Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые преимущества
- 1.2 Целевые области применения
- 2. Подробный анализ технических параметров
- 2.1 Предельные эксплуатационные параметры
- 2.2 Фотометрические и электрические характеристики
- 3. Объяснение системы бинирования
- 3.1 Биннирование светового потока
- 3.2 Биннирование прямого напряжения
- 3.3 Биннирование координат цветности
- 4. Анализ кривых производительности
- Светодиод использует стандартный посадочный размер для поверхностного монтажа (SMD) 5050. Габаритные размеры корпуса составляют приблизительно 5.0мм в длину и ширину. Компонент имеет тепловую площадку, которая необходима для эффективного отвода тепла от перехода светодиода к печатной плате (PCB). Правильное нанесение паяльной пасты и профиль оплавления для этой площадки критически важны для достижения заявленных тепловых характеристик (R
- 6.1 Параметры пайки оплавлением
- Светодиод чувствителен к высоким температурам. Рекомендуемый профиль пайки не должен превышать:
- Чувствительность к ЭСР:
- Номер детали следует определенной структуре:
- 8.1 Проектирование драйверной схемы
- Учитывая диапазон прямого напряжения (6.0-7.2В) и номинальный ток 750мА, обязательным является использование драйвера светодиодов с постоянным током. Драйвер должен быть способен обеспечивать стабильные 750мА, учитывая максимальное V
- Эффективный теплоотвод имеет первостепенное значение. При рассеиваемой мощности до 5.4Вт (750мА * 7.2В) печатная плата должна быть спроектирована для отвода тепла от тепловой площадки светодиода. Это предполагает использование PCB с достаточной толщиной и площадью меди, возможно, с тепловыми переходами (thermal vias), соединенными с внутренними заземляющими слоями, или специальной металлической платы (MCPCB) для мощных применений. Цель - минимизировать рост температуры от платы (T
- Угол обзора 120° обеспечивает широкий луч. Для применений, требующих сфокусированного света, необходимо использовать вторичную оптику, такую как линзы или отражатели. Материал и конструкция этой оптики должны учитывать возможные потери эффективности и сдвиг цвета.
- XI5050 выделяется на рынке светодиодов 5050 благодаря сочетанию высокого светового потока (до 690 лм мин.) при стандартном токе накачки 750мА с комплексной и точной системой бинирования цветности. Это делает его особенно подходящим для применений, где критически важны как высокая яркость, так и отличная цветовая однородность, например, для качественного линейного освещения или коммерческих панельных светильников. Указанное тепловое сопротивление 7°C/Вт является конкурентоспособным, что указывает на конструкцию корпуса, оптимизированную для отвода тепла.
- 10.1 В чем разница между различными вариантами CRI?
- CRI (Индекс цветопередачи) измеряет, насколько точно источник света передает цвета объектов по сравнению с естественным эталонным светом. Более высокий CRI (например, 90 против 70) обычно означает, что цвета будут выглядеть более яркими и естественными при освещении данным светодиодом. Выбор зависит от применения; для розничной торговли или жилого освещения часто желателен CRI 80+, в то время как для утилитарного или уличного освещения может быть достаточно CRI 70.
- Да, светодиод может работать при токах ниже максимальных 750мА. Это снизит световой выход и энергопотребление, а также обычно улучшит эффективность (люмен на ватт) и срок службы из-за более низкой температуры перехода. Прямое напряжение также уменьшится. Устройство всегда должно питаться от источника постоянного тока, а не постоянного напряжения.
- Выбор зависит от приоритетов вашего проекта:
- Пример: Проектирование линейного светильника с высокой однородностью
- XI5050 - это белый светодиод с люминофорным преобразованием. Основой устройства является полупроводниковый кристалл (обычно на основе InGaN), который излучает синий свет при прохождении электрического тока в прямом направлении. Этот синий свет частично поглощается слоем желтого (и часто красного/зеленого) люминофорного покрытия, нанесенного на кристалл или вокруг него. Люминофор переизлучает свет на более длинных волнах. Комбинация оставшегося синего света и широкополосного желтого/красного света от люминофора смешивается, образуя белый свет. Точные пропорции синего и преобразованного люминофором света определяют коррелированную цветовую температуру (CCT) излучаемого белого света.
