Техническая спецификация светодиода T1-3/4 334-15/T1C1-4WYA - Корпус 5мм - 3.2В - Угол обзора 15° - Белый свет

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокоинтенсивного белого светодиода, заключенного в популярный круглый корпус T-1 3/4. Устройство создано на основе полупроводникового чипа из нитрида индия-галлия (InGaN). Синий свет, излучаемый этим чипом, преобразуется в белый с помощью слоя люминофора, нанесенного внутри отражающей чаши. Данная конструкция оптимизирована для применений, требующих высокой яркости и четкой видимости.

Ключевые преимущества данного светодиода включают высокую световую мощность и компактный, стандартный для отрасли форм-фактор, что облегчает интеграцию в существующие конструкции. Он подходит для широкого спектра применений, включая панели промышленного управления, потребительскую электронику и вывески.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Работа устройства за пределами этих пределов недопустима во избежание необратимого повреждения.

• Непрерывный прямой ток (I_F):30 мА
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА (скважность 1/10 @ 1 кГц)
• Обратное напряжение (V_R):5 В
• Рассеиваемая мощность (P_d):110 мВт
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +100°C
• Устойчивость к ЭСР (HBM):4 кВ
• Температура пайки (T_sol):максимум 260°C в течение 5 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измерены при температуре окружающей среды (T_a) 25°C в стандартных условиях испытаний.

• Прямое напряжение (V_F):2.8 В (мин.), 3.2 В (тип.), 3.6 В (макс.) при I_F= 20 мА.
• Сила света (I_V):14250 мкд (мин.), тип. значение не указано, 28500 мкд (макс.) при I_F= 20 мА.
• Угол обзора (2θ_1/2):15 градусов (тип.) при I_F= 20 мА.
• Цветовые координаты:x = 0.30 (тип.), y = 0.29 (тип.) согласно стандарту CIE 1931 при I_F= 20 мА.
• Обратный ток (I_R):50 мкА (макс.) при V_R= 5В.
• Стабилитронное обратное напряжение (V_z):5.2 В (тип.) при I_z= 5 мА. Это указывает на наличие встроенного защитного стабилитрона.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по группам (бинам) на основе ключевых параметров.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на три группы (W, X, Y) на основе минимальной и максимальной силы света, измеренной при 20 мА.

• Группа W:от 14250 мкд до 18000 мкд
• Группа X:от 18000 мкд до 22500 мкд
• Группа Y:от 22500 мкд до 28500 мкд

Общий допуск по силе света составляет ±10%.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по падению прямого напряжения при 20 мА на четыре группы (0, 1, 2, 3).

• Группа 0:от 2.8 В до 3.0 В
• Группа 1:от 3.0 В до 3.2 В
• Группа 2:от 3.2 В до 3.4 В
• Группа 3:от 3.4 В до 3.6 В

Погрешность измерения прямого напряжения составляет ±0.1В.

3.3 Цветовая комбинация

Цветовой выход определяется конкретной группой. Для данного продукта назначена группа4, которая соответствует комбинации цветовых ранговA0, B5 и B6. Эти ранги определяют конкретные области на цветовой диаграмме CIE, чтобы гарантировать, что точка белого цвета находится в контролируемой области.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько характеристических кривых, которые имеют решающее значение для проектирования схемы и управления температурным режимом.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает спектральное распределение мощности белого света. Обычно она имеет основной синий пик от чипа InGaN и более широкое желтое излучение люминофора, которые в совокупности образуют белый свет.

4.2 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма, иллюстрирующая пространственное распределение силы света, подтверждающая узкий угол обзора 15 градусов. Диаграмма показывает высокую интенсивность непосредственно на оси, которая быстро уменьшается под большими углами.

4.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Этот график изображает экспоненциальную зависимость между током и напряжением, типичную для диода. Он необходим для проектирования токоограничивающей цепи. Кривая показывает напряжение включения и динамическое сопротивление в рабочей области.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, как световой выход увеличивается с увеличением тока накачки. Она, как правило, линейна в рекомендуемом рабочем диапазоне, но может насыщаться или демонстрировать снижение эффективности при очень высоких токах.

4.5 Цветовые координаты в зависимости от прямого тока

Этот график показывает, как точка белого (цветовая температура и оттенок) может смещаться при изменении тока накачки, что важно для применений, критичных к цвету.

