30 градусов для акцентного освещения.

12. Принцип работы

Белый светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводнике и люминофорного преобразования. Электрический ток протекает через полупроводниковый кристалл (обычно InGaN), заставляя его излучать фотоны в синем или ультрафиолетовом спектре. Эти высокоэнергетические фотоны затем попадают на слой люминофора, покрывающий кристалл. Люминофор поглощает часть этих фотонов и переизлучает свет на более длинных, низкоэнергетических волнах (жёлтый, красный). Смесь неизменённого синего света и преобразованного жёлтого/красного света воспринимается человеческим глазом как белый свет. Точные пропорции определяют коррелированную цветовую температуру (CCT).

13. Технологические тренды

Индустрия светодиодов продолжает развиваться, и несколько ключевых трендов влияют на компоненты, такие как керамический светодиод 3535:

• Повышение эффективности (лм/Вт):Постоянные улучшения в дизайне кристаллов, технологии люминофоров и эффективности корпуса приводят к увеличению светового выхода при том же электрическом вводе, снижая энергопотребление.
• Повышенная надёжность и срок службы:Достижения в материалах (таких как прочная керамика) и производственных процессах увеличивают номинальный срок службы (L70/B50) до более чем 50 000 часов.
• Улучшенное качество цвета:Разработка многокомпонентных люминофорных смесей и новых структур кристаллов позволяет создавать светодиоды с очень высоким CRI (90+), отличной цветовой однородностью (узкий бининг) и настраиваемым белым светом.
• Миниатюризация и увеличение плотности мощности:Возможность обработки большей мощности в том же или меньшем форм-факторе (например, корпуса 3030, 2929) является постоянным трендом, требующим всё более совершенных решений по тепловому управлению.
• Умное и сетевое освещение:Светодиоды становятся неотъемлемой частью систем Интернета вещей, требуя от драйверов, а иногда и от самих корпусов, поддержки диммирования, настройки цвета и протоколов передачи данных.