- Общая тенденция в технологии мощных светодиодов, таких как XI5050, направлена на постоянное увеличение световой эффективности (больше люмен на ватт), что напрямую снижает энергопотребление при заданном световом потоке. Также большое внимание уделяется улучшению качества и однородности цвета, что приводит к более точным системам бинирования и более высоким типичным значениям CRI. Кроме того, достижения в материалах корпусов и технологиях тепловых интерфейсов продолжают снижать тепловое сопротивление, позволяя использовать более высокие токи накачки и получать больший световой поток с той же площади, или повышать надежность при стандартных условиях работы. Стремление к устойчивому развитию стимулирует соответствие более строгим экологическим нормам и разработку более эффективных производственных процессов.
1. Обзор продукта
Серия XI5050 представляет собой мощный светодиод для освещения, выполненный в компактном корпусе для поверхностного монтажа 5050. Устройство спроектировано для обеспечения высокой световой отдачи и эффективности, что делает его универсальным компонентом, подходящим для широкого спектра общих и специализированных осветительных применений. Его верхнее излучение белого света и широкий угол обзора 120 градусов способствуют равномерному распределению света.
1.1 Ключевые преимущества
- Высокая световая эффективность:Конструкция оптимизирована для высокого светового потока, минимальные значения которого достигают 690 люмен в зависимости от конкретного бина и модели.
- Надежная тепловая конструкция:Благодаря тепловому сопротивлению (переход-плата) 7°C/Вт, светодиод эффективно рассеивает тепло, обеспечивая стабильную долгосрочную работу.
- Соответствие экологическим стандартам:Продукт соответствует ключевым экологическим стандартам, включая RoHS, EU REACH, и не содержит галогенов (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
- Широкий диапазон цветовой температуры:Доступен с коррелированной цветовой температурой (CCT) от теплого белого (3000K) до холодного белого (6500K) с точным бинированием для обеспечения цветовой однородности.
1.2 Целевые области применения
Основные области применения светодиода XI5050 включают декоративное и развлекательное освещение, системы освещения для растениеводства, а также общее освещение, где требуется надежный, яркий белый свет.
2. Подробный анализ технических параметров
2.1 Предельные эксплуатационные параметры
Эксплуатационные пределы устройства определены для обеспечения надежности и предотвращения повреждений. Ключевые предельные параметры:
- Прямой ток (IF):750 мА (постоянный)
- Импульсный прямой ток (IPF):1125 мА
- Рассеиваемая мощность (Pd):5.4 Вт
- Рабочая температура (Topr):-35°C до +85°C
- Температура перехода (Tj):115°C
- Тепловое сопротивление (Rθjc):7 °C/Вт (Переход-Плата)
Превышение этих параметров, особенно температуры перехода, может привести к необратимому снижению светового потока и сокращению срока службы.
2.2 Фотометрические и электрические характеристики
Характеристики конкретных номеров деталей подробно описаны в таблице продуктов. Ключевые параметры включают:
- Минимальный световой поток:Диапазон от 640 лм до 690 лм, измеренный при температуре тепловой площадки 25°C с допуском ±10%.
- Прямое напряжение (VF):Обычно находится в диапазоне от 6.0В до 7.2В при номинальном токе 750мА. Этот диапазон дополнительно подразделяется на точные вольтовые бины для обеспечения согласованности конструкции.
- Коррелированная цветовая температура (CCT):Стандартные варианты включают 3000K (теплый белый), 4000K (нейтральный белый), 5000K (нейтральный белый) и 6500K (холодный белый).
- Индекс цветопередачи (CRI):Доступны модели с минимальными значениями CRI от 60 (M) до 90 (H), с типичным допуском ±2.
3. Объяснение системы бинирования
Для обеспечения цветовой и яркостной однородности в производственных партиях светодиоды XI5050 классифицируются по точным бинам для ключевых параметров.
3.1 Биннирование светового потока
Бины потока определяют гарантированный минимальный и максимальный световой выход для группы светодиодов. Примеры бинов: N (640-690 лм), 6974 (690-740 лм) и 7479 (740-790 лм). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости для их применения.
