Техническая документация на SMD светодиод вспышки LTPL-C0677WPYB - Высокая яркость - Белый свет - 1000мА - 6.3Вт импульс

1. Обзор продукта

LTPL-C0677WPYB — это компактный мощный SMD (устройство для поверхностного монтажа) светодиод, специально разработанный в качестве источника света для вспышки. Его основная конструктивная задача — обеспечить исключительно высокую световую отдачу в миниатюрном форм-факторе. Это позволяет получать изображения с более высоким разрешением в условиях низкой окружающей освещённости и увеличивает эффективную дальность действия вспышки для устройств формирования изображений.

1.1 Ключевые особенности

• Самый яркий SMD светодиод вспышки:Спроектирован для максимальной световой отдачи в импульсном режиме работы.
• Мгновенное включение:Обеспечивает немедленное свечение с минимальной задержкой, что критически важно для фотосъёмки со вспышкой.
• Очень малый размер излучателя:Компактный корпус позволяет интегрировать светодиод в современные устройства с ограниченным пространством, такие как смартфоны.
• Соответствие RoHS:Изготовлен в соответствии с директивой об ограничении использования опасных веществ.

1.2 Целевые области применения

• Телефоны и смартфоны с камерой
• Портативные электронные устройства с функциями формирования изображений
• Цифровые фотоаппараты (DSC)
• Портативные устройства, требующие высокоинтенсивного кратковременного освещения

2. Технические параметры: Подробное объективное толкование

В этом разделе представлен детальный анализ пределов работы и характеристик производительности светодиода в заданных условиях.

2.1 Абсолютные максимальные допустимые режимы

Эти режимы определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Не рекомендуется длительная работа на этих пределах или вблизи них, так как это может негативно сказаться на надёжности.

• Рассеиваемая мощность (импульсный режим):6.3 Вт. Это максимально допустимая мощность, которую светодиод может выдержать в импульсном режиме, не превышая своих тепловых пределов.
• Импульсный прямой ток (50 мс ВКЛ, 950 мс ВЫКЛ):1500 мА. Пиковый ток, который светодиод может выдержать в импульсном цикле, что критически важно для применения во вспышках.
• Постоянный прямой ток:350 мА. Максимальный постоянный прямой ток для работы в установившемся режиме.
• Температура перехода (Tj):125 °C. Максимально допустимая температура на полупроводниковом переходе.
• Порог электростатического разряда (ЭСР) (HBM):8000 В. Указывает на относительно высокий уровень защиты от электростатического разряда согласно модели человеческого тела.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для надёжной работы.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Безопасный диапазон температур для хранения устройства, когда оно не работает.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C, импульс 300 мс).

• Световой поток (ΦV):260 лм (мин.), 300 лм (тип.), 400 лм (макс.) при I_FP= 1000мА. Это количественная характеристика общего видимого светового потока с допуском измерения ±10%.
• Прямое напряжение (V_F):2.9 В (мин.), 3.6 В (тип.), 4.2 В (макс.) при I_FP= 1000мА. Падение напряжения на светодиоде при работе с допуском измерения ±0.1В.
• Цветовая температура (CCT):от 5000 K до 6000 K при I_FP= 1000мА. Определяет оттенок белого света, попадающий в диапазон "холодного белого", подходящий для фотосъёмки со вспышкой.
• Угол обзора (2θ_1/2):120° (тип.). Угловой диапазон, в пределах которого сила света составляет половину максимальной (при 0°). Широкий угол обзора способствует равномерному освещению.
• Обратный ток (I_R):100 мкА (макс.) при V_R= 5В. Устройство не предназначено для работы в обратном направлении; этот параметр приведён только в информационных/испытательных целях.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются (распределяются по бинам) на основе ключевых параметров производительности. Для LTPL-C0677WPYB используется система сортировки по световому потоку и прямому напряжению.

3.1 Сортировка по световому потоку

Светодиоды классифицируются по бинам на основе измеренного светового потока при 1000мА.

