Техническая спецификация светодиодного компонента - Редакция 3 - Информация о жизненном цикле

1. Обзор продукта

Данная техническая спецификация предоставляет полную информацию о светодиодном компоненте, уделяя особое внимание управлению его жизненным циклом и истории изменений. Этот документ необходим инженерам, специалистам по закупкам и командам обеспечения качества для гарантии использования правильной версии компонента в проектировании и производстве. Ключевым преимуществом такого детального отслеживания жизненного цикла является прослеживаемость и согласованность в долгосрочных проектах, обеспечивающая неизменность спецификаций или их корректное документирование при внесении изменений. Целевой рынок включает потребительскую электронику, автомобильное освещение, промышленные индикаторы и общее освещение, где надежность компонентов и документация имеют критическое значение.

2. Информация о жизненном цикле и редакциях

Представленное содержимое PDF-файла неоднократно указывает на стабильный статус жизненного цикла компонента.

2.1 Фаза жизненного цикла

Фаза жизненного цикладокументирована какРедакция: 3. Это означает, что компонент находится в активном состоянии редакции, а именно в третьей основной редакции своей документации или спецификаций. Редакция указывает на обновления параметров, данных о производительности, рекомендуемого использования или информации об упаковке по сравнению с предыдущими версиями. Пользователям крайне важно ссылаться на эту конкретную редакцию, чтобы их проекты соответствовали последним протестированным и валидированным данным.2.2 Срок действия и выпуск

Срок действия

указан какНавсегда. Этот термин обычно означает, что данная конкретная редакция спецификации не имеет запланированной даты устаревания и предназначена для неограниченного по времени использования в справочных целях, если только она не будет заменена более новой редакцией.Дата выпускаточно зафиксирована как2014-12-05 13:13:10.0. Эта временная метка предоставляет точную точку отсчета для момента официального выпуска этой третьей редакции и ее вступления в силу в качестве действующего документа для компонента.3. Глубокий объективный анализ технических параметровХотя предоставленный фрагмент сосредоточен на данных жизненного цикла, полная спецификация светодиода содержит следующие критические технические параметры. Значения ниже приведены в качестве иллюстративных примеров, основанных на общих отраслевых стандартах для средне-мощного светодиода; проектировщики должны обращаться к полной официальной спецификации для получения абсолютных значений.

3.1 Фотометрические и цветовые характеристики

Эти параметры определяют световой выход и качество света светодиода.

Доминирующая длина волны / Коррелированная цветовая температура (CCT):

Определяет воспринимаемый цвет света. Для белых светодиодов указывается в Кельвинах (K), например, 2700K (теплый белый), 4000K (нейтральный белый), 6500K (холодный белый). Для цветных светодиодов указывается в нанометрах (нм), например, 630нм (красный), 525нм (зеленый), 450нм (синий).

• Световой поток:Общая воспринимаемая мощность излучаемого света, измеряемая в люменах (лм). Обычно указывается при стандартном испытательном токе (например, 65мА, 150мА) и температуре перехода (например, 25°C).
• Световая отдача:Эффективность светодиода, рассчитываемая как люмены на ватт (лм/Вт). Более высокая отдача указывает на лучшее преобразование электрической энергии в видимый свет.
• Индекс цветопередачи (CRI):Для белых светодиодов CRI (Ra) измеряет способность точно передавать цвета объектов по сравнению с естественным источником света. CRI выше 80 считается хорошим для общего освещения, а выше 90 — отличным для применений, требующих высокой точности цветопередачи.
• 3.2 Электрические параметрыЭти параметры определяют условия работы и электрические ограничения светодиода.

Прямое напряжение (Vf):

Падение напряжения на светодиоде при работе на заданном прямом токе. Оно варьируется в зависимости от тока и температуры. Типичные значения для белых и синих светодиодов составляют от 2,8В до 3,4В, а для красных и янтарных — от 1,8В до 2,2В.

