Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые особенности и преимущества
- 2. Технические параметры и спецификации
- 2.1 Выбор прибора и абсолютные максимальные режимы
- 2.2 Электрооптические характеристики
- 3. Объяснение системы бининга
- 3.1 Биннинг по силе света
- 3.2 Биннинг по доминирующей длине волны
- 4. Анализ характеристических кривых
- 4.1 Спектральные и угловые характеристики
- 4.2 Электрическое и тепловое поведение
- 5. Механическая и упаковочная информация
- 5.1 Габаритные размеры корпуса
- 5.2 Влагозащитная упаковка и маркировка
- 6. Руководство по монтажу, обращению и хранению
- 6.1 Формовка выводов и пайка
- 6.2 Условия хранения
- 7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию
- 7.1 Типовые сценарии применения
- 7.2 Советы по проектированию и реализации
- 8. Техническое сравнение и дифференциация
- 9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
- 9.1 Какова цель овальной формы?
- 9.2 Как интерпретировать коды бинов силы света (GA, GB и т.д.)?
- 9.3 Можно ли питать этот светодиод от источника напряжения?
- 9.4 В чем разница между пиковой длиной волны (522нм) и доминирующей длиной волны (528нм тип.)?
- 10. Пример практического применения
- 11. Принцип работы
- 12. Тенденции и контекст отрасли
1. Обзор продукта
Настоящий документ содержит полные технические характеристики овального светодиода 3474BFGR/MS. Этот компонент представляет собой светодиод с точными оптическими характеристиками, специально разработанный для применений, требующих четких, определенных картин освещения, таких как пассажирские информационные системы и коммерческие вывески.
1.1 Ключевые особенности и преимущества
Основные преимущества этого овального светодиода проистекают из его уникальной конструкции и рабочих характеристик:
- Высокая выходная сила света:Обеспечивает яркий, стабильный световой поток, подходящий для знаков, читаемых при дневном свете.
- Овальная форма с определенной диаграммой направленности:Овальная линза создает согласованную диаграмму направленности, идеальную для смешения с желтым, синим или красным цветами в многоцветных знаковых приложениях, обеспечивая равномерный внешний вид.
- Широкий и асимметричный угол обзора:Характеризуется углом обзора 2θ1/2 110° по оси X и 60° по оси Y, обеспечивая широкое горизонтальное покрытие, подходящее для обзора с различных углов, при этом контролируя вертикальное распространение.
- Надежное соответствие экологическим стандартам:Прибор изготовлен из эпоксидной смолы, устойчивой к УФ-излучению, и соответствует ключевым экологическим стандартам, включая RoHS, EU REACH, а также не содержит галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).
- Дизайн для конкретных применений:Оптимизирован для интеграции в цветные графические знаки, информационные табло, переменные информационные знаки (VMS) и коммерческие наружные рекламные дисплеи.
2. Технические параметры и спецификации
2.1 Выбор прибора и абсолютные максимальные режимы
Светодиод использует чип из материала InGaN (нитрид индия-галлия) для получения ярко-зеленого цвета, рассеиваемого через зеленую линзу. Пределы эксплуатации не должны превышаться для обеспечения надежности.
| Параметр | Обозначение | Номинал | Единица |
|---|---|---|---|
| Обратное напряжение | VR | 5 | V |
| Прямой ток | IF | 20 | мА |
| Пиковый прямой ток (скважность 1/10 @1КГц) | IFP | 100 | мА |
| Рассеиваемая мощность | Pd | 100 | мВт |
| Рабочая температура | TTопер | -40 до +85 | °C |
| Температура хранения | TTхран | -40 до +100 | °C |
| Температура пайки | TTпайки | 260 (в течение 5 сек) | °C |
2.2 Электрооптические характеристики
Все параметры измерены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C и стандартном прямом токе (IF) 20мА, если не указано иное.
| Параметр | Обозначение | Min. | Typ. | Max. | Единица | Условие |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Сила света | Iv | 2781 | 4635 | 5760 | мкд | IFI=20мА |
| Угол обзора (2θ1/2) | -- | -- | X:110, Y:60 | -- | град | IFI=20мА |
| Пиковая длина волны | λp | -- | 522 | -- | нм | IFI=20мА |
| Доминирующая длина волны | λd | 520 | 528 | 535 | нм | IFI=20мА |
| Прямое напряжение | VF | 2.4 | -- | 3.6 | V | IFI=20мА |
| Обратный ток | IR | -- | -- | 50 | мкА | VRV=5В |
3. Объяснение системы бининга
Для обеспечения единообразия яркости и цвета в крупномасштабных применениях светодиоды сортируются по бинам на основе силы света и доминирующей длины волны.
