Техническая спецификация светодиода овальной формы 3474BKGR/MS - Овальный корпус - 2.4-3.4В - 30мА - Ярко-зеленый - Технический документ

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики светодиодной лампы овальной формы с точными оптическими параметрами. Основное назначение данного компонента - использование в пассажирских информационных табло и аналогичных приложениях, требующих четкого, определенного освещения. Его овальная форма и согласованные диаграммы направленности спроектированы для обеспечения эффективного смешения цветов в приложениях, где используются желтый, синий или красный цвета вместе с основным зеленым излучением.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Лампа предлагает несколько ключевых преимуществ, делающих ее подходящей для требовательных дисплейных приложений:

• Высокая сила света:Обеспечивает высокий уровень яркости, необходимый для читаемых при дневном свете табло.
• Овальная форма и определенная диаграмма направленности:Уникальная овальная линза создает специфичную пространственную диаграмму направленности (угол обзора 110° x 60°), оптимизируя распределение света для прямоугольных или овальных апертур знаков.
• Материалы и соответствие стандартам:Изготовлена из УФ-стойкой эпоксидной смолы для долговечности на открытом воздухе. Продукт соответствует стандартам RoHS, EU REACH и бесгалогенным стандартам (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), обеспечивая соблюдение экологических и безопасностных требований.

Целевые рынки и области применения четко определены для графических и информационных дисплеев:

• Цветные графические знаки
• Информационные табло
• Табло переменной информации (VMS)
• Коммерческая наружная реклама

2. Технические параметры: Подробный объективный анализ

В данном разделе представлен детальный объективный анализ электрических, оптических и тепловых характеристик лампы, как определено в спецификации. Все параметры указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C, если не оговорено иное.

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Эти характеристики определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Для надежной долгосрочной работы не рекомендуется эксплуатация на этих пределах или близко к ним.

• Обратное напряжение (V_R):5В. Превышение этого напряжения в обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Прямой ток (I_F):30мА (непрерывный).
• Пиковый прямой ток (I_FP):100мА (при скважности 1/10, 1кГц). Только для импульсного режима работы.
• Рассеиваемая мощность (P_d):110мВт. Максимально допустимая мощность, рассеиваемая в виде тепла.
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +85°C. Диапазон температуры окружающей среды для нормальной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +100°C.
• Температура пайки (T_sol):260°C в течение 5 секунд. Это определяет допустимый профиль оплавления при пайке.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры определяют световой выход и электрическое поведение в нормальных рабочих условиях (I_F=20мА).

• Сила света (I_v):2781-5760 мкд (типичное: 4635 мкд). Это основной показатель яркости. Широкий диапазон управляется через систему сортировки (см. Раздел 3).
• Угол обзора (2θ_1/2):110° (ось X) / 60° (ось Y). Это подтверждает овальную диаграмму направленности.
• Пиковая длина волны (λ_p):522 нм (типичное). Длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):520-535 нм (типичное: 528 нм). Воспринимаемый цвет света, также управляемый через сортировку.
• Ширина спектра излучения (Δλ):20 нм (типичное). Спектральная ширина излучаемого света на половине максимальной интенсивности (FWHM).
• Прямое напряжение (V_F):2.4В - 3.4В (при I_F=20мА). Падение напряжения на светодиоде при протекании тока.
• Обратный ток (I_R):50 мкА (макс.) при V_R=5В. Небольшой ток утечки при обратном смещении светодиода.

2.3 Тепловые характеристики

Хотя они не перечислены в отдельной таблице, управление тепловым режимом подразумевается через номинальную рассеиваемую мощность (P_d) и диапазон рабочей температуры. Кривые производительности (Раздел 4) показывают, как световой выход и прямой ток зависят от температуры окружающей среды, что критически важно для наружных применений, подверженных экстремальным температурам.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия яркости и цвета в конечных продуктах светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым параметрам. В спецификации определены две основные категории сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на четыре группы (GA, GB, GC, GD) на основе измеренной силы света при 20мА. Допуск по силе света составляет ±10% внутри каждой группы.

