Техническая спецификация (Datasheet) белого светодиода 7070 - Размер 7.0x7.0x2.8мм - Напряжение 26-30В - Мощность 10.5Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики серии T7C мощных белых светоизлучающих диодов (СИД). Серия выполнена в корпусе формата 7070, что указывает на физический размер 7.0мм x 7.0мм. Эти светодиоды разработаны для применений, требующих высокой световой отдачи и надежной тепловой производительности. Основная философия дизайна делает акцент на балансе между высокой допустимой силой тока и эффективным отводом тепла, что делает их подходящими для требовательных условий освещения.

Основное позиционирование данной продуктовой линейки находится на рынках общего и архитектурного освещения. Её ключевые преимущества включают компактные размеры относительно мощности, широкий угол обзора для равномерного освещения, а также соответствие современным производственным и экологическим стандартам, таким как бессвинцовая пайка оплавлением и директива RoHS. Целевые области применения разнообразны: от подсветки внутренних и наружных вывесок до архитектурной акцентной подсветки и модернизации общего освещения, где критически важны надежность и стабильный световой поток.

2. Анализ технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

Основные рабочие характеристики светодиода определены при стандартных условиях испытаний: прямой ток (IF) 300мА и температура перехода (Tj) 25°C. Световой поток напрямую коррелирует с коррелированной цветовой температурой (CCT) и индексом цветопередачи (CRI). Например, светодиод с CCT 4000K и CRI 70 (Ra70) имеет типичный световой поток 1410 люмен с гарантированным минимальным значением 1300 люмен. При увеличении CRI до 90 (Ra90) типичная светоотдача снижается до 1170 люмен с минимумом в 1000 люмен, что иллюстрирует типичный компромисс между качеством цвета и эффективностью светового потока. Все измерения светового потока имеют заявленный допуск ±7%, а измерения CRI — допуск ±2.

2.2 Электрические и тепловые предельные параметры

Абсолютные максимальные параметры устанавливают границы для безопасной и надежной эксплуатации. Максимальный постоянный прямой ток (IF) составляет 350 мА, при этом допускается более высокий импульсный ток (IFP) 480 мА при определенных условиях (длительность импульса ≤100мкс, скважность ≤1/10). Максимальная рассеиваемая мощность (PD) — 10.5 Вт. Прибор может выдерживать обратное напряжение (VR) до 5В. Диапазон рабочих температур (Topr) указан от -40°C до +105°C, в то время как диапазон температур хранения (Tstg) составляет от -40°C до +85°C. Максимально допустимая температура перехода (Tj) — 120°C. Профиль температуры пайки критически важен для сборки: пиковая температура 230°C или 260°C должна поддерживаться не более 10 секунд во время оплавления.

При стандартных электрических условиях (IF=300мА) прямое напряжение (VF) обычно находится в диапазоне от 26В до 30В с допуском ±3%. Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (Rth j-sp) является ключевым параметром для проектирования системы теплового управления, его типичное значение составляет 1.5 °C/Вт. Это низкое значение свидетельствует о термоусиленной конструкции корпуса, способствующей отводу тепла от светодиодного кристалла. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как угол, при котором интенсивность составляет половину пикового значения, равен 120 градусам, что обеспечивает широкую диаграмму направленности.

3. Объяснение системы бинирования

3.1 Бинирование по световому потоку и CCT/CRI

Продукт сортируется по бинам производительности для обеспечения единообразия для конечного пользователя. Структура бинирования многомерна и охватывает световой поток, прямое напряжение и цветность. Для светового потока бины определяются буквенным кодом (например, 3C, 3D, 3E) с конкретными минимальным и максимальным диапазонами люменов. Эти диапазоны варьируются в зависимости от комбинации CCT и CRI. Например, светодиод 3000K, Ra80 имеет бины от 3B (1100-1200 лм) до 3E (1400-1500 лм). Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с жестко контролируемой яркостью для приложений с равномерным освещением.

3.2 Бинирование по прямому напряжению и цветности

Прямое напряжение разделено на два бина: 6F (26-28В) и 6G (28-30В). Выбор светодиодов из одного вольтажного бина может упростить проектирование драйвера и повысить эффективность системы. Цветность контролируется в пределах эллипса Мак-Адама 5-го шага для каждой CCT, что обеспечивает минимально заметную разницу в цвете между светодиодами. Центральные координаты (x, y) и параметры эллипса (a, b, Φ) приведены для стандартных CCT, таких как 2700K, 4000K и 6500K. В документе отмечается, что стандарты бинирования Energy Star применяются ко всем продуктам в диапазоне от 2600K до 7000K, что является распространенным требованием для коммерческих проектов освещения.

