Техническая документация на светодиод T5C серии 5050 белого свечения - Размер 5.0x5.0x1.9мм - Напряжение 6.4В - Мощность 5.12Вт

1. Обзор продукта

Серия T5C представляет собой высокопроизводительный белый светодиод с верхним излучением, предназначенный для требовательных применений в области общего освещения. Данный корпус формата 5050 (5.0мм x 5.0мм) использует усовершенствованную тепловую конструкцию для эффективного отвода тепла, что обеспечивает стабильную работу при высоких токах накачки. Ключевые преимущества включают высокий световой поток, широкий угол обзора и совместимость с процессами бессвинцовой пайки оплавлением, что делает его подходящим для современных автоматизированных сборочных линий. Продукт соответствует директиве RoHS, что согласуется с мировыми экологическими стандартами. Целевые рынки включают архитектурное и декоративное освещение, модернизацию существующих светильников, общее освещение, а также подсветку для внутренних и наружных вывесок.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры измеряются при температуре перехода (Tj) 25°C и прямом токе (IF) 800мА. Световой поток варьируется в зависимости от коррелированной цветовой температуры (CCT). Для светодиода 2700K с индексом цветопередачи (CRI или Ra) 80 типичный световой поток составляет 645 люмен, минимальный — 600 люмен. Для CCT от 3000K до 6500K (все при Ra80) типичный поток составляет от 680 до 710 люмен, с минимумами в диапазоне от 600 до 650 люмен. Допуски составляют ±7% для светового потока и ±2 для CRI.

2.2 Электрические и тепловые параметры

Абсолютные максимальные режимы определяют пределы эксплуатации. Максимальный постоянный прямой ток (IF) составляет 960мА, импульсный ток (IFP) — 1440мА при определенных условиях (длительность импульса ≤100мкс, скважность ≤1/10). Максимальная рассеиваемая мощность (PD) — 6720мВт. Устройство может работать при температурах окружающей среды от -40°C до +105°C и выдерживать температуру перехода до 120°C.

В типичных рабочих условиях (IF=800мА, Tj=25°C) прямое напряжение (VF) составляет в среднем 6.4В, в диапазоне от 6.0В до 7.0В (допуск ±0.2В). Угол обзора (2θ1/2) составляет широкие 120 градусов. Критическим параметром является тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (Rth j-sp), которое типично равно 2.5°C/Вт. Это низкое значение свидетельствует об эффективной способности корпуса передавать тепло на монтажную плату.

3. Объяснение системы бининга

3.1 Нумерация компонентов

Номер компонента следует структурированному коду: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Ключевые позиции указывают: Тип (например, 5C для 5050), CCT (например, 27 для 2700K), CRI (например, 8 для Ra80), количество последовательно и параллельно соединенных кристаллов, код компонента и цветовой код, определяющий стандарт цветности (например, R для 85°C ANSI).

3.2 Биннинг по световому потоку

Светодиоды сортируются по бинам светового потока, обозначаемым двухбуквенными кодами (например, GN, GP, GQ, GR). Например, светодиод 4000K с Ra82 может быть отнесен к бину GP (650-700 лм), GQ (700-750 лм) или GR (750-800 лм). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты в соответствии с точными требованиями к яркости для обеспечения однородности в их приложении.

3.3 Биннинг по прямому напряжению

Напряжение также подвергается бинингу для обеспечения электрической однородности. Коды, такие как B4, C4, D4, E4 и F4, представляют диапазоны напряжения от 6.0-6.2В до 6.8-7.0В с шагом 0.2В. Совпадение бинов по напряжению может быть важно при последовательном включении нескольких светодиодов для обеспечения равномерного распределения тока.

3.4 Биннинг по цветности

Цветовая однородность строго контролируется в пределах 5-ступенчатого эллипса Мак-Адама для каждой CCT. В техническом описании приведены центральные координаты цветности (x, y) при температурах перехода 25°C и 85°C, а также параметры эллипса (a, b, Φ). Это гарантирует минимальное видимое различие в цвете между светодиодами из одного бина, даже при разных рабочих температурах. Стандарт следует системе бининга Energy Star для CCT от 2600K до 7000K.

4. Анализ кривых характеристик

4.1 Спектральное распределение

Хотя точный график спектрального распределения мощности (SPD) не детализирован в предоставленном тексте, это стандартная характеристика, показывающая относительную интенсивность излучения по длинам волн для белого светодиода. Как правило, белый светодиод на основе синего кристалла с люминофорным преобразованием показывает доминирующий синий пик и более широкую полосу излучения желтого люминофора. Точная форма определяет CCT и CRI.

4.2 Распределение по углу обзора

Представленная полярная диаграмма (Рис. 2) иллюстрирует зависимость силы света от угла относительно центральной оси. При заявленном угле обзора 120 градусов кривая будет показывать близкий к ламбертовскому или "крыло летучей мыши" паттерн, указывающий на пространственное распределение света. Это крайне важно для проектирования оптики под конкретные диаграммы направленности.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габариты и полярность

Корпус выполнен в форм-факторе 5050 с размерами посадочного места 5.00мм x 5.18мм и высотой приблизительно 1.90мм. Расположение контактных площадок четко определено, с раздельными площадками для анода и катода. Полярность обозначена маркировкой (вероятно, срезанным углом или меткой на корпусе), указывающей на катод. Все неуказанные допуски составляют ±0.1мм.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки оплавлением