3.2 Биннирование прямого напряжения
Вольтовые бины классифицируют светодиоды на основе падения прямого напряжения при 750мА. Бины, такие как 6062 (6.0-6.2В), 6264 (6.2-6.4В), вплоть до 7072 (7.0-7.2В), помогают проектировать эффективные и стабильные драйверные схемы, обеспечивая равномерное распределение тока в массивах из нескольких светодиодов.
3.3 Биннирование координат цветности
Это наиболее критичное бинирование для качества цвета. Для каждой CCT (например, 3000K, 4000K, 5000K, 6500K) координаты цветности (CIE x, y) строго контролируются в пределах определенных четырехугольников на диаграмме цветности CIE 1931. Каждому четырехугольнику присваивается код бина (например, 30K-A, 40K-B, 50K-F, 65K-G). Эта система гарантирует, что все светодиоды в рамках конкретной CCT и кода бина будут визуально идентичны по цвету, что крайне важно для применений, требующих однородного белого света, таких как панельное освещение или архитектурная подсветка.
4. Анализ кривых производительности
Хотя конкретные графические кривые не предоставлены в извлеченном тексте, спецификация содержит табличные данные, определяющие границы производительности. Зависимость между прямым током и напряжением подразумевается вольтовыми бинами при 750мА. Значение теплового сопротивления (7°C/Вт) имеет решающее значение для моделирования повышения температуры перехода относительно температуры платы, что напрямую влияет на поддержание светового потока и долгосрочную надежность. Разработчики должны использовать это значение в тепловых расчетах, чтобы гарантировать работу светодиода в пределах безопасной TF5. Механическая информация и информация о корпусеj limit.
Светодиод использует стандартный посадочный размер для поверхностного монтажа (SMD) 5050. Габаритные размеры корпуса составляют приблизительно 5.0мм в длину и ширину. Компонент имеет тепловую площадку, которая необходима для эффективного отвода тепла от перехода светодиода к печатной плате (PCB). Правильное нанесение паяльной пасты и профиль оплавления для этой площадки критически важны для достижения заявленных тепловых характеристик (R
θjc= 7°C/Вт).6. Рекомендации по пайке и сборке
6.1 Параметры пайки оплавлением
Светодиод чувствителен к высоким температурам. Рекомендуемый профиль пайки не должен превышать:
Пиковая температура:
260°CВремя на пике:
максимум 10 секунд.Эти параметры типичны для бессвинцовых (Pb-free) процессов пайки и должны строго соблюдаться для предотвращения повреждения внутреннего кристалла и люминофора.
6.2 Обращение и хранение
Чувствительность к ЭСР:
- Устройство чувствительно к электростатическому разряду (ЭСР). Необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности от ЭСР (например, заземленные рабочие места, антистатические браслеты) во время обращения и сборки.Условия хранения:
- Рекомендуемый диапазон температур хранения от -35°C до +85°C, в сухой среде для предотвращения поглощения влаги.7. Информация для заказа и расшифровка номера модели
Номер детали следует определенной структуре:
XI5050/LK5C-HXXXX072Z75/2NПример расшифровки:.
XI5050/LK5C-H6569072Z75/2NXI5050:
- Серия и размер корпуса (5.0x5.0мм).H6569072:
- Этот сегмент содержит коды ключевых характеристик.6:
- Код индекса CRI (например, 'L' для CRI мин. 70). Цифра соответствует таблице символов CRI.5:
- Первая цифра CCT (например, '5' для части 6500K).690:
- Минимальный световой поток в люменах (690 лм).072:
- Код максимального прямого напряжения (7.2В).Z75:
- Индекс прямого тока (750 мА).Эта система наименования позволяет точно идентифицировать фотометрические, электрические и цветовые характеристики светодиода.
8.1 Проектирование драйверной схемы
Учитывая диапазон прямого напряжения (6.0-7.2В) и номинальный ток 750мА, обязательным является использование драйвера светодиодов с постоянным током. Драйвер должен быть способен обеспечивать стабильные 750мА, учитывая максимальное V
выбранного вольтового бина. Для конструкций с несколькими светодиодами можно использовать последовательные, параллельные или последовательно-параллельные конфигурации, но необходимо тщательно учитывать согласование прямого напряжения (используя бины) для обеспечения равномерного тока и яркости.F8.2 Тепловой менеджмент
Эффективный теплоотвод имеет первостепенное значение. При рассеиваемой мощности до 5.4Вт (750мА * 7.2В) печатная плата должна быть спроектирована для отвода тепла от тепловой площадки светодиода. Это предполагает использование PCB с достаточной толщиной и площадью меди, возможно, с тепловыми переходами (thermal vias), соединенными с внутренними заземляющими слоями, или специальной металлической платы (MCPCB) для мощных применений. Цель - минимизировать рост температуры от платы (T
board) до перехода светодиода (T).j8.3 Оптическая интеграция
Угол обзора 120° обеспечивает широкий луч. Для применений, требующих сфокусированного света, необходимо использовать вторичную оптику, такую как линзы или отражатели. Материал и конструкция этой оптики должны учитывать возможные потери эффективности и сдвиг цвета.
