Техническая документация на SMD светодиод средней мощности 67-21ST - Корпус PLCC-2 - Напряжение до 9.6В - Ток 60мА

1. Обзор продукта

67-21ST — это поверхностно-монтируемый (SMD) светодиод средней мощности в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Это белый светодиод с верхним излучением, предназначенный для обеспечения баланса производительности, эффективности и надежности в современных осветительных решениях. Его компактные размеры и надежная конструкция делают его подходящим для автоматизированных процессов сборки.

1.1 Ключевые преимущества и позиционирование

Эта серия светодиодов позиционируется как универсальное решение для общего и декоративного освещения. Её ключевые преимущества проистекают из сочетания оптических и электрических характеристик. Она обеспечивает высокую световую отдачу, способствуя энергоэффективным конструкциям. Корпус обеспечивает широкий угол обзора 120 градусов, гарантируя равномерное распределение света. Кроме того, доступны варианты с высоким индексом цветопередачи (CRI), с минимальным CRI 80 для стандартных моделей и опциями до CRI 90, что делает их подходящими для применений, где важна точная цветопередача. Продукт соответствует основным экологическим и стандартам безопасности, не содержит свинца, соответствует требованиям EU REACH и бесгалогенным требованиям (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 Целевые области применения

Сочетание характеристик делает этот светодиод идеальным для широкого спектра применений. Основные области использования включают общее фоновое и рабочее освещение. Он также хорошо подходит для декоративного освещения, архитектурной подсветки, а также для сценического и развлекательного освещения благодаря стабильному цветовому выходу. Кроме того, его можно использовать в индикаторных лампах, подсветке выключателей и различных других задачах освещения, требующих надежного компактного источника белого света.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых рабочих параметров светодиода в стандартных условиях испытаний (температура точки пайки 25°C).

2.1 Предельно допустимые параметры

Предельно допустимые параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Это не условия для нормальной работы.

• Прямой ток (I_F): 80 мА (постоянный)
• Пиковый прямой ток (I_FP): 160 мА (импульсный, скважность 1/10, длительность импульса 10мс)
• Рассеиваемая мощность (P_d): 800 мВт
• Рабочая температура (T_opr): от -30°C до +85°C
• Температура хранения (T_stg): от -40°C до +100°C
• Тепловое сопротивление, переход-точка пайки (R_{th J-S}): 17 °C/Вт
• Максимальная температура перехода (T_j): 115 °C
• Температура пайки: Оплавление: 260°C максимум 10 секунд; Ручная пайка: 350°C максимум 3 секунды.

Важное примечание: Устройство чувствительно к электростатическому разряду (ESD). Необходимо соблюдать соответствующие меры предосторожности при обращении с ESD на всех этапах производства и обработки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры указаны для типичного рабочего прямого тока 60мА.

• Световой поток (Φ): Минимальные значения варьируются от 70 лм до 76 лм в зависимости от конкретного варианта продукта и коррелированной цветовой температуры (CCT). Применяется типичный допуск ±11%.
• Прямое напряжение (V_F): Максимальное значение составляет 9.6В. Типичный диапазон во время работы составляет от 8.7В до 9.6В с допуском ±0.1В.
• Индекс цветопередачи (C_RIor R_a): Стандартные варианты имеют минимальный CRI 80. Значение R9 (насыщенный красный) для этих стандартных бинов указано как минимум 0. Допуск составляет ±2.
• Угол обзора (2θ_1/2): 120 градусов (типично). Это полный угол, при котором сила света составляет половину пикового значения.
• Обратный ток (I_R): Максимум 50 мкА при обратном напряжении (V_R) 15В.

3. Объяснение системы бинов

Продукт использует систему бинов, совместимую с ANSI, для обеспечения цветовой и световой однородности. Номер продукта содержит коды, определяющие его рабочий бин.

3.1 Расшифровка номера продукта

Структура67-21ST/KK6C-HXX XX XX Z6 / 2 Tсодержит ключевую информацию:

• HXX: Представляет бин цветности и светового потока. Первые две цифры часто относятся к CCT (например, 27 для 2700K, 30 для 3000K).
• XX: Представляет код бина светового потока (например, 70, 73, 76 лм мин.).
• 96: Индекс прямого напряжения, указывающий V_Fмакс = 9.6В.
• Z6: Индекс прямого тока, указывающий I_F= 60мА.

3.2 Бины цветности (цвета)

Светодиод сортируется в соответствии с его коррелированной цветовой температурой (CCT) и точными координатами цветности на диаграмме CIE 1931. В спецификации приведены подробные координатные рамки для каждой CCT (2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K). Каждая CCT дополнительно делится на подбины (например, A, B, C, D, F, G для 2700K), определяемые конкретными диапазонами координат x,y. Такая точная сортировка обеспечивает минимальный цветовой сдвиг между светодиодами в массиве. Эталонные диапазоны гарантируют, что CCT находится в пределах стандартных допусков ANSI (например, 2580K-2700K для одного бина 2700K).

3.3 Бины светового потока

Световой поток классифицируется на бины, определяемые кодом и минимальным/максимальным световым выходом при 60мА.

• R5: 70 – 76 лм
• R5B: 73 – 76 лм
• R6: 76 – 83 лм
• R7: 83 – 90 лм

Стандартный допуск для светового потока составляет ±11%.

3.4 Бины прямого напряжения

Прямое напряжение группируется для облегчения проектирования драйверов и согласования токов.

