Техническая документация на светодиод T5C серии 5050 белого свечения - Размер 5.0x5.0x1.9мм - Напряжение 25.6В - Мощность 5.12Вт

1. Обзор продукта

Серия T5C представляет собой высокопроизводительный белый светодиод с верхним излучением, заключенный в компактный корпус 5050 (5.0мм x 5.0мм). Данное устройство разработано для общего и архитектурного освещения, предлагая баланс высокой световой отдачи и надежных тепловых характеристик. Его конструкция оптимизирована для надежности и эффективности в требовательных условиях освещения.

1.1 Ключевые преимущества

• Теплоэффективный корпус:Конструкция корпуса приоритизирует эффективный отвод тепла, что критически важно для поддержания производительности и долговечности при высоких рабочих токах.
• Высокая световая отдача:Обеспечивает высокий уровень яркости, что делает его подходящим для применений, требующих значительной освещенности.
• Высокая токовая нагрузка:Рассчитан на непрерывную работу при 200мА, с максимальным прямым током 240мА, поддерживая высокомощные применения.
• Широкий угол обзора:Характеризуется типичным углом обзора (2θ1/2) 120 градусов, обеспечивая широкое и равномерное распределение света.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт предназначен для процессов пайки оплавлением без содержания свинца и соответствует стандартам RoHS.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод универсален и находит применение в различных сценариях освещения, включая внутреннее освещение, модернизированные лампы для замены традиционных источников света, осветительные приборы общего назначения, а также архитектурное или декоративное освещение, где важны как производительность, так и форм-фактор.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных в техническом описании.

2.1 Электрооптические характеристики

Основные показатели производительности измеряются при температуре перехода (Tj) 25°C и прямом токе (IF) 200мА, что является рекомендуемой рабочей точкой.

• Прямое напряжение (VF):Типичное прямое напряжение составляет 25.6В, с минимумом 24В и максимумом 27В (допуск ±3%). Это относительно высокое напряжение указывает на то, что светодиод, вероятно, содержит несколько полупроводниковых кристаллов, соединенных последовательно внутри корпуса.
• Световой поток:Выходная мощность значительно варьируется в зависимости от коррелированной цветовой температуры (CCT) и индекса цветопередачи (CRI). Например, светодиод 4000K с CRI 70 (Ra70) имеет типичный поток 775 люмен (мин. 700 лм), в то время как светодиод 2700K с CRI 90 (Ra90) имеет типичный поток 580 люмен (мин. 500 лм). Более высокий CRI, как правило, коррелирует со снижением световой отдачи.
• Угол обзора:Угол обзора 120 градусов характерен для ламбертовской или близкой к ней диаграммы направленности, что идеально для общего освещения помещений, а не для сфокусированных лучей.

2.2 Предельные эксплуатационные параметры и электрические характеристики

Эти параметры определяют эксплуатационные пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению.

• Токовые ограничения:Максимальный непрерывный прямой ток (IF) составляет 240мА. Импульсный прямой ток (IFP) 360мА допускается при строгих условиях (длительность импульса ≤100мкс, скважность ≤1/10). Превышение этих пределов грозит катастрофическим отказом.
• Рассеиваемая мощность (PD):Абсолютный максимум составляет 6480 мВт. Тщательный тепловой расчет необходим для обеспечения того, чтобы фактическая рабочая мощность (VF * IF) оставалась ниже этого значения, с учетом снижения номинала при повышенных температурах.
• Тепловое сопротивление (Rth j-sp):Типичное тепловое сопротивление от перехода к точке пайки составляет 2.5 °C/Вт. Это низкое значение критически важно для теплоэффективной конструкции, позволяя эффективно отводить тепло от кристалла светодиода к печатной плате (PCB).
• Электростатический разряд (ESD):Номинал 1000В по модели человеческого тела (HBM), что является стандартным уровнем защиты для оптоэлектронных компонентов. Во время сборки все равно следует соблюдать соответствующие процедуры обращения с ESD.

2.3 Тепловые характеристики

Теплоуправление имеет первостепенное значение для производительности и срока службы светодиода.

• Температура перехода (Tj):Максимально допустимая температура перехода составляет 120°C. Работа на этом пределе или близко к нему ускорит деградацию светового потока и сократит срок службы.
• Рабочая и температура хранения:Устройство может работать при температурах окружающей среды от -40°C до +105°C и храниться от -40°C до +85°C.
• Температура пайки:Совместимо со стандартными профилями оплавления, с максимальной температурой пайки 230°C или 260°C не более 10 секунд.

