Техническая спецификация SMD светодиода средней мощности 67-24ST - Корпус 3.50x3.50x2.00мм - Напряжение до 72В - Ток 15мА - Белый свет

1. Обзор продукта

67-24ST — это светодиод средней мощности для поверхностного монтажа (SMD), предназначенный для общего освещения. Он использует корпус PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), предлагая компактные размеры примерно 3.50мм x 3.50мм x 2.00мм. Основной цвет свечения — белый, доступный в различных коррелированных цветовых температурах (CCT), включая холодный белый, нейтральный белый и тёплый белый варианты. Заливочная смола — прозрачная. Ключевые преимущества этого светодиода включают высокую световую отдачу, отличный индекс цветопередачи (CRI), низкое энергопотребление и очень широкий угол обзора 120 градусов, что делает его подходящим для применений, требующих равномерного освещения.

2. Глубокое объективное толкование технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

Основные электрооптические параметры измеряются при стандартном прямом токе (I_F) 15мА и температуре точки пайки (T_пайки) 25°C.

• Световой поток (Φ):Минимальный выходной световой поток варьируется в зависимости от варианта продукта, от 160 люмен до 175 люмен, с типичным допуском ±11%.
• Прямое напряжение (V_F):Максимальное прямое напряжение указано как 72.0В, с типичным рабочим диапазоном и допуском ±0.1В.
• Индекс цветопередачи (Ra/CRI):Данная серия продуктов предлагает минимальный CRI 80 с допуском ±2. Более высокие значения CRI указывают на лучшую цветопередачу освещаемых объектов.
• Угол обзора (2θ_1/2):Угол половинной интенсивности составляет 120 градусов, обеспечивая очень широкую диаграмму направленности излучения.

2.2 Абсолютные максимальные значения

Эти значения определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение устройства. Работа должна поддерживаться в пределах этих ограничений.

• Прямой ток (I_F):15 мА (постоянный).
• Пиковый прямой ток (I_FP):20 мА (импульсный, скважность 1/10, длительность импульса 10мс).
• Рассеиваемая мощность (P_d):1080 мВт.
• Рабочая температура (T_раб):от -40°C до +85°C.
• Температура хранения (T_хр):от -40°C до +100°C.
• Температура перехода (T_j):115°C (максимум).

2.3 Тепловые характеристики

Эффективный тепловой менеджмент критически важен для производительности и долговечности светодиода.

• Тепловое сопротивление (R_{th J-S}):Тепловое сопротивление переход-точка пайки составляет 17°C/Вт. Этот параметр критически важен для расчёта повышения температуры перехода на основе рассеиваемой мощности и теплового дизайна печатной платы.

3. Объяснение системы бининга

Продукт использует комплексную систему бининга для обеспечения цветовой и производительной консистентности.

3.1 Цветовая температура (CCT) и бининг цветности

Светодиоды распределяются по бинам в соответствии с коррелированной цветовой температурой (CCT) по системе 5-ступенчатых эллипсов МакАдама, обеспечивая высокую цветовую консистентность. Доступные бины CCT включают 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K и 6500K. Координаты цветности (Cx, Cy) для каждого бина предоставляются с допуском ±0.01 на диаграмме CIE 1931.

3.2 Бининг светового потока

Световой поток категоризируется в бины, обозначаемые кодами, такими как 160L5, 165L5, до 185L5. Каждый бин определяет минимальный и максимальный диапазон светового выхода (например, 160L5: 160-165 лм) при стандартном тестовом условии I_F=15мА.

3.3 Бининг прямого напряжения

Прямое напряжение распределено по трём категориям: 660T (66-68В), 680T (68-70В) и 700T (70-72В). Это помогает в проектировании драйверных схем с соответствующими требованиями по напряжению.

3.4 Индекс цветопередачи (CRI)

CRI указывается однобуквенным кодом в номере детали (например, 'K' для CRI ≥80). Другие потенциальные коды включают M (60), N (65), L (70), Q (75), P (85) и H (90).

