Технический даташит светодиодного компонента - Габариты 2.8x3.5x1.2мм - Напряжение 3.2В - Мощность 0.2Вт - Белый цвет - Техническая документация

1. Обзор продукта

В данном документе представлены полные технические характеристики и рекомендации по применению высокопроизводительного светодиодного компонента для поверхностного монтажа (SMD). Компонент предназначен для общего освещения и индикации в различных электронных устройствах и системах. Его основная функция — эффективное и надежное преобразование электрической энергии в видимый свет.

Ключевые преимущества данного светодиода включают компактные размеры, позволяющие реализовывать высокоплотную компоновку на печатной плате (ПП), отличную световую отдачу для экономии энергии и прочную конструкцию, подходящую для автоматизированных процессов сборки. Целевой рынок охватывает потребительскую электронику, внутреннее освещение автомобилей, панели промышленного управления и устройства для умного дома, где требуются надежные, долговечные и эффективные источники света.

Указанная фаза жизненного цикла — "Ревизия 2", что означает вторую официальную редакцию технической документации продукта. Дата выпуска зафиксирована как 5 декабря 2014 года. "Срок действия" указан как "Навсегда", что обычно означает, что у данной редакции документа нет запланированной даты устаревания, и она остается действительной до замены более новой редакцией. Это характерно для базовых даташитов компонентов.

2. Подробный анализ технических параметров

Детальная и объективная интерпретация ключевых технических параметров необходима для правильного проектирования. Хотя конкретные числовые значения из исходного PDF-файла ограничены, в следующих разделах описаны основные категории параметров и их значение.

2.1 Фотометрические и цветовые характеристики

Фотометрические свойства определяют световой поток и качество света. Ключевые параметры включают:

• Световой поток:Измеряется в люменах (лм) и указывает на общую воспринимаемую мощность излучаемого света. Компонент, вероятно, имеет стандартный или высокояркостный бининг для обеспечения стабильного светового потока между производственными партиями.
• Доминирующая длина волны / Коррелированная цветовая температура (CCT):Для цветных светодиодов доминирующая длина волны (в нанометрах) определяет цвет. Для белых светодиодов CCT (в Кельвинах, например, 3000K, 4000K, 6500K) определяет, является ли свет теплым, нейтральным или холодным белым. В документе указывается стандартное исполнение и доступные бины.
• Индекс цветопередачи (CRI):Для белых светодиодов CRI (Ra) показывает, насколько точно источник света передает истинные цвета объектов по сравнению с естественным эталоном. Более высокий CRI (ближе к 100) предпочтителен для применений, требующих точного восприятия цвета.

2.2 Электрические параметры

Электрические параметры имеют решающее значение для проектирования схемы и выбора источника питания.

• Прямое напряжение (Vf):Падение напряжения на светодиоде при работе на указанном токе. Это значение, обычно около 3.2В для распространенных белых светодиодов, незначительно меняется в зависимости от тока и температуры. В даташите указывается типичное значение и максимальный предел.
• Прямой ток (If):Рекомендуемый постоянный рабочий ток, часто 20мА, 60мА или 150мА в зависимости от номинальной мощности. Превышение абсолютного максимального рейтинга может привести к необратимому повреждению.
• Обратное напряжение (Vr):Максимальное напряжение, которое светодиод может выдержать в обратном смещении без пробоя, обычно около 5В. Защита часто требуется в цепях переменного тока или с мультиплексированием.
• Рассеиваемая мощность:Рассчитывается как Vf * If, определяет тепловую нагрузку. В примере заголовка указана номинальная мощность 0.2Вт.

2.3 Тепловые характеристики

Производительность и срок службы светодиода сильно зависят от температуры.

• Температура перехода (Tj):Температура на самом полупроводниковом кристалле. Абсолютная максимальная Tj (например, 125°C) не должна превышаться для обеспечения надежности.
• Тепловое сопротивление (Rth_j-a):Выражается в °C/Вт и показывает, насколько эффективно тепло отводится от перехода светодиода к окружающему воздуху. Более низкое значение указывает на лучшее рассеивание тепла, что критически важно для поддержания светового потока и долговечности.
• Диапазон рабочих температур:Диапазон температуры окружающей среды (например, от -40°C до +85°C), в пределах которого гарантируется работа светодиода в соответствии со спецификацией.

3. Объяснение системы бининга

Из-за производственных вариаций светодиоды сортируются по бинам производительности для обеспечения единообразия для конечного пользователя.

