Техническая спецификация светодиода 3030 янтарного цвета - 3.0x3.0мм - Напряжение 3.1В - Мощность 1Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики средне-мощного янтарного светодиода 3030. Устройство использует корпус из термоулучшенного эпоксидного компаунда (EMC), разработанный для обеспечения баланса производительности и экономической эффективности. Он позиционируется как решение, предлагающее отличные показатели люмен на ватт (лм/Вт) и люмен на доллар (лм/$) в сегменте средней мощности. Серия способна работать с уровнями мощности от средней до 1.3 Вт, что делает её подходящей для применений, требующих надёжной производительности.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Конструкция корпуса с термоулучшенным EMC:Материал EMC обеспечивает улучшенный тепловой менеджмент по сравнению с традиционными пластиками, что приводит к лучшей надёжности и сохранению светового потока.
• Высокая мощность:Способен работать до 1.3 Вт, заполняя нишу между стандартными средне-мощными и мощными светодиодами.
• Высокий рабочий ток:Поддерживает максимальный прямой ток 400 мА, позволяя получать более высокую светоотдачу при необходимости.
• Бессвинцовая пайка оплавлением:Совместим со стандартными процессами бессвинцовой пайки оплавлением, что облегчает современное производство.

1.2 Целевые области применения

Основные области применения этого светодиода включают автомобильную промышленность и сигнализацию, такие как указатели поворота и различные сигнальные лампы, где требуется янтарный свет.

2. Анализ технических параметров

2.1 Выбор модели и оптические характеристики

Рассматриваемая конкретная модель - T3CYE012C-**AA, янтарный светодиод с люминофорным преобразованием (PC). Его доминирующая длина волны (WD) составляет от минимум 585 нм, типично 590 нм, до максимум 596 нм. При стандартных условиях испытаний (прямой ток IF=350 мА, температура окружающей среды Ta=25°C) типичный световой поток составляет 118 люмен, с минимальным заданным значением 107 люмен. Допуск измерения светового потока составляет ±7%.

2.2 Электрооптические и электрические параметры

Детальные электрические и оптические параметры определены при тех же стандартных условиях испытаний (IF=350 мА, Ta=25°C, влажность 60%).

• Прямое напряжение (VF):Типичное значение 3.1 В, в диапазоне от 3.0 В (мин.) до 3.3 В (макс.).
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5 В.
• Угол обзора (2θ1/2):Угол половинной интенсивности составляет типично 120 градусов.
• Термическое сопротивление (Rth j-sp):Термическое сопротивление переход-точка пайки составляет типично 14 °C/Вт.
• Электростатический разряд (ESD):Выдерживает до 8000 В (модель человеческого тела), что указывает на хорошую устойчивость к обращению.

2.3 Абсолютные максимальные значения

Эти значения определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Работа должна поддерживаться в пределах этих значений.

• Прямой ток (IF):400 мА (постоянный)
• Импульсный прямой ток (IFP):500 мА (длительность импульса ≤100 мкс, скважность ≤1/10)
• Рассеиваемая мощность (PD):1360 мВт
• Обратное напряжение (VR):5 В
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +105°C
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +85°C
• Температура перехода (Tj):125°C
• Температура пайки (Tsld):260°C в течение 10 секунд (или 230°C).

Важное примечание:Превышение этих абсолютных максимальных значений, даже кратковременное, может ухудшить производительность и надёжность устройства. Особое внимание необходимо уделить тому, чтобы фактическая рассеиваемая мощность не превышала номинальное значение в рабочих условиях.

3. Характеристики и графики производительности

3.1 Спектральное и угловое распределение

Светодиод излучает в янтарном спектре с центром около 590 нм. Диаграмма углового распределения показывает типичную ламбертовскую или близкую к ней диаграмму с половинным углом 120 градусов, обеспечивая широкое освещение.

3.2 Характеристики прямого тока

Зависимость между прямым током (IF) и относительным световым потоком нелинейна. Поток увеличивается с током, но в конечном итоге насыщается и снижается из-за тепловых эффектов при высоких токах. График показывает производительность при Ta=25°C. Кривая зависимости прямого напряжения (VF) от прямого тока (IF) демонстрирует характеристику диода, где VF увеличивается логарифмически с ростом тока.

3.3 Зависимость от температуры

Производительность светодиодов значительно зависит от температуры.

• Световой поток в зависимости от температуры:Относительный световой поток уменьшается с ростом температуры окружающей среды (Ta). Это критический фактор для теплового проектирования системы.
• Прямое напряжение в зависимости от температуры:Прямое напряжение обычно уменьшается с ростом температуры перехода, что может использоваться для мониторинга температуры в некоторых приложениях.
• Смещение цвета в зависимости от температуры:Координаты цветности CIE (x, y) смещаются при изменении температуры окружающей среды. Эти данные необходимы для приложений, требующих постоянства цветовой точки в диапазоне температур.

3.4 Снижение номинала и максимальный ток в зависимости от температуры

Ключевой график показывает максимально допустимый прямой ток как функцию температуры окружающей среды для двух сценариев термического сопротивления (Rj-a=30°C/Вт и 40°C/Вт). При повышении температуры окружающей среды максимальный безопасный ток должен быть уменьшен, чтобы предотвратить превышение температурой перехода её максимального значения в 125°C. Например, при температуре окружающей среды 105°C допустимый ток значительно падает примерно до 147 мА для пути с более высоким термическим сопротивлением. Эта кривая жизненно важна для проектирования надёжных систем, особенно в условиях высоких температур.