• Группа 8796:
  • 87C: 8.7В – 9.0В
  • 90C: 9.0В – 9.3В
  • 93C: 9.3В – 9.6В

Допуск для прямого напряжения составляет ±0.1В.

4. Тепловые и надежностные аспекты

4.1 Тепловой менеджмент

Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки составляет 17 °C/Вт. Этот параметр имеет решающее значение для расчета температуры перехода (T_j) во время работы. Превышение максимальной T_jв 115°C значительно сократит срок службы и может вызвать отказ. Правильное тепловое проектирование печатной платы, включая достаточную площадь меди и, возможно, тепловые переходные отверстия, необходимо для поддержания низкой температуры точки пайки, особенно при работе на максимальном прямом токе или близком к нему.

4.2 Рекомендации по пайке

Светодиод совместим со стандартными процессами пайки оплавлением. Максимальный профиль: пиковая температура 260°C не более 10 секунд. Для ручной пайки температура жала паяльника не должна превышать 350°C, а время контакта должно быть ограничено 3 секундами на контактную площадку. Рекомендуется следовать профилю оплавления, рекомендованному для аналогичных корпусов PLCC, чтобы избежать теплового удара или повреждения корпуса.

5. Примечания по проектированию

5.1 Выбор драйвера

Учитывая диапазон прямого напряжения (до 9.6В макс. при 60мА), для стабильной работы и предотвращения теплового разгона обязателен драйвер постоянного тока. Драйвер должен быть рассчитан на выходной ток 60мА (± соответствующий допуск). Для конструкций, использующих несколько светодиодов последовательно, необходимо учитывать суммарное прямое напряжение. Параллельное соединение светодиодов, как правило, не рекомендуется без индивидуальной балансировки токов.

5.2 Оптическое проектирование

Широкий угол обзора 120 градусов полезен для применений, требующих широкого равномерного освещения без вторичной оптики. Для применений, требующих сфокусированного луча, потребуется первичная оптика (линзы). Прозрачная смола корпуса обеспечивает высокую эффективность извлечения света.

5.3 Рекомендации по разводке печатной платы

Конструкция контактных площадок на печатной плате должна соответствовать рекомендуемому посадочному месту для корпуса PLCC-2, чтобы обеспечить качественную пайку и механическую стабильность. Для улучшения тепловых характеристик соедините тепловую площадку (если она предусмотрена в посадочном месте) с большой медной областью. Использование тепловых переходных отверстий под корпусом для соединения с внутренними или нижними медными слоями может значительно улучшить отвод тепла.

6. Список серийных изделий и типовые характеристики

В спецификации перечислены несколько стандартных конфигураций продукта, доступных для серийного производства. Пример:67-21ST/KK6C-H307396Z6/2T:

• CCT: 3000K
• CRI (Мин.): 80
• R9 (Мин.): 0
• Световой поток (Мин.): 73 лм
• Прямое напряжение (Макс.): 9.6В
• Прямой ток: 60мА

Аналогичные варианты существуют для 2700K (мин. 70 лм), 4000K (мин. 76 лм), 5000K (мин. 76 лм), 5700K (мин. 76 лм) и 6500K (мин. 76 лм), все с минимальным CRI 80.

7. Техническое сравнение и позиционирование

По сравнению с традиционными маломощными светодиодами, модель 67-21ST обеспечивает значительно более высокую светоотдачу на один корпус, сокращая количество компонентов для заданного светового потока. По сравнению с мощными светодиодами, она обычно обеспечивает лучшую эффективность при более низких рабочих токах и упрощает тепловой менеджмент благодаря меньшему рассеиванию мощности на одно устройство. Её корпус PLCC-2 является отраслевым стандартом, экономичным форматом с проверенной надежностью, предлагая оптимальный баланс между производительностью, простотой использования и стоимостью для приложений общего освещения средней мощности.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

8.1 Каково типичное рабочее напряжение?

Хотя максимальное значение составляет 9.6В, типичное прямое напряжение при 60мА будет ниже, часто в диапазоне от 8.7В до 9.3В в зависимости от конкретного бина напряжения. Всегда проектируйте драйвер с учетом максимального напряжения.

8.2 Можно ли питать этот светодиод током 80мА?

Предельно допустимый параметр для постоянного прямого тока составляет 80мА. Работа на этом токе возможна, но будет генерировать больше тепла, снижать эффективность и потенциально сокращать срок службы. Крайне важно обеспечить, чтобы температура перехода оставалась ниже 115°C, внедрив отличный тепловой менеджмент. Рекомендуемое рабочее условие — 60мА.

8.3 Как обеспечивается цветовая однородность?

Цветовая однородность достигается за счет точной сортировки на диаграмме цветности CIE. Выбирая светодиоды из одного подбина CCT и цветности (например, 30K-F), можно достичь очень близкого соответствия цветов в пределах одной производственной партии или между партиями.

8.4 Требуется ли радиатор?

Для одного светодиода, работающего при 60мА (~0.55Вт электрической мощности), специальный радиатор обычно не требуется, если он установлен на стандартной печатной плате с некоторой областью меди для распределения тепла. Однако для массивов светодиодов или работы при высоких температурах окружающей среды необходимо тщательное тепловое проектирование печатной платы (использование тепловых переходных отверстий, более толстой меди), и может потребоваться внешний радиатор для обеспечения надежной работы.