9. Техническое сравнение и дифференциация
XI5050 выделяется на рынке светодиодов 5050 благодаря сочетанию высокого светового потока (до 690 лм мин.) при стандартном токе накачки 750мА с комплексной и точной системой бинирования цветности. Это делает его особенно подходящим для применений, где критически важны как высокая яркость, так и отличная цветовая однородность, например, для качественного линейного освещения или коммерческих панельных светильников. Указанное тепловое сопротивление 7°C/Вт является конкурентоспособным, что указывает на конструкцию корпуса, оптимизированную для отвода тепла.
10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
10.1 В чем разница между различными вариантами CRI?
CRI (Индекс цветопередачи) измеряет, насколько точно источник света передает цвета объектов по сравнению с естественным эталонным светом. Более высокий CRI (например, 90 против 70) обычно означает, что цвета будут выглядеть более яркими и естественными при освещении данным светодиодом. Выбор зависит от применения; для розничной торговли или жилого освещения часто желателен CRI 80+, в то время как для утилитарного или уличного освещения может быть достаточно CRI 70.
10.2 Могу ли я питать этот светодиод током ниже 750мА?
Да, светодиод может работать при токах ниже максимальных 750мА. Это снизит световой выход и энергопотребление, а также обычно улучшит эффективность (люмен на ватт) и срок службы из-за более низкой температуры перехода. Прямое напряжение также уменьшится. Устройство всегда должно питаться от источника постоянного тока, а не постоянного напряжения.
10.3 Как выбрать правильный бин для моего проекта?
Выбор зависит от приоритетов вашего проекта:
Для однородности яркости:
- Укажите узкий бин светового потока (например, 6974).Для эффективности драйвера и согласования тока в массивах:
- Укажите узкий бин прямого напряжения (например, 6466).Для идеального цветового соответствия:
- Укажите точную CCT и самый узкий доступный код бина цветности (например, 40K-F). Для крупных проектов рекомендуется закупать все светодиоды из одной производственной партии.11. Практический пример проектирования и использования
Пример: Проектирование линейного светильника с высокой однородностью
Разработчик создает 4-футовый линейный светодиодный светильник для офисного освещения с целевой CCT 4000K и высокой цветовой однородностью. Он выберет модель XI5050 с CCT 4000K и высоким CRI (например, 80 или 90). Чтобы обеспечить визуальную согласованность по всему светильнику, он укажет единый, узкий код бина цветности (например, 40K-F) для всех светодиодов. Светодиоды будут установлены на длинной узкой MCPCB с конструкцией непрерывной тепловой площадки. Будет выбран драйвер постоянного тока, способный питать последовательно-параллельную комбинацию светодиодов при 750мА, с входным напряжением, соответствующим общему V
цепочки. Поверх светодиодов будет установлен рассеиватель для создания комфортного, бесбликового светового потока.F12. Принцип работы
XI5050 - это белый светодиод с люминофорным преобразованием. Основой устройства является полупроводниковый кристалл (обычно на основе InGaN), который излучает синий свет при прохождении электрического тока в прямом направлении. Этот синий свет частично поглощается слоем желтого (и часто красного/зеленого) люминофорного покрытия, нанесенного на кристалл или вокруг него. Люминофор переизлучает свет на более длинных волнах. Комбинация оставшегося синего света и широкополосного желтого/красного света от люминофора смешивается, образуя белый свет. Точные пропорции синего и преобразованного люминофором света определяют коррелированную цветовую температуру (CCT) излучаемого белого света.
