Техническая спецификация светодиода 3030 средней мощности в корпусе EMC - 3.0x3.0x?мм - Напряжение 6.8В - Мощность 1.3Вт - Холодный/Нейтральный/Тёплый белый

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны спецификации серии светодиодов средней мощности с форм-фактором 3030 и корпусом из эпоксидной компаундной массы (EMC). Разработанные для высокой эффективности и экономичности, эта серия представляет собой надежное решение для широкого спектра применений в общем и декоративном освещении. Материал EMC обеспечивает превосходное тепловое управление по сравнению с традиционными пластиками, позволяя надежную работу на более высоких уровнях мощности.

Ключевые преимущества данной продуктовой линейки включают одни из лучших показателей люмен на ватт и люмен на доллар в сегменте средней мощности. Она спроектирована для заполнения ниши между приложениями средней и высокой мощности, с максимальной рассеиваемой мощностью 1.36Вт и рекомендуемым максимальным током накачки 200мА. Светодиоды доступны в спектре коррелированных цветовых температур (CCT) от тёплого белого (2725K) до холодного белого (6530K), все с минимальным индексом цветопередачи (CRI) 80, что обеспечивает хорошее качество цвета в освещаемых пространствах.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Термоусиленный корпус EMC:Конструкция корпуса обеспечивает отличный отвод тепла, повышая долговечность и поддерживая стабильность светового потока.
• Высокая мощность:Подходит для применений мощностью до 1.3Вт, стирая грань между светодиодами средней и высокой мощности.
• Высокий ток накачки:Поддерживает максимальный постоянный прямой ток (IF) 200мА, что позволяет получить более высокий световой поток.
• Высокое качество цвета:Минимальный CRI 80 для всех бинов CCT обеспечивает точную и приятную цветопередачу.
• Без свинца и совместимость с оплавлением:Предназначен для использования с бессвинцовым припоем и стандартными процессами оплавления для поверхностного монтажа (SMT).

2. Анализ технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

Основные данные по производительности измеряются при стандартных условиях испытаний: IF = 150мА и Ta = 25°C. Выходной световой поток варьируется в зависимости от цветового бина, типичные значения составляют приблизительно от 119 лм до 131 лм. Широкий угол обзора (2θ1/2) 110 градусов обеспечивает широкое и равномерное освещение. Типичное значение прямого напряжения (VF) при 150мА составляет 6.8В с допуском ±0.1В. Крайне важно учитывать указанные допуски измерений: ±7% для светового потока и ±2 для CRI (Ra).

2.2 Электрические и тепловые параметры

Абсолютные максимальные характеристики определяют пределы эксплуатации. Максимальный постоянный прямой ток составляет 200мА, импульсный прямой ток (IFP) 300мА допускается при определенных условиях (длительность импульса ≤ 100мкс, скважность ≤ 1/10). Максимальная рассеиваемая мощность — 1360 мВт. Тепловое сопротивление переход-точка пайки (Rth j-sp) составляет 14 °C/Вт, что является ключевым параметром для проектирования системы теплового управления. Устройство может работать и храниться в диапазоне температур от -40°C до +85°C, с максимальной температурой перехода (Tj) 115°C.

2.3 Спецификации пайки

Светодиод рассчитан на пайку оплавлением. Пиковая температура пайки не должна превышать 230°C или 260°C, время выдержки при пиковой температуре ограничено 10 секундами. Соблюдение этих профилей крайне важно для предотвращения повреждения корпуса или деградации внутренних компонентов.

3. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения цветовой и яркостной однородности в производстве светодиоды сортируются по бинам.

3.1 Цветовое бинирование (CCT)

Продукт использует структуру бинирования CCT, соответствующую стандарту Energy Star, для температур от 2600K до 7000K. Определены шесть основных бинов (27M5, 30M5, 40M5, 50M5, 57M6, 65M6), каждый из которых соответствует определенной номинальной CCT и заданному эллипсу на диаграмме цветности CIE 1931. Центральные координаты (x, y), радиусы эллипса (a, b) и угол (Φ) для каждого бина точно указаны, с погрешностью измерения цветовых координат ±0.007.

3.2 Биннирование светового потока

Внутри каждого цветового бина светодиоды дополнительно сортируются по выходному световому потоку при 150мА. Ранги потока обозначаются кодами (например, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G), каждый из которых представляет минимальный и максимальный диапазон потока. Например, в цветовом бине 27M5 код 2C охватывает 107-114 лм, 2D — 114-122 лм, а 2E — 122-130 лм. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты в соответствии с точными требованиями к яркости.

3.3 Биннирование прямого напряжения

Хотя подробная таблица для бинирования по напряжению не полностью представлена в предоставленном содержимом, стандартной практикой является группировка светодиодов по их прямому напряжению (VF) при заданном токе. Это помогает проектировать более стабильные драйверные схемы и управлять распределением мощности в массивах.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 ВАХ и характеристики светового потока

Рисунок 3 показывает зависимость между прямым током (IF) и относительным световым потоком. Поток увеличивается с ростом тока, но демонстрирует сублинейный тренд при более высоких токах, вероятно, из-за усиления тепловых эффектов и падения эффективности. Рисунок 4 изображает зависимость прямого напряжения (VF) от прямого тока (IF), показывая типичную диодную характеристическую кривую.

4.2 Зависимость от температуры

Рисунки 6 и 7 иллюстрируют влияние температуры окружающей среды (Ta) на производительность. При повышении температуры относительный световой поток уменьшается (Рисунок 6), а прямое напряжение также снижается (Рисунок 7). Рисунок 5 показывает смещение цветовых координат (CIE x, y) с температурой, что критически важно для применений, требующих стабильной цветовой точки. Рисунок 8 жизненно важен для проектирования: на нем построен график максимально допустимого прямого тока в зависимости от температуры окружающей среды для двух различных сценариев теплового сопротивления (Rj-a=35°C/Вт и 45°C/Вт). Этот график определяет необходимое снижение номинального тока по мере роста температуры окружающей среды, чтобы поддерживать температуру перехода в безопасных пределах.