• Бининг по длине волны/цветовой температуре:Светодиоды группируются по точной доминирующей длине волны или CCT. Это обеспечивает однородный цветовой вид при использовании нескольких светодиодов в массиве.
• Бининг по световому потоку:Светодиоды сортируются по измеренному световому потоку. Это позволяет разработчикам выбирать бины, соответствующие конкретным требованиям к яркости.
• Бининг по прямому напряжению:Сортировка по Vf помогает проектировать эффективные драйверные схемы, особенно для последовательно соединенных цепочек, чтобы обеспечить равномерное распределение тока.

Конкретные коды бинов и соответствующие им диапазоны значений будут подробно описаны в полной таблице даташита.

4. Анализ кривых производительности

Графические данные дают более глубокое понимание производительности в различных условиях.

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Этот график показывает зависимость между прямым напряжением и током. Она нелинейна и имеет пороговое напряжение включения. Кривая смещается с изменением температуры.
• Температурные характеристики:Графики обычно показывают, как световой поток и прямое напряжение изменяются в зависимости от температуры перехода. Поток, как правило, уменьшается с ростом температуры.
• Спектральное распределение мощности (SPD):График зависимости относительной интенсивности света от длины волны. Для белых светодиодов он показывает пик синего светодиода-насоса и более широкий спектр, преобразованный люминофором.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Механический чертеж критически важен для проектирования посадочного места на ПП. В заголовке указан размер корпуса 2835 (2.8мм x 3.5мм).

• Габаритные размеры:Детальный чертеж, показывающий длину, ширину, высоту (вероятно, 1.2мм) и допуски.
• Расположение контактных площадок (посадочное место):Рекомендуемый рисунок медных контактных площадок на ПП, включая размер, форму и расстояние между ними (шаг). Это обеспечивает правильную пайку и тепловое соединение.
• Идентификация полярности:Четкая маркировка на корпусе компонента (например, выемка, точка или срезанный угол) и соответствующая маркировка на посадочном месте для обозначения анода (+) и катода (-). Неправильная полярность не позволит светодиоду светиться.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение обеспечивает надежность и предотвращает повреждения.

• Профиль оплавления припоя:График зависимости времени от температуры, определяющий фазы предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения. Ключевые параметры включают пиковую температуру (обычно максимум 260°C в течение нескольких секунд) и время выше температуры ликвидуса. Этот профиль совместим со стандартными бессвинцовыми (SnAgCu) паяльными пастами.
• Меры предосторожности:Избегайте механических нагрузок на линзу. Соблюдайте меры предосторожности от электростатического разряда (ESD) при обращении. При необходимости ручной пайки убедитесь, что температура жала паяльника контролируется.
• Условия хранения:Светодиоды следует хранить в сухой, темной среде при рекомендуемых уровнях температуры и влажности (например, <40°C, <60% относительной влажности), чтобы предотвратить поглощение влаги и деградацию материалов.

7. Информация об упаковке и заказе

• Спецификация упаковки:Компоненты обычно поставляются на эмбоссированной ленте в катушках, совместимых с автоматическими установочными машинами. Указываются размер катушки, ширина ленты, расстояние между карманами и количество на катушке.
• Маркировочная информация:Этикетка на катушке включает номер детали, количество, номер партии, дату изготовления и информацию о бининге.
• Правила нумерации моделей:Полный номер детали кодирует ключевые атрибуты, такие как размер, цвет, бининг потока, бининг напряжения и тип упаковки. Например, код может иметь структуру [Серия][Размер][Цвет][Бин-потока][Бин-напряжения][Упаковка].

8. Рекомендации по применению

Типичные сценарии применения:Данный светодиод подходит для подсветки ЖК-дисплеев, индикаторов состояния, декоративного освещения, подсветки панелей и общего рабочего освещения в компактных устройствах.

Соображения при проектировании:

1. Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока для управления прямым током. Не подключайте напрямую к источнику напряжения.
2. Тепловой менеджмент:Проектируйте ПП с адекватным теплоотводом. Используйте тепловые переходные отверстия под тепловой площадкой (при наличии) для отвода тепла на внутренние или нижние медные слои. Для мощных или высокоплотных массивов рассмотрите дополнительное охлаждение.
3. Оптическое проектирование:Учитывайте угол обзора (обычно 120-140 градусов). Для формирования светового пучка могут потребоваться вторичная оптика, такая как линзы или рассеиватели.
4. Защита от ESD:Установите защитные диоды от электростатического разряда на чувствительных линиях, если светодиод находится в открытом месте.