• Прямой ток (If):Рекомендуемый постоянный рабочий ток постоянного тока, например, 65мА, 150мА, 300мА. Превышение максимального номинального тока может привести к необратимому повреждению.
• Обратное напряжение (Vr):Максимальное напряжение, которое может быть приложено в обратном направлении без повреждения светодиода. Это значение обычно низкое (например, 5В).
• Рассеиваемая мощность:Максимальная электрическая мощность, которую может выдержать корпус, рассчитываемая как Vf * If и ограниченная тепловыми ограничениями.
• 3.3 Тепловые характеристикиПроизводительность и срок службы светодиода в значительной степени зависят от теплового менеджмента.

Тепловое сопротивление (Rth

j-s

• или Rth_j-c):_{Сопротивление тепловому потоку от перехода светодиода к точке пайки (s) или корпусу (c), измеряемое в °C/Вт. Более низкое значение указывает на лучшую способность рассеивания тепла.}Максимальная температура перехода (Tjmax
• ):_{Наивысшая допустимая температура на полупроводниковом переходе. Непрерывная работа выше этого предела резко сокращает срок службы и может привести к немедленному отказу. Типичное значение Tj}maxсоставляет от 120°C до 150°C._{Температурный коэффициент прямого напряжения:}Скорость изменения Vf в зависимости от температуры перехода, обычно около -2мВ/°C до -4мВ/°C.
• 4. Объяснение системы бинированияВариации производства приводят к незначительным различиям между отдельными светодиодами. Бинирование группирует светодиоды со схожими характеристиками для обеспечения согласованности в массовом производстве.

4.1 Бинирование по длине волны / цветовой температуре

Светодиоды сортируются по бинам на основе их доминирующей длины волны (цвета) или CCT. Для белых светодиодов бины могут представлять шаги в 100K или 200K в пределах номинального диапазона CCT (например, 6500K ± 300K). Использование светодиодов из одного бина или смежных бинов критически важно для применений, требующих однородного цветового вида.

4.2 Бинирование по световому потоку

Светодиоды бинируются в соответствии с их световым выходом при стандартных условиях испытаний. Бины определяются как минимальные значения светового потока или процентные диапазоны (например, Бин A: 100-105 лм, Бин B: 105-110 лм). Это позволяет проектировщикам выбирать класс яркости, подходящий для их целей по стоимости и производительности.

4.3 Бинирование по прямому напряжению

Сортировка по прямому напряжению (Vf) при определенном токе помогает в проектировании эффективных драйверных схем, особенно при последовательном соединении нескольких светодиодов. Согласование бинов Vf может улучшить баланс тока в параллельных цепочках.

5. Анализ характеристических кривых

Графические данные обеспечивают более глубокое понимание поведения светодиода в различных условиях.

5.1 Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Эта кривая показывает зависимость между прямым током (If) и прямым напряжением (Vf). Она нелинейна, с резким увеличением тока, как только напряжение превышает порог диода. Кривая смещается с температурой. Этот график необходим для проектирования драйвера, чтобы обеспечить стабильное управление током.

5.2 Температурные характеристики

Ключевые графики включают зависимость Светового потока от Температуры перехода и Прямого напряжения от Температуры перехода. Световой поток обычно уменьшается с ростом температуры. Понимание этого снижения номинальных характеристик жизненно важно для теплового проектирования, чтобы поддерживать целевой световой выход в рабочей среде применения.

5.3 Спектральное распределение мощности (СРМ)

График СРМ показывает относительную интенсивность света, излучаемого на каждой длине волны. Для белых светодиодов он показывает смесь излучения синего светодиода-насоса и люминофора. Этот график используется для точного цветового анализа и расчета таких метрик, как CRI и CCT.

6. Механическая и упаковочная информация

Физические спецификации обеспечивают правильное проектирование и сборку печатной платы.

6.1 Габаритный чертеж

Детальная диаграмма, показывающая точные размеры корпуса светодиода, включая длину, ширину, высоту и любую кривизну линзы. Указаны критические допуски. Распространенные размеры корпусов включают 2835 (2,8мм x 3,5мм), 3535, 5050 и т.д.

6.2 Разводка контактных площадок

Рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате, включая размер, форму и расстояние между площадками. Следование этой разводке обеспечивает надежность паяных соединений, правильный теплоотвод и предотвращает "эффект надгробия" во время оплавления.

