Техническая спецификация светодиода T1D серии - Корпус 10.0x10.0мм - 49.5В (тип.) - Ток 360мА - Высокий CRI

1. Обзор продукта

Серия T1D представляет собой высокопроизводительный белый светодиод с верхним излучением, разработанный для требовательных применений в общем освещении. Данное устройство использует термоусиленную конструкцию корпуса для эффективного управления теплом, что обеспечивает стабильную работу при высоких токах накачки. Основные цели разработки — обеспечение высокой световой отдачи при сохранении превосходных характеристик цветопередачи, что делает его подходящим для применений, где критически важны качество и интенсивность света.

1.1 Ключевые преимущества

• Высокая световая отдача:Способен обеспечивать более 2370 люмен (типовое значение) при токе 360мА, в зависимости от коррелированной цветовой температуры (CCT).
• Отличное качество цвета:Обладает высоким индексом цветопередачи (CRI) Ra90, обеспечивая точное и насыщенное воспроизведение цветов под его освещением.
• Надежное тепловое управление:Корпус спроектирован для эффективного отвода тепла, поддерживает работу на высоких токах и способствует долгосрочной надежности.
• Компактный форм-фактор:Размеры 10.0мм x 10.0мм обеспечивают гибкую интеграцию в различные осветительные приборы и конструкции.
• Широкий угол обзора:Типичный угол обзора (2θ1/2) 120 градусов обеспечивает широкое и равномерное освещение.
• Надежное производство:Компонент совместим с процессами бессвинцовой пайки оплавлением и разработан в соответствии с соответствующими экологическими нормами.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод разработан для широкого спектра осветительных решений, включая:

• Архитектурное и декоративное освещение:Фасадное освещение, скрытая подсветка (ковровое освещение) и другие виды акцентного освещения, где требуются высокая мощность и хорошее качество цвета.
• Светильники для модернизации:Прямая замена традиционных источников света в существующих светильниках, обеспечивающая экономию энергии и улучшенное качество света.
• Общее освещение:Основное освещение жилых, коммерческих и промышленных помещений.
• Подсветка вывесок:Внутренние и наружные рекламные щиты, требующие яркой, равномерной подсветки.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлена детальная разбивка ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, определяющих рабочие характеристики светодиода серии T1D.

2.1 Электрооптические характеристики

Измеренные при прямом токе (IF) 360мА и температуре перехода (Tj) 25°C, устройство демонстрирует следующие показатели для различных цветовых температур:

• 2700K (Теплый белый):Минимальный световой поток 1900 лм, типовой 2150 лм.
• 3000K (Теплый белый):Минимальный световой поток 2000 лм, типовой 2260 лм.
• 4000K-6500K (Нейтральный до холодного белого):Минимальный световой поток 2100 лм, типовой 2370 лм.

Важные примечания:Допуск измерения светового потока составляет ±7%, а допуск измерения CRI (Ra) — ±2. Прямое напряжение (VF) в этих условиях типично равно 49.5В, с диапазоном от 46В до 52В (допуск ±3%).

2.2 Предельные эксплуатационные параметры

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

• Непрерывный прямой ток (IF):400 мА
• Импульсный прямой ток (IFP):600 мА (Длительность импульса ≤100мкс, Скважность ≤1/10)
• Рассеиваемая мощность (PD):20800 мВт
• Обратное напряжение (VR):5 В
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +105°C
• Температура перехода (Tj):120°C (максимум)

2.3 Электрические и тепловые характеристики

• Прямое напряжение (VF):46В (Мин.), 49.5В (Тип.), 52В (Макс.) при IF=360мА.
• Обратный ток (IR):Максимум 1 мкА при VR=5В.
• Угол обзора (2θ1/2):120° (Типичный).
• Термическое сопротивление (Rth j-sp):1 °C/Вт (Типичное). Это низкое значение указывает на эффективный перенос тепла от полупроводникового перехода к точке пайки на плате.
• Электростатический разряд (ESD):Выдерживает 1000В (Модель человеческого тела).

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения единообразия в осветительных проектах светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым параметрам. Серия T1D использует многомерную систему бининга.

3.1 Биннинг по световому потоку

Светодиоды группируются по измеренной светоотдаче при 360мА. Каждый бин имеет определенное минимальное и максимальное значение светового потока. Например, для светодиода CCT 4000K с Ra90, код бина "3M" охватывает 2100-2200 лм, "3N" — 2200-2300 лм и так далее вплоть до "3Q" для 2400-2500 лм. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с предсказуемыми уровнями яркости.

3.2 Биннинг по прямому напряжению

Для помощи в проектировании драйверов и согласовании токов в массивах из нескольких светодиодов, устройства также бинируются по прямому напряжению. Коды включают "6R" (46-48В), "6S" (48-50В) и "6T" (50-52В). Выбор светодиодов из одного вольтажного бина может помочь достичь более равномерной работы.