3. Объяснение системы бининга

Продукт сортируется по бинам на основе ключевых параметров производительности для обеспечения согласованности в применении.

3.1 Биннинг по световому потоку

Бины светового потока определены для каждой комбинации CCT и CRI. Код бина (например, GN, GP, GQ) определяет минимальный и максимальный диапазон светового потока при 200мА. Например, для светодиодов 4000K/5000K/5700K/6500K с CRI 70 доступны бины GQ (700-750 лм), GR (750-800 лм) и GS (800-850 лм). Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с предсказуемой яркостью для своих конкретных нужд.

3.2 Биннинг по прямому напряжению

Светодиоды также сортируются по прямому напряжению на две категории: Код 6E (24-26В) и Код 6F (26-28В). Подбор светодиодов из одного вольтажного бина может упростить конструкцию драйвера и улучшить баланс тока в многодиодных массивах.

3.3 Биннинг по цветности (цветовая однородность)

Координаты цветности (x, y) контролируются в пределах эллипса Мак-Адама 5-го шага для каждого бина CCT (например, 27R5 для 2700K, 40R5 для 4000K). Эллипс 5-го шага является распространенным отраслевым стандартом для обеспечения приемлемой для человеческого глаза цветовой однородности в большинстве применений общего освещения. Техническое описание предоставляет центральные координаты и параметры эллипса для температур перехода 25°C и 85°C, учитывая цветовой сдвиг при нагреве.

4. Анализ кривых производительности

Представленные графики дают представление о поведении светодиода в различных условиях.

4.1 Зависимость тока от интенсивности/напряжения (IV кривые)

Рисунок 3 (Прямой ток vs. Относительная интенсивность) обычно показывает сублинейную зависимость, где эффективность (люмен на ватт) может снижаться при очень высоких токах из-за увеличения тепловыделения. Рисунок 4 (Прямой ток vs. Прямое напряжение) показывает экспоненциальную ВАХ диода, где напряжение увеличивается с ростом тока.

4.2 Температурная зависимость

Рисунок 5 (Температура окружающей среды vs. Относительный световой поток) критически важен: он показывает снижение светового потока с ростом температуры. Эффективный теплоотвод необходим для минимизации этого падения. Рисунок 6 (Температура окружающей среды vs. Относительное прямое напряжение) обычно показывает отрицательный температурный коэффициент, где VF немного снижается с увеличением температуры. Рисунок 8 (Ta vs. Сдвиг CIE x, y) наглядно представляет дрейф координат цветности с температурой, который количественно определен в таблице бининга по цветности.

4.3 Спектральное распределение и угол обзора

Рисунки 1a, 1b и 1c показывают спектральное распределение мощности для CRI 70, 80 и 90 соответственно. Спектры с более высоким CRI имеют более заполненную впадину между синим пиком накачки и более широким излучением люминофора, что приводит к лучшей цветопередаче. Рисунок 2 иллюстрирует пространственное распределение интенсивности, подтверждая широкий угол обзора 120 градусов.

5. Механическая и корпусная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет посадочное место 5.0мм x 5.0мм с типичной высотой 1.9мм. На чертеже размеров указаны допуски ±0.1мм, если не оговорено иное. Вид снизу четко показывает расположение контактных площадок для пайки.

5.2 Конструкция контактных площадок и полярность

Паттерн пайки разработан для стабильного механического крепления и оптимальной теплопроводности. Катод и анод четко обозначены на схеме. Катод обычно обозначается отличительным признаком, таким как выемка, зеленая маркировка или другая форма площадки. При сборке необходимо соблюдать правильную полярность, чтобы предотвратить повреждение.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением

Светодиод совместим со стандартными процессами инфракрасной или конвекционной пайки оплавлением с использованием бессвинцового припоя (сплавы SAC). Максимальная пиковая температура не должна превышать 230°C или 260°C, а время выше температуры ликвидуса должно контролироваться в соответствии со спецификациями производителя паяльной пасты, с абсолютным пределом на пиковой температуре в 10 секунд. Рекомендуется контролируемая скорость нагрева и охлаждения для минимизации термических напряжений.

