Техническая спецификация овального светодиода 3474BKRR/MS - Овальная форма - 2.0x3.0x4.5мм - Прямое напряжение 1.6-2.6В - Ярко-красный - 120мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны спецификации овального светодиода с точными оптическими характеристиками. Основное назначение — использование в пассажирских информационных табло и аналогичных приложениях, требующих четкого, направленного освещения определенной области. Овальная форма и согласованные диаграммы направленности являются ключевыми особенностями, обеспечивающими эффективное смешение цветов в приложениях, где вместе с основным красным излучением используются желтый, синий или зеленый цвета.

Корпус устройства изготовлен из УФ-стойкого эпоксидного материала, что гарантирует долгосрочную надежность в условиях воздействия солнечного света. Соответствует ключевым экологическим и безопасностным стандартам, включая директиву ЕС RoHS, регламент ЕС REACH, и производится как бесгалогенный компонент (содержание брома <900 ppm, хлора <900 ppm, их сумма <1500 ppm).

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения в обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Прямой ток (I_F):50 мА (постоянный).
• Пиковый прямой ток (I_FP):160 мА. Допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц. Это позволяет кратковременно превышать номинальный ток, например, в мультиплексированных дисплеях.
• Рассеиваемая мощность (P_d):120 мВт. Это максимально допустимая мощность, рассеиваемая внутри устройства, рассчитываемая как Прямое напряжение (V_F) * Прямой ток (I_F). Работа вблизи этого предела требует тщательного управления тепловым режимом.
• Рабочая температура (T_opr):от -40 до +85 °C. Устройство рассчитано на промышленный температурный диапазон.
• Температура хранения (T_stg):от -40 до +100 °C.
• Температура пайки (T_sol):260 °C в течение 5 секунд. Определяет допустимый профиль оплавления при пайке.

2.2 Электрооптические характеристики (T_a=25°C)

Типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях испытаний.

• Сила света (I_v):1205-2490 мкд (тип.: 1605 мкд) при I_F=20мА. Высокая яркость подходит для табло, читаемых при дневном свете.
• Угол обзора (2θ_1/2):110° (по оси X) / 60° (по оси Y). Овальная диаграмма направленности обеспечивает широкое горизонтальное распределение и более сфокусированный вертикальный луч, что идеально для знаков, просматриваемых под разными горизонтальными углами.
• Пиковая длина волны (λ_p):632 нм (тип.). Длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):619-629 нм (тип.: 621 нм). Определяет воспринимаемый цвет света, который находится в области ярко-красного.
• Ширина спектра излучения (Δλ):20 нм (тип.). Мера спектральной чистоты излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):1.6 - 2.6 В при I_F=20мА. Падение напряжения на светодиоде при протекании тока. Этот диапазон необходимо учитывать при проектировании драйвера.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (макс.) при V_R=5В. Очень низкий ток утечки в закрытом состоянии.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения цветовой и яркостной однородности в производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

3.1 Биннинг по силе света

Бины определяются с допуском ±10% от номинальных значений. Коды бинов (RA, RB, RC, RD) представляют возрастающие уровни минимальной силы света при 20мА.

• RA:1205 - 1445 мкд
• RB:1445 - 1730 мкд
• RC:1730 - 2075 мкд
• RD:2075 - 2490 мкд

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Бины длины волны обеспечивают однородный воспринимаемый красный цвет с жестким допуском ±1нм. Бины помогают подбирать светодиоды для приложений, где критична цветовая однородность.

• R1:619 - 624 нм
• R2:624 - 629 нм

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько характеристических кривых, необходимых для понимания поведения устройства в различных рабочих условиях.

4.1 Спектральное распределение

КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от длины волныпоказывает типичный узкий спектр излучения с центром около 632 нм, что характерно для технологии материала AlGaInP, обеспечивающей высокоэффективное красное свечение.

4.2 ВАХ и эффективность

КриваяПрямой ток в зависимости от прямого напряжениядемонстрирует стандартную экспоненциальную зависимость диода. КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от прямого токав нормальном рабочем диапазоне (до 50мА) в основном линейна, что указывает на стабильную эффективность. Конструкторам необходимо обеспечить, чтобы драйвер подавал стабильный ток, а не напряжение, для поддержания постоянной светоотдачи.

