Техническая спецификация (Datasheet) на керамический светодиод 3535 серии 1W желтый - Размеры 3.5x3.5x?мм - Напряжение 2.2В - Мощность 1Вт

1. Обзор продукта

Керамическая серия 3535 представляет собой мощный поверхностно-монтируемый светодиод, разработанный для применений, требующих высокой производительности и надежного теплового управления. Керамическая подложка обеспечивает превосходный отвод тепла, что делает светодиод подходящим для работы на высоких токах и в сложных условиях. Конкретная модель T1901PYA — это желтый светодиод мощностью 1 Вт, характеризующийся высоким световым потоком и стабильной работой в широком диапазоне температур.

Ключевые преимущества серии включают превосходную теплопроводность по сравнению со стандартными пластиковыми корпусами, что приводит к увеличению срока службы и сохранению светового потока. Целевые рынки: автомобильное освещение (салонное и сигнальное), промышленное освещение, светильники для высоких помещений и специальное освещение, где критически важны стабильность цвета и надежность.

2. Подробный разбор технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры (T_s=25°C)

Следующие параметры определяют пределы эксплуатации, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для непрерывной работы.

• Прямой ток (I_F):500 мА (постоянный)
• Импульсный прямой ток (I_FP):700 мА (длительность импульса ≤10мс, скважность ≤1/10)
• Рассеиваемая мощность (P_D):1300 мВт
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +100°C
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +100°C
• Температура перехода (T_j):125°C
• Температура пайки (T_sld):Пайка оплавлением при 230°C или 260°C не более 10 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики (T_s=25°C, I_F=350мА)

Типичные параметры производительности в стандартных условиях тестирования.

• Прямое напряжение (V_F):Тип. 2.2В, Макс. 2.6В
• Обратное напряжение (V_R):5В
• Пиковая длина волны (λ_d):625 нм
• Обратный ток (I_R):Макс. 50 мкА (при V_R=5В)
• Угол обзора (2θ_1/2):120°

2.3 Тепловые характеристики

Керамический корпус обеспечивает путь с низким тепловым сопротивлением от кристалла светодиода (перехода) к контактным площадкам и далее к печатной плате (ПП). Эффективный тепловой менеджмент на плате критически важен для поддержания производительности и долговечности. Работа на или вблизи максимальной температуры перехода ускорит деградацию светового потока и может привести к преждевременному выходу из строя. Конструкторы должны обеспечить адекватный теплоотвод, особенно при работе светодиода на максимальном номинальном токе.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения однородности цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются (бинируются) по ключевым параметрам. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям применения.

3.1 Бининг светового потока (при 350мА)

Световой поток измеряется в люменах (лм). Бин определяет минимальные и типичные значения.

• Код 1L:Мин. 30 лм, Тип. 35 лм
• Код 1M:Мин. 35 лм, Тип. 40 лм
• Код 1N:Мин. 40 лм, Тип. 45 лм
• Код 1P:Мин. 45 лм, Тип. 50 лм
• Код 1Q:Мин. 50 лм, Тип. 55 лм

Примечание: Допуск светового потока ±7%.

3.2 Бининг прямого напряжения (при 350мА)

Бины прямого напряжения помогают в проектировании стабильных схем управления током, особенно в массивах из нескольких светодиодов.

• Код C:от 1.8В до 2.0В
• Код D:от 2.0В до 2.2В
• Код E:от 2.2В до 2.4В
• Код F:от 2.4В до 2.6В

Примечание: Допуск прямого напряжения ±0.08В.

3.3 Бининг доминирующей длины волны

Определяет оттенок излучаемого желтого света, обеспечивая однородность цвета.

• Код Y1:от 585 нм до 588 нм
• Код Y2:от 588 нм до 591 нм
• Код Y3:от 591 нм до 594 нм

4. Анализ характеристических кривых

Следующие графики иллюстрируют взаимосвязь ключевых параметров, что критически важно для проектирования схем и теплового менеджмента.

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

Эта кривая показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением. Прямое напряжение увеличивается с ростом тока и также зависит от температуры. Разработчики используют это для выбора подходящих токоограничивающих резисторов или настроек драйверов постоянного тока. Работа на типичном токе 350мА дает V_Fоколо 2.2В.

4.2 Зависимость прямого тока от относительного светового потока

Этот график демонстрирует, что световой выход увеличивается с ростом тока, но не линейно. При более высоких токах эффективность падает из-за увеличения тепловыделения (эффект "droop"). Рабочая точка 350мА выбрана как компромисс между высокой светоотдачей и хорошей эффективностью. Работа за пределами этой точки требует тщательной тепловой проработки.

4.3 Зависимость температуры перехода от относительной спектральной мощности

При повышении температуры перехода спектральный выход светодиода может незначительно смещаться. Для желтых светодиодов это может проявляться как небольшое изменение доминирующей длины волны или чистоты цвета. Поддержание низкой температуры перехода является ключом к стабильности цветовых характеристик в течение всего срока службы изделия.