9. Техническое сравнение

По сравнению с традиционными выводными светодиодами, данный компонент для поверхностного монтажа предлагает значительные преимущества:

• Размер и плотность:Позволяет создавать гораздо более компактные и тонкие конечные продукты.
• Стоимость сборки:Совместим с полностью автоматизированной сборкой ПП, снижая трудозатраты.
• Производительность:Часто обеспечивает более высокую световую отдачу и лучший тепловой контакт с ПП.
• Надежность:Пайка, как правило, более устойчива к вибрации и механическим ударам.

По сравнению с другими корпусами SMD светодиодов (например, 3528, 5050), корпус 2835 часто предлагает лучший баланс размера, светового потока и тепловых характеристик для общих применений.

10. Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)

В1: В чем разница между световым потоком и силой света?

О: Световой поток (люмены) измеряет общую воспринимаемую мощность света во всех направлениях. Сила света (канделы) измеряет световую мощность на единицу телесного угла в определенном направлении. Для широкоугольного светодиода поток является более релевантным показателем общего света.

В2: Могу ли я питать этот светодиод напряжением выше его прямого напряжения?

О: Нет. Светодиод должен питаться контролируемым током. Подача источника напряжения выше Vf без ограничения тока вызовет чрезмерный ток, перегрев и мгновенный выход из строя.

В3: Почему яркость светодиода со временем уменьшается?

О: Все светодиоды подвержены деградации светового потока. Скорость в первую очередь определяется рабочей температурой перехода. Эксплуатация светодиода значительно ниже его максимальных значений Tj и тока существенно продлевает срок его полезной службы.

В4: Как интерпретировать "Ревизию 2" и срок действия "Навсегда"?

О: "Ревизия 2" означает, что это вторая официальная версия данного документа. "Навсегда" для срока действия указывает, что у этой редакции нет установленной даты истечения срока, и она действительна до тех пор, пока производитель не выпустит новую редакцию, которая ее заменит. Всегда проверяйте наличие последней редакции перед завершением проекта.

11. Практический пример использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния

Инженер проектирует панель управления, требующую нескольких цветных индикаторов состояния (красный, зеленый, синий, белый). Использование этой серии светодиодов обеспечивает механическую согласованность (одинаковое посадочное место для всех цветов) и упрощает сборку. Выбирая соответствующие бины потока для каждого цвета, можно сбалансировать визуальную яркость, несмотря на разную чувствительность глаза к длинам волн. Компактный размер 2835 позволяет размещать индикаторы близко друг к другу. Простая схема может использовать вывод GPIO микроконтроллера, соединенный последовательно с токоограничивающим резистором для каждого светодиода, обеспечивая независимое управление включением/выключением.

12. Принцип работы

Светодиод — это полупроводниковый диод. При приложении прямого напряжения электроны из полупроводника n-типа рекомбинируют с дырками из полупроводника p-типа в активной области. Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещенной зоны используемых полупроводниковых материалов (например, InGaN для синего/зеленого, AlInGaP для красного/янтарного). Белые светодиоды обычно создаются путем покрытия синего светодиодного кристалла желтым люминофором; часть синего света преобразуется в желтый, и смесь синего и желтого света воспринимается как белый. Разные составы люминофора создают разную цветовую температуру белого света.

13. Технологические тренды

Индустрия светодиодов продолжает развиваться с несколькими четкими тенденциями:

1. Повышение эффективности:Постоянное улучшение внутренней квантовой эффективности и методов извлечения света приводит к увеличению люменов на ватт (лм/Вт), снижая энергопотребление.
2. Улучшение качества цвета:Разработка новых люминофоров и многоцветных конструкций кристаллов (например, RGB, фиолетовый+люминофор) позволяет достигать более высоких значений CRI и более стабильной цветопередачи.
3. Миниатюризация:Корпуса продолжают уменьшаться (например, микро-светодиоды), сохраняя или увеличивая световой поток, что открывает новые возможности в сверхкомпактных устройствах и дисплеях с высоким разрешением.
4. Интеллектуальная интеграция:Светодиоды все чаще комбинируются с драйверами, датчиками и интерфейсами связи (светодиоды с поддержкой IoT) для интеллектуальных систем освещения.
5. Надежность и срок службы:Достижения в материалах и упаковке увеличивают номинальный срок службы до более чем 50 000 часов при сохранении высокого уровня поддержания светового потока (L70, L90).

Эти тенденции обусловлены требованиями к энергосбережению, новыми форм-факторами в электронике и расширением сферы освещения на интеллектуальные и ориентированные на человека приложения.