• Группа GA:2781 - 3335 мкд
• Группа GB:3335 - 4000 мкд
• Группа GC:4000 - 4800 мкд
• Группа GD:4800 - 5760 мкд

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Светодиоды также сортируются на пять групп (G1-G5) на основе их доминирующей длины волны, которая определяет точный оттенок зеленого. Допуск по доминирующей длине волны составляет ±1 нм внутри каждой группы.

• Группа G1:520 - 523 нм
• Группа G2:523 - 526 нм
• Группа G3:526 - 529 нм
• Группа G4:529 - 532 нм
• Группа G5:532 - 535 нм

Указание групп при заказе позволяет разработчикам добиться единообразия цвета и яркости на всем дисплее.

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые визуально демонстрируют поведение устройства в различных условиях, что крайне важно для надежной схемотехнической и тепловой разработки.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает распределение спектральной мощности с пиком около 522 нм (зеленый) и типичной шириной (FWHM) 20 нм. Она подтверждает монохроматическую природу источника света.

4.2 Диаграмма направленности

Эта полярная диаграмма иллюстрирует пространственную диаграмму направленности, визуально подтверждая овальную форму луча 110° x 60°. Это ключевой момент для оптического проектирования в сборках знаков.

4.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Этот график показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением. Он необходим для проектирования схемы драйвера с ограничением тока. Кривая будет смещаться с изменением температуры.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой выход относительно линейно зависит от тока вплоть до номинального уровня, но разработчики не должны превышать Предельные эксплуатационные характеристики.

4.5 Кривые зависимости от температуры

Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает уменьшение светового выхода с ростом температуры окружающей среды, что является критическим фактором для наружных применений. В высокотемпературных средах может потребоваться надлежащий теплоотвод или снижение номинальных характеристик.
Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Вероятно, показывает необходимую корректировку для поддержания постоянного светового выхода или других параметров при изменении температуры, что важно для драйверов постоянного тока с тепловой обратной связью.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Спецификация включает детальный чертеж с размерами. Ключевые особенности включают:

• Общий размер корпуса и расстояние между выводами.
• Расположение и размер эпоксидной линзы.
• Длина и толщина выводов.
• Примечание:Размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.25мм, если не указано иное. Максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1.5мм.

5.2 Определение полярности

Катодный (отрицательный) вывод обычно идентифицируется по плоскому участку на ободке корпуса светодиода, более короткому выводу (если обрезан) или маркировке на чертеже. Для точного метода идентификации данного корпуса следует обратиться к чертежу в спецификации.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение крайне важно для сохранения надежности и производительности.

6.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3мм от основания эпоксидной колбы.
• Выполняйте формовку выводовдо soldering.
• Избегайте механических напряжений на корпус во время формовки, чтобы предотвратить внутренние повреждения или поломку.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре. Обрезка при высокой температуре может вызвать отказ.
• Убедитесь, что отверстия на печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажных напряжений, которые могут ухудшить состояние эпоксидной смолы и светодиода.

6.2 Пайка

• Номинальная температура пайки составляет 260°C в течение 5 секунд (время контакта при оплавлении или ручной пайке).
• Соблюдайте расстояние более 3мм от места пайки до эпоксидной колбы, чтобы предотвратить тепловое повреждение.

6.3 Условия хранения

• Рекомендуемые условия хранения после получения: ≤30°C и ≤70% относительной влажности.
• Срок годности при этих условиях: 3 месяца.
• Для хранения более 3 месяцев и до 1 года поместите компоненты в герметичный контейнер с азотной атмосферой и влагопоглощающим материалом.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Влагостойкая упаковка

Компоненты поставляются во влагостойкой упаковке, обычно включающей осушитель и индикаторные карточки влажности, чтобы предотвратить поглощение влаги во время хранения и транспортировки.

