Техническая спецификация светодиода ELCH09-NB5060J8K2283910-FDX - Корпус 5.0x6.0мм - Напряжение 2.85-3.95В - Световой поток 350лм - Белый 5000-6000К

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны спецификации высокопроизводительного белого светодиода для поверхностного монтажа. Устройство разработано для обеспечения высокой светоотдачи в компактном корпусе, что делает его подходящим для применений с ограниченным пространством, требующих яркого и эффективного освещения. Его ключевые преимущества включают отличную оптическую эффективность, надежную защиту от электростатического разряда (ESD) и соответствие основным экологическим нормам.

Основные целевые рынки для данного светодиода включают вспышки камер мобильных устройств, фонари для цифровых видеокамер, различные осветительные приборы для помещений и улицы, блоки подсветки TFT-дисплеев, декоративное освещение, а также внутреннее и внешнее освещение автомобилей. Профиль производительности компонента соответствует применениям, требующим надежности, яркости и стабильности цвета.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Пределы эксплуатации устройства определены для обеспечения долгосрочной надежности. Ключевые параметры включают постоянный прямой ток (режим фонаря) 350 мА и способность выдерживать импульсный ток до 1500 мА при определенных условиях (макс. длительность 400 мс, скважность 10%). Температура перехода не должна превышать 150°C, рабочий диапазон температуры окружающей среды составляет от -40°C до +85°C. Светодиод обеспечивает надежную защиту от электростатического разряда до 8000 В (HBM, JEDEC 3b). Важно отметить, что это предельные значения; непрерывная работа на этих или близких к ним значениях может ухудшить производительность и срок службы. Компонент не предназначен для работы в режиме обратного смещения.

2.2 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры производительности устройства определены при температуре контактной площадки (Ts) 25°C. Типичный световой поток (Iv) составляет 350 люмен при прямом токе (IF) 1000 мА, с минимальным гарантированным значением 300 лм. Прямое напряжение (VF) при этом токе варьируется от минимума 2.85 В до максимума 3.95 В. Коррелированная цветовая температура (CCT) для данной версии белого светодиода находится в диапазоне от 5000K до 6000K, что соответствует холодному белому спектру. Все электрические и оптические данные тестируются в импульсном режиме длительностью 50 мс, чтобы минимизировать эффект саморазогрева во время измерений.

2.3 Тепловые и надежностные аспекты

Правильное тепловое управление имеет первостепенное значение для производительности и срока службы светодиода. Максимально допустимая температура пайки составляет 260°C для максимум двух циклов оплавления. Устройство имеет уровень чувствительности к влаге (MSL) 1, что указывает на неограниченный срок хранения в условиях ≤30°C/85% относительной влажности. Все спецификации надежности, включая гарантии от чрезмерной деградации светового потока, подтверждены при условии хорошего теплового управления, в частности, с использованием печатной платы на металлической основе (MCPCB) размером 1.0 x 1.0 см².

3. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

3.1 Бинирование прямого напряжения

Прямое напряжение классифицируется на три бина: 2832 (2.85В - 3.25В), 3235 (3.25В - 3.55В) и 3539 (3.55В - 3.95В), все измеренные при IF=1000мА.

3.2 Бинирование светового потока

Выходной световой поток сортируется на четыре категории: J8 (300-330 лм), J9 (330-360 лм), K1 (360-390 лм) и K2 (390-420 лм), измеренные при IF=1000мА. Типичный артикул ссылается на бин J8.

3.3 Бинирование цветности (цвета)

Белая цветовая точка определена в пределах конкретной области на диаграмме цветности CIE 1931, что соответствует диапазону коррелированной цветовой температуры от 5000K до 6000K. Бин, обозначенный как "5060", предоставляет эталонные цветовые координаты для этого диапазона. Допустимая погрешность измерения цветовых координат составляет ±0.01.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Спектральные и диаграммы направленности

Кривая относительного спектрального распределения показывает пик в синей области длин волн, что типично для белого светодиода с люминофорным преобразованием, с широким излучением люминофора в желтом спектре. Совокупный выходной сигнал дает белый свет. Типичная диаграмма направленности является ламбертовской, характеризуется углом обзора (2θ1/2) 120 градусов, где интенсивность составляет половину пикового значения. Это обеспечивает широкое и равномерное поле освещения.

