Техническая документация на светодиод T1D серии - Корпус 10.0x10.0мм - Прямое напряжение 36-40В - Ток 540мА - Высокий световой поток

1. Обзор продукта

Серия T1D представляет собой высокопроизводительный белый светодиод с верхним излучением, предназначенный для требовательных применений в области общего освещения. Данный продукт отличается конструкцией корпуса с улучшенными тепловыми характеристиками, что способствует эффективному отводу тепла, что критически важно для поддержания производительности и долговечности при высоких рабочих токах. Компактный размер 10.0x10.0 мм обеспечивает гибкую интеграцию в различные осветительные приборы и системы. Ключевой характеристикой данной серии является способность работать с высоким током, обычно до 540 мА в стандартном режиме, что обеспечивает высокий световой поток, подходящий для замены традиционных источников света. Светодиод излучает свет с широким углом обзора 120 градусов, обеспечивая равномерное освещение. Он изготовлен из бессвинцовых материалов и соответствует директиве RoHS, что делает его пригодным для современных процессов электронного производства с использованием пайки оплавлением.

2. Анализ технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

Характеристики светодиода приведены для специфических условий: прямой ток (IF) 540 мА и температура перехода (Tj) 25°C. Выходной световой поток варьируется в основном в зависимости от коррелированной цветовой температуры (CCT) и индекса цветопередачи (CRI). Например, для светодиода 4000K с CRI Ra70 типичный световой поток составляет 3240 люмен (лм), с минимальным гарантированным значением 3000 лм. При увеличении CRI до Ra90 для той же CCT типичный поток снижается до 2600 лм (мин. 2400 лм), что иллюстрирует компромисс между качеством цвета и световым выходом. Допуск измерения светового потока составляет ±7%, а для измерения CRI (Ra) — ±2.

2.2 Электрические и тепловые параметры

Абсолютные максимальные режимы определяют пределы эксплуатации. Максимальный постоянный прямой ток (IF) составляет 600 мА, при этом импульсный прямой ток (IFP) 900 мА допускается в специфических условиях (длительность импульса ≤100 мкс, скважность ≤1/10). Максимальная рассеиваемая мощность (PD) равна 24000 мВт. Устройство может работать в диапазоне температур окружающей среды от -40°C до +105°C. Прямое напряжение (VF) при 540 мА обычно находится в диапазоне от 36В до 40В, с номинальным значением 37.5В и допуском измерения ±3%. Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (Rth j-sp) составляет 1°C/Вт, что указывает на хорошие возможности теплового управления корпуса. Уровень устойчивости к электростатическому разряду (ESD) составляет 1000В (модель человеческого тела).

3. Система сортировки и классификации

3.1 Система нумерации компонентов

Номер компонента следует структурированному коду: T1D***C3R-*****. Ключевые элементы включают код типа (например, '1D' для 10.0x10.0 мм), код CCT (например, '40' для 4000K), код CRI (например, '7' для Ra70), коды количества последовательно и параллельно соединённых кристаллов, код компонента и цветовой код, определяющий сортировку по стандарту ANSI или другому стандарту.

3.2 Сортировка по световому потоку

Светодиоды сортируются по группам светового потока для обеспечения однородности. Для светодиода 4000K, Ra70 группы включают коды, такие как 3Y (мин. 3000-3100 лм), 3Z (3100-3200 лм), 4A (3200-3300 лм) и 4B (3300-3400 лм). Различные комбинации CCT/CRI имеют свои собственные таблицы сортировки, позволяя разработчикам выбирать компоненты, соответствующие точным требованиям по потоку для их применения.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение также сортируется по группам для помощи в проектировании схем, особенно для управления несколькими светодиодами, соединёнными последовательно. Определены две группы при IF=540 мА: Код 6L (36В - 38В) и Код 6M (38В - 40В).

3.4 Сортировка по цветности

Цветовая однородность контролируется в пределах эллипса Макадама 5 шагов для каждой CCT. В техническом описании приведены центральные координаты (x, y) и параметры эллипса (a, b, Φ) для CCT в диапазоне от 2700K до 6500K. Например, группа 4000K (40R5) имеет центр в точке x=0.3875, y=0.3868. Стандарты сортировки Energy Star применяются ко всем белым светодиодам от 2600K до 7000K.

4. Графики характеристик и данные

Техническое описание включает несколько ключевых графиков характеристик. Кривая "Относительный световой поток в зависимости от прямого тока (IF)" показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно сублинейным образом при высоких токах из-за нагрева и падения эффективности. Кривая "Прямое напряжение в зависимости от прямого тока" иллюстрирует ВАХ диода. График "Относительный световой поток в зависимости от температуры точки пайки (Ts)" критически важен для теплового проектирования, показывая ожидаемое снижение светового выхода при повышении рабочей температуры. Диаграмма распределения угла обзора подтверждает диаграмму направленности 120 градусов. Графики спектра для разных уровней CRI (Ra70, Ra80, Ra90) показывают спектральное распределение мощности, которое влияет на свойства цветопередачи. График "Максимальный прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды" определяет необходимое снижение номинальных параметров для предотвращения перегрева при высоких температурах окружающей среды.

5. Механическая информация и данные по корпусу

Светодиод имеет квадратный корпус с верхним излучением размером 10.0 мм на 10.0 мм. Предоставлен подробный чертёж с размерами, включая виды сверху, снизу и сбоку. Вид снизу чётко указывает маркировку полярности анода и катода, что крайне важно для правильной разводки печатной платы и сборки. Также указана рекомендуемая конфигурация контактных площадок (land pattern) для обеспечения надёжного механического и электрического соединения в процессе пайки оплавлением. Все неуказанные допуски составляют ±0.1 мм.

