Техническая документация на белый светодиод 7070 - Размер 7.0x7.0x2.8мм - Напряжение 49В - Мощность 7.8Вт

1. Обзор продукта

В данном документе представлены полные технические характеристики мощного белого светодиода в корпусе формата 7070. Устройство предназначено для требовательных осветительных приложений, требующих высокой световой отдачи и надежной тепловой производительности. Его конструкция корпуса с улучшенными тепловыми характеристиками обеспечивает эффективный отвод тепла, поддерживает работу на высоких токах и способствует долгосрочной надежности.

Светодиод является компонентом с верхним излучением, предлагая широкий угол обзора, подходящий для применений, требующих широкого распределения света. Он совместим с процессами бессвинцовой пайки оплавлением и разработан в соответствии с соответствующими экологическими нормами.

2. Ключевые особенности и области применения

2.1 Основные особенности

• Излучение белого света с верхней стороны.
• Конструкция корпуса с улучшенными тепловыми характеристиками для лучшего управления теплом.
• Высокий световой поток.
• Высокая допустимая сила тока (до 150 мА непрерывно).
• Компактный размер корпуса (7.0 мм x 7.0 мм).
• Широкий угол обзора (типично 120 градусов).
• Подходит для применения с бессвинцовой пайкой оплавлением.
• Соответствует директиве RoHS.

2.2 Целевые области применения

• Архитектурное и декоративное освещение.
• Модернизированные осветительные решения (замена традиционных источников света).
• Общее освещение.
• Подсветка вывесок и указателей для помещений и улицы.

3. Технические параметры: Подробный объективный анализ

3.1 Электрооптические характеристики

Все измерения указаны при температуре перехода (Tj) 25°C и прямом токе (IF) 100 мА. Устройство доступно с несколькими коррелированными цветовыми температурами (CCT): 2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K и 6500K. Все варианты обеспечивают минимальный индекс цветопередачи (Ra) 80. Типичный световой поток варьируется от 590 лм до 650 лм в зависимости от CCT, с гарантированным минимальным выходом для каждого бина. Допуск измерения составляет ±7% для светового потока и ±2% для Ra.

3.2 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа всегда должна поддерживаться в этих границах.

• Прямой ток (IF):150 мА (непрерывный).
• Импульсный прямой ток (IFP):225 мА (ширина импульса ≤100 мкс, скважность ≤1/10).
• Рассеиваемая мощность (PD):7800 мВт.
• Обратное напряжение (VR):5 В.
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +105°C.
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +85°C.
• Температура перехода (Tj):120°C (максимум).
• Температура пайки (Tsld):Профиль оплавления с пиком 230°C или 260°C в течение 10 секунд.

Превышение этих параметров может изменить свойства светодиода и не рекомендуется. Необходимо следить за тем, чтобы рассеиваемая мощность не превышала абсолютный максимальный рейтинг.

3.3 Электрические/Оптические характеристики при Tj=25°C

• Прямое напряжение (VF):46В (мин), 49В (тип.), 52В (макс) при IF=100мА. Допуск ±3%.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при VR=5В.
• Угол обзора (2θ1/2):Типично 120 градусов, определяется как угол отклонения от оси, при котором сила света составляет половину пиковой интенсивности.
• Термическое сопротивление (Rth j-sp):Типично 3 °C/Вт от перехода светодиода до точки пайки на MCPCB, измерено при поданной электрической мощности при IF=100мА.
• Электростатический разряд (ESD):Выдерживает минимум 1000В (модель человеческого тела).

4. Объяснение системы сортировки

Продукт классифицируется по бинам для обеспечения согласованности ключевых параметров для проектирования освещения.

4.1 Сортировка по световому потоку

При IF=100мА и Tj=25°C светодиоды сортируются по рангам светового потока (например, GL, GM, GN, GP) с определенными минимальным и максимальным диапазонами потока для каждой CCT. Например, светодиод 4000K в бине GM имеет световой поток от 550 лм до 600 лм.

4.2 Сортировка по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по прямому напряжению при IF=100мА и Tj=25°C. Коды включают 6R (46-48В), 6S (48-50В) и 6T (50-52В), с допуском измерения ±3%.

4.3 Сортировка по цветности

Цветовые координаты контролируются в пределах 5-ступенчатого эллипса МакАдама на диаграмме цветности CIE. В техническом описании приведены центральные координаты (при Tj=25°C и 85°C) и параметры эллипса (a, b, Φ) для каждого кода CCT (например, 27R5 для 2700K). Такая точная сортировка, соответствующая стандартам, таким как Energy Star для 2600K-7000K, обеспечивает минимальные видимые цветовые различия между светодиодами. Допуск для измерения координат цветности составляет ±0.005.