4.3 Тепловые характеристики

КривыеОтносительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей средыиПрямой ток в зависимости от температуры окружающей средыкритически важны для управления тепловым режимом. Сила света обычно снижается при повышении температуры перехода. Прямое напряжение также имеет отрицательный температурный коэффициент (уменьшается с температурой), что необходимо учитывать в схемах с постоянным напряжением, чтобы избежать теплового разгона. Для работы с высоким током или при высокой температуре окружающей среды рекомендуется использовать достаточную площадь меди на печатной плате или теплоотвод.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод выполнен в стандартном корпусе для поверхностного монтажа. Ключевые размеры включают шаг выводов (2.54 мм), что является стандартным для адаптации под монтаж в отверстия или прямой монтаж на плату. Овальная линза выступает из основного корпуса. Все неуказанные размеры имеют допуск по умолчанию ±0.25 мм. Максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1.5 мм, что важно для обеспечения зазора при сборке печатной платы.

5.2 Идентификация полярности

Катод обычно обозначается плоской стороной на линзе, выемкой на корпусе или более коротким выводом (если выводы присутствуют в варианте для монтажа в отверстия). Для определения конкретного маркера на данной модели 3474BKRR/MS следует обратиться к диаграмме в спецификации. Правильная полярность необходима для предотвращения повреждения при обратном смещении.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением

Устройство выдерживает пиковую температуру пайки 260°C в течение 5 секунд. Это соответствует стандартным профилям бессвинцовой (SnAgCu) пайки оплавлением. Температуру следует измерять на выводе светодиода, а не в воздухе печи.

6.2 Критические меры предосторожности

• Формовка выводов:При изгибе выводов делайте это на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной колбы. Выполняйте изгиб до пайки, чтобы избежать нагрузки на паяное соединение. Используйте соответствующие инструменты, чтобы избежать напряжения на корпусе, которое может привести к растрескиванию эпоксидной смолы или повреждению внутренних проводящих связей.
• Выравнивание отверстий на печатной плате:Отверстия на печатной плате должны точно совпадать с выводами светодиода. Монтаж под механическим напряжением может со временем ухудшить герметичность эпоксидного уплотнения и производительность светодиода.
• Расположение паяного соединения:Соблюдайте расстояние более 3 мм от паяного соединения до эпоксидной колбы. Рекомендуется пайка за пределами основания перемычки.

6.3 Условия хранения

После получения светодиоды следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70%. Рекомендуемый срок хранения в таком состоянии — 3 месяца. Для более длительного хранения (до 1 года) устройства должны храниться в герметичном контейнере с азотной атмосферой и осушителем для предотвращения поглощения влаги, что критически важно для соответствия уровню чувствительности к влаге (MSL) и предотвращения \"вспучивания\" (popcorning) во время пайки оплавлением.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации упаковки

Устройство поставляется в влагозащитной упаковке. Стандартное количество в упаковке — 2500 штук во внутренней коробке, 10 внутренних коробок (всего 25 000 штук) в основной внешней коробке. Компоненты размещены на перфорированной несущей ленте с определенными размерами для автоматического монтажного оборудования.

7.2 Объяснение маркировки и номер модели

Этикетка на катушке содержит важную информацию для прослеживаемости и правильного применения: Партномер заказчика (CPN), Партномер производителя (P/N), Количество в упаковке (QTY), а также конкретные коды бининга для Силы света (CAT), Доминирующей длины волны (HUE) и Прямого напряжения (REF), вместе с номером производственной партии.

Полное обозначение продукта следует шаблону:3474 B K R R - □ □ □ □

• 3474:Тип/размер корпуса.
• B:Вероятно, указывает на яркость или конкретную серию.
• K:Может обозначать цвет (хотя специфично для данного красного варианта).
• R R:Обозначает цвет \"Ярко-красный\".
• - □ □ □ □:Эти заполнители представляют конкретные коды бининга для Интенсивности (CAT), Длины волны (HUE) и Напряжения (REF), выбранные для заказа.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Пассажирские информационные табло (PIS):В автобусах, поездах и аэропортах, где важны высокая яркость и широкий горизонтальный угол обзора.
• Информационные табло и табло переменной информации (VMS):Для дорожной информации, рекламы и публичных объявлений. Овальный луч помогает создать равномерное освещение отдельных пикселей или сегментов.
• Цветные графические знаки и коммерческая наружная реклама:Используется как красный элемент в полноцветных или многоцветных дисплеях. Его согласованная диаграмма направленности способствует смешению цветов с соседними синими, зелеными или желтыми светодиодами.