4. Анализ характеристических кривых

Техническая спецификация включает несколько характеристических кривых, необходимых для проектирования.

4.1 Прямое напряжение в зависимости от температуры перехода

Рисунок 1 показывает сдвиг прямого напряжения относительно температуры перехода. Прямое напряжение обычно имеет отрицательный температурный коэффициент, уменьшаясь с ростом температуры перехода. Это необходимо учитывать при проектировании драйверов постоянного тока.

4.2 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Рисунок 2 иллюстрирует зависимость между относительным световым выходом и прямым током. Выход, как правило, линеен в рекомендуемом рабочем диапазоне, но насыщается при более высоких токах.

4.3 Относительный световой поток в зависимости от температуры перехода

Рисунок 3 показывает, как световой выход уменьшается с ростом температуры перехода. Поддержание низкой температуры перехода жизненно важно для максимизации светового выхода и срока службы.

4.4 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (IV-кривая)

Рисунок 4 предоставляет типичную IV-характеристическую кривую, которая является основополагающей для определения рабочей точки и энергопотребления.

4.5 Максимальный рабочий ток в зависимости от температуры пайки

Рисунок 5 — это кривая снижения номинала, показывающая максимально допустимый прямой ток как функцию температуры точки пайки, основанная на тепловом сопротивлении (R_{th j-s}=17°C/Вт). Этот график критически важен для обеспечения того, чтобы температура перехода не превышала своего максимального значения при различных рабочих условиях.

4.6 Диаграмма направленности излучения

Рисунок 6 показывает пространственную диаграмму направленности (интенсивности), подтверждая широкий угол обзора 120 градусов с распределением, близким к ламбертовскому.

4.7 Спектральное распределение

Предоставлен типичный график спектрального распределения мощности, показывающий профиль излучения белого светодиода с люминофорным преобразованием, что важно для анализа качества цвета.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Детальный механический чертёж определяет размеры корпуса PLCC-2. Ключевые измерения включают размер корпуса 3.50мм ± 0.05мм в длину и ширину и высоту 2.00мм ± 0.05мм. На чертеже также показан профиль линзы и детали выводной рамки.

5.2 Расположение контактных площадок и идентификация полярности

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок (land pattern) для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности. Полярность чётко обозначена на самом корпусе и на схеме; анод (+) и катод (-) должны быть правильно идентифицированы во время сборки для предотвращения обратного смещения.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Параметры групповой пайки оплавлением

Светодиод подходит для процессов пайки оплавлением. Максимально допустимая температура пайки составляет 260°C в течение 10 секунд. Температурный профиль должен соответствовать стандартным рекомендациям IPC/JEDEC для влагочувствительных устройств.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, температура жала паяльника не должна превышать 350°C, а время контакта должно быть ограничено 3 секундами на контактную площадку, чтобы предотвратить тепловое повреждение пластикового корпуса и светодиодного кристалла.

6.3 Чувствительность к электростатическому разряду (ESD)

Устройство чувствительно к электростатическому разряду. Во время обращения и сборки необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности ESD, такие как использование заземлённых рабочих мест и браслетов.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Расшифровка номера продукта

Номер детали следует определённой структуре:67-24ST/KKE-5MXXXXX720U1/2T.

• 67-24ST/: Базовый код корпуса.
• K: Индекс CRI (например, K=80 мин.).
• KE-5M: Внутренняя кодовая серия.
• XXX: Три цифры, представляющие CCT (например, 650 для 6500K).
• XXX: Три цифры, представляющие минимальный световой поток в люменах (например, 175).
• 720: Индекс прямого напряжения (72.0В макс.).
• U1: Индекс прямого тока (I_F=15мА).
• 2T: Количество в катушке (например, 2000 штук).

Пример: 67-24ST/KKE-5M65175720U1/2T расшифровывается как CRI 80 мин., CCT 6500K, Поток 175 лм мин., V_F72.0В макс., I_F 15mA.