6.2 Меры предосторожности при обращении и хранении

Из-за чувствительности к ESD (1000В HBM) персонал и рабочие места должны быть правильно заземлены. Светодиоды следует хранить в оригинальных влагозащитных пакетах в контролируемой среде (рекомендуется температура < 30°C, относительная влажность < 60%), чтобы предотвратить поглощение влаги, которое может вызвать \"эффект попкорна\" во время пайки оплавлением.

7. Правила формирования номера модели

Номер детали следует структурированному формату: T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. Ключевые элементы включают: X1 (Код типа, например, '5C' для 5050), X2 (Код CCT, например, '40' для 4000K), X3 (Код CRI, например, '8' для Ra80), X4/X5 (Количество последовательных/параллельных кристаллов, обозначается как 1-Z), X6 (Код компонента) и X7 (Цветовой код, например, 'R' для бининга ANSI при 85°C). Эта система позволяет точно идентифицировать электрические и оптические характеристики светодиода.

8. Рекомендации по применению

8.1 Соображения по проектированию

• Теплоуправление:Низкое тепловое сопротивление (2.5°C/Вт) эффективно только в том случае, если светодиод установлен на подходящей печатной плате с металлическим основанием (MCPCB) или другой теплоотводящей подложке. Системный тепловой расчет должен поддерживать температуру перехода значительно ниже максимума в 120°C для надежной работы.
• Выбор драйвера:Учитывая высокое типичное VF ~25.6В, требуется драйвер постоянного тока, рассчитанный на этот диапазон напряжений. Драйвер следует выбирать на основе желаемого тока (например, 200мА) и количества светодиодов, соединенных последовательно/параллельно.
• Оптическое проектирование:Широкий угол луча 120 градусов может потребовать вторичной оптики (линз, отражателей), если для точечных или встраиваемых светильников необходим более направленный луч.

8.2 Типовые схемы включения

Для надежной работы светодиоды должны управляться источником постоянного тока. При подключении нескольких светодиодов предпочтительна последовательная конфигурация для согласования тока, но суммарное прямое напряжение цепочки должно находиться в пределах выходного диапазона драйвера. Параллельное подключение светодиодов без индивидуального балансирования тока, как правило, не рекомендуется из-за вариаций Vf, вызывающих неравномерное распределение тока.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какова фактическая потребляемая мощность этого светодиода?

О: При типичной рабочей точке 200мА и 25.6В, входная электрическая мощность составляет приблизительно 5.12 Ватт (P = V * I).

В: Как цветовая температура (CCT) влияет на световой поток?

О: Как показано в электрооптической таблице, для одного и того же CRI, более высокие CCT (например, 6500K), как правило, имеют немного более высокий типичный световой поток по сравнению с более низкими CCT (например, 2700K).

В: Что означает \"эллипс Мак-Адама 5-го шага\" для моего применения?

О: Это означает, что светодиоды из одного цветового бина будут иметь координаты цветности настолько близкие, что разница в цвете будет незаметна или минимальна для большинства наблюдателей в типичных условиях освещения, обеспечивая хорошую цветовую однородность в светильнике.

В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод на его максимальном токе 240мА?

О: Хотя это возможно, это приведет к большему тепловыделению (приблизительно 6.14Вт при условии 25.6В) и, вероятно, снизит световую отдачу и срок службы. Работа на рекомендуемых 200мА обеспечивает лучший баланс производительности и надежности.

10. Принцип работы

Белые светодиоды такого типа обычно используют синий светоизлучающий полупроводниковый кристалл из нитрида индия-галлия (InGaN). Часть синего света преобразуется в более длинные волны (желтый, красный) слоем люминофора, нанесенного на кристалл или вокруг него. Комбинация оставшегося синего света и света, преобразованного люминофором, создает восприятие белого света. Конкретная смесь люминофоров определяет коррелированную цветовую температуру (CCT) и индекс цветопередачи (CRI) излучаемого света.

11. Отраслевые тенденции

Рынок мощных светодиодов продолжает развиваться в сторону более высокой эффективности (больше люмен на ватт), улучшенного качества цвета (более высокий CRI с меньшим компромиссом по эффективности) и большей надежности. Также наблюдается тенденция к стандартизации форм-факторов и электрических интерфейсов для упрощения проектирования и производства. Теплоэффективные корпуса, подобные используемому в этой серии, остаются необходимыми по мере роста плотности мощности. Кроме того, все больше внимания уделяется точному бинингу и более жестким цветовым допускам для удовлетворения требований качественного архитектурного и коммерческого освещения.