13. Технологические тренды
Общая тенденция в технологии мощных светодиодов, таких как XI5050, направлена на постоянное увеличение световой эффективности (больше люмен на ватт), что напрямую снижает энергопотребление при заданном световом потоке. Также большое внимание уделяется улучшению качества и однородности цвета, что приводит к более точным системам бинирования и более высоким типичным значениям CRI. Кроме того, достижения в материалах корпусов и технологиях тепловых интерфейсов продолжают снижать тепловое сопротивление, позволяя использовать более высокие токи накачки и получать больший световой поток с той же площади, или повышать надежность при стандартных условиях работы. Стремление к устойчивому развитию стимулирует соответствие более строгим экологическим нормам и разработку более эффективных производственных процессов.
The general trend in high-power LED technology like the XI5050 is towards ever-increasing luminous efficacy (more lumens per watt), which directly reduces energy consumption for a given light output. There is also a strong focus on improving color quality and consistency, leading to more precise binning systems and higher typical CRI values. Furthermore, advancements in package materials and thermal interface technologies continue to lower thermal resistance, allowing for higher drive currents and greater light output from the same footprint, or improved reliability at standard drive conditions. The push for sustainability drives compliance with stricter environmental regulations and the development of more efficient manufacturing processes.
Терминология спецификаций LED
Полное объяснение технических терминов LED
Фотоэлектрическая производительность
| Термин | Единица/Обозначение | Простое объяснение | Почему важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный. | Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии. |
| Световой поток | лм (люмен) | Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью". | Определяет, достаточно ли свет яркий. |
| Угол обзора | ° (градусы), напр., 120° | Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на диапазон освещения и равномерность. |
| Цветовая температура | K (Кельвин), напр., 2700K/6500K | Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии. |
| Индекс цветопередачи | Безразмерный, 0–100 | Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо. | Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи. |
| Допуск по цвету | Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый" | Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет. | Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов. |
| Доминирующая длина волны | нм (нанометры), напр., 620нм (красный) | Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов. | Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов. |
| Спектральное распределение | Кривая длина волны против интенсивности | Показывает распределение интенсивности по длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
Электрические параметры
| Термин | Обозначение | Простое объяснение | Соображения по проектированию |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | Vf | Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска". | Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов. |
| Прямой ток | If | Значение тока для нормальной работы светодиода. | Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток | Ifp | Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения. |
| Обратное напряжение | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой. | Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения. |
| Тепловое сопротивление | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше. | Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла. |
| Устойчивость к ЭСР | В (HBM), напр., 1000В | Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый. | В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов. |
Тепловой менеджмент и надежность
| Термин | Ключевой показатель | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа. | Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета. |
| Спад светового потока | L70 / L80 (часов) | Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной. | Прямо определяет "срок службы" светодиода. |
| Поддержание светового потока | % (напр., 70%) | Процент яркости, сохраняемый после времени. | Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании. |
| Смещение цвета | Δu′v′ или эллипс МакАдама | Степень изменения цвета во время использования. | Влияет на постоянство цвета в сценах освещения. |
| Термическое старение | Деградация материала | Ухудшение из-за длительной высокой температуры. | Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи. |
Упаковка и материалы
| Термин | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс. | EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы. |
| Структура чипа | Фронтальный, Flip Chip | Расположение электродов чипа. | Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности. |
| Фосфорное покрытие | YAG, Силикат, Нитрид | Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый. | Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI. |
| Линза/Оптика | Плоская, Микролинза, TIR | Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света. | Определяет угол обзора и кривую распределения света. |
Контроль качества и сортировка
| Термин | Содержимое бинов | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Бин светового потока | Код, напр. 2G, 2H | Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов. | Обеспечивает равномерную яркость в той же партии. |
| Бин напряжения | Код, напр. 6W, 6X | Сгруппировано по диапазону прямого напряжения. | Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы. |
| Бин цвета | 5-шаговый эллипс МакАдама | Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон. | Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства. |
| Бин CCT | 2700K, 3000K и т.д. | Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены. |
Тестирование и сертификация
| Термин | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест поддержания светового потока | Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости. | Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт оценки срока службы | Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80. | Обеспечивает научный прогноз срока службы. |
| IESNA | Общество инженеров по освещению | Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний. | Признанная отраслью основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть). | Требование доступа на рынок на международном уровне. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения. | Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность. |