4.4 Распределение спектральной мощности

Кривая спектральной характеристики показывает спектр излучения желтого светодиода с центром около 625 нм. Он имеет относительно узкую спектральную ширину, что типично для монохроматических светодиодов и идеально для применений, требующих насыщенного цвета.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры

Корпус соответствует стандартному форм-фактору 3535: базовые размеры примерно 3.5мм x 3.5мм. Точная высота в предоставленном отрывке не указана. Подробные механические чертежи с допусками (например, .X: ±0.10мм, .XX: ±0.05мм) приведены в полной спецификации для разводки печатной платы.

5.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок и трафарет

В спецификации приведены рекомендуемые посадочное место (footprint) и конструкция паяльного трафарета для обеспечения надежной пайки. Конструкция контактных площадок критически важна как для электрического соединения, так и для теплопередачи. Тепловая площадка под компонентом должна быть правильно припаяна к соответствующей медной площадке на ПП для облегчения отвода тепла. Конструкция апертур трафарета контролирует объем наносимой паяльной пасты.

5.3 Определение полярности

Светодиод имеет анод и катод. Полярность обычно маркируется на самом устройстве (например, выемкой, точкой или скошенным углом) и должна быть правильно ориентирована на плате согласно схеме посадочного места. Обратное подключение не даст светодиоду засветиться, а подача обратного напряжения выше номинальных 5В может его повредить.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод совместим со стандартными процессами инфракрасной или конвекционной пайки оплавлением. Указаны два профиля:

1. Пиковая температура 230°C.

2. Пиковая температура 260°C.

В обоих случаях необходимо контролировать время выше температуры ликвидуса (обычно ~217°C для сплавов SAC), а время при пиковой температуре не должно превышать 10 секунд, чтобы предотвратить тепловое повреждение кристалла и корпуса светодиода.

6.2 Меры предосторожности при обращении и хранении

• Чувствительность к ЭСР:Хотя явно не заявлено как чувствительное устройство, рекомендуется соблюдать стандартные меры предосторожности от статического электричества при обращении.

• Чувствительность к влаге:Керамический корпус, как правило, менее подвержен поглощению влаги, чем пластиковые корпуса, но рекомендуется хранение в сухой среде.

• Очистка:Если требуется очистка после пайки, используйте совместимые растворители, не повреждающие линзу светодиода или материал корпуса.

6.3 Условия хранения

Хранить в оригинальной влагозащитной упаковке при температуре от -40°C до +100°C в среде с низкой влажностью. Избегать воздействия прямого солнечного света или коррозионных газов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация несущей ленты

Светодиоды поставляются на эмбоссированной несущей ленте для автоматизированной сборки. Ширина ленты, размеры ячеек и шаг спроектированы для совместимости со стандартным SMT-оборудованием. На предоставленной диаграмме показаны подробные размеры несущей ленты для керамической серии 3535.

7.2 Упаковка на катушке

Несущая лента намотана на стандартные катушки. Количество на катушке (например, 1000 штук, 4000 штук) обычно указывается производителем. На катушку нанесена маркировка с номером детали, количеством, номером партии и кодами бининга.

7.3 Система нумерации деталей

Модельный номер T1901PYA следует структурированной системе кодирования:

• T:Префикс серии производителя.

• 19:Код корпуса для керамического 3535.

• P:Код количества кристаллов для одного мощного кристалла.

• Y:Код цвета для желтого.

• A:Внутренний код или конкретная модификация.

Дополнительные суффиксы могут указывать бин светового потока (например, 1M), бин напряжения (например, D) и бин длины волны (например, Y2).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Автомобильное освещение:Дневные ходовые огни (ДХО), указатели поворота, салонное фоновое освещение.
• Промышленное и коммерческое освещение:Светильники для высоких помещений, рабочее освещение, освещение для машинного зрения.
• Вывески и декоративное освещение:Объемные буквы, архитектурная подсветка, декоративные световые ленты.
• Специальное освещение:Медицинские приборы, сельскохозяйственное освещение (специфические спектры).

8.2 Соображения при проектировании

• Выбор драйвера:Используйте драйвер постоянного тока для стабильного светового потока и долговечности. Рабочий ток должен быть установлен на основе требуемой яркости и запаса по тепловому расчету.

• Тепловой менеджмент:Это самый критичный аспект. Используйте ПП с достаточной толщиной меди (например, 2 унции) для тепловой площадки. Рассмотрите возможность использования тепловых переходных отверстий для отвода тепла на внутренние слои или радиатор на обратной стороне. Максимальная температура перехода (125°C) не должна превышаться.

• Оптика:Угол обзора 120° обеспечивает широкое освещение. Для формирования сфокусированных пучков можно использовать вторичную оптику (линзы или отражатели), разработанную для форм-фактора 3535.

• Последовательные/параллельные массивы:При подключении нескольких светодиодов подбирайте их по бину прямого напряжения для обеспечения равномерного распределения тока, особенно в параллельных цепочках. Для последовательных цепочек предпочтительны драйверы постоянного тока.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со стандартными пластиковыми светодиодами 3535, керамическая версия предлагает:

• Превосходные тепловые характеристики:Керамические подложки имеют гораздо более высокую теплопроводность, чем пластик, что приводит к более низкой температуре перехода при том же рабочем токе, что означает более высокий световой поток, лучшую стабильность цвета и увеличенный срок службы.