4. Анализ характеристических кривых

Техническая спецификация включает несколько графических представлений характеристик. Зависимость прямого тока от относительного светового потока показывает, как светоотдача увеличивается с ростом тока, но также подразумевает необходимость теплового управления при более высоких токах. Спектральные графики для разных уровней CRI (Ra70, Ra80, Ra90) наглядно демонстрируют более полный и непрерывный спектр, связанный с более высокими значениями CRI, что критически важно для точной цветопередачи. График распределения силы света по углу подтверждает ламбертовскую диаграмму направленности с половинным углом 120 градусов.

Тепловые характеристики подробно описаны на кривых, показывающих зависимость относительного светового потока и прямого напряжения от температуры точки пайки (Ts). Эти кривые необходимы для прогнозирования производительности в реальных условиях, когда светодиод работает при температуре выше 25°C. График зависимости максимально допустимого прямого тока от температуры окружающей среды предоставляет руководство по снижению мощности для предотвращения перегрева. Кроме того, график показывает смещение координат цветности CIE с ростом температуры окружающей среды, что важно для применений, где критически важна стабильность цвета.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Корпус представляет собой устройство для поверхностного монтажа (SMD) с размерами 7.00мм (±0.1мм) в длину и ширину и высотой 2.80мм (±0.1мм). Предоставлен подробный чертеж с размерами, включая ключевые особенности, такие как расположение контактных площадок размером 6.10мм x 6.10мм. Расположение кристаллов внутри корпуса указано как 9 последовательных и 2 параллельных соединения, что объясняет относительно высокое типичное прямое напряжение 28В. Показана четкая маркировка полярности, идентифицирующая катодную и анодную площадки для предотвращения неправильной установки. Также проиллюстрирована рекомендуемая посадочная площадка для проектирования печатной платы размером 7.50мм x 7.50мм с зазором 6.01мм между анодной и катодной секциями.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Светодиод совместим с процессами бессвинцовой пайки оплавлением. Четко указана абсолютная максимальная температура пайки: прибор может выдерживать пиковую температуру 230°C или 260°C в течение максимум 10 секунд. Для сборщиков критически важно соблюдать этот профиль, чтобы предотвратить повреждение внутренней силиконовой линзы, люминофорного слоя или проводных соединений. Также указаны условия хранения: требуется среда от -40°C до +85°C для поддержания долгосрочной надежности перед использованием. При обращении необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать электростатического разряда (ESD), так как прибор имеет устойчивость к ESD 1000В (модель человеческого тела).

7. Упаковка и информация для заказа

Система нумерации деталей является буквенно-цифровой и подробно описана в таблице. Структура кода позволяет специфицировать несколько параметров. Первая позиция (X1) указывает тип корпуса, где "7C" соответствует корпусу 7070. Вторая позиция (X2) определяет CCT или цвет (например, 27 для 2700K, 40 для 4000K, BL для синего). Третья позиция (X3) указывает индекс цветопередачи (7 для Ra70, 8 для Ra80, 9 для Ra90). Последующие позиции определяют количество последовательных и параллельных кристаллов, коды компонентов и внутренние классификации. Типичный артикул, следующий этому соглашению, будет иметь вид T7C***92R-*****, где конкретные цифры и буквы определяют его точный бин производительности и характеристики.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Благодаря высокому световому потоку и мощности, данная серия светодиодов хорошо подходит для нескольких областей применения. В архитектурном и декоративном освещении её можно использовать для заливающего освещения стен, скрытой подсветки или выделения архитектурных элементов. В проектах модернизации она может заменить традиционные источники света высокой мощности в точечных светильниках или панельных светильниках, предлагая экономию энергии и более длительный срок службы. Её светоотдача делает её эффективной для общего освещения в коммерческих или промышленных помещениях. Широкий угол обзора особенно полезен для подсветки внутренних и наружных вывесок, обеспечивая равномерное освещение по всей площади знака.

8.2 Соображения по проектированию

Успешная реализация требует тщательного проектирования. Тепловое управление имеет первостепенное значение; низкое тепловое сопротивление 1.5 °C/Вт эффективно только в том случае, если светодиод установлен на правильно спроектированной печатной плате на металлической основе (MCPCB) с адекватным радиатором. Драйвер должен быть способен обеспечивать постоянный ток до 350мА и выдерживать высокое прямое напряжение (до 30В). Разработчикам следует обращаться к кривой снижения мощности для максимального прямого тока, чтобы обеспечить надежность при повышенных температурах окружающей среды. Для цветокритичных применений необходимо указывать узкий бин цветности (эллипс Мак-Адама 5-го шага) и понимать смещение цвета с температурой (как показано на Рис. 9).

