Техническая спецификация светодиода PLCC-2 холодного белого свечения - Корпус 3.2x2.8x1.9мм - Напряжение 3.1В - Мощность 0.062Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики поверхностно-монтируемого светодиодного компонента в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Устройство излучает холодный белый свет и спроектировано для надежной работы в жестких условиях. Основная целевая область применения — системы внутреннего освещения автомобилей, где критически важны стабильность цвета, яркости и долговременная надежность.

Ключевые преимущества данного светодиода включают компактные размеры, широкий угол обзора 120°, подходящий для рассеянного освещения, и надежную конструкцию, квалифицированную по стандарту AEC-Q101 для автомобильных компонентов. Устройство также соответствует экологическим директивам RoHS и REACH. Типичная сила света составляет 1800 милликандел (мкд) при стандартном токе 20 миллиампер (мА).

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Ключевые рабочие параметры определены при стандартных условиях испытаний. Прямой ток (I_F) имеет рекомендуемую рабочую точку 20 мА, с минимумом 2 мА и абсолютным максимумом 30 мА. При 20 мА типичное прямое напряжение (V_F) составляет 3.10 Вольт, в диапазоне от 2.75В до 3.75В. Это приводит к типичной рассеиваемой мощности около 62 милливатт (0.062 Вт).

Основной фотометрический выход характеризуется силой света. Типичное значение составляет 1800 мкд, с минимумом 1120 мкд и максимумом 2800 мкд при 20 мА. Цвет определяется координатами цветности CIE 1931, с типичной целевой точкой (0.3, 0.3). Допуск для этих координат составляет ±0.005, что обеспечивает постоянство цвета. Угол обзора, при котором сила света составляет половину пикового значения, равен 120 градусам с допуском ±5 градусов.

2.2 Абсолютные максимальные параметры и тепловой режим

Для обеспечения долговечности устройства рабочие условия никогда не должны превышать абсолютные максимальные параметры. Максимально допустимый постоянный прямой ток составляет 30 мА. Устройство может выдерживать кратковременный импульсный ток (I_FM) 250 мА для импульсов ≤ 10 микросекунд. Максимальная температура перехода (T_J) составляет 125°C. Рекомендуемый диапазон рабочей температуры окружающей среды — от -40°C до +110°C.

Тепловые характеристики определяются тепловым сопротивлением. Реальное тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (R_th_JS_real) составляет максимум 180 К/Вт. Электрическое тепловое сопротивление (R_th_JS_el), полученное методом прямого напряжения, составляет максимум 120 К/Вт. Правильная тепловая конструкция печатной платы необходима для поддержания температуры перехода в безопасных пределах, особенно при более высоких токах или повышенных температурах окружающей среды.

3. Анализ кривых характеристик

3.1 Спектральное распределение и диаграмма направленности

График относительного спектрального распределения показывает профиль излучения светодиода холодного белого света с люминофорным преобразованием. Он характеризуется широким пиком в синей области от основного кристалла и более широким вторичным пиком в желто-зеленой области от люминофора, которые в совокупности дают белый свет. Типичная диаграмма направленности подтверждает ламбертовское распределение с указанным углом обзора 120 градусов.

3.2 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

График зависимости прямого тока от прямого напряжения демонстрирует характерную экспоненциальную зависимость диода. Для проектирования схемы критически важно обеспечить, чтобы драйвер мог обеспечить необходимое напряжение, особенно учитываяV_Fвариацию в зависимости от температуры и между отдельными экземплярами.

3.3 Температурная зависимость

Несколько графиков иллюстрируют поведение устройства в зависимости от температуры. Относительная сила света уменьшается с ростом температуры перехода — явление, общее для всех светодиодов. Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, линейно уменьшаясь с ростом температуры. Координаты цветности (CIE x, y) также смещаются в зависимости от прямого тока и температуры перехода, что является важным фактором для приложений, критичных к цвету.

3.4 Снижение номинала и импульсный режим работы

Кривая снижения номинала прямого тока определяет максимально допустимый постоянный ток в зависимости от температуры контактной площадки (T_S). Например, при температуре площадки 110°C максимальный ток составляет 22 мА. Диаграмма допустимой импульсной нагрузки предоставляет рекомендации для схем с импульсным управлением, показывая допустимый пиковый импульсный ток (I_FP) для заданной длительности импульса (t_p) и скважности (D).

4. Объяснение системы сортировки (биннинга)

Продукт сортируется по бинам на основе силы света и координат цветности для гарантии однородности характеристик в пределах производственной партии.

4.1 Сортировка по силе света

Сила света классифицируется по буквенно-цифровым кодам бинов от L1 (11.2-14 мкд) до GA (18000-22400 мкд). Для данного конкретного продукта типичный выходной сигнал попадает в бины AB (1400-1800 мкд) и BA (1800-2240 мкд), как указано в спецификации. Допуск измерения светового потока составляет ±8%.

4.2 Сортировка по цветности (холодный белый)

Цвет холодного белого света определен в пределах конкретных областей на диаграмме цветности CIE 1931. В спецификации приведены угловые координаты для нескольких кодов бинов (например, FK0, GK0, HK0, IK0, NK0, PK0, FL0, GL0). Это позволяет разработчикам выбрать бин, соответствующий их точным требованиям к цветовой температуре и оттенку. Типичной целевой точкой является бин NK0 с координатами (0.3339, 0.3336).

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Механические размеры

Светодиод использует стандартный поверхностно-монтируемый корпус PLCC-2. Механический чертеж определяет критические размеры, включая общую длину, ширину, высоту, расстояние между выводами и положение контактных площадок. Соблюдение этих размеров крайне важно для проектирования посадочного места на печатной плате и автоматизированной сборки.

