Техническая спецификация LTPL-C035BH450 - Мощный синий светодиод 450 нм - 3.5x3.5x1.6 мм - 3.3В - 2.8Вт

1. Обзор продукта

LTPL-C035BH450 — это мощный синий светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для применений в твердотельном освещении. Он представляет собой энергоэффективный и сверхкомпактный источник света, сочетающий в себе долгий срок службы и надёжность, присущие светоизлучающим диодам, со значительной оптической мощностью. Данное устройство обеспечивает гибкость проектирования и высокую яркость, позволяя заменять традиционные технологии освещения в различных областях применения.

1.1 Ключевые особенности

• Совместимость с управлением от интегральных схем (ИС).
• Соответствие директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ) и бессвинцовая конструкция.
• Спроектирован для снижения эксплуатационных энергозатрат.
• Способствует снижению затрат на обслуживание системы благодаря длительному сроку службы.

2. Габаритные размеры и механические данные

Корпус светодиода имеет компактные размеры. Ключевые размеры включают размер основания приблизительно 3.5 мм x 3.5 мм. Высота линзы и длина/ширина керамической подложки имеют более жёсткий допуск ±0.1 мм, в то время как другие механические размеры имеют допуск ±0.2 мм. Важно отметить, что большая тепловая площадка на нижней стороне корпуса электрически изолирована (нейтральна) от электрических площадок анода и катода, что крайне важно для правильного теплового управления и электрической изоляции при проектировании схемы.

3. Предельные эксплуатационные параметры

Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению устройства. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Постоянный прямой ток (If):700 мА
• Потребляемая мощность (Po):2.8 Вт
• Диапазон рабочих температур (Topr):от -40°C до +85°C
• Диапазон температур хранения (Tstg):от -55°C до +100°C
• Максимальная температура перехода (Tj):125°C

Важное примечание:Работа светодиода в условиях обратного смещения в течение длительного времени может привести к повреждению или отказу компонента.

4. Электрооптические характеристики

Следующие параметры измерены при Ta=25°C в условиях испытания If = 350мА, что является типичной рабочей точкой.

• Прямое напряжение (Vf):Мин. 2.8В, тип. 3.3В, макс. 3.8В.
• Оптическая мощность (Φe):Мин. 510мВт, тип. 600мВт, макс. 690мВт. Это полная излучаемая мощность, измеренная с помощью интегрирующей сферы.
• Доминирующая длина волны (Wd):Диапазон от 440нм до 460нм, что соответствует синему спектру.
• Угол обзора (2θ1/2):Типично 130 градусов, определяет угловое распределение излучаемого света.
• Тепловое сопротивление, переход-корпус (Rth jc):Типично 9.5 °C/Вт с допуском измерения ±10%. Этот параметр критически важен для расчёта повышения температуры перехода при рабочей мощности.

5. Система бинирования и классификации

Светодиоды сортируются (бинируются) по ключевым параметрам для обеспечения однородности. Код бина указан на каждой упаковочной пачке.

5.1 Бинирование по прямому напряжению (Vf)

Светодиоды классифицируются на пять бинов (V1–V5) в зависимости от их прямого напряжения при 350мА, каждый бин охватывает диапазон 0.2В от 2.8В до 3.8В. Допуск внутри бина составляет ±0.1В.

5.2 Бинирование по оптической мощности (Φe)

Светодиоды сортируются на шесть бинов по мощности (W1–W6), каждый представляет диапазон 30мВт от 510мВт до 690мВт при 350мА. Допуск по оптической мощности составляет ±10%.

5.3 Бинирование по доминирующей длине волны (Wd)

Определены четыре бина по длине волны (D4I–D4L), каждый охватывает диапазон 5нм от 440нм до 460нм. Допуск по доминирующей длине волны составляет ±3нм.

6. Типичные характеристики и анализ

В спецификации приведены несколько графиков, иллюстрирующих работу устройства в различных условиях (при 25°C, если не указано иное).

6.1 Относительная оптическая мощность в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, что оптическая мощность (излучаемый поток) увеличивается с ростом прямого тока, но в конечном итоге насыщается и может снижаться при очень высоких токах из-за падения эффективности и тепловых эффектов. Работа вблизи типичных 350мА обеспечивает хороший баланс выходной мощности и эффективности.

6.2 Относительное спектральное распределение

График изображает узкий спектр излучения, характерный для синего светодиода, с центром вокруг доминирующей длины волны (например, 450нм). Ширина спектра (полная ширина на половине максимума) для монохроматических светодиодов, как правило, узкая.

6.3 Диаграмма направленности (угол обзора)

Полярная диаграмма иллюстрирует пространственное распределение интенсивности, подтверждая широкий угол обзора в 130 градусов. Для данного типа корпуса диаграмма, как правило, является ламбертовой или близкой к ней.

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

Эта фундаментальная кривая показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением для диода. Прямое напряжение увеличивается с ростом тока и также зависит от температуры.