6. Рекомендации по монтажу и обращению

6.1 Пайка оплавлением

Устройство подходит для процессов пайки оплавлением. Профиль пайки должен контролироваться для предотвращения теплового повреждения. Максимальная температура пайки указана как 230°C или 260°C, при этом время выдержки при температуре не должно превышать 10 секунд. Типичный график температурного профиля пайки оплавлением показывал бы зоны предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения, но конкретные временные параметры в предоставленном отрывке не детализированы. Критически важно соблюдать эти ограничения, чтобы избежать повреждения внутренних паяных соединений или самого кристалла светодиода.

6.2 Хранение и обращение

Диапазон температур хранения составляет от -40°C до +85°C. Устройства должны храниться в влагозащитной упаковке до использования и подвергаться сушке в соответствии со стандартными рекомендациями IPC/JEDEC, если упаковка была вскрыта и превышены пределы воздействия влаги. Во время обращения необходимо соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD) для предотвращения повреждения от статического электричества.

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Типовые области применения

Данный мощный светодиод хорошо подходит для архитектурного и декоративного освещения, ламп-ретрофитов, предназначенных для замены существующих источников света, общего освещения жилых и коммерческих помещений, а также в качестве подсветки для внутренних и наружных вывесок благодаря своей высокой яркости и широкому углу обзора.

7.2 Рекомендации по проектированию

Тепловое управление:Это наиболее критический аспект. При рассеиваемой мощности до 24 Вт эффективный радиатор обязателен. Низкое тепловое сопротивление корпуса (1°C/Вт) эффективно только при правильном монтаже на печатную плату с металлическим основанием (MCPCB) или другой подходящей подложке с высокой теплопроводностью. Температура перехода должна поддерживаться ниже 120°C для обеспечения надёжности и сохранения светового выхода (как показано на графике зависимости потока от Ts).
Электрическое управление:Рекомендуется использовать драйвер постоянного тока для обеспечения стабильного светового выхода и цвета. Драйвер должен быть способен выдавать до 600 мА постоянного тока и должен учитывать группу прямого напряжения (36-40В) при проектировании последовательных соединений. Номинальное обратное напряжение составляет всего 5В, поэтому необходима защита от обратного смещения или скачков напряжения.
Оптическое проектирование:Угол обзора 120 градусов является неотъемлемым свойством корпуса. Для применений, требующих иной диаграммы направленности, необходимо использовать вторичную оптику (линзы или отражатели). Исходный выбор группы CCT и CRI критически важен для соответствия требованиям приложения по качеству цвета и уровню освещённости.

8. Техническое сравнение и позиционирование

Серия T1D выделяется сочетанием большого корпуса 10.0x10.0 мм, очень высокой способностью к рабочему току (540 мА стандартно, 600 мА максимум) и, как следствие, очень высоким световым потоком (превышающим 3000 лм для многих групп). По сравнению с менее мощными светодиодами среднего класса (например, 2835, 3030), она предлагает значительно более высокий поток на одно устройство, сокращая количество светодиодов в светильнике, но требуя более надёжного теплового и электрического проектирования. Широкий угол обзора 120 градусов типичен для светодиода с верхним излучением без интегрированной линзы, обеспечивая ламбертовскую диаграмму направленности. Детальная структура сортировки по потоку, напряжению и цветности позволяет осуществлять точное проектирование систем и обеспечивать высокую цветовую однородность в многокристальных массивах.

9. Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)

В: Какова типичная световая отдача (люмен на ватт) этого светодиода?
О: При 540 мА и 37.5 В входная мощность составляет приблизительно 20.25 Вт. Для светодиода 4000K Ra70 с потоком 3240 лм световая отдача составляет около 160 лм/Вт. Это расчётное значение; фактическая отдача зависит от конкретной группы и условий эксплуатации.
В: Можно ли управлять этим светодиодом от источника постоянного напряжения?
О: Это не рекомендуется. Светодиоды являются приборами с токовым управлением. Их прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент и варьируется от образца к образцу (как показано в группах напряжения). Источник постоянного напряжения может привести к тепловому разгону и выходу устройства из строя. Всегда используйте драйвер постоянного тока.
В: Как изменяется световой выход в рабочем диапазоне температур?
О: Световой выход уменьшается с повышением температуры. См. график "Ts — Относительный световой поток". Правильное тепловое управление необходимо для поддержания стабильного светового выхода и долгого срока службы.
В: Что означает эллипс Макадама 5 шагов?
О: Эллипс Макадама определяет область на цветовой диаграмме, где разница в цвете неразличима для среднего человеческого глаза в стандартных условиях наблюдения. Эллипс 5 шагов означает, что вариация цвета в пять раз превышает минимально различимую разницу (1 шаг). Более узкие эллипсы (например, 3 шага) указывают на лучшую цветовую однородность.

10. Принципы работы и контекст

Белые светодиоды данного класса обычно используют синий светодиодный кристалл, покрытый слоем люминофора. Синий свет от кристалла возбуждает люминофор, который затем излучает жёлтый свет. Комбинация оставшегося синего света и излучаемого жёлтого света создаёт белый свет. Точное соотношение и тип люминофора определяют CCT (от тёплого белого 2700K до холодного белого 6500K) и CRI. Высокий рабочий ток генерирует значительное тепло на полупроводниковом переходе. Корпус с улучшенными тепловыми характеристиками, часто включающий керамическую подложку или другие материалы с высокой проводимостью, эффективно отводит это тепло к точке пайки, а затем к радиатору системы. Управление этим теплом является основополагающим для достижения заявленных характеристик, долговечности и цветовой стабильности.