7.2 Спецификации на ленте и катушке

Светодиоды поставляются на несущей ленте и катушке для автоматизированной сборки. В спецификации приведены подробные размеры несущей ленты, включая шаг карманов (P=12.70мм), размеры полости для компонента и ширину ленты (W1=13.00мм, W3=18.00мм).

7.3 Количества в упаковке

• 2500 штук во внутренней коробке.
• 10 внутренних коробок в основной (внешней) коробке (всего 25 000 штук).

7.4 Расшифровка маркировки и нумерация моделей

Этикетка на катушке включает ключевую информацию: Заказной номер детали (CPN), Номер продукта (P/N), Количество (QTY), а также конкретные коды сортировки для Силы света (CAT), Доминирующей длины волны (HUE) и Прямого напряжения (REF), вместе с номером партии.
Номер модели следует структуре типа:3474 B K G R - □ □ □ □, где поля, вероятно, обозначают тип корпуса (3474), цвет/тип линзы, цвет кристалла, а пустые квадраты - для выбранных кодов групп интенсивности, длины волны и напряжения.

8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

8.1 Типовые схемы включения

Для данного светодиода требуется драйвер постоянного тока или токоограничивающий резистор, включенный последовательно с источником напряжения. Значение резистора (R) можно рассчитать по формуле: R = (V_{источника}- V_F) / I_F. Всегда используйте максимальное значение V_Fиз спецификации для консервативного проектирования, чтобы гарантировать, что ток не превысит желаемый уровень. Например, при питании 5В и целевом токе I_F=20мА: R = (5В - 3.4В) / 0.02А = 80 Ом. Подойдет стандартный резистор 82 Ом.

8.2 Конструктивные соображения для дисплейных приложений

• Однородность:Указывайте узкие коды групп (CAT и HUE) для силы света и длины волны, чтобы обеспечить визуальную согласованность на многосветодиодном дисплее.
• Теплоотвод:Для работы с высокой яркостью или при высоких температурах окружающей среды (например, наружные знаки под прямым солнцем) продумайте разводку печатной платы для отвода тепла. Работа при более низких токах может увеличить срок службы.
• Оптическая интеграция:Овальная диаграмма направленности луча должна соответствовать форме световода или рассеивателя в знаке, чтобы максимизировать эффективность и характеристики угла обзора.
• Выбор драйвера:Используйте драйверы с соответствующей стабильностью тока и, по возможности, с тепловой защитой (thermal fold-back) для защиты светодиодов в экстремальных условиях.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Хотя прямое сравнение требует данных конкретных конкурентов, ключевыми отличительными факторами данного светодиода, основанными на его спецификации, являются:

• Овальная линза для прямоугольных апертур:В отличие от стандартных круглых светодиодов, форма его луча изначально более эффективна для освещения типичных прямоугольных сегментов буквенно-цифровых или графических дисплеев, потенциально уменьшая необходимое количество светодиодов или улучшая однородность.
• Согласованное излучение для смешения цветов:Он специально охарактеризован для использования в системах, комбинирующих цвета, что предполагает, что его спектральные и пространственные свойства спроектированы для предсказуемого взаимодействия с фильтрами или другими цветными светодиодами.
• Сортировка по высокой интенсивности:Предложение групп до 5760 мкд предоставляет вариант высокой яркости для приложений, читаемых при солнечном свете.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_p):Физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность. Это свойство полупроводникового материала.
Доминирующая длина волны (λ_d):Воспринимаемый цвет света. Он определяется тем, как человеческий глаз реагирует на полный спектр светодиода. Для монохроматического зеленого светодиода они часто близки, но λ_dявляется критическим параметром для согласования цветов в дисплеях.

10.2 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 30мА?