6.5 Относительная оптическая мощность в зависимости от температуры перехода

Это критически важная кривая для теплового управления. Она демонстрирует, что оптическая мощность светодиода уменьшается с ростом температуры перехода (Tj). Для поддержания Tj как можно более низкой, что обеспечивает стабильную долгосрочную светоотдачу и надёжность, требуется эффективный теплоотвод.

7. Рекомендации по монтажу и применению

7.1 Рекомендации по пайке

Устройство подходит для групповой (оплавлением) или ручной пайки. Предоставлен подробный профиль пайки оплавлением, определяющий временные и температурные ограничения для предварительного нагрева, выдержки, оплавления (с ограничением пиковой температуры) и охлаждения. Ключевые предостережения включают: избегание высоких скоростей охлаждения, использование минимально возможной температуры пайки и ограничение количества циклов оплавления максимум тремя. Ручная пайка должна производиться при температуре не выше 300°C в течение не более 2 секунд и только один раз. Пайка погружением не рекомендуется и не гарантируется.

7.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на печатной плате

Для проектирования печатной платы предоставлен подробный рисунок контактных площадок. Он включает размеры и расстояния для двух электрических площадок (анод и катод) и большой центральной тепловой площадки. Правильное проектирование площадок крайне важно для механической стабильности, электрического соединения и, что наиболее важно, эффективного отвода тепла от корпуса светодиода к печатной плате.

7.3 Особенности схемы управления

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном соединении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать отдельный токоограничивающий резистор, включённый последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Прямое параллельное соединение светодиодов без индивидуальных резисторов (Схема B) не рекомендуется из-за возможного несоответствия яркости, вызванного небольшими различиями в прямом напряжении (Vf) отдельных устройств. Светодиод должен работать в условиях прямого смещения; необходимо избегать непрерывного обратного тока для предотвращения повреждения.

7.4 Очистка и обращение

Если очистка необходима, следует использовать только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт. Неуказанные химические очистители могут повредить корпус светодиода. Устройство не следует использовать в средах с высоким содержанием серы (например, определённые герметики, клеи) или в условиях высокой влажности (более 85% относительной влажности), образования конденсата или коррозионных атмосфер, так как это может привести к деградации позолоченных электродов и повлиять на надёжность.

8. Спецификации упаковки

Светодиоды поставляются на ленте в катушках для автоматизированного монтажа. В спецификации приведены подробные размеры как для перфорированной несущей ленты (размер гнезда, шаг), так и для катушки (диаметр, размер ступицы). Ключевые примечания по упаковке: гнёзда запечатаны покровной лентой, катушка диаметром 7 дюймов вмещает максимум 500 штук, минимальный заказ остатков составляет 100 штук, и допускается максимум два последовательно отсутствующих компонента на катушке. Упаковка соответствует стандарту EIA-481-1-B.

9. Сценарии применения и примечания по проектированию

9.1 Типичные области применения

Этот мощный синий светодиод подходит для применений, требующих яркого, эффективного синего света. Это включает архитектурное освещение, вывески, вспомогательное автомобильное освещение (где используется смешение цветов), развлекательное/сценическое освещение, а также в качестве основного источника света в специализированном медицинском или промышленном оборудовании. Его синее излучение также является основополагающим для получения белого света при комбинации с люминофором в белых светодиодных сборках с конверсией люминофора.

9.2 Критически важные аспекты проектирования

• Тепловое управление:Низкое тепловое сопротивление (9.5°C/Вт) подчёркивает необходимость эффективного теплового пути. Печатная плата должна использовать тепловые переходные отверстия под тепловой площадкой, соединённые с большой медной областью или внешним радиатором, чтобы поддерживать температуру перехода значительно ниже максимальных 125°C.
• Токовое управление:Используйте драйвер постоянного тока, а не источник постоянного напряжения. Рекомендуемый рабочий ток составляет 350мА, но драйвер должен быть спроектирован с учётом максимального прямого напряжения (до 3.8В) и требуемой стабилизации тока.
• Оптическое проектирование:Широкий угол обзора в 130 градусов может потребовать использования вторичной оптики (линз, отражателей) для достижения желаемой диаграммы направленности в конкретных применениях.
• Бинирование для однородности:Для применений, где критически важна однородность цвета или яркости (например, многодиодные матрицы), при закупке указывайте узкие бины по оптической мощности (Φe) и доминирующей длине волны (Wd).

10. Технические принципы и контекст

LTPL-C035BH450 основан на полупроводниковой технологии, в частности, на использовании таких материалов, как нитрид индия-галлия (InGaN), для излучения света в синем спектре при рекомбинации электронов с дырками через запрещённую зону устройства. Доминирующая длина волны определяется точным составом полупроводниковых слоёв. Высокая мощность достигается за счёт эффективной конструкции кристалла, корпуса, который эффективно выводит свет и управляет теплом, а также надёжных внутренних соединений. Тенденция в таких светодиодах направлена на повышение эффективности (больше светового потока на ватт), увеличение удельной мощности и улучшение надёжности при повышенных рабочих температурах, что обусловлено прогрессом в эпитаксиальном росте, материалах корпусов и технологии люминофоров для преобразования в белый свет.