7.2 Список серийных продуктов

Таблица перечисляет доступные стандартные продукты с их конкретными значениями CCT, минимального CRI и минимального светового потока, предоставляя краткое руководство по выбору для общих требований.

7.3 Количество в упаковке

Устройства обычно поставляются на ленте и в катушке. Суффикс "2T" в номере детали указывает на стандартное количество в катушке, которое для данного типа корпуса обычно составляет 2000 штук на катушку, что облегчает автоматизированную сборку методом "pick-and-place".

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Общее освещение:Идеально подходит для светодиодных ламп, трубок и панелей благодаря высокой эффективности и хорошему CRI.
• Декоративное и развлекательное освещение:Подходит для акцентного освещения, вывесок и сценического освещения, выигрывая от широкого угла обзора.
• Индикаторы и подсветка:Может использоваться для подсветки, индикаторов состояния и подсветки переключателей.

8.2 Вопросы проектирования

• Тепловой менеджмент:Учитывая рассеиваемую мощность (до ~1Вт) и тепловое сопротивление, рекомендуется адекватно спроектированная печатная плата с достаточной площадью меди или плата на металлической основе для поддержания низкой температуры перехода, обеспечивая долгий срок службы и стабильный световой выход.
• Выбор драйвера:Драйвер постоянного тока обязателен. Драйвер должен быть рассчитан на высокое прямое напряжение (до 72В) и обеспечивать стабильный выход 15мА. Учитывайте отрицательный температурный коэффициент V_Fпри проектировании драйвера.
• Оптический дизайн:Широкий угол луча 120 градусов снижает необходимость во вторичной оптике во многих применениях с рассеянным светом, но это следует учитывать при проектировании для конкретных диаграмм направленности.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя прямое сравнение с другими продуктами в спецификации не предоставлено, ключевые отличительные особенности этого светодиода можно вывести:

• Высоковольтная конфигурация:Необычно высокое прямое напряжение (72В макс.) предполагает, что корпус, вероятно, содержит несколько светодиодных кристаллов, соединённых последовательно внутри. Это снижает требования к току для заданного уровня мощности, что в некоторых сценариях может упростить проектирование драйвера, минимизируя резистивные потери (I²R).
• Сбалансированная производительность:Он предлагает сочетание хорошего светового потока, высокого CRI (≥80) и очень широкого угла обзора в стандартном корпусе PLCC-2, что делает его универсальным выбором для качественного общего освещения.
• Соответствие стандартам:Полное соответствие стандартам RoHS, REACH и бесгалогенным требованиям делает его подходящим для глобальных рынков со строгими экологическими нормами.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Почему прямое напряжение такое высокое (72В)?

Это указывает на то, что корпус интегрирует несколько светодиодных полупроводниковых переходов, соединённых последовательно. Например, если каждый переход имеет типичное прямое напряжение ~3В, то примерно 24 перехода будут соединены последовательно, чтобы достичь ~72В. Такая конфигурация позволяет работать при более низком токе (15мА) для заданной мощности, что может быть преимуществом для эффективности драйвера и теплового менеджмента.

10.2 Как выбрать правильный бининг по CCT и световому потоку?

Используйте Список серийных продуктов и объяснение кодов бинов. Выберите CCT (например, 3000K для тёплого белого) на основе атмосферы применения. Выберите бин светового потока на основе требуемого светового выхода, учитывая допуск ±11%. Для консистентности цвета убедитесь, что все светодиоды в светильнике из одного бина CCT и CRI.

10.3 Каково влияние температуры перехода на производительность?

Как показано на кривых, более высокие температуры перехода приводят к снижению светового выхода (деградации люменов) и сдвигу прямого напряжения. Превышение максимальной температуры перехода (115°C) резко сократит срок службы светодиода. Правильный теплоотвод необходим.

10.4 Можно ли питать этот светодиод от источника постоянного напряжения?

