Техническая спецификация белого светодиода 7070 - Размер 7.0x7.0x2.8мм - Напряжение 37.3В - Мощность 7.46Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны спецификации мощных белых светодиодов серии T7C в корпусе 7070. Данный продукт предназначен для применений, требующих высокого светового потока и надежной тепловой производительности. Компактный корпус размером 7.0мм x 7.0мм содержит конструкцию с улучшенными тепловыми характеристиками, что делает его подходящим для требовательных осветительных решений.

Core Advantages: The key strengths of this LED series include its high current capability (up to 240mA continuous), high luminous flux output (typical values ranging from 900lm to over 1300lm depending on bin), and a wide 120-degree viewing angle. The package is designed for efficient heat dissipation, supporting reliable operation. It is compliant with Pb-free reflow soldering processes and adheres to RoHS standards.

Target Markets: Primary applications include architectural and decorative lighting, retrofit lighting solutions, general illumination, and backlighting for indoor and outdoor signage. Its performance characteristics make it ideal for both professional and commercial lighting projects where brightness and longevity are critical.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

Все измерения указаны при температуре перехода (Tj) 25°C и прямом токе (IF) 200мА. Световой поток варьируется в зависимости от коррелированной цветовой температуры (CCT). Для светодиода 2700K с индексом цветопередачи (CRI или Ra) 80 типичный световой поток составляет 900 люмен (лм) с минимумом 800 лм. Для CCT 3000K и выше (4000K, 5000K, 5700K, 6500K) типичный световой поток составляет 985 лм с минимумом 900 лм, все при Ra80. Допуски для измерения светового потока составляют ±7%, а для измерения CRI — ±2.

2.2 Электрические и тепловые параметры

Absolute Maximum Ratings: The device must not be operated beyond these limits. The maximum continuous forward current (IF) is 240 mA. The maximum pulse forward current (IFP) is 360 mA under specific conditions (pulse width ≤ 100µs, duty cycle ≤ 1/10). The maximum power dissipation (PD) is 9600 mW. The maximum reverse voltage (VR) is 5 V. The operating temperature range (Topr) is -40°C to +105°C. The maximum junction temperature (Tj) is 120°C.

Electrical/Optical Characteristics at Tj=25°C: The typical forward voltage (VF) at IF=200mA is 37.3V, with a range from 36V (min) to 40V (max), and a measurement tolerance of ±3%. The typical viewing angle (2θ1/2) is 120 degrees. The typical thermal resistance from the junction to the solder point (Rth j-sp) is 2.5 °C/W. The Electrostatic Discharge (ESD) withstand voltage is 1000V (Human Body Model).

3. Объяснение системы бинирования

3.1 Система нумерации компонентов

Номер компонента имеет следующую структуру: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Ключевые коды включают: X1 (Код типа, '7C' для корпуса 7070), X2 (Код CCT, например, '27' для 2700K), X3 (Код цветопередачи, '8' для Ra80), X4 (Количество последовательных кристаллов), X5 (Количество параллельных кристаллов), X6 (Код компонента) и X7 (Цветовой код, например, 'R' для 85°C ANSI).

3.2 Бинирование по световому потоку

Светодиоды сортируются по бинам на основе их светового потока при IF=200мА и Tj=25°C. Каждая CCT имеет определенные коды бинов с заданными минимальным и максимальным диапазонами потока. Например, светодиод 4000K, Ra82 может быть отнесен к бинам GW (900-950 лм), GX (950-1000 лм), 3A (1000-1100 лм), 3B (1100-1200 лм) или 3C (1200-1300 лм). Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с одинаковой яркостью для своего применения.

3.3 Бинирование по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по прямому напряжению (VF) при IF=200мА. Два основных бина — 6L (36В до 38В) и 6M (38В до 40В), с допуском измерения ±3%. Выбор светодиодов из одного и того же бина по напряжению может помочь обеспечить равномерное распределение тока в параллельных цепях.

3.4 Бинирование по цветности

Цветовая однородность определяется с использованием системы 5-ступенчатых эллипсов МакАдама на диаграмме цветности CIE. В спецификации указаны центральные координаты (x, y) при 25°C и 85°C, а также параметры эллипса (a, b, Φ) для каждого кода CCT (например, 27R5 для 2700K). Это обеспечивает визуальное соответствие светодиодов. Стандарты бинирования Energy Star применяются ко всем продуктам от 2600K до 7000K. Допуск для координат цветности составляет ±0.005.