5. Анализ кривых характеристик

5.1 Спектральное распределение

Представленный график цветового спектра (при Tj=25°C) показывает относительную интенсивность в зависимости от длины волны для белого светодиода. Эта кривая типична для белого светодиода с люминофорным преобразованием, характеризующегося синим пиком от основного светодиодного кристалла и более широкой полосой излучения желтого/красного цвета от люминофора. Точная форма определяет CCT и CRI света.

5.2 Распределение угла обзора

Полярная диаграмма иллюстрирует пространственную диаграмму направленности излучения. Широкое, типично ламбертовское распределение (угол обзора 120°) подтверждает равномерный световой выход на большой площади, что идеально подходит для общего освещения и подсветки, где требуется равномерное покрытие.

6. Механическая и корпусная информация

6.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет квадратную площадь основания размером 7.00 мм x 7.00 мм. Общая высота корпуса составляет 2.80 мм. Ключевые внутренние особенности включают расположение анодной и катодной контактных площадок. Чертеж размеров определяет все критические длины, включая размеры площадок (2.73 мм x 2.73 мм) и расстояние между ними (6.10 мм между центрами площадок). Если не указано иное, допуск на размеры составляет ±0.1 мм.

6.2 Идентификация полярности и дизайн контактных площадок

Корпус имеет две электрические контактные площадки. Полярность четко обозначена на схеме: одна площадка является анодом, другая - катодом. Правильную полярность необходимо соблюдать во время сборки печатной платы. Дизайн контактных площадок подходит для стандартных процессов поверхностного монтажа (SMT).

7. Рекомендации по пайке и монтажу

7.1 Профиль пайки оплавлением

Предоставлен подробный профиль оплавления для бессвинцовой пайки:

• Предварительный нагрев:Подъем с 150°C до 200°C за 60-120 секунд.
• Скорость подъема:Максимум 3°C/сек от температуры плавления припоя до пиковой температуры.
• Температура плавления припоя (TL):217°C. Время выше TL (tL) должно составлять 60-150 секунд.
• Пиковая температура (Tp):Максимум 260°C на корпусе компонента.
• Время при пиковой температуре (tp):Максимум 30 секунд в пределах 5°C от Tp.
• Скорость охлаждения:Максимум 6°C/сек от Tp до TL.
• Общее время цикла:Максимум 8 минут от 25°C до пиковой температуры.

Соблюдение этого профиля критически важно для предотвращения теплового повреждения корпуса светодиода и внутренних материалов крепления кристалла.

7.2 Примечания по хранению и обращению

Хотя это явно не детализировано в предоставленном отрывке, основываясь на стандартной практике для устройств, чувствительных к влаге, рекомендуется хранить светодиоды в сухой среде (типично<относительная влажность 10%) и использовать в течение указанного срока годности после вскрытия герметичного пакета, чтобы избежать эффекта "попкорна" во время оплавления. Всегда обращайтесь с соблюдением мер предосторожности от электростатического разряда.

8. Упаковка и информация для заказа

8.1 Упаковка в ленте и на катушке

Светодиоды поставляются на эмбоссированной несущей ленте для автоматизированной сборки. Максимальное количество на катушке - 1000 штук. Кумулятивный допуск на 10 шагов ленты составляет ±0.2 мм. Внешняя упаковка должна быть влагонепроницаемой и маркирована номером детали, кодом даты производства и количеством.

8.2 Система нумерации компонентов

Номер детали следует структурированному формату: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Ключевые элементы включают:

• Код типа:Указывает размер корпуса (например, '7C' для 7070).
• Код CCT:Две цифры для цветовой температуры (например, '40' для 4000K).
• Цветопередача (Ra):Одна цифра (например, '8' для Ra80).
• Количество последовательно/параллельно соединенных кристаллов:Коды от 1 до Z.
• Код компонента и цветовой код:Определяют внутренние вариации компонентов и бины для конкретных применений (например, стандарт ANSI, бины для высоких температур 85°C/105°C, подсветка).

9. Рекомендации по применению

9.1 Соображения по проектированию

• Тепловое управление:Высокая рассеиваемая мощность (до 7.8 Вт) требует эффективной системы теплового управления. Используйте печатную плату на металлической основе (MCPCB) или другие методы теплоотвода, чтобы поддерживать температуру перехода значительно ниже максимального значения 120°C для обеспечения долговечности и поддержания светового потока.
• Управление током:Используйте драйвер постоянного тока, подходящий для высокого прямого напряжения (~49 В) и тока (до 150 мА). Не превышайте абсолютные максимальные параметры.
• Оптический дизайн:Широкий угол обзора 120° может потребовать вторичной оптики (линз, отражателей), если необходим более сфокусированный луч.
• Выбор бина:Для применений, требующих цветовой согласованности (например, архитектурное освещение), указывайте точные бины по цветности и световому потоку.

