Техническая спецификация светодиода овальной формы 3474DKBR/MS - Синий цвет - Прямой ток 20 мА - Максимальное прямое напряжение 3.4 В

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики прецизионного светодиода овальной формы. Основное назначение данного компонента — служить высокопроизводительным источником света для систем пассажирской информации и различных приложений в области световой сигнализации. Его определяющая особенность — овальная геометрия линзы, создающая четкую асимметричную диаграмму направленности, что делает его особенно подходящим для смешения цветов в знаках, требующих получения желтого, красного или зеленого свечения с помощью вторичной оптики или фильтров.

Корпус устройства изготовлен из эпоксидной смолы, устойчивой к УФ-излучению, что обеспечивает долгосрочную надежность и стабильность цвета в условиях наружного применения. Компонент соответствует ключевым экологическим нормам, включая RoHS, EU REACH и стандарты по отсутствию галогенов, с жестким контролем содержания брома и хлора.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Ключевые преимущества данного светодиода включают высокую выходную световую интенсивность, специализированную овальную диаграмму направленности для равномерного освещения знаков и надежную конструкцию для требовательных применений. Целевой рынок охватывает производителей транспортной инфраструктуры, коммерческой рекламы и систем общественной информации. Основные области применения:

• Цветные графические знаки и информационные табло
• Переменные информационные знаки (ПИЗ) для управления дорожным движением
• Коммерческие наружные рекламные дисплеи

2. Технические параметры: Подробная объективная интерпретация

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эксплуатационные пределы устройства определены для конкретных условий окружающей среды (Ta=25°C). Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению.

• Обратное напряжение (V_R):5 В. Максимальное напряжение, которое может быть приложено в обратном направлении к выводам светодиода.
• Прямой ток (I_F):30 мА (постоянный). Рекомендуемый максимальный постоянный ток для надежной работы.
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10 @ 1 кГц) и не должен использоваться для непрерывной работы.
• Рассеиваемая мощность (P_d):110 мВт. Максимальная мощность, которую корпус может рассеять в виде тепла.
• Рабочая и температура хранения:Диапазон от -40°C до +85°C (рабочая) и от -40°C до +100°C (хранение).
• Температура пайки:Выдерживает 260°C в течение 5 секунд, совместимо со стандартными процессами групповой пайки оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

Параметры указаны для стандартного испытательного тока I_F=20 мА и Ta=25°C.

• Сила света (I_v):Диапазон от минимум 934 мкд до максимум 2130 мкд, типичное значение 1140 мкд. Эта высокая интенсивность критически важна для видимости знаков при дневном свете.
• Угол обзора (2θ_1/2):Асимметричный: 90° (ось X) на 45° (ось Y). Эта овальная диаграмма спроектирована так, чтобы соответствовать типичному соотношению сторон информационного текста и символов на знаках.
• Пиковая и доминирующая длина волны:Кристалл излучает в синем спектре. Пиковая длина волны (λ_p) обычно составляет 468 нм. Доминирующая длина волны (λ_d) находится в диапазоне от 460 нм до 475 нм, разделена на группы (бины).
• Прямое напряжение (V_F):От 2.4 В до 3.4 В при токе 20 мА. Конструкторам необходимо учитывать это падение напряжения при проектировании схем управления.
• Обратный ток (I_R):Максимум 50 мкА при V_R=5 В, что указывает на высокое качество p-n перехода.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

Для обеспечения однородности цвета и яркости в конечных продуктах светодиоды сортируются на группы (бины) по ключевым параметрам.

3.1 Сортировка по силе света

Интенсивность разделена на пять бинов (от BA до BE), каждый с определенным диапазоном мин./макс., измеренным при I_F=20 мА. Общий допуск составляет ±10%. Например, бин BC охватывает диапазон от 1340 до 1600 мкд. Системные инженеры должны указывать требуемый бин или учитывать возможные вариации яркости между разными производственными партиями.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Длина волны разделена на пять бинов (от B1 до B5), каждый охватывает 3 нм, от 460-463 нм (B1) до 472-475 нм (B5). Допуск составляет ±1 нм. Такая точная сортировка позволяет осуществлять строгий контроль цвета, что особенно важно, когда синий светодиод используется с люминофорами или фильтрами для создания других цветов.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько характеристических кривых, которые жизненно важны для понимания поведения устройства в различных условиях.