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со светодиодами в корпусах меньшего размера (например, 3030, 5050), корпус 7070 предлагает значительно более высокую максимальную рассеиваемую мощность (10.5Вт) и световой поток, что делает его выбором для применений с более высокой интенсивностью без необходимости плотного размещения множества менее мощных светодиодов на плате. Термоусиленная конструкция корпуса, подтвержденная низким значением Rth j-sp, является ключевым отличием, поддерживающим длительную работу на высоких токах. Интегрированная последовательно-параллельная конфигурация кристаллов (9S2P) приводит к более высокому рабочему напряжению, что может быть преимуществом в определенных топологиях драйверов, снижая требования к току при том же уровне мощности.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чем разница между значениями "Typ" и "Min" для светового потока?

О: Значение "Typ" (Типичное) представляет собой средний выходной параметр производства. Значение "Min" (Минимальное) — это гарантированный нижний предел; любой светодиод, поставляемый в этом бине, будет соответствовать или превышать это значение. Разработчикам следует использовать значение "Min" для консервативного проектирования системы.

В: Могу ли я питать этот светодиод током 350мА непрерывно?

О: Хотя 350мА является абсолютным максимальным параметром, непрерывная работа при таком токе требует превосходного теплового управления для поддержания температуры перехода значительно ниже 120°C. Обращение к кривой снижения мощности (Рис. 10) обязательно. Для оптимального срока службы и надежности рекомендуется работа при токе на уровне или ниже испытательного тока 300мА.

В: Как интерпретировать диаграмму цветности CIE и эллипс 5-го шага?

О: Диаграмма CIE отображает цвет в двухмерном пространстве. Эллипс определяет область, в пределах которой будут находиться координаты цвета светодиода. Эллипс Мак-Адама 5-го шага является стандартной мерой цветовой однородности; светодиоды внутри одного эллипса будут казаться практически идентичными по цвету человеческому глазу при типичных условиях наблюдения.

11. Практический пример применения

Рассмотрим проектирование высокопотолочного светодиодного светильника для промышленного склада. Цель — заменить 400-ваттные металлогалогенные светильники. Можно разработать конструкцию с использованием нескольких светодиодов 7070. Разработчик выберет бин 5000K, Ra80 (например, 3E для 1300-1400 лм) для баланса эффективности и качества цвета. Светодиоды будут установлены на большой алюминиевой MCPCB, выполняющей роль теплораспределителя, которая затем крепится к алюминиевому корпусу светильника. Будет использован драйвер постоянного тока, рассчитанный на общее напряжение (количество светодиодов в последовательной цепи * VF) и ток (~300мА на цепь). Широкий угол раскрытия луча 120 градусов поможет сократить количество необходимых светильников за счет широкого покрытия от каждой точки. Конструкция будет проверена тепловыми испытаниями, чтобы убедиться, что температуры перехода остаются в безопасных пределах при максимальной температуре окружающей среды на складе.

12. Введение в технический принцип

Белый светодиод обычно использует синеизлучающий полупроводниковый кристалл из нитрида индия-галлия (InGaN). Часть синего света преобразуется в более длинные волны (желтый, красный) люминофорным слоем, покрывающим кристалл. Смесь непреобразованного синего света и света, излучаемого люминофором, создает восприятие белого света. Коррелированная цветовая температура (CCT) контролируется составом люминофора, смещая белую точку от теплой (2700K, больше красного/желтого) к холодной (6500K, больше синего). Индекс цветопередачи (CRI) измеряет, насколько точно светодиод передает цвета по сравнению с эталонным источником света; более высокий CRI требует люминофорной смеси, излучающей более непрерывный спектр в видимом диапазоне, что часто поглощает больше исходного синего света, снижая общую эффективность (люмен на ватт).

13. Отраслевые тренды и разработки

Рынок мощных светодиодов продолжает развиваться в сторону более высокой световой отдачи (больше люмен на ватт), улучшенного качества цвета (более высокий CRI с меньшими потерями эффективности) и большей надежности. Наблюдается тенденция, когда корпуса, такие как 7070, предлагают увеличенные максимальные рабочие токи и рассеиваемую мощность по мере совершенствования технологии кристаллов. Другой значимой тенденцией является стандартизация бинирования по цвету и потоку для упрощения цепочек поставок крупным производителям осветительного оборудования. Кроме того, растет интеграция вторичной оптики и даже компонентов драйвера в корпус светодиода для снижения сложности системы. Акцент на тепловых характеристиках, как видно из спецификации низкого Rth j-sp в этом документе, остается критически важной областью внимания, позволяя создавать более компактные, мощные и долговечные решения для освещения.