• Более высокая надежность:Керамика устойчива к пожелтению под воздействием УФ-излучения и более надежна в условиях высоких температур и влажности.

• Более высокий максимальный рабочий ток:Улучшенный теплоотвод позволяет работать на полном постоянном токе 500мА, что обеспечивает более высокий световой поток.

Компромиссом, как правило, является несколько более высокая стоимость единицы по сравнению с пластиковыми корпусами.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: В чем разница между значениями "Тип." и "Мин." светового потока в таблице бининга?

О1: Значение "Тип." (Типичное) — это средний выход для светодиодов в этом бине. Значение "Мин." (Минимальное) — это гарантированный нижний предел. Разработчикам следует использовать значение "Мин." для расчетов яркости в наихудшем случае в своем применении.

В2: Могу ли я питать этот светодиод постоянным током 500мА?

О2: Да, 500мА — это абсолютный максимальный постоянный ток. Однако непрерывная работа на этом уровне требует отличного теплового менеджмента для поддержания температуры перехода ниже 125°C. Для оптимального срока службы и эффективности рекомендуется работа на 350мА или ниже.

В3: Как интерпретировать коды бинов напряжения при проектировании драйвера?

О3: Спроектируйте драйвер постоянного тока с учетом максимального V_Fв выбранном бине (например, для бина 'E' рассчитывайте на до 2.4В на светодиод). При использовании источника напряжения с резистором рассчитайте номинал резистора, используя максимальное V_F, чтобы гарантировать, что ток не превысит лимит в наихудших условиях.

В4: Входит ли линза в комплект этого светодиода?

О4: Номер детали T1901PYA и код '00' в обозначении для "без линзы" указывают на то, что это светодиод с первичной оптикой (на уровне кристалла) без интегрированной вторичной линзы. Угол обзора 120° является неотъемлемой частью конструкции кристалла и корпуса.

11. Пример внедрения (Case Study)

Сценарий:Проектирование промышленного светильника для высоких помещений, требующего 5000 люмен желтого света для конкретного предупреждающего/сигнального применения.

Процесс проектирования:

1. Целевой световой поток:Требуется 5000 лм.

2. Выбор светодиода:Выбран бин светового потока 1Q (Мин. 50 лм/светодиод при 350мА).

3. Расчет количества:Количество светодиодов = 5000 лм / 50 лм/светодиод = 100 светодиодов. Добавляем запас 10%, цель — 110 светодиодов.

4. Электрическая часть:Планируется питание светодиодов последовательными цепочками от драйвера постоянного тока. Выбран бин напряжения 'D' (2.0-2.2В) для более узкого разброса. Для 10 светодиодов в серии максимальное напряжение цепочки составляет 10 * 2.2В = 22В. Выбран драйвер постоянного тока с диапазоном выходного напряжения до ~25В и выходным током 350мА.

5. Тепловая часть:Размещение 110 светодиодов на плате на металлической основе (MCPCB). Расчет общего тепловыделения: ~110 светодиодов * (2.2В * 0.35А) ≈ 84.7Вт электрической мощности, большая часть которой превращается в тепло. MCPCB должна быть прикреплена к массивному алюминиевому радиатору для поддержания низкого теплового сопротивления от перехода до окружающей среды.

6. Оптика:Поскольку широкий луч 120° приемлем для общего освещения, вторичная оптика не требуется.

12. Принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые приборы, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией. В желтом светодиоде, таком как этот, полупроводниковый материал (обычно на основе фосфида алюминия-галлия-индия — AlGaInP) создан с определенной шириной запрещенной зоны. Когда электроны рекомбинируют с дырками внутри прибора, энергия высвобождается в виде фотонов (частиц света). Длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Керамический корпус служит механической опорой, обеспечивает электрические соединения и, что наиболее важно, действует как эффективный радиатор для отвода тепловой энергии от полупроводникового перехода, поддерживая производительность и надежность.

13. Технологические тренды

Рынок мощных светодиодов продолжает развиваться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), улучшения цветопередачи и увеличения надежности. Керамические корпуса представляют собой значительный тренд в этой области, особенно для применений средней и высокой мощности, благодаря их непревзойденным тепловым характеристикам. Будущие разработки могут включать:

• Интегрированные решения:Больше светодиодов со встроенными драйверами или управляющими схемами (например, IC-on-board).

• Улучшенная технология люминофоров:Для белых светодиодов, но также влияющая на стабильность и эффективность светодиодов с конверсией цвета.

• Миниатюризация при высокой мощности:Продолжающееся стремление к уменьшению размеров корпусов (например, 3030, 2929), способных выдерживать аналогичные или более высокие плотности мощности, что еще больше подчеркивает необходимость в продвинутых теплопроводящих подложках, таких как керамика.

• Умное освещение:Интеграция с датчиками и протоколами связи для систем освещения с поддержкой IoT, где надежный керамический корпус может защитить чувствительную электронику.