4.1 Спектральное распределение и направленность

Кривая«Относительная интенсивность в зависимости от длины волны»показывает узкую спектральную полосу (Δλ) приблизительно 20 нм, центрированную в синей области. График«Направленность»наглядно подтверждает асимметричную овальную диаграмму направленности, где интенсивность падает до половины от пикового значения при указанных углах 90° и 45°.

4.2 Электрические и тепловые характеристики

Кривая«Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V)»демонстрирует типичную экспоненциальную зависимость диода. Кривая«Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока»показывает, что световой выход увеличивается с ростом тока, но может стать сублинейным при более высоких токах из-за тепловых эффектов. Кривые«Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды»и«Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды»демонстрируют негативное влияние повышения температуры как на световой выход, так и на требуемый ток управления при фиксированном напряжении, подчеркивая важность теплового менеджмента в конструкции приложения.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и чертеж

Механический чертеж определяет физические размеры овального светодиода. Ключевые размеры включают расстояние между выводами (шаг), общий размер корпуса и выступ эпоксидной линзы. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Максимальный выступ смолы ниже фланца составляет 1.5 мм, что важно для обеспечения зазора при окончательной сборке.

5.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Полярность указывается физической структурой выводов (обычно более длинный вывод или плоская сторона на корпусе). Для идентификации анода и катода следует обратиться к чертежу в спецификации. Конструкция контактных площадок на печатной плате должна соответствовать рекомендуемому посадочному месту для обеспечения качественной пайки и механической стабильности.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Формовка выводов и обращение

• Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной колбы, чтобы избежать трещин от напряжения.
• Формовка выводов должна быть завершенадопроцесса пайки.
• Чрезмерное механическое напряжение на корпус во время обращения или установки на печатную плату может повредить внутренний кристалл или проводные соединения, ухудшив производительность или вызвав отказ.
• Выводы следует обрезать при комнатной температуре.

6.2 Условия хранения

Для предотвращения поглощения влаги, которое может вызвать \"вспучивание\" (popcorning) во время пайки оплавлением, светодиоды должны храниться при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70%. Срок хранения с момента отгрузки составляет 3 месяца. Для более длительного хранения (до одного года) устройства должны храниться в герметичном влагозащитном пакете с осушителем и в атмосфере азота.

6.3 Процесс пайки

Во время волновой или ручной пайки паяное соединение должно находиться на расстоянии не менее 3 мм от эпоксидного корпуса, чтобы предотвратить тепловой удар и повреждение смолы. Устройство рассчитано на пиковую температуру пайки 260°C в течение 5 секунд, что соответствует стандартным профилям бессвинцовой пайки оплавлением.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Влагозащитная упаковка

Компоненты поставляются во влагозащитной упаковке, обычно на несущей ленте в катушке. Спецификация включает подробные размеры несущей ленты, включая шаг карманов (P=12.70 мм), ширину ленты (W3=18.00 мм) и другие критические размеры для автоматического монтажного оборудования.

7.2 Расшифровка маркировки и количество в упаковке

Маркировка на катушке содержит важную информацию: номер детали заказчика (CPN), номер детали производителя (P/N), количество (QTY) и конкретные коды сортировки для силы света (CAT), доминирующей длины волны (HUE) и прямого напряжения (REF). Стандартное количество в упаковке — 2500 штук во внутренней коробке, 10 внутренних коробок (25 000 штук) в основной внешней коробке.

7.3 Обозначение модели

Номер детали 3474DKBR/MS следует структурированному формату, где \"3474\" вероятно указывает на серию или тип корпуса, \"D\" может обозначать цвет (синий/рассеянный), а последующие буквы указывают на бины производительности или другие варианты. Квадраты-заполнители (□□□□) в конце предназначены для указания точных кодов бинов (например, CAT и HUE) при заказе.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Данный светодиод должен управляться источником постоянного тока, а не постоянного напряжения, чтобы обеспечить стабильный световой выход и предотвратить тепловой разгон. Простой последовательный резистор может использоваться со стабильным источником постоянного напряжения, рассчитываемый как R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Например, при питании 5 В и типичном V_F=3.0 В при 20 мА, R = (5-3)/0.02 = 100 Ом. Мощность резистора должна быть I²R = 0.04 Вт, поэтому резистора мощностью 1/8 Вт или 1/4 Вт достаточно.

