Техническая документация на светодиодную сборку A203B/SUR/S530-A3 - Габариты 5.0x2.0x4.0мм - Напряжение 2.0В - Мощность 60мВт - Ярко-красный цвет

1. Обзор продукта

A203B/SUR/S530-A3 — это низковольтная, высокоэффективная светодиодная сборка, предназначенная в первую очередь для использования в качестве индикатора в электронных приборах. Продукт состоит из пластикового держателя в сочетании с отдельными светодиодными лампами, образуя универсальную сборку, которую можно легко монтировать на печатные платы или панели. Его основные преимущества включают минимальное энергопотребление, экономическую эффективность и отличную гибкость дизайна для цветовых комбинаций. Целевой рынок охватывает производителей бытовой электроники, промышленных панелей управления, приборов и любых приложений, требующих четкой и надежной индикации состояния или функции.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Низкое энергопотребление:Оптимизировано для энергоэффективной работы, что делает его подходящим для устройств с питанием от батарей или чувствительных к мощности.
• Высокая эффективность и низкая стоимость:Обеспечивает яркий световой выход относительно потребляемой мощности, предлагая выгодное соотношение производительности и стоимости.
• Гибкость дизайна:Позволяет хорошо контролировать и свободно комбинировать цвета светодиодов в сборке, обеспечивая индивидуальные индикаторные решения.
• Механическая конструкция:Оснащена надежным фиксирующим механизмом и предназначена для легкой сборки. Сборка может быть установлена как вертикально, так и горизонтально, что способствует компактным и модульным конструкциям.
• Универсальный монтаж:Может быть легко установлена на печатных платах или панелях.
• Соответствие экологическим стандартам:Продукт не содержит свинца (Pb-free), соответствует директиве RoHS, требованиям EU REACH и является бесгалогенным (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Анализ технических параметров

В этом разделе представлено подробное, объективное толкование ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных в спецификации.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Постоянный прямой ток (I_F):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА (Скважность 1/10 @ 1кГц). Кратковременные импульсы более высокого тока допустимы при определенных импульсных условиях.
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой перехода.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Максимальная мощность, которую корпус может рассеивать при Ta=25°C.
• Рабочая температура (T_opr):от -40 до +85 °C. Диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40 до +100 °C.
• Температура пайки (T_sol):260 °C в течение 5 секунд. Определяет допуск профиля пайки оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при Ta=25°C и I_F=20мА, если не указано иное.

• Прямое напряжение (V_F):2.0В (тип.), в диапазоне от 1.7В до 2.4В. Это падение напряжения на светодиоде во время работы. Конструкторы должны обеспечить, чтобы схема управления могла обеспечить это напряжение.
• Сила света (I_V):200 мкд (тип.), минимум 100 мкд. Это количественно определяет воспринимаемую яркость красного светового потока.
• Угол обзора (2θ_1/2):30 градусов (тип.). Это определяет угловой разброс, где сила света составляет не менее половины пиковой интенсивности. Угол 30 градусов указывает на относительно сфокусированный луч, подходящий для направленной индикации.
• Пиковая длина волны (λ_p):632 нм (тип.). Длина волны, на которой оптическая выходная мощность наибольшая.
• Доминирующая длина волны (λ_d):624 нм (тип.). Единая длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет как \"Ярко-красный\".
• Ширина спектра излучения (Δλ):20 нм (тип.). Спектральная ширина излучаемого света, указывающая на чистоту цвета.
• Материал кристалла:AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Этот полупроводниковый материал известен высокой эффективностью в красном и янтарном диапазоне цветов.
• Цвет линзы:Красный рассеянный. Линза окрашена в красный цвет и рассеивает свет для смягчения светового потока и улучшения равномерности угла обзора.

3. Анализ характеристических кривых

В спецификацию включены несколько характеристических кривых, которые имеют решающее значение для понимания поведения устройства в различных условиях.

3.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает распределение спектральной мощности с пиком около 632 нм (типично) и шириной полосы примерно 20 нм. Она подтверждает, что излучаемый цвет находится в красном спектре.

3.2 Диаграмма направленности

Иллюстрирует пространственное распределение интенсивности света, коррелирующее с углом обзора 30 градусов. Диаграмма показывает распределение Ламберта или близкое к нему, характерное для рассеянных светодиодов.

3.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V кривая)

Эта нелинейная кривая важна для проектирования драйвера. Она показывает, что V_Fувеличивается с ростом I_F. Для стабильной работы обязателен токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока, поскольку светодиоды являются устройствами с токовым управлением.

3.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Показывает, что световой выход (интенсивность) примерно пропорционален прямому току в рабочем диапазоне. Однако эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за увеличения тепловыделения.

3.5 Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды

Показывает отрицательную температурную зависимость светового потока. При увеличении температуры окружающей среды (T_a) сила света обычно уменьшается. Это тепловое снижение номинальных характеристик необходимо учитывать в высокотемпературных приложениях.