5.2 Рекомендуемая конфигурация контактных площадок и полярность

Предоставлена рекомендуемая конфигурация контактных площадок для обеспечения надежного формирования паяного соединения и правильного теплоотвода. На схеме четко указаны площадки анода и катода. Правильная ориентация полярности при сборке обязательна для работы устройства.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Компонент подходит для процессов пайки оплавлением. В спецификации указан профиль с пиковой температурой 260°C, которая не должна превышаться более 30 секунд. Скорости предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения должны контролироваться в соответствии со стандартными рекомендациями IPC/JEDEC для устройств, чувствительных к влаге (MSL 2).

6.2 Меры предосторожности при использовании

Общие меры предосторожности при обращении включают избегание механических нагрузок на линзу, защиту устройства от электростатического разряда (ESD, 8 кВ HBM) и хранение в соответствующих условиях для сохранения уровня MSL 2. Светодиод не предназначен для работы при обратном напряжении.

7. Упаковка и информация для заказа

Номер детали — 57-11-C70200H-AM. Информация для заказа обычно включает базовый номер детали и может предусматривать указание желаемых бинов для силы света и цвета. Упаковка обычно осуществляется на ленте и в катушке для совместимости с высокоскоростным оборудованием для монтажа. Точные размеры катушки и ориентация компонента подробно описаны в разделе информации об упаковке.

8. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

8.1 Типичные области применения

Основное применение — внутреннее освещение автомобилей, такое как подсветка переключателей на приборной панели, панелей управления, фоновое освещение и индикаторные лампы. Его надежность и квалификация делают его подходящим и для других жестких условий эксплуатации.

8.2 Рекомендации по проектированию схемы

Разработчики должны реализовать схему драйвера с постоянным током для обеспечения стабильного светового потока и предотвращения теплового разгона. Ток должен быть установлен на уровне 20 мА или ниже для типичной работы с учетом требований по снижению номинала в зависимости от тепловых условий применения. Токоограничивающий резистор недостаточен для прецизионных применений из-заV_Fвариации. Широкий угол обзора устраняет необходимость во вторичной оптике во многих сценариях рассеянного освещения.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению с обычными светодиодами PLCC-2, ключевыми отличиями данного устройства являются его квалификация AEC-Q101 для автомобильной промышленности, которая включает строгие испытания на влажность, термоциклирование и срок службы, а также более жесткая система сортировки по силе света и цвету. Рейтинг ESD 8 кВ также превышает типичные коммерческие предложения, обеспечивая повышенную устойчивость к электростатическим разрядам при обращении и сборке.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Какой минимальный ток требуется для включения светодиода?

О: Прямой ток может быть всего 2 мА, но сила света будет значительно ниже номинального значения при 20 мА.

В: Как температура влияет на световой поток?

О: Сила света уменьшается с ростом температуры перехода. График в разделе 3.3 количественно определяет эту зависимость, показывая снижение примерно до 40% от значения при комнатной температуре при температуре перехода 140°C.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом от источника питания 5В с резистором?

О: Да, но осторожно. При типичномV_F3.1В, последовательный резистор должен падать 1.9В при 20 мА, что требует резистора 95 Ом. Этот метод чувствителен кV_Fи колебаниям напряжения питания, что приводит к изменению яркости. Для стабильной работы рекомендуется драйвер с постоянным током.

В: Что означает MSL 2 для хранения?

О: Уровень чувствительности к влаге 2 указывает, что упаковка может храниться в заводских условиях (

11. Пример внедрения

Рассмотрим пример подсветки центральной консоли автомобиля. Несколько светодиодов размещены за полупрозрачной пластиковой панелью. Используя угол обзора 120°, для достижения равномерного освещения может потребоваться меньше светодиодов по сравнению с устройством с более узким углом. Разработчик выбирает бин силы света BA и бин цвета NK0, чтобы обеспечить одинаковую яркость и цвет всех устройств. Специализированная микросхема драйвера светодиодов обеспечивает постоянный ток 18 мА для каждой цепочки, немного ниже типичных 20 мА, чтобы продлить срок службы и учесть локальный нагрев. Тепловые переходные отверстия размещены под контактными площадками на печатной плате для отвода тепла на внутренний слой земли, поддерживая температуру контактной площадки ниже 85°C для обеспечения работы на полном токе согласно кривой снижения номинала.

12. Принцип работы

Это белый светодиод с люминофорным преобразованием. Основой является полупроводниковый кристалл (обычно на основе InGaN), который излучает синий свет при прямом смещении (электролюминесценция). Этот синий свет частично поглощается слоем люминофора на основе иттрий-алюминиевого граната (YAG), покрывающим кристалл. Люминофор переизлучает эту энергию в виде широкого спектра желтого света. Комбинация оставшегося синего света и преобразованного желтого света воспринимается человеческим глазом как белый свет, в частности, в диапазоне цветовой температуры "холодный белый".

13. Технологические тренды

Тренд в области SMD светодиодов для автомобильной и общей светотехники продолжается в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), улучшения индекса цветопередачи (CRI) и повышения надежности при более высоких рабочих температурах. Технология корпусов развивается, позволяя увеличить плотность мощности и улучшить теплопередачу от кристалла к плате. Также акцент делается на более жесткую сортировку по цвету и потоку для снижения стоимости систем за счет минимизации необходимости электронной коррекции цвета. Базовые полупроводниковые и люминофорные материалы постоянно совершенствуются для повышения эффективности и долговечности.