Техническая спецификация светодиода 513UYD/S530-A3 - Супер Желтый - 20мА - 32мкд - Угол обзора 150°

1. Обзор продукта

513UYD/S530-A3 — это высокоэффективный выводной светодиод, предназначенный для применений, требующих превосходной световой отдачи и надежности. Он относится к серии, специально разработанной для улучшенных показателей яркости. Устройство использует технологию чипа AlGaInP для получения цвета свечения «Супер Желтый», инкапсулированного в желтый рассеивающий корпус из смолы. Данная комбинация оптимизирована для применений, где критически важны четкая видимость и надежная работа.

1.1 Ключевые преимущества

Светодиод предлагает несколько ключевых преимуществ, делающих его подходящим для требовательных электронных применений. Он предоставляет выбор различных углов обзора для соответствия различным проектным требованиям. Продукт доступен на катушке для автоматизированных процессов сборки, что повышает эффективность производства. Он спроектирован как надежный и прочный, обеспечивая долгосрочную стабильность работы. Кроме того, устройство соответствует основным экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS, EU REACH, и не содержит галогенов, с содержанием брома (Br) и хлора (Cl), строго контролируемым ниже 900 ppm каждый и их суммой ниже 1500 ppm.

1.2 Целевой рынок и применения

Данный светодиод ориентирован на рынок потребительской электроники и дисплеев. Его основные применения включают подсветку и индикацию в телевизорах, компьютерных мониторах, телефонах и общей компьютерной периферии. Высокая яркость и рассеянный желтый свет делают его идеальным для индикаторов состояния, ламп питания и подсветки, где требуется теплый, хорошо видимый сигнал.

2. Технические параметры и спецификации

В данном разделе представлен детальный, объективный анализ технических характеристик светодиода, как определено в его спецификации.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Непрерывный прямой ток (IF) не должен превышать 25 мА. Устройство может выдерживать электростатический разряд (ESD) до 2000 В (модель человеческого тела). Максимально допустимое обратное напряжение (VR) составляет 5 В. Общая рассеиваемая мощность (Pd) составляет 60 мВт. Диапазон рабочих температур (Topr) — от -40°C до +85°C, в то время как диапазон температур хранения (Tstg) — от -40°C до +100°C. Температура пайки (Tsol) указана как 260°C в течение максимум 5 секунд.

2.2 Электрооптические характеристики

Электрооптические характеристики измерены в стандартных условиях испытаний Ta=25°C и прямом токе (IF) 20мА, если не указано иное. Сила света (Iv) имеет типичное значение 32 милликанделы (мкд), минимум 20 мкд. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол на уровне половины интенсивности, составляет типично 150 градусов. Пиковая длина волны (λp) типично равна 591 нанометру (нм), а доминирующая длина волны (λd) — типично 589 нм. Ширина спектра излучения (Δλ) типично составляет 20 нм. Прямое напряжение (VF) типично равно 2.0 В, максимум 2.4 В при 20 мА. Обратный ток (IR) имеет максимальное значение 10 микроампер (мкА) при приложении обратного напряжения (VR) 5 В. Отмечены важные погрешности измерений: ±0.1 В для прямого напряжения, ±10% для силы света и ±1.0 нм для доминирующей длины волны.

2.3 Тепловые характеристики

Хотя явно не указаны в отдельной таблице, управление температурой является критическим аспектом, вытекающим из максимальных параметров и инструкций по обращению. Номинальная рассеиваемая мощность 60 мВт и диапазон рабочих температур до +85°C определяют тепловой рабочий диапазон. Правильный теплоотвод или снижение номинального тока необходимы при работе вблизи верхних пределов тока или температуры окружающей среды для обеспечения долговечности и сохранения оптических характеристик.

3. Объяснение системы бинов

В спецификации указано использование системы бинов для категоризации светодиодов на основе ключевых параметров производительности. Это обеспечивает однородность в пределах производственной партии и позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям применения. Объяснение маркировки определяет три основных ранга бинов: CAT для рангов силы света, HUE для рангов доминирующей длины волны и REF для рангов прямого напряжения. Покупая светодиоды в рамках конкретных кодов бинов, разработчики могут достичь единообразия яркости, цвета и электрических характеристик в своих продуктах.

4. Анализ характеристических кривых

Спецификация включает несколько типичных характеристических кривых, которые дают более глубокое понимание поведения светодиода в различных условиях.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая отображает спектральное распределение мощности излучаемого света. Она показывает относительную интенсивность на разных длинах волн, центрируясь вокруг типичной пиковой длины волны 591 нм. Форма и ширина этой кривой (связанные с полосой 20 нм) определяют чистоту цвета и визуальный вид желтого света.