3.6 Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды

Указывает, как характеристика прямого тока может изменяться с температурой. Это подчеркивает важность теплового управления для поддержания стабильной производительности.

4. Механическая информация и информация о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса

Механический чертеж определяет физический размер светодиодной сборки. Ключевые размеры включают общую длину, ширину и высоту, расстояние между выводами и положение эпоксидной линзы. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0,25 мм, если не указано иное. Расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса, что критически важно для проектирования посадочного места на печатной плате.

4.2 Идентификация полярности

Хотя в предоставленном тексте это явно не детализировано, типичные светодиодные сборки имеют маркировку (например, плоский край, выемка или более длинный вывод) для обозначения катода. Посадочное место на печатной плате должно быть спроектировано в соответствии с этой полярностью, чтобы обеспечить правильную ориентацию во время сборки.

5. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение имеет решающее значение для предотвращения повреждений и обеспечения долгосрочной надежности.

5.1 Формовка выводов

• Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной линзы, чтобы избежать напряжения на корпусе.
• Формуйте выводы перед пайкой.
• Избегайте приложения напряжения к корпусу во время формовки.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.
• Убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажного напряжения.

5.2 Условия хранения

• Рекомендуемые условия хранения: ≤ 30°C и ≤ 70% относительной влажности.
• Срок годности после отгрузки составляет 3 месяца при этих условиях.
• Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

5.3 Процесс пайки

Общее правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от паяного соединения до эпоксидной линзы.

Ручная пайка:Температура жала паяльника ≤ 300°C (для паяльника мощностью до 30Вт), время пайки ≤ 3 секунды.

Волновая/погружная пайка:Предварительный нагрев ≤ 100°C (в течение ≤ 60 сек), температура ванны припоя ≤ 260°C в течение ≤ 5 секунд.

Критические замечания:

• Избегайте напряжения на выводах во время высокотемпературных фаз.
• Не паяйте (погружением или вручную) более одного раза.
• Защищайте светодиод от механических ударов, пока он не остынет до комнатной температуры после пайки.
• Избегайте быстрого охлаждения от пиковой температуры.
• Всегда используйте минимально эффективную температуру пайки.

5.4 Очистка

• При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤ 1 минуты.
• Сушите при комнатной температуре.
• Избегайте ультразвуковой очистки. Если это неизбежно, предварительно квалифицируйте процесс, чтобы убедиться в отсутствии повреждений.

5.5 Тепловое управление

Правильный тепловой расчет необходим. Рабочий ток должен быть соответствующим образом снижен в зависимости от температуры окружающей среды приложения и теплового пути, со ссылкой на кривые снижения номинальных характеристик (подразумеваемые в спецификации). Недостаточный теплоотвод может привести к снижению светового потока, ускоренному старению и преждевременному выходу из строя.

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Спецификация упаковки

Компоненты упакованы для предотвращения электростатического разряда (ESD) и повреждения влагой. Система упаковки включает:

• Антиэлектростатические пластины или лотки.
• Внутренние коробки.
• Основные (внешние) коробки.

6.2 Количество в упаковке

• 200 штук в пакете.
• 4 пакета во внутренней коробке (всего 800 штук на внутреннюю коробку).
• 10 внутренних коробок во внешней коробке (всего 8000 штук на основную коробку).

6.3 Объяснение маркировки

Маркировка содержит ключевую информацию для прослеживаемости и идентификации:

• CPN: Номер детали заказчика.
• P/N: Номер детали производителя (например, A203B/SUR/S530-A3).
• QTY: Количество в упаковке.
• CAT: Класс производительности или бининг.
• HUE: Доминирующая длина волны.
• REF: Референсный код.
• LOT No: Номер производственной партии для прослеживаемости.

7. Примечания по применению и соображения по проектированию

7.1 Типичные сценарии применения

В основном используется в качестве индикаторов для отображения состояния, степени, функции или положения в широком спектре электронных приборов. Примеры включают:

• Индикаторы включения/выключения питания на бытовых приборах.
• Индикаторы режима или состояния на промышленных панелях управления.
• Индикаторы уровня на аудиооборудовании или измерительных приборах.
• Маркеры положения на устройствах с несколькими настройками.

7.2 Соображения по проектированию схемы

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока для установки прямого тока (I_F). Значение резистора можно рассчитать по формуле R = (V_supply- V_F) / I_F.
• Запас по напряжению:Учитывайте вариацию V_F(от 1.7В до 2.4В) при проектировании схемы управления, чтобы обеспечить одинаковую яркость для всех единиц.
• Защита от обратного напряжения:Хотя светодиод может выдерживать 5В в обратном направлении, хорошей практикой является избегание условий обратного смещения в схеме. В приложениях с переменным током или биполярными сигналами может потребоваться защитный диод, включенный параллельно (в обратном смещении).
• Разводка печатной платы:Спроектируйте посадочное место в соответствии с габаритными размерами корпуса и расстоянием между выводами. Обеспечьте достаточный зазор вокруг эпоксидной линзы в соответствии с рекомендациями по пайке.