3.3 Биннинг по цветности (Цветовая однородность)

4. Анализ характеристических кривых

Представленные графики дают критически важное представление о поведении светодиода в различных рабочих условиях.

4.1 Спектральное распределение

Спектральный график для устройств с Ra≥90 показывает широкое, непрерывное излучение во всем видимом диапазоне, что характерно для белых светодиодов с высоким CRI на основе люминофора. Отсутствие значительных провалов в спектре обеспечивает высокий индекс цветопередачи, позволяя объектам выглядеть естественно под его светом.

4.2 Зависимость светового потока от тока

Эта кривая иллюстрирует взаимосвязь между током накачки и световым выходом. Изначально световой выход увеличивается почти линейно с током. Однако при более высоких токах эффективность обычно падает из-за увеличения тепловыделения и других эффектов (просадка эффективности). Работа на рекомендованном токе 360мА или ниже обеспечивает оптимальную эффективность и долговечность.

4.3 Температурная зависимость

Графики, показывающие зависимость относительного светового потока и прямого напряжения от температуры точки пайки (Ts), жизненно важны для теплового проектирования. Световой поток обычно уменьшается с ростом температуры. Прямое напряжение также уменьшается с увеличением температуры. Понимание этих зависимостей необходимо для проектирования эффективных радиаторов и прогнозирования светового выхода в конечных условиях применения.

4.4 Максимальный ток в зависимости от температуры окружающей среды

Эта кривая снижения номинальных значений определяет максимально допустимый прямой ток как функцию температуры окружающей среды. По мере роста температуры окружающей среды способность светодиода рассеивать тепло уменьшается, поэтому максимальный безопасный рабочий ток должен быть снижен, чтобы предотвратить превышение максимальной температуры перехода (Tj макс.). Этот график критически важен для обеспечения надежности в условиях высоких температур.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет квадратный корпус для поверхностного монтажа размером 10.0мм x 10.0мм. Чертеж размеров предоставляет виды сверху, сбоку и снизу с критическими размерами. Вид снизу четко показывает расположение контактных площадок и маркировку полярности. Стандартный допуск для неуказанных размеров составляет ±0.1мм.

5.2 Идентификация полярности и конструкция контактных площадок

На нижней стороне корпуса четко определены контактные площадки анода (+) и катода (-). Предоставляется рекомендуемый рисунок контактных площадок (посадочное место) для обеспечения надежного паяного соединения и правильного теплового контакта с печатной платой (PCB). Следование этому рекомендуемому посадочному месту необходимо для механической стабильности и оптимального теплоотвода.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Компонент рассчитан на процессы бессвинцовой пайки оплавлением. Необходимо соблюдать определенный температурный профиль, чтобы избежать повреждений:

Пиковая температура корпуса (Tp):

• Максимум 260°C.Время выше температуры ликвидуса (TL=217°C):
• от 60 до 150 секунд.Время в пределах 5°C от пиковой температуры:
• Максимум 30 секунд.Скорость нагрева (до пика):
• Максимум 3°C/секунду.Скорость охлаждения (от пика):
• Максимум 6°C/секунду.Общее время от 25°C до пика:
• Максимум 8 минут.Соблюдение этого профиля предотвращает тепловой удар, дефекты паяных соединений и потенциальное повреждение внутреннего светодиодного кристалла и люминофора.

7. Система обозначения типономиналов

Типономинал (например, T1D**9G2R-*****) следует структурированному коду, который передает ключевые атрибуты:

Код типа:

• "1D" указывает на корпус 10.0мм x 10.0мм.Код CCT:
• Две цифры, обозначающие коррелированную цветовую температуру (например, 27 для 2700K, 40 для 4000K).Код цветопередачи:
• Одна цифра для CRI (например, 9 для Ra90).Коды конфигурации кристаллов:
• Указывают количество последовательно и параллельно соединенных кристаллов внутри корпуса.Цветовой код:
• Буква, обозначающая цветовой стандарт (например, ANSI).Эта система позволяет точно идентифицировать и заказывать нужный вариант светодиода.

8. Рекомендации по проектированию применений

8.1 Тепловое управление

Учитывая высокую рассеиваемую мощность (до ~17.8Вт при 360мА, 49.5В), эффективное тепловое управление является самым важным фактором проектирования. Обязательно использование печатной платы на металлической основе (MCPCB) соответствующего размера или другого решения для отвода тепла, чтобы поддерживать температуру точки пайки (Ts) в безопасных пределах. Превышение тепловых параметров приведет к ускоренной деградации светового потока, сдвигу цвета и, в конечном итоге, к отказу устройства.