Светодиод подходит для бессвинцовой пайки оплавлением. Рекомендуемый профиль включает: предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд, подъем до пиковой температуры с максимальной скоростью 3°C/сек, время выше температуры ликвидуса (217°C) от 60 до 150 секунд, максимальная температура корпуса (Tp), не превышающая 260°C, и время в пределах 5°C от Tp менее 30 секунд. Общее время от 25°C до пиковой температуры не должно превышать 8 минут. Соблюдение этого профиля критически важно для предотвращения теплового повреждения кристалла светодиода, люминофора и корпуса.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на ленте в катушках для автоматического монтажа. Каждая катушка может содержать максимум 2000 штук. Размеры ленты обеспечивают совместимость со стандартным оборудованием для поверхностного монтажа. Накопительный допуск на 10 шагов составляет ±0.2мм. Упаковка катушки включает этикетки с номером компонента (P/N) и датой производства.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

This high-power LED is ideal for: Architectural Lighting: Facade washing, cove lighting, and accent lighting where high output and good color rendering are needed. Retrofit Lamps: Direct replacement for traditional light sources in downlights, track lights, and panel lights. General Lighting: High-bay lighting, industrial lighting, and commercial fixtures. Signage Backlighting: Illuminating channel letters, light boxes, and informational displays, both indoors and outdoors.

8.2 Соображения при проектировании

Thermal Management: The key to longevity and maintaining light output. Use an MCPCB (Metal Core Printed Circuit Board) with adequate thermal vias and consider the overall heat sink design to keep the junction temperature well below the 120°C maximum. The low Rth j-sp of 2.5°C/W helps, but system-level design is paramount. Drive Current: While rated for up to 960mA, operating at 800mA or lower will improve efficacy and lifespan. Use a constant current driver suitable for the LED's forward voltage. Optics: The 120-degree viewing angle provides a wide beam. Secondary optics (lenses, reflectors) can be used to collimate or shape the light as required by the application.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со стандартными светодиодами средней мощности (например, 2835, 3030), данный корпус 5050 предлагает значительно более высокий световой поток от одной точки, что сокращает количество компонентов, необходимых для заданного светового выхода. Его усовершенствованная тепловая конструкция позволяет поддерживать более высокие токи накачки по сравнению со старыми корпусами 5050. Комплексный бининг (по потоку, напряжению, цветности) обеспечивает превосходную однородность цвета и яркости, что критически важно для профессиональных осветительных применений, и отличает его от коммерческих светодиодов с более широкими допусками.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Q: What is the typical power consumption of this LED?
A: At the typical operating point of 800mA and 6.4V, the power is approximately 5.12 Watts (P = I*V).

Q: How does temperature affect performance?
A: As junction temperature increases, luminous flux typically decreases, and the forward voltage drops slightly. The chromaticity coordinates also shift, as noted in the binning table. Proper heat sinking mitigates these effects.

Q: Can I drive this LED with a constant voltage source?
A: It is strongly discouraged. LEDs are current-driven devices. A constant voltage source with a simple series resistor is inefficient and offers poor current regulation over temperature and component variations. Always use a dedicated constant current LED driver.

Q: What is the meaning of the "5-step MacAdam ellipse"?
A: It defines an area on the chromaticity diagram. LEDs whose color points fall within the same 5-step ellipse are considered to have no perceptible color difference to the average human eye under standard viewing conditions. Smaller step numbers (e.g., 3-step, 2-step) indicate even tighter color matching.

11. Пример практического использования

Scenario: Designing a High-Quality 4000K LED Panel Light.
A designer aims for a panel light with 3000 lumens output and uniform color. Using the 5050 LED binned in GR (750-800 lm min) at 4000K and Ra82, they would need approximately 4 LEDs (3000 lm / 750 lm per LED = 4). They would select all LEDs from the same flux bin (GR) and voltage bin (e.g., C4 for 6.2-6.4V) to ensure consistent brightness and electrical behavior. The LEDs would be mounted on a large, thermally conductive MCPCB acting as a heat spreader, which is then attached to the metal frame of the panel light. A constant current driver capable of delivering 800mA to the series string of 4 LEDs (total forward voltage ~25.6V) would be selected. Secondary diffusers would be used to blend the light from the four discrete sources into a uniform panel.

12. Принцип работы

Это белый светодиод с люминофорным преобразованием. Основой является полупроводниковый кристалл (обычно нитрид индия-галлия), который излучает синий свет при прохождении через него электрического тока. Этот синий свет попадает на слой люминофорного материала (например, алюмоиттриевый гранат, легированный церием — YAG:Ce), нанесенный на кристалл или рядом с ним. Люминофор поглощает часть синего света и переизлучает его в виде широкого спектра желтого света. Смесь оставшегося синего света и преобразованного желкого света воспринимается человеческим глазом как белый. Точное соотношение синего и желтого, а также конкретный состав люминофора определяют коррелированную цветовую температуру (CCT) излучаемого белого света.

13. Технологические тренды

Общая тенденция в технологии светодиодов направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение цветопередачи (более высокий CRI и лучшие значения R9 для насыщенности красного), а также повышение надежности при более высоких рабочих температурах. Также наблюдается переход к более компактным корпусам, способным обеспечивать такой же или более высокий поток, что видно на примере эволюции от 5050 к 3535 и даже меньшим форм-факторам для мощных применений. Кроме того, настраиваемые белые светодиоды, способные изменять CCT, становятся все более распространенными для применений в области освещения, ориентированного на человека. Стремление к устойчивому развитию продолжает стимулировать повышение эффективности и увеличение срока службы, снижая совокупную стоимость владения и воздействие на окружающую среду.