3.1 Биннинг по силе света
Светодиоды классифицируются на четыре бина (GA, GB, GC, GD) с допуском ±10% от номинального значения силы света.
| Код бина | Мин. (мкд) | Макс. (мкд) |
|---|---|---|
| GA | 2781 | 3335 |
| GB | 3335 | 4000 |
| GC | 4000 | 4800 |
| GD | 4800 | 5760 |
3.2 Биннинг по доминирующей длине волны
Цветовая однородность контролируется через пять бинов длины волны (G1 до G5) с жестким допуском ±1нм.
| Код бина | Мин. (нм) | Макс. (нм) |
|---|---|---|
| G1 | 520 | 523 |
| G2 | 523 | 526 |
| G3 | 526 | 529 |
| G4 | 529 | 532 |
| G5 | 532 | 535 |
4. Анализ характеристических кривых
В техническом описании приведены несколько ключевых графиков производительности, иллюстрирующих поведение светодиода в различных условиях. Они критически важны для надежного проектирования системы.
4.1 Спектральные и угловые характеристики
КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от длины волныпоказывает типичный пик около 522нм, подтверждая ярко-зеленый цветовой выход. ГрафикНаправленностивизуально представляет асимметричный угол обзора 110° x 60°, что крайне важно для понимания пространственного распределения света в конечном применении.
4.2 Электрическое и тепловое поведение
КриваяПрямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)необходима для проектирования драйвера, показывая типичную экспоненциальную зависимость. КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от прямого токадемонстрирует, как световой выход увеличивается с током, что важно для настройки яркости. ГрафикиОтносительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей средыиПрямой ток в зависимости от температуры окружающей средыподчеркивают тепловые характеристики. Световой выход уменьшается с ростом температуры, что является ключевым соображением для теплового менеджмента в закрытых знаках или средах с высокой температурой.
5. Механическая и упаковочная информация
5.1 Габаритные размеры корпуса
Светодиод имеет стандартный овальный корпус с двумя выводами. Критические размерные примечания включают: все неуказанные размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.25мм, а максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1.5мм. Конструкторы должны обращаться к подробному чертежу с размерами в оригинальном техническом описании для точного планирования посадочного места на печатной плате и механических зазоров.
5.2 Влагозащитная упаковка и маркировка
Компоненты поставляются во влагозащитной упаковке для предотвращения повреждений во время хранения и транспортировки. Они размещены на несущих лентах, которые затем помещаются во внутренние и внешние коробки. Спецификация упаковки: 2500 штук во внутренней коробке и 10 внутренних коробок во внешней коробке (всего 25 000 штук). Этикетка на катушке содержит важную информацию для прослеживаемости и правильного применения, включая Номер продукта заказчика (CPN), Номер продукта (P/N), Количество упаковки (QTY), а также конкретные коды бинов для Силы света (CAT), Доминирующей длины волны (HUE) и Прямого напряжения (REF).
6. Руководство по монтажу, обращению и хранению
6.1 Формовка выводов и пайка
- Формовка выводов:Должна выполняться до пайки. Изгибы должны выполняться на расстоянии не менее 3мм от основания эпоксидной колбы, чтобы избежать напряжения на корпусе. Резка должна производиться при комнатной температуре.
- Монтаж на печатную плату:Отверстия на печатной плате должны идеально совпадать с выводами светодиода. Несовпадение, вызывающее напряжение на выводах, может ухудшить эпоксидную смолу и характеристики светодиода.
- Пайка:Пайка должна находиться на расстоянии более 3мм от эпоксидной колбы. Волновая пайка или пайка оплавлением при 260°C не должна превышать 5 секунд.
6.2 Условия хранения
Для долгосрочной надежности светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70%. Рекомендуемый срок хранения после отгрузки составляет 3 месяца. Для хранения более 3 месяцев и до одного года компоненты должны храниться в герметичном контейнере с азотной атмосферой и влагопоглощающим материалом. Необходимо избегать резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.