4.2 Корреляции электрических и оптических параметров

Кривая зависимости прямого напряжения от прямого тока демонстрирует характерную экспоненциальную зависимость диода, причем VF увеличивается с ростом тока. Кривая зависимости относительного светового потока от прямого тока показывает, что светоотдача увеличивается сублинейно с током, что является общей чертой из-за снижения эффективности при высоких токах и температурах перехода. Кривая зависимости коррелированной цветовой температуры (CCT) от прямого тока указывает на то, что CCT может незначительно смещаться с рабочим током, что является важным соображением для критичных к цвету применений. Все данные корреляции измерены при превосходном тепловом управлении.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Чертеж размеров корпуса

Светодиод размещен в корпусе для поверхностного монтажа (SMD) с номинальными размерами 5.0 мм в длину и 6.0 мм в ширину. Подробный механический чертеж определяет все критические размеры, включая расположение контактных площадок, общую высоту и допуски (обычно ±0.05 мм, если не указано иное). Эта информация необходима для проектирования посадочного места на печатной плате и сборки.

5.2 Идентификация полярности

Компонент и его несущая лента маркированы для указания полярности. Правильная ориентация во время установки имеет решающее значение для корректной работы схемы. В спецификации представлена четкая диаграмма, показывающая идентификацию анода и катода на корпусе устройства и на катушке.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Максимальная температура пайки указана как 260°C. Компонент может выдержать максимум два цикла оплавления. Благодаря рейтингу MSL Уровень 1, специальная сушка перед использованием не требуется, если хранение осуществлялось в указанных условиях влажности. Однако во время процессов сборки следует соблюдать стандартные рекомендации IPC/JEDEC по обращению с устройствами, чувствительными к влаге, чтобы предотвратить термомеханические напряжения.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации упаковки

Светодиоды поставляются в влагозащитной упаковке. Они загружаются в профилированные несущие ленты, которые затем наматываются на катушки. Стандартное количество на катушке составляет 2000 штук, минимальный объем заказа — 1000 штук. Предоставлены подробные размеры несущей ленты и катушки для облегчения настройки автоматического монтажного оборудования.

7.2 Маркировка продукции

Этикетка на катушке содержит критически важную информацию для прослеживаемости и правильного применения: номер продукта заказчика (CPN), номер детали производителя (P/N), номер партии, количество упаковки (QTY), а также конкретные коды бинов для светового потока (CAT), цвета (HUE) и прямого напряжения (REF). Также указан уровень чувствительности к влаге (MSL-X).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Данный светодиод хорошо подходит для:

- Вспышка камеры мобильного устройства:Его высокая способность к импульсному току и яркость делают его идеальным для вспышек камер смартфонов.

- Портативное освещение:Фонари для цифровых видеокамер или портативных устройств.

- Общее освещение:Внутреннее освещение, светильники для ступеней, знаки выхода и другие архитектурные маркеры.

- Подсветка:Для панелей TFT-LCD малого и среднего размера.

- Автомобильное освещение:Как внутренние (плафоны, лампы для чтения), так и внешние (дополнительные огни, световая сигнализация) применения, при условии прохождения специальной автомобильной квалификации.

- Декоративное освещение:Акцентное освещение в потребительской электронике или развлекательных заведениях.

8.2 Вопросы проектирования

1. Тепловое управление:Используйте адекватную тепловую конструкцию печатной платы (например, MCPCB с достаточной площадью меди или тепловыми переходами) для поддержания низкой температуры перехода. Это сохраняет светоотдачу, стабильность цвета и срок службы.

2. Управление током:Реализуйте схему драйвера постоянного тока, соответствующую желаемой рабочей точке (например, 350 мА для режима фонаря, до 1 А для высокой выходной мощности). Учитывайте снижение номинальных значений при высоких температурах окружающей среды.

3. Оптическое проектирование:Ламбертовская диаграмма направленности на 120 градусов подходит для освещения широких областей. Для формирования или фокусировки луча могут потребоваться вторичная оптика (линзы, отражатели).