8.2 Соображения при проектировании

• Управление током:Всегда используйте драйвер постоянного тока. Рекомендуемый рабочий ток — 20 мА для типичной яркости, но его можно увеличить до 50 мА непрерывно для большей светоотдачи, учитывая возросшее рассеивание мощности и потребности в тепловом управлении.
• Последовательное/параллельное соединение:При последовательном соединении нескольких светодиодов убедитесь, что напряжение драйвера учитывает сумму прямых напряжений (учитывая макс. V_F). При параллельном соединении каждый светодиод должен иметь свой собственный токоограничивающий резистор, чтобы учесть разброс V_Fпо бинам и предотвратить перераспределение тока.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 110°x60° является неотъемлемым свойством линзы корпуса. Вторичная оптика (рассеиватели, линзы) может использоваться для дальнейшего формирования луча при необходимости, но основная диаграмма хорошо подходит для знаков прямого обзора.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со стандартными светодиодами с круглой линзой, эта овальная лампа предлагает ключевое преимущество: асимметричную диаграмму направленности (110° x 60°), которая естественным образом соответствует прямоугольной форме типичных сегментов или пикселей знаков. Это обеспечивает более эффективное использование света, уменьшая бесполезное рассеивание света за пределами желаемой зоны обзора и потенциально позволяя использовать более низкие токи для достижения той же воспринимаемой яркости знака с целевого коридора обзора. Его высокая сила света (до 2490 мкд) делает его конкурентоспособным для наружных применений и применений с высоким уровнем окружающей освещенности, где требуется превосходная контрастность.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между пиковой длиной волны (632нм) и доминирующей длиной волны (~621нм)?

Пиковая длина волны (λ_p) — это физическая длина волны, на которой выходная оптическая мощность максимальна. Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение, соответствующее воспринимаемому человеческим глазом цвету, основанное на всем спектре излучения и колориметрических функциях МКО. Для монохроматических светодиодов, таких как этот красный, они близки, но не идентичны. Доминирующая длина волны более актуальна для спецификации цвета в дисплеях.

10.2 Могу ли я питать этот светодиод током 50 мА непрерывно?

Да, 50 мА — это абсолютный максимальный непрерывный прямой ток. Однако работа на этом пределе будет генерировать больше тепла (P_d≈ V_F*I_F). Вы должны обеспечить, чтобы конструкция печатной платы обеспечивала адекватный теплоотвод (достаточная площадь меди, возможные тепловые переходные отверстия), чтобы поддерживать температуру перехода светодиода в безопасных пределах, особенно при высоких температурах окружающей среды. Снижение тока (например, до 30-40 мА) улучшит долгосрочную надежность и сохранение светового потока.

10.3 Почему срок хранения ограничен 3 месяцами, и что такое MSL?

Эпоксидный корпус поглощает влагу из воздуха. При воздействии высокой температуры пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может привести к растрескиванию корпуса (\"вспучиванию\", popcorning). Рекомендация по хранению в 3 месяца предполагает стандартные условия заводской упаковки. Для более длительного хранения упаковка в азоте с осушителем сбрасывает счетчик воздействия влаги. Уровень чувствительности к влаге (MSL), который следует проверять на этикетке упаковки, определяет точный срок годности после вскрытия сухого пакета.

11. Пример практического использования

Сценарий: Проектирование однострочного красно-буквенно-цифрового табло переменной информации для автобуса.

1. Расположение пикселей:Овальные светодиоды расположены в виде матрицы 5x7 точек для каждого символа. Их горизонтальный угол обзора 110° обеспечивает читаемость сообщения с мест через проход.
2. Схема управления:Выбран специализированный драйвер светодиодов постоянного тока, настроенный на подачу 20 мА на канал. Светодиоды в столбце соединены последовательно, драйвер управляет суммарным прямым напряжением.
3. Тепловое управление:Печатная плата спроектирована с большими полигонами меди, соединенными с катодными контактными площадками светодиодов, которые действуют как теплораспределители. Температура окружающей среды в салоне автобуса считается в пределах от -40 до +85°C.
4. Биннинг:Для обеспечения однородного внешнего вида дисплея в заказе указываются светодиоды из одного бина доминирующей длины волны (R1 или R2) и узкого диапазона бинов силы света (например, только RB и RC).

12. Введение в технологический принцип

Данный светодиод использует полупроводниковый кристалл из AlGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия). При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области кристалла, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретное соотношение алюминия, галлия и индия в кристаллической решетке определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны излучаемого света — в данном случае красного (~621-632 нм). Овальная эпоксидная линза прецизионно отлита для управления диаграммой направленности, внутренне отражая и преломляя свет для достижения желаемого угла обзора 110°x60°.

13. Отраслевые тренды

Тренд в области светодиодов для знаков и дисплеев продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), что позволяет снизить энергопотребление и тепловую нагрузку. Также уделяется внимание улучшению цветовой однородности и ужесточению допусков бининга для создания бесшовных дисплеев большого формата. Кроме того, надежность и долговечность в жестких условиях окружающей среды (УФ, температурные циклы, влажность) остаются ключевыми драйверами для совершенствования материалов и упаковки, например, использования более прочных силиконовых компаундов вместо традиционной эпоксидной смолы.