• Бин P4:Диапазон светового потока от 260 лм до 315 лм.
• Бин Q0:Диапазон светового потока от 315 лм до 400 лм.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по падению прямого напряжения при 1000мА.

• Бин 4:Диапазон прямого напряжения от 2.9 В до 3.8 В.
• Бин 5:Диапазон прямого напряжения от 3.8 В до 4.2 В.

Такая сортировка позволяет разработчикам выбирать светодиоды с близко совпадающими электрическими и оптическими свойствами для конкретного применения, обеспечивая равномерную производительность в конструкциях с несколькими светодиодами.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях. Все корреляционные данные основаны на светодиоде, установленном на печатной плате с металлическим основанием (MCPCB) размером 2см x 2см, выполняющей роль радиатора.

4.1 Относительное спектральное распределение мощности

Спектральная кривая показывает интенсивность излучаемого света на разных длинах волн. Для такого белого светодиода (использующего технологию InGaN с люминофорным покрытием) спектр обычно характеризуется синим пиком от чипа и более широким жёлтым/зелёным/красным излучением от люминофора, которые в совокупности дают белый свет.

4.2 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма (характеристики излучения) наглядно представляет типичный угол обзора 120°, показывая, как интенсивность света распределяется в пространстве от светодиода.

4.3 Зависимость прямого тока от относительного светового потока

Эта кривая демонстрирует, что световой выход не пропорционален току линейно, особенно при высоких токах, где эффективность может снижаться из-за усиления тепловых эффектов.

4.4 Зависимость прямого тока от смещения коррелированной цветовой температуры (CCT)

Этот график критически важен, так как показывает, как белая точка (цветовая температура) светодиода изменяется с током накачки. Для применений со вспышкой минимизация смещения CCT важна для стабильной цветопередачи на фотографиях.

4.5 Кривая снижения номинала прямого тока

Возможно, самая важная кривая для надёжного проектирования, она показывает максимально допустимый импульсный прямой ток как функцию температуры окружающей среды. С ростом температуры максимальный безопасный ток уменьшается, чтобы предотвратить превышение температуры перехода 125°C. Для долгосрочной надёжности необходимо строго придерживаться этой кривой.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Светодиод поставляется в специфическом SMD-корпусе. Все размеры указаны в миллиметрах (мм) с общим допуском ±0.1 мм, если не указано иное. Корпус имеет жёлтую/белую линзу, излучающую белый свет на основе InGaN. В спецификации приведены подробные чертежи размеров для проектирования посадочного места на печатной плате.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок на печатной плате

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок (посадочное место) для печатной платы, чтобы обеспечить правильную пайку и тепловое управление. Рекомендация включает максимальную толщину трафарета 0.10 мм для нанесения паяльной пасты.

5.3 Идентификация полярности

Применяются стандартные маркировки полярности для SMD светодиодов (обычно индикатор катода на корпусе). Для точной маркировки на этой конкретной детали следует обратиться к чертежу в спецификации.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Рекомендуемый профиль ИК-оплавления (бессвинцовый процесс)

Светодиод совместим с бессвинцовой пайкой оплавлением. Указан подробный профиль, соответствующий J-STD-020D, включающий:

• Пиковая температура (T_P):максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса (T_L= 217°C):от 60 до 150 секунд.
• Скорости нагрева и охлаждения:Контролируются для минимизации теплового удара.

Критические замечания:Процесс быстрого охлаждения не рекомендуется. Всегда желательна минимально возможная температура пайки, обеспечивающая надёжное соединение, чтобы минимизировать термические напряжения на светодиоде. Гарантия на устройство не распространяется, если сборка выполнена методами волновой пайки.

6.2 Очистка

Если очистка необходима после пайки, следует использовать только указанные химикаты. Светодиод можно погружать в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Использование неуказанных химикатов может повредить материал корпуса или оптику.