7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию
7.1 Типовые сценарии применения
Этот светодиод специально разработан для пассажирских информационных знаков, переменных информационных знаков (VMS) на автомагистралях, коммерческих наружных рекламных щитов и общих информационных дисплеев. Его овальная диаграмма направленности и высокая интенсивность делают его идеальным для этих применений, где читаемость с расстояния и широкие горизонтальные углы обзора имеют первостепенное значение.
7.2 Советы по проектированию и реализации
- Ограничение тока:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока для поддержания прямого тока на уровне или ниже номинального значения 20мА. Превышение этого значения сокращает срок службы.
- Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, учитывайте рабочую среду. В закрытых знаках или при высоких температурах окружающей среды обеспечьте адекватную вентиляцию, чтобы предотвратить чрезмерный рост температуры перехода, что снижает световой выход.
- Оптическая интеграция:Асимметричный луч (110°x60°) предназначен для смешения с другими цветами. При проектировании многоцветных кластеров пикселей учитывайте эту диаграмму для достижения равномерного смешения цветов по всей области обзора.
- Биннинг для однородности:Для крупных проектов дисплеев указание узких бинов (например, GD для максимальной яркости, G3 для определенного зеленого оттенка) крайне важно, чтобы избежать видимых вариаций яркости или цвета на знаке.
8. Техническое сравнение и дифференциация
Основным дифференцирующим фактором этого светодиода является егоовальная геометрия линзы, которая не является обычной для стандартных круглых светодиодов. Эта форма обеспечивает настроенную диаграмму направленности, которая по своей природе более подходит для прямоугольных пикселей в вывесках, потенциально снижая оптические потери и повышая эффективность по сравнению с использованием рассеивателя над стандартным круглым светодиодом. Его сочетание высокой силы света (до 5760 мкд) и специально широкого горизонтального угла обзора ориентировано на нишу на рынке высокоярких дисплеев, отличая его от светодиодов общего назначения для индикации.
9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
9.1 Какова цель овальной формы?
Овальная форма создает асимметричную диаграмму направленности (110° в ширину, 60° в высоту), которая естественным образом соответствует прямоугольному формату большинства информационных знаков и пикселей, обеспечивая эффективное, равномерное освещение без потерь света.
9.2 Как интерпретировать коды бинов силы света (GA, GB и т.д.)?
Эти коды представляют собой отсортированные группы на основе измеренной яркости при 20мА. GA - самая тусклая группа (2781-3335 мкд), а GD - самая яркая (4800-5760 мкд). Указание бина обеспечивает единообразие в крупной установке.
9.3 Можно ли питать этот светодиод от источника напряжения?
Нет. Светодиоды - это приборы с токовым управлением. Прямое приложение напряжения вызовет неконтролируемый рост тока (из-за экспоненциальной ВАХ диода), что, вероятно, разрушит светодиод. Всегда используйте механизм ограничения тока.
9.4 В чем разница между пиковой длиной волны (522нм) и доминирующей длиной волны (528нм тип.)?
Пиковая длина волны - это единственная длина волны, на которой спектральная мощность максимальна. Доминирующая длина волны - это воспринимаемый цвет света, рассчитанный из всего спектра. Чувствительность человеческого глаза влияет на это значение, делая доминирующую длину волны более актуальной для спецификации цвета.
10. Пример практического применения
Сценарий: Проектирование переменного информационного знака (VMS) для автомагистрали
Инженер проектирует полноцветную панель VMS. Каждый пиксель состоит из красного, зеленого и силого субпикселей. Для зеленого субпикселя выбран светодиод 3474BFGR/MS.
Реализация:Светодиоды расположены на печатной плате в виде матрицы. Микросхема драйвера постоянного тока подает 20мА на каждую цепочку светодиодов. Овальная диаграмма направленности зеленого светодиода ориентирована так, чтобы его широкая ось 110° соответствовала горизонтальному направлению на автомагистрали, обеспечивая хорошую видимость для водителей на нескольких полосах. Вертикальная ось 60° ограничивает луч, чтобы избежать светового загрязнения. Чтобы обеспечить однородность цвета и яркости на большом знаке, заказ на закупку указывает бины GC для силы света и G3 для доминирующей длины волны. Правильный теплоотвод на металлической задней панели знака поддерживает температуру окружающей среды в пределах, сохраняя выходную мощность светодиода и его долговечность.
11. Принцип работы
Этот светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводнике. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу InGaN (нитрид индия-галлия), электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава InGaN определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны излучаемого света - в данном случае, в зеленом спектре (~522-535нм). Эпоксидная линза инкапсулирует чип, обеспечивает механическую защиту и имеет форму (овальную) для управления диаграммой направленности излучаемого света.
