Техническая спецификация: Боковой светодиод PLCC-2 холодного белого свечения для автомобилей - 3200 мкд @ 30 мА - 2.9 В - угол обзора 120°

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокопроизводительного бокового светодиода (LED) холодного белого свечения в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Устройство разработано для надежной работы в жестких условиях, особенно в автомобильной отрасли. Основная цель конструкции — обеспечить стабильное, яркое освещение в приложениях с ограниченным пространством, где критически важен широкий угол обзора.

Ключевые преимущества данного светодиода включают высокую типичную силу света в 3200 милликандел (мкд) при стандартном токе накачки 30 мА в сочетании с очень широким углом обзора 120 градусов. Это делает его высокоэффективным для подсветки и индикации, где требуется видимость с нескольких углов. Важным отличием является его соответствие стандарту AEC-Q102 — это квалификационные испытания на стойкость для дискретных оптоэлектронных полупроводников в автомобильных приложениях. Данная сертификация включает строгие испытания на термоудар, стойкость к влажности, срок службы при высокой температуре и другие условия, гарантируя долгосрочную надежность в суровых условиях, характерных для транспортных средств.

Основной целевой рынок — автомобильное внутреннее освещение, включая такие приложения, как подсветка переключателей, приборных панелей, органов управления мультимедийными системами и других внутренних панелей. Его форм-фактор и оптические характеристики также подходят для различных потребительских и промышленных электронных устройств, требующих надежного бокового источника света.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Электрические и оптические характеристики определены при стандартных условиях испытаний, обычно при температуре перехода (Tj) 25°C и прямом токе (IF) 30 мА.

• Прямой ток (IF):Устройство имеет широкий рабочий диапазон от минимум 6 мА до абсолютного максимума 60 мА. Типичная рабочая точка — 30 мА, при которой достигается указанная сила света. Работа ниже 6 мА не рекомендуется.
• Сила света (IV):Световой выход задан с минимумом 2240 мкд, типичным значением 3200 мкд и максимумом 4500 мкд при IF=30 мА. Допуск измерения светового потока составляет ±11%.
• Прямое напряжение (VF):При 30 мА падение напряжения на светодиоде обычно составляет 2.9 В, в диапазоне от 2.75 В (мин.) до 3.75 В (макс.). Допуск измерения прямого напряжения составляет ±0.05 В. Указанный диапазон представляет 99% выходной продукции.
• Угол обзора (φ):Определяется как угол отклонения от оси, при котором сила света падает до половины своего пикового значения. Данный светодиод обеспечивает полный угол обзора 120 градусов с допуском ±5°.
• Координаты цветности (CIE x, y):Типичные цветовые координаты для этого светодиода холодного белого света — (0.29, 0.29). Допуск для этих координат составляет ±0.005, что обеспечивает стабильный цветовой выход для всех единиц продукции.

2.2 Тепловые параметры и параметры надежности

• Тепловое сопротивление:Приведены два значения. Реальное тепловое сопротивление от перехода до точки пайки (Rth JS real) составляет максимум 180 К/Вт. Электрическое тепловое сопротивление (Rth JS el), полученное из электрических измерений, составляет максимум 100 К/Вт. Правильный тепловой менеджмент критически важен для поддержания производительности и долговечности.
• Температура перехода (Tj):Максимально допустимая температура перехода составляет 125°C.
• Рабочая и температура хранения:Устройство рассчитано на работу и хранение в температурном диапазоне от -40°C до +110°C.
• Чувствительность к электростатическому разряду (ESD):Рейтинг ESD по модели человеческого тела (HBM) составляет 8 кВ (R=1.5 кОм, C=100 пФ), что обеспечивает хорошую стойкость при обращении.
• Стойкость к сере:Светодиод соответствует критериям класса B1 по стойкости к сере, что важно для применений в средах с атмосферным загрязнением серой.

3. Абсолютные максимальные значения

Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению устройства.