7.3 Сборка и монтаж в стопку

Модульная конструкция (вертикально и горизонтально) позволяет создавать плотные сборки или пользовательские формы индикаторов. При сборке в стопку обеспечьте механический зазор и учитывайте возможную тепловую связь между соседними блоками.

8. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя прямое сравнение требует конкретных данных конкурентов, A203B/SUR/S530-A3 предлагает несколько отличительных особенностей:

• Формат сборки:Интегрированный пластиковый держатель с комбинируемыми лампами упрощает сборку и выравнивание по сравнению с монтажом нескольких дискретных светодиодов.
• Возможность сборки в стопку:Эта модульная функция не является общей для всех индикаторных светодиодов, предлагая уникальную гибкость дизайна для вертикальных или горизонтальных компоновок.
• Всестороннее соответствие:Одновременное соответствие стандартам RoHS, REACH и строгим бесгалогенным стандартам делает его подходящим для самых требовательных мировых рынков и экологически сознательных проектов.
• Сбалансированная производительность:Предлагает хорошее сочетание яркости (200 мкд тип.), угла обзора (30 град.) и низкого прямого напряжения (2.0В тип.) для красного светодиода AlGaInP.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Какой рекомендуемый рабочий ток для этого светодиода?
О1: В спецификации указаны характеристики при I_F=20мА, что является обычной рабочей точкой. Максимальный постоянный ток составляет 25 мА. Для оптимального срока службы и эффективности рекомендуется работать на уровне 20мА или ниже.

В2: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника питания логики 5В или 3.3В?
О2: Да, но вы должны использовать токоограничивающий резистор. Для источника питания 5В и целевого I_F20мА, с типичным V_F2.0В, значение резистора будет (5В - 2.0В) / 0.02А = 150 Ом. Используйте аналогичный расчет для 3.3В.

В3: Как определить анод и катод?
О3: Обратитесь к чертежу корпуса для маркировки полярности. Обычно более длинный вывод является анодом (плюсом), или корпус может иметь плоскую сторону или выемку возле катода.

В4: Подходит ли этот светодиод для наружного применения?
О4: Диапазон рабочих температур составляет от -40 до +85°C, что охватывает многие наружные условия. Однако корпус не имеет специальной степени защиты от влаги или УФ-излучения. Для наружного использования потребуется дополнительная защита от окружающей среды (конформное покрытие, герметичный корпус).

В5: Почему важны условия хранения?
О5: Светодиоды чувствительны к поглощению влаги. Неправильное хранение может привести к \"вспучиванию\" или внутренним повреждениям во время высокотемпературного процесса пайки из-за быстрого расширения пара.

10. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование многоуровневого индикатора заряда батареи для портативного устройства.
Реализация:Используйте несколько светодиодных сборок A203B/SUR/S530-A3, каждая из которых представляет уровень заряда (например, 25%, 50%, 75%, 100%). Их можно собрать вертикально в стопку, чтобы сформировать гистограмму. Простой микроконтроллер или специализированная микросхема индикатора заряда батареи будет контролировать напряжение батареи. При различных пороговых значениях напряжения он будет включать соответствующее количество светодиодных сборок через транзисторные ключи. Угол обзора 30 градусов обеспечивает четкую видимость индикатора спереди, в то время как низкое V_Fи требования к току минимизируют нагрузку на контролируемую батарею. Модульная конструкция упрощает физическую компоновку на печатной плате.

11. Принцип работы

A203B/SUR/S530-A3 — это твердотельный источник света на основе полупроводникового p-n перехода. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны из полупроводника n-типа AlGaInP рекомбинируют с дырками из материала p-типа в активной области. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света, в данном случае ярко-красному цвету примерно 624-632 нм. Рассеивающая красная эпоксидная линза служит для извлечения света из полупроводника, формирования луча (угол обзора 30 градусов) и обеспечения механической и экологической защиты кристалла.

12. Технологические тренды

Индикаторные светодиоды, такие как A203B/SUR/S530-A3, продолжают развиваться в рамках более широких тенденций светодиодных технологий. Существует постоянное стремление к повышению световой отдачи (больше светового потока на ватт электрической мощности), что для цветных светодиодов часто связано с оптимизацией эпитаксиальной структуры и систем люминофоров (хотя это менее актуально для прямого цвета AlGaInP). Миниатюризация остается ключевой тенденцией, позволяя создавать более мелкие индикаторы в компактных устройствах. Интеграция — это еще одно направление, с включением более сложных схем драйверов или нескольких цветов (RGB) в единые корпуса. Кроме того, спрос на еще более строгое соответствие экологическим стандартам и устойчивость стимулирует разработку новых, более экологичных материалов для корпусов и подложек. Модульная концепция, представленная в этом продукте, соответствует тенденции к гибкости дизайна и простоте сборки в современном производстве электроники.