6.3 Идентификация полярности

Четкая маркировка анодного (+) и катодного (-) выводов на корпусе светодиода, обычно с помощью выемки, срезанного угла или метки на стороне катода. В спецификации будет показана эта маркировка.

7. Рекомендации по пайке и монтажу

7.1 Профиль оплавления припоя

Рекомендуемый временно-температурный профиль для пайки оплавлением, включая зоны предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения. Указаны максимальная пиковая температура (обычно 260°C в течение нескольких секунд) и время выше температуры ликвидуса (TAL) для предотвращения теплового повреждения корпуса светодиода и внутренних материалов.

7.2 Меры предосторожности

Избегайте механических нагрузок на линзу светодиода.

Используйте безотмывочные или слабоактивированные флюсы, подходящие для светодиодов.

• Не используйте ультразвуковую очистку, так как она может повредить люминофорный слой.
• Предотвращайте электростатический разряд (ESD) во время обращения.
• 7.3 Условия хранения
• Светодиоды должны храниться в сухой, темной среде при рекомендуемой температуре и влажности (например, <40°C, <60% относительной влажности). Их часто поставляют в упаковке для влагочувствительных устройств (MSD) с индикаторной картой влажности. Если упаковка была вскрыта, перед оплавлением может потребоваться прогрев для предотвращения "эффекта попкорна".

8. Упаковка и информация для заказа

8.1 Спецификация упаковки

Детали о типе катушки (например, 12мм, 16мм), размерах катушки, количестве ячеек и ориентации. Спецификации ленты и катушки соответствуют стандартам, таким как EIA-481.

8.2 Расшифровка маркировки

Информация на этикетке катушки, включая номер детали, количество, номер партии, дату изготовления и коды бинов для светового потока, цвета и Vf.

8.3 Правила формирования номера модели

Объяснение структуры номера детали, которая обычно кодирует ключевые атрибуты, такие как размер корпуса, цвет/CCT, бин светового потока, бин напряжения, а иногда и специальные функции (например, высокий CRI).

9. Рекомендации по применению

9.1 Типичные сценарии применения

Общее освещение:

Светодиодные лампы, трубки, панели, встраиваемые светильники.

• Подсветка:Блоки подсветки для телевизоров, мониторов, ноутбуков и вывесок.
• Автомобильная промышленность:Внутреннее освещение, дневные ходовые огни (ДХО), сигнальные огни.
• Индикаторы и вывески:Индикаторы состояния, знаки выхода, объемные буквы.
• 9.2 Соображения при проектированииТепловой менеджмент:

Проектируйте печатную плату с достаточным количеством тепловых переходных отверстий и площадью меди. Учитывайте тепловой путь к радиатору.

• Выбор драйвера:Используйте драйвер постоянного тока, соответствующий требованиям Vf и If светодиода. При необходимости рассмотрите метод диммирования (ШИМ, аналоговый).
• Оптическое проектирование:Выбирайте подходящую вторичную оптику (линзы, отражатели) для достижения желаемого угла луча и распределения.
• Цветовая согласованность:Указывайте строгие требования к бинированию или используйте техники смешения цветов для применений, требующих высокой однородности.
• 10. Техническое сравнениеПо сравнению с предыдущими поколениями (например, Редакция 2), Редакция 3 данной спецификации может включать обновленные данные о производительности, отражающие улучшения производственного процесса, такие как более высокий типичный световой поток или отдача при том же токе. Также могут быть расширены или уточнены максимальные номинальные значения, пересмотрены условия испытаний или добавлены более подробные примечания по применению. Основное отличие от универсальных или конкурентных компонентов заключается в конкретном сочетании параметров производительности (отдача, CRI, надежность), надежности корпуса, а также глубине и точности предоставленных технических данных, что позволяет осуществлять более точное и надежное проектирование.

11. Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)

11.1 Что означает "ФазаЖизненногоЦикла: Редакция 3"?

Это указывает на то, что это третья официально выпущенная версия спецификации компонента. Все технические изменения по сравнению с предыдущими редакциями задокументированы здесь. Всегда используйте последнюю редакцию для новых проектов.