4.3 Спектральное и угловое распределение

Рисунок 1 представляет относительное спектральное распределение мощности, которое определяет качество цвета. Рисунок 2 показывает распределение по углу обзора или диаграмму направленности, подтверждая угол луча 110 градусов.

5. Рекомендации по применению

5.1 Целевые области применения

• Светильники для модернизации:Прямая замена традиционных ламп накаливания, галогенных или КЛЛ в осветительных приборах.
• Общее освещение:Основное освещение жилых, коммерческих и промышленных помещений.
• Подсветка:Для внутренних и наружных вывесок и дисплейных панелей.
• Архитектурное/декоративное освещение:Акцентное освещение, карнизы и другие эстетические осветительные установки.

5.2 Соображения при проектировании

Тепловое управление:Тепловое сопротивление 14 °C/Вт требует эффективного теплового пути от контактных площадок к радиатору. Используйте Рисунок 8 для определения соответствующего тока накачки для максимальной ожидаемой температуры окружающей среды в вашем применении. Превышение максимальных характеристик, особенно Tj, значительно сократит срок службы и надежность.

Электрическое проектирование:Выбор драйвера должен учитывать типичное VF 6.8В при 150мА. Для драйверов с постоянным током убедитесь, что выходной ток драйвера соответствует желаемой рабочей точке (например, 150мА или ниже для лучшей эффективности/срока службы). Учитывайте бинирование прямого напряжения для балансировки тока в параллельных цепочках.

Оптическое проектирование:Угол обзора 110 градусов подходит для широкого, рассеянного освещения. Для более сфокусированных лучей потребуются вторичная оптика (линзы).

6. Техническое сравнение и тренды

Данная серия светодиодов 3030 EMC позиционируется на конкурентном рынке средней мощности. Её ключевым отличием является использование корпуса EMC, который, как правило, обеспечивает лучшую теплопроводность и устойчивость к пожелтению под воздействием высокой температуры/УФ-излучения по сравнению со стандартными пластиками PPA или PCT, используемыми во многих светодиодах средней мощности. Это позволяет эксплуатировать их при более высоких токах (до 200мА), сохраняя надежность, фактически предлагая более высокую плотность мощности.

Тренд в области корпусов светодиодов продолжает двигаться в сторону материалов и конструкций, улучшающих тепловые характеристики и позволяющих получать более высокую плотность светового потока из корпусов меньшего размера. Корпуса EMC и керамические находятся на переднем крае этого тренда как для устройств средней, так и высокой мощности. Акцент на высокие показатели лм/$ и лм/Вт, как подчеркивается для данного продукта, остается основным драйвером для массового внедрения светодиодного освещения.

7. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Каково фактическое энергопотребление в типичной рабочей точке?

О: При условиях испытаний IF=150мА и VF=6.8В (типичное) электрическая мощность составляет P = I*V = 0.15А * 6.8В = 1.02Вт.

В: Могу ли я питать этот светодиод током 200мА непрерывно?

О: Да, можете, но вы должны убедиться, что температура перехода (Tj) не превышает 115°C. Это требует отличного теплового управления (низкое тепловое сопротивление от перехода к окружающей среде). Обратитесь к Рисунку 8, чтобы увидеть, как максимально допустимый ток уменьшается с ростом температуры окружающей среды.

В: Что означает "M5" или "M6" в коде цветового бина (например, 27M5)?

О: Эти коды относятся к определенным эллипсам на диаграмме цветности CIE, определенным стандартами ANSI C78.377 или Energy Star. Число (27, 30 и т.д.) связано с номинальной CCT (например, 2700K, 3000K). Буква и число (M5, M6) определяют размер и местоположение эллипса допуска по цвету вокруг этой номинальной точки.

В: Как корпус EMC выгоден для моего проекта по сравнению с пластиковым корпусом?

О: Материал EMC обладает более высокой теплопроводностью, что позволяет теплу от светодиодного кристалла более эффективно передаваться на плату и радиатор. Это приводит к более низкой рабочей температуре перехода при том же токе накачки, что увеличивает срок службы, поддерживает более высокий световой выход и позволяет потенциально увеличить ток в хорошо охлаждаемых конструкциях.

8. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование замены светодиодной лампы на 1200 лм (стиль A19)

Типичная светодиодная лампа, эквивалентная 60Вт накаливания, производит около 800 люмен. Чтобы создать более яркий эквивалент 100Вт (~1600 лм), разработчик может использовать этот светодиод 3030.

Расчет проекта:Для достижения цели в 1600 лм со светодиодами, имеющими типичный поток 124 лм (например, из бина 30M5 при 150мА), потребуется примерно 13 светодиодов (1600 / 124 ≈ 12.9). Их следует разместить на печатной плате на металлической основе (MCPCB) внутри лампы для отвода тепла. Питание всех 13 последовательно потребовало бы выходного напряжения драйвера ~13 * 6.8В = 88.4В, что довольно много. Более практичным подходом может быть использование двух параллельных цепочек по 6-7 светодиодов каждая, что потребует драйвера с более низким напряжением, но способного обеспечить удвоенный ток. Общая мощность составит примерно 13 * 1.02Вт = 13.3Вт, демонстрируя высокую эффективность. Тепловая конструкция должна гарантировать, что температура цоколя лампы, которая является окружающей для светодиодной платы, остается в пределах, определенных Рисунком 8, чтобы обеспечить работу на 150мА.