4.6 Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды

Эта кривая снижения номинальных значений показывает максимально допустимый прямой ток как функцию температуры окружающей среды. Для обеспечения надежности и предотвращения перегрева ток накачки должен быть уменьшен при работе при высоких температурах.

5. Механическая и корпусная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод заключен в круглый корпус T-1 3/4 (5мм) с прозрачной смоляной линзой. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (мм).
• Допуск по умолчанию составляет ±0.25мм, если не указано иное.
• Расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса.
• Максимальный выступ смолы ниже фланца составляет 1.5мм.

Чертеж размеров предоставляет точные измерения диаметра линзы, высоты корпуса, длины и диаметра выводов.

5.2 Идентификация полярности

Катод обычно идентифицируется по плоскому участку на краю пластикового фланца или по более короткому выводу. На схеме в спецификации четко обозначены анод и катод.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение критически важно для сохранения производительности и надежности светодиода.

6.1 Формовка выводов

• Изгиб должен выполняться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной колбы.
• Формуйте выводы перед пайкой.
• Избегайте приложения напряжения к корпусу во время изгиба, так как это может вызвать внутреннее повреждение или поломку.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.
• Убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажного напряжения.

6.2 Условия хранения

• Рекомендуемые условия хранения: ≤30°C и ≤70% относительной влажности.
• Срок годности после отгрузки: 3 месяца при рекомендуемых условиях.
• Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

6.3 Параметры пайки

Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от места пайки до эпоксидной колбы.

• Ручная пайка:Температура жала паяльника ≤300°C (для паяльника мощностью до 30Вт), время пайки ≤3 секунды.
• Волновая/погружная пайка:Температура предварительного нагрева ≤100°C (в течение ≤60 сек), температура ванны припоя ≤260°C в течение ≤5 секунд.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы для предотвращения электростатического разряда (ЭСР) и проникновения влаги.

• Первичная упаковка:Антистатические пакеты.
• Количество:от 200 до 500 штук в пакете.
• Вторичная упаковка:5 пакетов помещаются в одну внутреннюю коробку.
• Третичная упаковка:10 внутренних коробок упаковываются в одну основную (внешнюю) коробку.

7.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке содержит следующую информацию: номер детали заказчика (CPN), производственный номер детали (P/N), количество в упаковке (QTY), код сортировки по силе света и напряжению (CAT), цветовой ранг (HUE), ссылка (REF) и номер партии (LOT No).

7.3 Обозначение модели

Номер детали334-15/T1C1-4WYAследует определенной структуре кодирования, в которую встроены такие элементы, как базовый номер детали (334-15), тип корпуса (T1), тип/цвет чипа (C1), а также коды сортировки для цветовой группы, силы света и группы напряжения. Точная расшифровка финальных кодов-заполнителей (обозначенных квадратами) будет определена в полном ключе к номеру детали.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Информационные панели и вывески:Идеально подходит для ярких индикаторных ламп в информационных дисплеях.
• Оптические индикаторы:Подходит для сигнальных ламп на промышленном оборудовании, бытовой технике и автомобильных панелях приборов, где требуется высокая видимость.
• Подсветка:Может использоваться для подсветки небольших легенд, символов или небольших ЖК-панелей.
• Маркерные огни:Эффективны для позиционных или маркерных огней.

8.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока, чтобы ограничить прямой ток безопасным значением, обычно 20 мА для оптимальной производительности и долговечности.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте адекватную вентиляцию и избегайте плотного расположения светодиодов на печатной плате, чтобы предотвратить локальный нагрев, который может снизить световой выход и срок службы.
• Защита от ЭСР:Хотя устройство имеет защиту от ЭСР 4кВ по модели HBM, во время сборки все равно следует соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с ЭСР.
• Оптическое проектирование:Узкий угол обзора 15 градусов делает этот светодиод подходящим для направленного освещения. Для более широкого освещения могут потребоваться вторичная оптика (например, рассеиватели или линзы).

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со стандартными светодиодами T1 3/4, данное устройство предлагает значительно более высокую силу света, что делает его подходящим для применений, где требуется превосходная яркость. Интегрированный стабилитрон для защиты от обратного напряжения является ценным преимуществом, повышающим надежность в схемах, где могут возникать скачки напряжения или неправильное подключение полярности. Специфическая сортировка по интенсивности, напряжению и цвету предоставляет проектировщикам предсказуемые характеристики, что критически важно для стабильности в серийно выпускаемой продукции.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Какой рекомендуемый рабочий ток?