No.Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Источник постоянного напряжения приведёт к неконтролируемому току, потенциально превышающему абсолютные максимальные значения и вызывающему немедленный отказ. Всегда используйте драйвер постоянного тока или схему, активно ограничивающую ток.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование линейного светодиодного модуля для офисного освещения.

Инженер проектирует замену 2-футовой светодиодной трубке. Цель проекта — 2000 люмен с CCT 4000K и CRI >80. Используя вариант 67-24ST/KKE-5M40175720U1/2T (4000K, 175 лм мин.):

1. Расчёт количества:Целевой поток / Мин. поток на светодиод = 2000 / 175 ≈ 11.4 светодиода. Использование 12 светодиодов обеспечивает запас по проекту.
2. Электрический дизайн:Все 12 светодиодов будут соединены последовательно. Суммарное прямое напряжение: 12 * ~70В (типичное) = ~840В. Это требует высоковольтного драйвера постоянного тока, способного выдавать 15мА при >840В. Альтернативно, их можно расположить в последовательно-параллельных комбинациях для снижения требований по напряжению, но согласование токов между параллельными цепочками должно тщательно контролироваться.
3. Тепловой дизайн:Суммарная рассеиваемая мощность: 12 светодиодов * (70В * 0.015А) ≈ 12.6Вт. Печатная плата должна быть спроектирована как алюминиевая подложка (MCPCB) для эффективного отвода тепла от точки пайки в окружающую среду, поддерживая T_jзначительно ниже 115°C.
4. Оптический дизайн:Собственный угол луча 120 градусов подходит для обеспечения рассеянного, безбликового освещения в офисном потолочном светильнике без дополнительных линз.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод является белым светодиодом с люминофорным преобразованием. Основой является полупроводниковый кристалл, обычно на основе нитрида индия-галлия (InGaN), который излучает свет в синем или ультрафиолетовом спектре при прямом смещении. Этот первичный свет затем частично поглощается люминофорным слоем, нанесённым на кристалл или вокруг него. Люминофор переизлучает свет на более длинных волнах (жёлтый, красный). Комбинация оставшегося синего света и широкополосного излучения люминофора приводит к восприятию белого света. Конкретная смесь люминофоров определяет коррелированную цветовую температуру (CCT) и индекс цветопередачи (CRI) конечного белого света. Корпус PLCC-2 обеспечивает механическую защиту, содержит выводную рамку для электрического соединения и включает формованную линзу, формирующую световой выход для достижения заданного угла обзора.

13. Тенденции развития

Эволюция светодиодов средней мощности, таких как 67-24ST, следует нескольким ключевым отраслевым тенденциям:

• Повышение эффективности (лм/Вт):Постоянные улучшения в технологии кристаллов, эффективности люминофоров и дизайне корпуса непрерывно повышают световой выход на ватт, снижая энергопотребление при том же уровне освещённости.
• Улучшение качества цвета:Существует сильный рыночный тренд в сторону более высоких значений CRI (90+), особенно для применений, где критически важна точная цветопередача, таких как розничная торговля, музеи и здравоохранение. Также в фокусе — улучшенная цветовая консистентность (более узкий бининг).
• Улучшенная надёжность и срок службы:Достижения в материалах (например, более стабильные люминофоры, прочные заливочные компаунды) и конструкциях теплового менеджмента направлены на увеличение рабочего ресурса и снижение деградации светового потока со временем.
• Миниатюризация и более высокая плотность:Хотя PLCC-2 остаётся популярным, наблюдается тенденция к уменьшению размеров корпусов и корпусам типа CSP (Chip Scale Package), которые позволяют достичь более высокой плотности пикселей в таких применениях, как видеостены и линейное освещение с мелким шагом.
• Умное и настраиваемое освещение:Интеграция с системами управления для диммирования и настройки цвета (регулируемая CCT от тёплого до холодного белого) становится более распространённой, хотя это обычно требует многоканальных светодиодов или нескольких одноцветных светодиодов.