9.2 Типовая схема реализации

Несколько светодиодов могут быть соединены последовательно, чтобы соответствовать выходному напряжению драйвера постоянного тока. Количество последовательно соединенных светодиодов ограничено максимальным выходным напряжением драйвера. Параллельное соединение, как правило, не рекомендуется без тщательной балансировки для предотвращения неравномерного распределения тока.

10. Техническое сравнение и отличия

По сравнению с корпусами меньшего размера (например, 2835, 3030), этот светодиод 7070 предлагает значительно более высокий световой поток на один корпус, сокращая количество компонентов, необходимых для заданного светового потока. Его конструкция с улучшенными тепловыми характеристиками поддерживает более высокие рабочие токи и рассеиваемую мощность. Высокое прямое напряжение (~49 В) нетипично для однокристального светодиода и предполагает многокристальную последовательную конфигурацию внутри корпуса, что может давать преимущества в эффективности регулирования тока при использовании с определенными драйверами. Широкий угол обзора 120° обеспечивает более рассеянный свет по сравнению со светодиодами с узким углом.

11. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

11.1 Каково фактическое энергопотребление?

В типичной рабочей точке 100 мА и 49 В, потребляемая электрическая мощность составляет 4.9 Вт (0.1А * 49В). Абсолютный максимальный рейтинг рассеиваемой мощности 7.8 Вт обеспечивает запас для работы при более высоких токах или напряжениях.

11.2 Как температура влияет на производительность?

При увеличении температуры перехода световой выход обычно уменьшается, а прямое напряжение может незначительно снизиться. Координаты цветности также смещаются, как указано отдельными центральными координатами, предоставленными для Tj=85°C. Эффективное охлаждение необходимо для поддержания заявленных характеристик.

11.3 Можно ли питать его от источника постоянного напряжения?

Это настоятельно не рекомендуется. Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Источник постоянного напряжения может привести к тепловому разгону и разрушению светодиода из-за отрицательного температурного коэффициента прямого напряжения. Всегда используйте драйвер постоянного тока.

11.4 Что означает значение 'Термическое сопротивление'?

Термическое сопротивление (Rth j-sp) 3 °C/Вт означает, что на каждый ватт мощности, рассеиваемой в переходе светодиода, разница температур между переходом и точкой пайки увеличится примерно на 3 градуса Цельсия. Более низкие значения указывают на лучшие тепловые пути.

12. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование промышленного светильника для высоких помещений.

Конструктору требуется световой поток 10 000 люмен с CCT 4000K и хорошей цветопередачей (Ra80). Используя этот светодиод 7070 в бине светового потока GP (типично 650-700 лм), потребуется примерно 15-16 светодиодов. Они будут расположены в последовательную цепочку на большой MCPCB. Будет выбран драйвер постоянного тока с диапазоном выходного напряжения, способным питать 16 светодиодов последовательно (16 * ~49В = ~784В), и выходным током 100 мА. MCPCB будет прикреплена к массивному алюминиевому радиатору для поддержания низкой температуры перехода, обеспечивая долгий срок службы и стабильный световой поток. Широкий угол обзора поможет обеспечить равномерное освещение по всему цеху.

13. Введение в принцип работы

Это белый светодиод с люминофорным преобразованием. Он принципиально состоит из полупроводникового кристалла, излучающего синий свет (обычно на основе InGaN). Этот синий свет частично поглощается слоем люминофорного материала (например, YAG:Ce), нанесенным на кристалл или вокруг него. Люминофор переизлучает свет в широком спектре в желтой и красной областях. Комбинация оставшегося синего света и преобразованного люминофором желтого/красного света создает восприятие белого света. Точное соотношение синего и желтого света, определяемое составом и толщиной люминофора, задает коррелированную цветовую температуру (CCT). Индекс цветопередачи (Ra) - это мера того, насколько точно спектр светодиода передает цвета объектов по сравнению с естественным эталонным источником света той же CCT.

14. Тенденции развития

Индустрия твердотельного освещения продолжает развиваться с несколькими четкими тенденциями. Существует постоянное стремление к повышению световой отдачи (больше люмен на ватт), снижая энергопотребление при том же световом потоке. Улучшения в технологии люминофоров и дизайне кристаллов способствуют этому. Другая тенденция - стремление к более высоким значениям индекса цветопередачи (CRI), особенно R9 (насыщенный красный), для применений, где качество цвета критически важно, например, освещение в розничной торговле и музеях. Повышенная надежность и более длительный срок службы при более высоких рабочих температурах и токах также являются ключевыми областями разработки. Кроме того, продолжается миниатюризация и интеграция, корпуса становятся более эффективными в извлечении света и управлении теплом, что позволяет достигать более высоких плотностей мощности в меньших форм-факторах. Стандартизация сортировки по цвету и световому потоку продолжает улучшаться, облегчая создание согласованных осветительных решений.