Электрооптические характеристики указаны для тока 20 мА, что является стандартным условием испытаний и типичной рекомендуемой рабочей точкой для оптимального баланса яркости, эффективности и надежности.

10.2 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 30 мА?

Хотя абсолютный максимальный непрерывный ток составляет 30 мА, работа на этом пределе будет генерировать больше тепла и может сократить срок службы светодиода. Обычно рекомендуется работать ниже максимума, на уровне 20 мА, если только тепловая конструкция применения специально не учитывает более высокое рассеивание мощности.

10.3 Как интерпретировать цветовые коды A0, B5, B6?

Это коды, определяющие конкретные четырехугольники (или области) на цветовой диаграмме CIE 1931. Светодиоды тестируются после производства, и измеряются их цветовые координаты (x, y). Если координаты попадают в определенную область для A0, B5 или B6, светодиоду присваивается этот цветовой ранг. Группа 4 — это специфическая смесь светодиодов из этих трех рангов для достижения желаемой общей характеристики точки белого цвета.

10.4 Необходим ли токоограничивающий резистор?

Да, безусловно. Светодиод — это устройство, управляемое током. Его прямое напряжение имеет допуск (от 2.8В до 3.6В). Подключение его напрямую к источнику напряжения, например, к шине 3.3В или 5В, без последовательного резистора приведет к неконтролируемому току, который может легко превысить максимальный рейтинг и мгновенно разрушить светодиод.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование панели индикаторов с высокой видимостью

Конструктор создает панель управления для промышленного оборудования, требующую нескольких ярких, недвусмысленных индикаторов состояния (например, "Питание включено", "Неисправность", "Ожидание"). Панель будет просматриваться с расстояния нескольких метров в хорошо освещенной среде.

Обоснование выбора:Высокая сила света (до 28 500 мкд) этого светодиода обеспечивает видимость даже при ярком окружающем освещении. Узкий угол обзора 15 градусов концентрирует свет в луч, делая индикатор отчетливым точечным источником.

Проектирование схемы:Каждый светодиод управляется логическим сигналом 5В через транзисторный ключ. Последовательный резистор рассчитывается на основе типичного прямого напряжения (3.2В) и желаемого тока 20 мА: R = (5В - 3.2В) / 0.02А = 90 Ом. Выбран стандартный резистор 91 Ом, 1/4Вт. Встроенный стабилитрон защищает светодиод, если полярность случайно перепутана во время обслуживания.

Компоновка:Светодиоды расположены на печатной плате с достаточным интервалом для рассеивания тепла. Выводы вставляются в плату, и во время волновой пайки температурный профиль контролируется, чтобы оставаться в пределах лимита 260°C в течение 5 секунд.

12. Введение в принцип работы

Данный светодиод основан на полупроводниковой гетероструктуре из нитрида индия-галлия (InGaN). При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области чипа, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава InGaN настроен на излучение синего света с длиной волны около 450-470 нм.

Этот синий свет затем попадает на люминофорное покрытие (обычно на основе алюмоиттриевого граната, легированного церием, или YAG:Ce), которое нанесено внутри отражающей чаши, окружающей чип. Люминофор поглощает часть синих фотонов и переизлучает свет в широком спектре в желтой области. Человеческий глаз воспринимает смесь оставшегося синего света и излучаемого желтого света как белый. Этот метод известен как технология белых светодиодов с преобразованием люминофора.

13. Технологические тренды

Развитие белых светодиодов обусловлено прогрессом как в технологии чипов, так и в технологии люминофоров. Тренды включают увеличение световой отдачи (больше люмен на ватт), улучшение индекса цветопередачи (CRI) для более естественного белого света, а также достижение более высокой надежности и увеличение срока службы. Тренды в области корпусов сосредоточены на миниатюризации, улучшении теплового менеджмента для работы с более высокими плотностями мощности и стандартизации посадочных мест для более легкой интеграции в проекты. Использование синих чипов на основе InGaN с передовыми системами люминофоров остается доминирующей и наиболее эффективной технологией для генерации высокоинтенсивного белого света из твердотельных источников.