4. Защита от электростатического разряда (ESD):Хотя устройство имеет встроенную защиту от ESD, во время сборки все равно рекомендуется придерживаться правильных практик обращения с ESD.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными светодиодами средней мощности, данное устройство предлагает значительно более высокий световой поток (350 лм) при токе драйвера 1 А, что обеспечивает превосходную световую отдачу (тип. 100 лм/Вт). Сочетание высокой яркости, компактного размера 5.0x6.0 мм и широкого угла обзора 120 градусов обеспечивает благоприятный баланс для многих применений. Его соответствие бесгалогенным стандартам, RoHS и REACH гарантирует соответствие строгим экологическим требованиям для мировых рынков. Подробная структура бинирования по потоку, напряжению и цвету позволяет разработчикам выбирать компоненты с узкими допусками параметров для стабильной работы системы.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: В чем разница между постоянным прямым током и пиковым импульсным током?

О: Постоянный прямой ток (350 мА) — это максимальный непрерывный ток, рекомендуемый для надежной долгосрочной работы (например, в режиме фонаря). Пиковый импульсный ток (1500 мА) — это гораздо более высокий ток, который может быть приложен на очень короткие промежутки времени (≤400 мс) с низкой скважностью (≤10%), что типично для применений вспышки камеры для достижения очень яркой, кратковременной вспышки света.

В: Как интерпретировать код бина светового потока (например, J8) в номере детали?

О: Код бина (J8, K1 и т.д.) указывает гарантированный минимальный и максимальный диапазон светового потока для данного конкретного светодиода при измерении при 1000 мА. Например, светодиод из бина J8 будет иметь поток от 300 до 330 люмен. Это позволяет разработчикам прогнозировать и контролировать уровень яркости конечного продукта.

В: Почему так часто подчеркивается важность теплового управления?

О: Производительность светодиода ухудшается с ростом температуры перехода. Чрезмерный нагрев снижает светоотдачу (деградация люменов), может вызвать смещение цветовой температуры и, что наиболее критично, ускоряет химические процессы, ведущие к необратимому отказу. Эффективный теплоотвод является обязательным условием для достижения заявленных характеристик и срока службы.

11. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Модуль вспышки камеры смартфона

В этом сценарии светодиод будет управляться специальной микросхемой драйвера вспышки. Конструкция будет использовать рейтинг пикового импульсного тока (1500 мА) для достижения максимальной яркости для фотографии. Печатная плата потребует специальных тепловых площадок, соединенных с внутренними заземляющими слоями или другими тепловыми путями для рассеивания тепла от кратковременного импульса высокой мощности. Широкий угол обзора помогает равномерно освещать сцену, уменьшая резкие тени.

Пример 2: Архитектурный светильник для ступеней

Для низкопрофильного светильника для ступеней несколько светодиодов могут быть расположены в линейный массив и управляться при более низком постоянном токе (например, 200-300 мА) для энергоэффективности и долгого срока службы. Угол луча 120 градусов обеспечивает распространение света по поверхности ступени. Конструкция должна учитывать потенциально высокие температуры окружающей среды, если установка производится на улице или в закрытых светильниках.

12. Введение в принцип работы

Это белый светодиод с люминофорным преобразованием. Основная полупроводниковая кристаллическая структура, изготовленная из нитрида индия-галлия (InGaN), излучает свет в синей области длин волн при прямом смещении. Этот синий свет частично поглощается люминофорным покрытием (обычно на основе алюмоиттриевого граната или подобных материалов), нанесенным на кристалл. Люминофор переизлучает эту энергию в виде широкого спектра желтого света. Комбинация оставшегося непоглощенного синего света и излучаемого желтого света воспринимается человеческим глазом как белый свет. Точное соотношение синего и желтого определяет коррелированную цветовую температуру (CCT), что приводит к холодному белому выходу 5000-6000K данного устройства.

13. Тенденции и контекст технологии

Разработка данного светодиода соответствует нескольким текущим тенденциям в твердотельном освещении:Повышение эффективности:Достижение 100 лм/Вт представляет собой постоянное улучшение в извлечении большего количества видимого света на каждый ватт электроэнергии, снижая потребление энергии.Миниатюризация с высокой отдачей:Упаковка высокого светового потока в относительно небольшой корпус 5.0x6.0 мм позволяет создавать более изящные и компактные конечные продукты.Стандартизация и бинирование:Подробное многопараметрическое бинирование позволяет прогнозировать производительность при серийном производстве, что критически важно для потребительской электроники и осветительных приборов.Соответствие экологическим нормам:Соблюдение стандартов RoHS, REACH и бесгалогенных требований теперь является базовым требованием для электронных компонентов на большинстве мировых рынков, что отражает фокус отрасли на устойчивое производство.