8.2 Вопросы проектирования

• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность мала, поддержание низкой температуры перехода является ключом к долгосрочной надежности и стабильности светового выхода, особенно в закрытых знаках или при высоких температурах окружающей среды.
• Оптическая интеграция:Овальная диаграмма направленности спроектирована для работы с рассеивателями, световодами или цветными фильтрами, обычно используемыми в светосигнальной технике. Ориентация светодиода (какая ось соответствует 90°, а какая 45°) должна учитываться при разводке печатной платы.
• Защита от ЭСР:Хотя явно не указано как чувствительное, применение стандартных мер предосторожности от электростатического разряда при обращении и сборке считается хорошей практикой для всех полупроводниковых приборов.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Основное отличие данного светодиода заключается в егоовальной диаграмме направленности. Большинство стандартных светодиодов имеют круглый (симметричный) угол обзора. Эта специализированная диаграмма обеспечивает более эффективное распределение света для прямоугольных элементов знаков, потенциально сокращая количество светодиодов, необходимых для равномерного освещения, по сравнению с использованием светодиодов с круглой диаграммой. Кроме того, его высокая световая интенсивность (до 2130 мкд) делает его конкурентоспособным для применений, требующих высокой яркости.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять этим светодиодом на его максимальном постоянном токе 30 мА?

О: Да, но вы должны обеспечить адекватный тепловой менеджмент. Работа при 30 мА даст более высокий световой выход, но также приведет к большему выделению тепла, что может сократить срок службы и вызвать смещение длины волны. Испытательное условие 20 мА является стандартным для указания характеристик.

В: В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λ_p) — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λ_d) — это длина волны монохроматического света, которая соответствует воспринимаемому цвету светодиода. λ_dболее актуальна для колориметрических применений.

В: Почему условия хранения так специфичны (3 месяца, затем азот)?

О: Эпоксидный корпус может поглощать влагу из воздуха. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро испаряться, создавая внутреннее давление, которое может расслоить корпус или растрескать эпоксидную смолу — явление, известное как \"вспучивание\" (popcorning). Уровень чувствительности к влаге (MSL) диктует эти требования к хранению и обращению.

11. Пример практического применения

Сценарий: Проектирование однострочного переменного информационного знака (ПИЗ) для автомагистрали.

Знак требует ярких, равномерно освещенных символов. Конструктор выбирает этот овальный светодиод. Несколько светодиодов размещаются за сегментированной рассеивающей панелью, формируя каждый символ. Светодиоды ориентированы так, чтобы широкая ось 90° совпадала с горизонтальной шириной штриха символа, а узкая ось 45° — с вертикальной высотой. Такая ориентация в сочетании с рассеивателем обеспечивает равномерное распределение света по ширине штриха без чрезмерного засвета соседних сегментов, улучшая контраст и читаемость. Плата драйвера постоянного тока спроектирована для подачи 20 мА на каждую последовательную цепочку светодиодов, с указанием соответствующих кодов бинов (например, BC для интенсивности, B4 для длины волны) в спецификации материалов для обеспечения единообразия всех знаков.

12. Введение в принцип работы

Это полупроводниковый светоизлучающий диод. Он основан на материале кристалла InGaN (нитрид индия-галлия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области p-n перехода. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная ширина запрещенной зоны материала InGaN определяет, что излучаемые фотоны находятся в синем диапазоне длин волн (приблизительно 468 нм). Синий свет выходит через формованную эпоксидную линзу, которая является рассеивающей (обозначение \"MS\", вероятно, означает молочно-белый или рассеянный), чтобы рассеивать свет и формировать его в указанную овальную диаграмму направленности.

13. Технологические тренды и контекст

Светодиоды для светосигнальной техники и профессионального освещения продолжают развиваться в направлении повышения эффективности (больше люмен на ватт), улучшения однородности цвета за счет более жесткой сортировки и повышения надежности. Использование специализированной оптики, как в случае с этой овальной линзой, является трендом для повышения эффективности применения за счет точного направления света туда, где это необходимо, уменьшая оптические потери. Кроме того, соответствие экологическим нормам (RoHS, REACH, бесгалогенные) теперь является стандартным требованием в отрасли, обусловленным глобальной экологической политикой и спросом клиентов на устойчивые продукты. Акцент на влагозащитной упаковке и подробных инструкциях по обращению отражает движение отрасли к более надежным и стабильным производственным процессам для поверхностно-монтируемых устройств.