7. Упаковка и обращение

7.1 Спецификации на ленте и катушке

Светодиоды поставляются на катушках в стандартной эмбоссированной транспортной ленте для автоматизированной сборки методом "pick-and-place". Ключевые спецификации включают:

• Размер катушки:7-дюймовая катушка.
• Количество на катушке:3000 штук (стандартная полная катушка).
• Минимальный объём заказа (MOQ):500 штук для остатков.
• Упаковка соответствует спецификациям EIA-481. Лента запечатана верхней крышкой, допускается не более двух последовательно отсутствующих компонентов (пустых ячеек).

В спецификации приведены подробные чертежи размеров как транспортной ленты, так и катушки.

8. Рекомендации по применению и соображения по проектированию

8.1 Типовые схемы применения

Этот светодиод вспышки с высоким током требует специальной схемы драйвера. Типичные реализации используют импульсный источник питания (например, повышающий преобразователь) для генерации высокого импульсного тока от низковольтной батареи (например, 3.7В Li-ion). Драйвер должен быть способен выдавать очень короткие импульсы высокого тока (до 1500мА в течение 50 мс или менее), одновременно управляя пусковым током и обеспечивая защиту от перегрузки по току.

8.2 Тепловое управление

Эффективный отвод тепла имеет первостепенное значение. Даже во время коротких импульсов выделяется значительное количество тепла. Рекомендация установить светодиод на MCPCB размером 2см x 2см является минимальным руководством. Для применений с высоким коэффициентом заполнения или работы при высоких температурах окружающей среды необходимы более существенные меры теплового управления (большая площадь меди на печатной плате, тепловые переходные отверстия или внешний радиатор), чтобы поддерживать температуру перехода в безопасных пределах, как определено кривой снижения номинала.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 120° обеспечивает широкое освещение. Для применений, требующих более сфокусированного луча (например, для увеличения дальности), над светодиодом может быть размещена вторичная оптика (рефлектор или линза). Малый размер излучателя является преимуществом для достижения точного оптического контроля.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя прямое сравнение с другими моделями в этой отдельной спецификации не предоставлено, ключевые отличительные особенности LTPL-C0677WPYB можно вывести из его характеристик:

• Высокая способность к импульсному току (1500мА):Обеспечивает очень высокую мгновенную яркость, что является основным показателем для светодиода вспышки.
• Высокий световой поток (до 400 лм):Относит его к категории светодиодов вспышки высокой яркости.
• Компактный SMD-корпус:Предоставляет значительное преимущество перед более крупными светодиодами вспышки для сквозного монтажа в мобильных устройствах с ограниченным пространством.
• Широкий угол обзора (120°):Обеспечивает равномерное освещение сцены по сравнению со светодиодами с узким углом, уменьшая "горячие точки" на изображениях.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Могу ли я питать этот светодиод постоянным током 1000мА?

Ответ:Нет. Абсолютный максимальный режим для постоянного прямого тока составляет 350 мА. Значение 1000мА предназначено для импульсной работы в определённых условиях испытаний (импульс 300 мс, вероятно, с низким коэффициентом заполнения) или как пиковый импульсный режим (50 мс ВКЛ). Непрерывная работа при 1000мА превысит пределы рассеиваемой мощности и температуры перехода, что приведёт к быстрому выходу из строя.

10.2 Почему сортировка по прямому напряжению важна для моего проекта?

Ответ:Если вы питаете несколько светодиодов параллельно от одного источника тока, различия в прямом напряжении (V_F) приведут к неравномерному распределению тока. Светодиоды с более низким V_Fбудут потреблять больше тока, чем светодиоды с более высоким V_F, что приведёт к различиям в яркости и потенциальной перегрузке единиц с более низким V_F. Использование светодиодов из одного бина по V_Fобеспечивает более равномерное распределение тока и производительность.

10.3 Какова цель параметра "Время выше температуры ликвидуса" в профиле оплавления?