4.2 Диаграмма направленности

Кривая направленности иллюстрирует, как сила света изменяется в зависимости от угла обзора относительно центральной оси светодиода. Для устройства с углом обзора 150° эта кривая будет показывать широкий, округлый профиль, подтверждая широкую, рассеянную характеристику излучения желтого рассеивающего корпуса из смолы.

4.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта фундаментальная электрическая кривая показывает зависимость между током, протекающим через светодиод, и падением напряжения на нем. Она нелинейна, что типично для диода. Кривая позволяет разработчикам определить рабочую точку и необходимые значения токоограничивающего резистора для заданного напряжения питания.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, как световой выход (относительная интенсивность) изменяется с увеличением прямого тока. Обычно она показывает сублинейную зависимость, где эффективность может снижаться при очень высоких токах из-за увеличения тепловыделения.

4.5 Кривые температурной зависимости

Две ключевые кривые показывают влияние температуры окружающей среды:Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей средыиПрямой ток в зависимости от температуры окружающей среды(вероятно, при постоянном напряжении). Как правило, световой выход светодиода уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Прямое напряжение также имеет отрицательный температурный коэффициент, что означает его небольшое снижение с ростом температуры. Эти кривые имеют решающее значение для проектирования стабильных схем в указанном диапазоне рабочих температур.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габариты корпуса

Светодиод размещен в стандартном выводном круглом корпусе диаметром 3 мм или 5 мм (конкретный размер определяется по чертежу размеров). Чертеж предоставляет все критические механические размеры, включая расстояние между выводами, диаметр корпуса, общую высоту и положение эпоксидной линзы. Ключевые примечания указывают, что все размеры указаны в миллиметрах, высота фланца должна быть менее 1.5 мм, а общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное.

5.2 Идентификация выводов/полярности

Для выводных светодиодов полярность обычно указывается длиной вывода (более длинный вывод — анод) или плоской гранью на ободке пластиковой линзы. Катод обычно подключен к выводу, примыкающему к этой плоской грани. Правильную полярность необходимо соблюдать при сборке печатной платы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение необходимо для предотвращения повреждения светодиода.

6.1 Формовка выводов

Выводы следует изгибать в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной колбы. Формовка должна быть выполнена до пайки, при комнатной температуре и с осторожностью, чтобы избежать напряжения на корпусе или выводах, что может вызвать поломку или ухудшение характеристик. Отверстия на печатной плате должны идеально совпадать с выводами светодиода, чтобы избежать монтажного напряжения.

6.2 Параметры пайки

Для ручной пайки температура жала паяльника не должна превышать 300°C (для паяльника мощностью не более 30 Вт), а время пайки на один вывод должно составлять максимум 3 секунды. Для волновой пайки температура предварительного нагрева должна быть не более 100°C в течение максимум 60 секунд, а температура ванны припоя должна быть не более 260°C в течение максимум 5 секунд. В обоих случаях паяное соединение должно находиться на расстоянии не менее 3 мм от эпоксидной колбы. Предоставлен рекомендуемый профиль пайки, подчеркивающий важность предварительного нагрева, контролируемой пиковой температуры и контролируемого охлаждения. Волновую или ручную пайку не следует выполнять более одного раза. Не следует прикладывать усилие к выводам, пока светодиод горячий, а колбу следует защищать от ударов, пока она не остынет до комнатной температуры.

6.3 Условия хранения

Светодиоды после отгрузки следует хранить при температуре 30°C или ниже и относительной влажности 70% или ниже. Рекомендуемый срок хранения — 3 месяца. Для более длительного хранения до одного года их следует хранить в герметичном контейнере с азотной атмосферой и влагопоглотителем. Необходимо избегать резких переходов температуры в условиях высокой влажности, чтобы предотвратить конденсацию.

6.4 Очистка

Если очистка необходима, используйте изопропиловый спирт при комнатной температуре не более одной минуты, затем высушите на воздухе. Ультразвуковая очистка не рекомендуется, так как может повредить корпус светодиода. Если это абсолютно необходимо, процесс должен быть тщательно предварительно проверен.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в антистатические пакеты для предотвращения повреждения от электростатического разряда. Они помещаются во внутренние коробки, которые затем упаковываются во внешние коробки для отгрузки. Количество в упаковке обычно составляет минимум от 200 до 500 штук в пакете, 5 пакетов в коробке и 10 коробок в ящике.