8.2 Электрическое управление

Для работы с этим устройством требуется драйвер светодиодов с постоянным током. Драйвер должен быть выбран для обеспечения стабильного тока 360мА (или сниженного тока на основе тепловых условий) и должен выдерживать типичное прямое напряжение ~49.5В на один светодиод. Для конструкций с несколькими светодиодами их можно соединять последовательно, но выходное напряжение драйвера должно соответствовать сумме прямых напряжений.

8.3 Оптическая интеграция

Широкий угол обзора 120 градусов подходит для применений, требующих широкого освещения без вторичной оптики. Для применений, нуждающихся в сфокусированном луче, необходимо использовать соответствующие линзы или отражатели. Разработчикам следует учитывать возможные изменения цвета в зависимости от угла наблюдения, хотя строгий бининг минимизирует этот эффект.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными светодиодами средней мощности (например, корпуса 2835, 3030), серия T1D предлагает значительно более высокий световой поток на одно устройство, сокращая количество компонентов в мощном светильнике. Ее ключевыми отличительными особенностями являются сочетание очень высокой светоотдачи, высокого CRI (Ra90) и надежного корпуса, разработанного для тепловых характеристик. По сравнению с другими мощными светодиодами COB (Chip-on-Board), она предлагает более дискретный, точечный форм-фактор, что может быть преимуществом для оптического управления в определенных применениях.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 400мА?

О: Предельный эксплуатационный параметр для непрерывного прямого тока составляет 400мА. Однако для оптимального срока службы и надежности рекомендуется работать на токе 360мА или ниже, особенно с учетом теплового снижения номиналов в реальном применении.

В: Какой радиатор требуется?

О: Требуемый радиатор полностью зависит от температуры окружающей среды применения, желаемого тока накачки и допустимой температуры перехода. Используя термическое сопротивление (Rth j-sp = 1°C/Вт) и кривую снижения номиналов, инженер-теплотехник может рассчитать необходимое тепловое сопротивление от точки пайки до окружающей среды.

В: Как изменяется цвет со временем и температурой?

О: Все белые светодиоды в некоторой степени подвержены сдвигу цвета. Представленный график (Рис. 7. Ts vs. CIE x, y Shift) показывает направление и величину сдвига цветовых координат в зависимости от температуры точки пайки. Долгосрочное поддержание светового потока и сдвиг цвета зависят от рабочей температуры и тока; работа в пределах спецификаций минимизирует эти эффекты.

11. Пример использования в проектировании

Сценарий: Проектирование промышленного светильника для высоких помещений.

Разработчику требуется световой выход примерно 25 000 люмен. Используя светодиод T1D-4000K-Ra90 из бина "3P" (2300-2400 лм, типовое), потребуется примерно 10-11 светодиодов. Они будут установлены на большом алюминиевом радиаторе с активным охлаждением для поддержания низкой Ts. Светодиоды будут расположены в последовательную цепочку, что потребует драйвера постоянного тока с выходным напряжением более 500В (11 светодиодов * 49.5В) и стабильным выходным током 360мА. Широкий угол обзора обеспечит хорошее покрытие для помещения с высокими потолками, а высокий CRI улучшит видимость и безопасность на рабочем месте.

12. Принцип работы

Это белый светодиод на основе люминофора. Основой является синий полупроводниковый кристалл, обычно на основе нитрида индия-галлия (InGaN). При подаче прямого тока электроны и дырки рекомбинируют в активной области кристалла, излучая синий свет. Часть этого синего света попадает на слой люминофорного материала (например, YAG:Ce), нанесенного на кристалл или рядом с ним. Люминофор поглощает часть синих фотонов и переизлучает свет в более широком спектре, в основном в желтой и красной областях. Смешение оставшегося синего света и широкоспектрального излучения люминофора создает восприятие белого света. Конкретная смесь люминофоров определяет CCT и CRI конечного излучения.

13. Технологические тренды

Развитие мощных белых светодиодов, таких как серия T1D, обусловлено постоянным улучшением в нескольких областях:

Эффективность (лм/Вт):Продолжающиеся исследования новых полупроводниковых материалов (например, на неполярных/полуполярных подложках GaN) и передовых конструкций кристаллов направлены на уменьшение просадки эффективности при высоких токах.Качество цвета:Тренд направлен на еще более высокие значения CRI (Ra95, Ra98) и улучшенную цветовую однородность (более узкие эллипсы Мак-Адама, например, 3-шаговые или 2-шаговые). Это достигается за счет сложных многокомпонентных люминофорных смесей.Надежность и срок службы:Улучшенные материалы корпусов, лучшие тепловые интерфейсы и повышенная стабильность люминофора при высокой температуре и плотности потока увеличивают срок службы светодиодов и поддержание светового потока.Интеллектуальная интеграция:Наблюдается растущая конвергенция светодиодных корпусов со встроенными датчиками, драйверами и интерфейсами связи для интеллектуальных, настраиваемых систем освещения.There is a growing convergence of LED packages with onboard sensors, drivers, and communication interfaces for intelligent, tunable lighting systems.