4. Анализ кривых производительности

The datasheet includes several key graphs for design analysis. Figure 1 shows the Color Spectrum at Tj=25°C, illustrating the spectral power distribution. Figure 2 depicts the Viewing Angle Distribution, confirming the Lambertian-like emission pattern. Figure 3 plots Relative Intensity versus Forward Current, showing how light output increases with current. Figure 4 shows the relationship between Forward Current and Forward Voltage (IV Curve). Figure 5 is critical for thermal design, showing how Relative Luminous Flux decreases as Ambient Temperature rises at a fixed current of 200mA. Figure 6 shows how Relative Forward Voltage changes with Ambient Temperature.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Светодиод поставляется в корпусе 7070 для поверхностного монтажа (SMD). Габаритные размеры корпуса составляют 7.00мм в длину и ширину, высота — 2.80мм. Подробный чертеж размеров показывает расположение контактных площадок, с четко обозначенными анодными и катодными выводами для определения полярности. Предоставлен рекомендуемый посадочный рисунок для проектирования печатной платы с размерами, включая область площадки 7.50мм x 7.50мм и конкретные расстояния. На чертеже также указано расположение последовательных и параллельных соединений кристаллов внутри корпуса. Все неуказанные допуски составляют ±0.1мм.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод подходит для бессвинцовой пайки оплавлением. Предоставлен подробный температурный профиль: Предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд. Максимальная скорость нагрева до пиковой температуры составляет 3°C/секунду. Время выше температуры ликвидуса (TL=217°C) должно составлять 60-150 секунд. Пиковая температура корпуса (Tp) не должна превышать 260°C. Время в пределах 5°C от этой пиковой температуры должно быть не более 30 секунд. Максимальная скорость охлаждения составляет 6°C/секунду. Общее время от 25°C до пиковой температуры не должно превышать 8 минут. Соблюдение этого профиля крайне важно для предотвращения теплового повреждения светодиода.

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Тепловое управление

Эффективный теплоотвод имеет первостепенное значение для производительности и долговечности. Низкое тепловое сопротивление (2.5 °C/Вт) указывает на хорошую теплопередачу от перехода, но это работает только в том случае, если печатная плата и радиатор могут эффективно рассеивать тепло. Общая рассеиваемая мощность может достигать 7.46Вт (200мА * 37.3В). Разработчики должны обеспечить, чтобы рабочая температура перехода оставалась значительно ниже максимальной 120°C, в идеале ниже 85°C для оптимального срока службы, как показано на кривой зависимости потока от температуры.

7.2 Электрическое управление

Эти светодиоды требуют драйвера постоянного тока, а не источника постоянного напряжения, из-за экспоненциальной ВАХ. Высокое прямое напряжение (~37В) означает, что стандартные низковольтные драйверы для светодиодов не подходят; требуются драйверы, способные обеспечивать стабильный ток при более высоких напряжениях (например, >40В). При подключении нескольких светодиодов предпочтительны последовательные соединения для обеспечения одинакового тока, но драйвер должен обеспечивать суммарное напряжение. Если параллельное соединение неизбежно, тщательное бинирование по прямому напряжению крайне важно для предотвращения неравномерного распределения тока.

7.3 Оптическая интеграция

Широкий угол обзора 120 градусов делает этот светодиод подходящим для применений, требующих широкого и равномерного освещения без вторичной оптики. Для сфокусированных лучей необходимо выбирать соответствующие линзы или отражатели. Маленький яркий источник может потребовать использования рассеивателей для устранения бликов или горячих точек в определенных применениях.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

Q: What driver current should I use?
A: The device is characterized at 200mA, which is the recommended operating point for the specified flux and lifetime. It can be driven up to the absolute maximum of 240mA, but this will increase junction temperature and may reduce lifespan. Always refer to the derating curves.

Q: How do I interpret the luminous flux bins?
A: The bin code (e.g., GW, 3A) defines a guaranteed range of light output. For consistent brightness in an array, specify LEDs from the same flux bin and, if possible, the same voltage bin.

Q: Is a heatsink necessary?
A> Yes, absolutely. With a typical power of over 7W, a properly designed metal-core PCB (MCPCB) or other heatsinking method is required to maintain a safe junction temperature. The thermal resistance value is measured on an MCPCB, indicating this is the intended mounting method.

Q: Can I use wave soldering?
A: The datasheet only specifies reflow soldering parameters. Wave soldering is generally not recommended for such packages due to the extreme and uneven thermal stress it can impose.

9. Практический пример проектирования

Рассмотрим проектирование светильника для высоких помещений, требующего 10 000 люмен. Используя светодиоды 4000K из бина 3C (типично 1200-1300 лм), вам потребуется примерно 8-9 светодиодов. Последовательная конфигурация потребовала бы драйвера, способного выдавать ~300мА (чуть выше 200мА для запаса) и выходное напряжение более 9 * 40В = 360В. Более практичным подходом может быть использование двух параллельных цепочек по 4-5 последовательно соединенных светодиодов в каждой, что потребует тщательного подбора бинов по напряжению и драйвера с двумя независимыми каналами или схемой балансировки тока. Тепловая конструкция должна рассеивать почти 70Вт общего тепла, что требует массивного алюминиевого радиатора, на котором светодиоды смонтированы на MCPCB, термически соединенной с ним.

10. Технические принципы и тренды

10.1 Принцип работы

Белые светодиоды этого класса обычно используют полупроводниковый кристалл из нитрида индия-галлия (InGaN), излучающий синий свет. Часть синего света преобразуется в более длинные волны (желтый, красный) с помощью люминофорного покрытия внутри корпуса. Смесь синего света и света, преобразованного люминофором, дает белый свет. CCT и CRI определяются точным составом и толщиной слоя люминофора. Высокое напряжение указывает на то, что несколько полупроводниковых переходов соединены последовательно внутри одного корпуса.

10.2 Отраслевые тренды

Рынок мощных светодиодов продолжает фокусироваться на увеличении световой отдачи (люмен на ватт), улучшении качества и однородности цвета (более узкое бинирование) и повышении надежности при более высоких рабочих температурах. Также наблюдается тенденция к стандартизации корпусов (таких как 7070), что упрощает оптическое и тепловое проектирование для производителей светильников. Кроме того, интеграция драйверов и возможность интеллектуального управления становятся все более важными функциями в профессиональных осветительных системах.