7.2 Объяснение маркировки

Упаковочные этикетки содержат несколько кодов: CPN (Производственный номер заказчика), P/N (Производственный номер), QTY (Количество в упаковке), CAT (Ранг силы света), HUE (Ранг доминирующей длины волны), REF (Ранг прямого напряжения) и LOT No (Номер партии для прослеживаемости).

8. Примечания по применению и соображения при проектировании

8.1 Типовые схемы включения

Наиболее распространенное применение — в качестве индикаторной лампы, управляемой источником постоянного напряжения через токоограничивающий резистор. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Например, при питании 5 В, типичном VF 2.0 В и желаемом токе 20 мА, резистор будет (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Часто используется немного большее значение (например, 180 Ом) для запаса и снижения рассеиваемой мощности.

8.2 Управление теплом

Эффективное управление теплом критически важно для долговечности светодиода и стабильности светового выхода. Ток должен быть соответствующим образом снижен, если температура окружающей среды превышает 25°C. Разработчики должны обеспечить адекватную вентиляцию или теплоотвод в конечном применении, особенно если используется несколько светодиодов или они работают вблизи своего максимального номинального тока. Температура вокруг светодиода должна контролироваться в пределах указанного рабочего диапазона.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными желтыми светодиодами, использование технологии AlGaInP в модели 513UYD/S530-A3 обычно обеспечивает более высокую эффективность и яркость. Широкий угол обзора 150°, обеспечиваемый рассеивающей линзой, является ключевым отличием для применений, требующих широкой видимости. Его соответствие строгим экологическим стандартам (RoHS, REACH, без галогенов) делает его подходящим для современной электроники со строгими требованиями к материалам. Доступность на катушке поддерживает крупносерийное автоматизированное производство.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету выхода светодиода. Для светодиода с узким спектром они часто очень близки, как видно здесь (591 нм против 589 нм).

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника постоянного напряжения без резистора?

О: Нет. Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Их прямое напряжение имеет допуск и отрицательный температурный коэффициент. Прямое подключение к источнику напряжения вызовет чрезмерный ток, что может разрушить светодиод. Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока.

В: Почему срок хранения ограничен 3 месяцами?

О: Это мера предосторожности против поглощения влаги пластиковым корпусом, что может вызвать \"вздутие\" или расслоение во время высокотемпературного процесса пайки. Для более длительного хранения упаковка в азоте и сухая среда снижают этот риск.

В: Как интерпретировать угол обзора 150°?

О: Угол обзора (2θ1/2) — это полная угловая ширина, в пределах которой сила света составляет не менее половины интенсивности, измеренной при 0° (непосредственно на оси). Угол 150° означает, что светодиод излучает полезный свет в очень широкой области, что делает его хорошим для всенаправленных индикаторов.

11. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Индикатор питания на передней панели:Один светодиод 513UYD/S530-A3, управляемый током 15-20 мА через резистор от шины 3.3 В или 5 В на основной плате, может служить хорошо видимым индикатором включения питания. Широкий угол обзора обеспечивает видимость с различных позиций.

Пример 2: Подсветка для мембранных переключателей:Несколько таких светодиодов могут быть расположены за полупрозрачной панелью мембранного переключателя. Рассеянный желтый свет обеспечивает равномерное, мягкое освещение для надписей или значков в условиях низкой освещенности.

Пример 3: Массив индикаторов состояния:Несколько светодиодов могут быть использованы в группе для индикации различных состояний системы (например, ожидание, активность, неисправность) на оборудовании, таком как мониторы или телефоны. Использование компонентов из одних и тех же бинов по интенсивности (CAT) и цвету (HUE) обеспечивает визуальную согласованность.

12. Технология и принцип работы

Светодиод основан на полупроводниковом чипе AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света, в данном случае желтый. Желтый рассеивающий корпус из смолы служит для защиты чипа, формирования светового пучка и рассеивания света для создания широкого, равномерного угла обзора.

13. Тенденции и контекст отрасли

Хотя светодиоды для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в новых разработках благодаря своему малому размеру и пригодности для пайки оплавлением, выводные светодиоды, такие как 513UYD/S530-A3, остаются актуальными в применениях, требующих более высокой яркости в одной точке, более легкого ручного прототипирования или замены в устаревшем оборудовании. Тенденция к повышению эффективности и более строгому экологическому соответствию отражена в спецификациях этого продукта. Переход к более широким углам обзора и последовательной системе цветовых бинов также являются стандартными ожиданиями в отрасли для индикаторных светодиодов.