12. Тенденции и контекст отрасли
Светодиоды для вывесок и профессиональных дисплеев представляют собой специализированный сегмент более широкого рынка светодиодов. Тенденции включают:
Повышение эффективности:Постоянная разработка направлена на более высокую световую отдачу (больше светового потока на ватт электроэнергии), что позволяет создавать более яркие дисплеи или снижать энергопотребление.
Расширенный цветовой охват:Улучшения в технологии люминофоров и чипов позволяют получить более широкий цветовой охват для более ярких и точных дисплеев.
Миниатюризация и плотность:Существует постоянное стремление к уменьшению шага пикселей для дисплеев с более высоким разрешением, что требует светодиодов с меньшими размерами и точным оптическим контролем.
Интеллектуальные драйверы:Интеграция управляющей электроники ближе к светодиоду (например, COB - Chip-on-Board со встроенными драйверами) для создания более умных, адресуемых модулей дисплеев. Хотя это конкретное техническое описание описывает дискретный компонент для сквозного монтажа, основные требования к производительности (интенсивность, угол обзора, цвет) остаются фундаментальными для всех светодиодов для вывесок, независимо от эволюции упаковки.
Терминология спецификаций LED
Полное объяснение технических терминов LED
Фотоэлектрическая производительность
| Термин | Единица/Обозначение | Простое объяснение | Почему важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный. | Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии. |
| Световой поток | лм (люмен) | Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью". | Определяет, достаточно ли свет яркий. |
| Угол обзора | ° (градусы), напр., 120° | Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на диапазон освещения и равномерность. |
| Цветовая температура | K (Кельвин), напр., 2700K/6500K | Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии. |
| Индекс цветопередачи | Безразмерный, 0–100 | Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо. | Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи. |
| Допуск по цвету | Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый" | Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет. | Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов. |
| Доминирующая длина волны | нм (нанометры), напр., 620нм (красный) | Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов. | Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов. |
| Спектральное распределение | Кривая длина волны против интенсивности | Показывает распределение интенсивности по длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
Электрические параметры
| Термин | Обозначение | Простое объяснение | Соображения по проектированию |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | Vf | Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска". | Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов. |
| Прямой ток | If | Значение тока для нормальной работы светодиода. | Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток | Ifp | Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения. |
| Обратное напряжение | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой. | Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения. |
| Тепловое сопротивление | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше. | Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла. |
| Устойчивость к ЭСР | В (HBM), напр., 1000В | Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый. | В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов. |
Тепловой менеджмент и надежность
| Термин | Ключевой показатель | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа. | Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета. |
| Спад светового потока | L70 / L80 (часов) | Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной. | Прямо определяет "срок службы" светодиода. |
| Поддержание светового потока | % (напр., 70%) | Процент яркости, сохраняемый после времени. | Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании. |
| Смещение цвета | Δu′v′ или эллипс МакАдама | Степень изменения цвета во время использования. | Влияет на постоянство цвета в сценах освещения. |
| Термическое старение | Деградация материала | Ухудшение из-за длительной высокой температуры. | Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи. |
Упаковка и материалы
| Термин | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс. | EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы. |
| Структура чипа | Фронтальный, Flip Chip | Расположение электродов чипа. | Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности. |
| Фосфорное покрытие | YAG, Силикат, Нитрид | Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый. | Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI. |
| Линза/Оптика | Плоская, Микролинза, TIR | Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света. | Определяет угол обзора и кривую распределения света. |
Контроль качества и сортировка
| Термин | Содержимое бинов | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Бин светового потока | Код, напр. 2G, 2H | Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов. | Обеспечивает равномерную яркость в той же партии. |
| Бин напряжения | Код, напр. 6W, 6X | Сгруппировано по диапазону прямого напряжения. | Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы. |
| Бин цвета | 5-шаговый эллипс МакАдама | Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон. | Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства. |
| Бин CCT | 2700K, 3000K и т.д. | Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены. |
Тестирование и сертификация
| Термин | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест поддержания светового потока | Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости. | Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт оценки срока службы | Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80. | Обеспечивает научный прогноз срока службы. |
| IESNA | Общество инженеров по освещению | Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний. | Признанная отраслью основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть). | Требование доступа на рынок на международном уровне. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения. | Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность. |