Да, 30мА - это номинальный непрерывный прямой ток (I_F). Однако работа на максимальном номинале будет генерировать больше тепла и может снизить долгосрочную надежность. Для оптимального срока службы, особенно в высокотемпературных средах, часто рекомендуется питание более низким током (например, 20мА), принимая пропорциональное снижение светового выхода.

10.3 Как интерпретировать угол обзора 110°/60°?

Это эллиптический конус. Интенсивность света падает до половины своего максимального значения (точки половинной интенсивности) на 55 градусов влево и вправо от центральной оси (всего 110°) в плоскости X, и на 30 градусов вверх и вниз (всего 60°) в плоскости Y. Это создает широкий, короткий луч, идеальный для горизонтальных знаков, просматриваемых с различных углов.

10.4 Почему важны условия хранения и срок годности?

Корпуса светодиодов могут поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки эта захваченная влага может быстро расширяться, вызывая внутреннее расслоение или эффект "попкорна", который раскалывает эпоксидную смолу и разрушает устройство. Предписанные условия хранения и срок годности минимизируют этот риск.

11. Пример практического применения

Сценарий: Проектирование пассажирского информационного табло на автобусной остановке.
Разработчик создает наружный знак, отображающий номера маршрутов и время. Знак использует темный фон с вырезанными символами, которые подсвечиваются сзади.

1. Выбор компонентов:Овальный светодиод выбран, потому что форма его луча эффективно освещает высокие узкие сегменты символов. Высокая сила света (с указанием группы GC или GD) обеспечивает читаемость при дневном свете.
2. Проектирование схемы:Выбрана микросхема драйвера постоянного тока для обеспечения стабильного тока 20мА на каждую цепочку светодиодов, компенсируя вариации прямого напряжения и обеспечивая равномерную яркость. Выходное напряжение драйвера рассчитывается на основе суммы максимальных значений V_Fсветодиодов, включенных последовательно, плюс запас.
3. Тепловое проектирование:Печатная плата спроектирована с теплоотводящими площадками и крепится к металлическому шасси знака, выступая в качестве радиатора, поддерживая температуру p-n перехода светодиода в безопасных пределах в летнюю жару.
4. Закупка:В заказе указывается полный номер детали, включая желаемые коды групп силы света (CAT) и доминирующей длины волны (HUE), чтобы гарантировать единообразие всех производимых знаков.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод является твердотельным источником света на основе полупроводникового диода. Основным материалом является нитрид индия-галлия (InGaN), как указано в руководстве по выбору устройства. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода (V_F), электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводникового кристалла. В кристалле InGaN эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света) с длиной волны, соответствующей ширине запрещенной зоны материала, которая настроена на излучение зеленого света (~522 нм). Затем эпоксидная линза формирует излучаемый свет в определенную овальную диаграмму направленности.

13. Технологические тренды (объективный контекст)

Светодиоды для знаков и дисплейных приложений продолжают развиваться. Общие отраслевые тренды, которые предоставляют контекст для данного типа компонента, включают:

• Повышение эффективности (лм/Вт):Постоянные улучшения в конструкции кристаллов и материалах обеспечивают более высокий световой выход при том же электрическом входе, снижая энергопотребление и тепловую нагрузку.
• Миниатюризация:Корпуса продолжают уменьшаться при сохранении или увеличении светового выхода, что позволяет создавать дисплеи с более высоким разрешением.
• Улучшенная цветовая согласованность:Продвинутая сортировка и контроль производства позволяют достичь более жестких допусков по длине волны и интенсивности, что критически важно для больших однородных дисплеев.
• Повышенная надежность:Улучшения в материалах эпоксидной смолы, корпусировании и тепловом управлении приводят к увеличению срока службы, что особенно важно для труднодоступных наружных установок.
• Интеллектуальная интеграция:Более широкий тренд включает интеграцию управляющей электроники или датчиков непосредственно со светодиодными корпусами, хотя данный конкретный компонент является дискретным, традиционным светодиодом.