Ответ:Это время, в течение которого паяные соединения находятся выше температуры плавления паяльной пасты (217°C для бессвинцовой). Достаточное время (здесь 60-150 с) обеспечивает правильное смачивание и формирование надёжной металлургической связи между контактными площадками светодиода и печатной платы. Слишком малое время может вызвать "холодные" паяные соединения; слишком большое время увеличивает термическое напряжение на компоненте.

11. Практический проект и пример использования

Сценарий: Интеграция в модуль вспышки смартфона

Инженеру-конструктору поручено добавить высококачественную вспышку в новую модель смартфона. LTPL-C0677WPYB выбран за его высокую отдачу и малый размер. Инженер должен:

1. Выбор драйвера:Выбрать микросхему драйвера светодиода вспышки, способную выдавать требуемый импульс 1000-1500мА от аккумулятора телефона 3.8В, с управлением через процессор камеры телефона (I2C или аналогичный).
2. Разводка печатной платы:Спроектировать посадочное место на печатной плате точно в соответствии с рекомендуемой конфигурацией контактных площадок из спецификации. Они создадут специальную небольшую MCPCB (2см x 2см или больше) для светодиода в качестве теплораспределителя, который затем будет соединён с внутренней рамой телефона для дополнительного рассеивания тепла.
3. Оптическая интеграция:Работать с командой механического проектирования над созданием световода или рассеивателя, равномерно распределяющего луч 120° от светодиода по окну вспышки на внешней стороне телефона, обеспечивая отсутствие видимых "горячих точек".
4. Прошивка:Запрограммировать программное обеспечение камеры на запуск драйвера вспышки с длительностями импульсов, которые остаются в пределах максимального времени включения 50 мс для импульсов высокого тока, управляя коэффициентом заполнения, чтобы предотвратить перегрев в режимах серийной съёмки.

12. Введение в принцип работы

LTPL-C0677WPYB — это твердотельный источник света, основанный на физике полупроводников. Он использует чип из нитрида индия-галлия (InGaN), который излучает синий свет при рекомбинации электронов с дырками на p-n переходе чипа при прямом смещении (электролюминесценция). Затем этот синий свет частично преобразуется в более длинные волны (жёлтый, зелёный, красный) люминофорным покрытием, нанесённым на чип или рядом с ним. Смешение оставшегося синего света и света, преобразованного люминофором, приводит к восприятию белого света. Конкретные соотношения люминофора определяют коррелированную цветовую температуру (CCT), которая здесь настроена на диапазон 5000-6000K "холодного белого", предпочтительного для фотосъёмки со вспышкой, чтобы соответствовать условиям дневного света.

13. Технологические тренды и контекст

Мощные SMD светодиоды вспышки представляют собой ключевой тренд в оптоэлектронике, движимый миниатюризацией потребительской электроники, особенно смартфонов. Эволюция сосредоточена на:

• Увеличении световой отдачи (лм/Вт):Обеспечении большего светового потока при той же входной электрической мощности, улучшая время работы от батареи.
• Более высоком пиковом токе и световом потоке:Обеспечении лучшей фотосъёмки при слабом освещении и таких функциях, как "ночной режим".
• Улучшенной цветопередаче:Разработке люминофоров, производящих световые спектры, более близкие к естественному дневному свету (высокий индекс цветопередачи CRI), что приводит к более точным цветам на фотографиях, хотя CRI не указан в этой конкретной спецификации.
• Двухцветная вспышка:Рыночный тренд, при котором два светодиода с разной CCT (например, холодный белый и тёплый белый) используются вместе, чтобы позволить системе камеры регулировать цветовую температуру вспышки для более приятных тонов кожи и соответствия окружающему освещению. Хотя эта спецификация предназначена для светодиода с одной CCT, данная технология существует в рамках тех же семейств продуктов.
• Интеграция с датчиками:Светодиоды вспышки всё чаще являются частью системы, включающей датчики окружающей освещённости и датчики приближения, позволяя адаптивно регулировать яркость и отключать вспышку, когда объект находится слишком близко.