11.2 Как следует интерпретировать "СрокДействия: Навсегда"?

Эта редакция спецификации считается постоянно действительной для справки, если она явно не заменена более новой редакцией (например, Редакция 4). Это не означает, что сам компонент будет производиться вечно.

11.3 Можно ли смешивать светодиоды из разных бинов по световому потоку или цвету в одном изделии?

Не рекомендуется для готовых изделий, так как это вызовет видимые различия в яркости и цвете. Для прототипирования убедитесь, что бины задокументированы. Для производства укажите один бин или правила смешивания у вашего поставщика.

11.4 Что произойдет, если эксплуатировать светодиод выше максимальной температуры перехода?

Работа выше Tj

max

ускоряет деградацию светового потока (потерю светового выхода) и может привести к катастрофическому отказу из-за таких механизмов, как деградация люминофора или разрушение соединительного провода. Правильный теплоотвод является обязательным условием._{12. Практический пример использования}Пример проекта: Проектирование линейного светодиодного светильника

Инженер проектирует 4-футовую светодиодную трубку для офисного освещения. Используя эту спецификацию (Редакция 3), он выбирает светодиод нейтрального белого цвета (4000K) с высоким CRI (Ra>90) из определенного бина светового потока, чтобы достичь целевого количества люмен на светильник. Данные ВАХ и теплового сопротивления используются для проектирования последовательно-параллельной матрицы и выбора подходящего драйвера постоянного тока. Механический чертеж гарантирует, что разводка печатной платы имеет правильные размеры контактных площадок. Профиль оплавления программируется в машину поверхностного монтажа. Соблюдая меры предосторожности при хранении и обращении, они достигают высокого процента годных изделий с первого прохода при производстве. Производительность светильника стабильна и соответствует заявленному сроку службы (L70), потому что конструкция теплового менеджмента поддерживает температуру перехода значительно ниже максимального номинального значения при всех рабочих условиях.

13. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (СИД) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление, называемое электролюминесценцией, происходит, когда электроны рекомбинируют с электронными дырками внутри устройства, высвобождая энергию в виде фотонов. Цвет света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Белые светодиоды обычно создаются путем комбинации синего или ультрафиолетового светодиодного кристалла с люминофорным покрытием, которое преобразует часть излучаемого света в более длинные волны (желтый, красный), создавая широкий спектр, воспринимаемый как белый свет. Эффективность, цвет и долговечность светодиода зависят от полупроводниковых материалов, архитектуры кристалла, состава люминофора и конструкции корпуса.

14. Тенденции развития

Индустрия светодиодов продолжает развиваться с несколькими четкими тенденциями. Эффективность (лм/Вт) постоянно растет, снижая энергопотребление при том же световом потоке. Существует сильный акцент на улучшении качества цвета, включая более высокие значения CRI и лучшую согласованность цветопередачи в разных спектрах (например, R9 для красных оттенков). Продолжается миниатюризация корпусов при сохранении или увеличении светового выхода. Умное и подключенное освещение, интегрирующее драйверы с управляющей электроникой для настраиваемого белого света (регулировка CCT) и полноцветных возможностей, становится все более распространенным. Кроме того, надежность и срок службы в условиях высокотемпературной эксплуатации постоянно улучшаются за счет усовершенствованных материалов и технологий корпусирования. В отрасли также наблюдается стремление к стандартизации отчетности о производительности и условий испытаний, чтобы обеспечить более точное сравнение продуктов разных производителей.

. Development Trends

The LED industry continues to evolve with several clear trends. Efficiency (lm/W) is steadily increasing, reducing energy consumption for the same light output. There is a strong focus on improving color quality, including higher CRI values and better consistency in color rendering across different spectra (e.g., R9 for reds). Miniaturization of packages while maintaining or increasing light output is ongoing. Smart and connected lighting, integrating drivers with control circuitry for tunable white (CCT adjustment) and full-color capabilities, is becoming more prevalent. Furthermore, reliability and lifetime under high-temperature operating conditions are constantly being enhanced through improved materials and packaging technologies. The industry also sees a push towards standardization of performance reporting and testing conditions to allow for more accurate comparisons between products from different manufacturers.