4. Структура и контроль цветовых групп

Светодиоды сортируются в цветовые группы на основе их координат цветности CIE для обеспечения цветовой однородности в производстве. В спецификации определены конкретные коды групп (например, AM1, AM2) с соответствующими диапазонами координат x и y на диаграмме цветности CIE 1931. Неопределённость измерения цветовых координат составляет ±0.007. Такое группирование позволяет разработчикам выбирать светодиоды, которые будут близко совпадать по цвету для их приложения, что важно для многодиодных массивов или продуктов, где важен однородный внешний вид.

5. Рекомендации по применению и особенности проектирования

5.1 Тепловой менеджмент

Эффективный тепловой менеджмент является наиболее критическим аспектом надёжного использования этого светодиода. Типичное термическое сопротивление 14 °C/Вт от перехода к точке пайки означает, что тепло должно эффективно отводиться от корпуса светодиода. Для этого требуется хорошо спроектированная печатная плата с достаточным количеством тепловых переходных отверстий и, при необходимости, подключение к радиатору. Кривая снижения номинала (рис. 8) должна использоваться для определения максимального рабочего тока для заданной температуры окружающей среды и термического сопротивления системы.

5.2 Электрическое управление

Хотя светодиод может выдерживать до 400 мА, для оптимального срока службы и эффективности его обычно следует питать током на уровне или ниже 350 мА, как показано в стандартных тестовых данных. Рекомендуется использовать драйвер постоянного тока для обеспечения стабильной светоотдачи и защиты светодиода от скачков тока. Вариация прямого напряжения (от 3.0 В до 3.3 В) должна учитываться при проектировании драйвера.

5.3 Пайка и обращение

Устройство подходит для бессвинцовой пайки оплавлением. Пиковая температура пайки не должна превышать 260°C в течение 10 секунд. При обращении и сборке следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда, так как устройство рассчитано на 8000 В ESD.

5.4 Оптическое проектирование

Угол обзора 120 градусов делает этот светодиод подходящим для применений, требующих широких углов луча. Для применений, требующих более сфокусированного света, потребуется вторичная оптика (линзы). Разработчикам также следует учитывать возможное смещение цвета в зависимости от температуры и срока службы при проектировании цветокритичных приложений.

6. Сравнение и позиционирование

Этот светодиод 3030 EMC занимает позицию между традиционными маломощными SMD-светодиодами и мощными светодиодами на керамической основе. Его ключевые преимущества в сегменте средней мощности включают: лучшие тепловые характеристики, чем у стандартных пластиковых корпусов (таких как 3528), более высокий возможный рабочий ток и светоотдача по сравнению с корпусами меньшего размера, а также часто более выгодную структуру затрат по сравнению с мощными светодиодами для применений, не требующих экстремальной плотности светового потока. Янтарная версия специально оптимизирована для эффективности в своём спектральном диапазоне, что делает её конкурентоспособной для автомобильной сигнализации, где необходимо эффективно соответствовать нормативным фотометрическим требованиям.

7. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Каково фактическое энергопотребление в типичной рабочей точке?

О: При типичных условиях испытаний 350 мА и типичном Vf 3.1 В, потребляемая электрическая мощность составляет приблизительно 1.085 Вт (0.35А * 3.1В).

В: Насколько падает светоотдача при высокой температуре?

О: График на рис. 6 показывает зависимость относительного светового потока от температуры окружающей среды. Точное падение зависит от теплового проектирования, но тенденция показывает значительное снижение по мере приближения температуры к максимальному рабочему пределу.

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

О: Это не рекомендуется. Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Прямое напряжение имеет допуск и изменяется в зависимости от температуры. Источник постоянного напряжения может привести к чрезмерному току и быстрому выходу из строя. Всегда используйте драйвер постоянного тока или схему, активно ограничивающую ток.

В: Что означает обозначение "PC Amber"?

О: PC означает "Phosphor-Converted" (люминофорное преобразование). Синий светодиодный кристалл покрыт люминофором, который преобразует часть синего света в более длинные волны, что даёт итоговый янтарный цвет. Этот метод может обеспечить более высокую эффективность и лучшую однородность по сравнению с использованием прямого излучающего янтарного полупроводникового материала.

8. Пример практического проектирования

Сценарий:Проектирование высоконадёжного автомобильного модуля указателя поворота, который должен работать в окружающей среде до 85°C.

Шаги проектирования:

1. Тепловой анализ:Определите термическое сопротивление системы от перехода светодиода до окружающей среды (Rj-a). Предположим, что хорошо спроектированная печатная плата даёт Rj-a = 35°C/Вт.
2. Снижение номинала тока:См. рис. 8. Для температуры окружающей среды (Ta) 85°C и предполагаемого Rj-a между 30 и 40°C/Вт, интерполируйте, чтобы найти максимально допустимый прямой ток. Он будет значительно меньше 400 мА, вероятно, в диапазоне 250-300 мА.
3. Выбор драйвера:Выберите драйвер постоянного тока, который может стабильно выдавать сниженный ток (например, 280 мА) в ожидаемом диапазоне входного напряжения и температуры.
4. Оптическое соответствие:Рассчитайте ожидаемый световой поток при сниженном токе (используя рис. 3) и при высокой температуре (используя рис. 6), чтобы убедиться, что конечный узел соответствует требуемой фотометрической интенсивности для применения в указателе поворота.
5. Цветовая однородность:Укажите требуемую цветовую группу (AM1 или AM2), чтобы все светодиоды в модуле совпадали, и учтите небольшое смещение цвета в зависимости от температуры (рис. 5), которое обычно приемлемо для этого применения.

Такой системный подход гарантирует работу светодиода в пределах его безопасной рабочей области, максимизируя срок службы и надёжность в требовательном применении.