• Рассеиваемая мощность (Pd):225 мВт
• Прямой ток (IF):60 мА (постоянный)
• Импульсный ток (IFM):250 мА (t ≤ 10 мкс, скважность=0.005, Ts=25°C)
• Обратное напряжение (VR):Данное устройство не предназначено для работы в обратном направлении. Приложение обратного напряжения может вызвать мгновенный отказ.
• Температура пайки:Корпус выдерживает профиль пайки оплавлением с пиковой температурой 260°C до 30 секунд.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько графиков, детализирующих работу в различных условиях.

4.1 Спектральные и радиационные характеристики

ГрафикОтносительного спектрального распределенияпоказывает спектр излучения светодиода холодного белого света, представляющий собой широкую кривую с пиком в синей области и простирающуюся через видимый спектр, что типично для белого светодиода с люминофорным преобразованием. ГрафикТипичных диаграммных характеристик излученияиллюстрирует пространственное распределение интенсивности, подтверждая диаграмму направленности с углом обзора 120°.

4.2 Зависимость электрических и оптических параметров от тока

ГрафикПрямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)показывает экспоненциальную зависимость, важную для проектирования схем ограничения тока. ГрафикОтносительной силы света от прямого токадемонстрирует, что световой выход увеличивается сублинейно с ростом тока, подчеркивая важность стабильного токового драйвера для постоянной яркости.

4.3 Температурные зависимости

ГрафикОтносительной силы света от температуры переходапоказывает отрицательный температурный коэффициент; световой выход уменьшается с ростом температуры перехода. Эффективный теплоотвод жизненно важен для поддержания яркости. ГрафикОтносительного прямого напряжения от температуры переходапоказывает отрицательный температурный коэффициент для VF, что может использоваться для мониторинга температуры перехода в некоторых приложениях. ГрафикСмещения координат цветности от температуры переходауказывает на минимальное изменение цвета с температурой, что желательно для постоянного внешнего вида.

4.4 Снижение номиналов и импульсный режим

КриваяСнижения номинала прямого токакритически важна для теплового проектирования. Она показывает максимально допустимый постоянный прямой ток как функцию температуры контактной площадки (Ts). Например, при Ts=110°C максимальный ток снижается до 23 мА. ГрафикДопустимой импульсной нагрузкиопределяет допустимый пиковый импульсный ток (IFP) для заданной длительности импульса (tp) и скважности (D), что полезно для приложений с мультиплексированием или стробоскопическим режимом.

5. Объяснение системы бинов

Для управления производственными вариациями светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

5.1 Биннинг по силе света

В спецификации приведена обширная таблица бинов для силы света, от очень низкого выхода (L1, 11.2-14 мкд) до очень высокого (GA, 18000-22400 мкд). Для данного конкретного номера детали (57-11-C70300H-AM) выделены возможные выходные бины, соответствующие мин./тип./макс. значениям, указанным в таблице характеристик (2240-4500 мкд). Это соответствует бинам в диапазоне от BA до CB.

5.2 Биннинг по цвету

Включены стандартная диаграмма структуры бинов белого цвета и конкретная таблица координат бинов холодного белого цвета. Бины (например, FK0, GK0, HK0, IK0, FL0, GL0) определяют небольшие четырехугольники на диаграмме цветности CIE 1931. Типичные координаты (0.29, 0.29) попадают в один из этих предопределенных бинов, гарантируя, что приобретенные светодиоды имеют согласованную белую точку цвета в пределах заданного допуска.

6. Механическая информация, упаковка и монтаж

6.1 Механические размеры

Спецификация включает подробный механический чертеж (Раздел 7), определяющий точные физические размеры корпуса PLCC-2, включая длину, ширину, высоту, расстояние между выводами и допуски. Это необходимо для проектирования посадочного места на печатной плате и обеспечения правильной установки в сборке.

6.2 Рекомендуемая контактная площадка и полярность

В разделе 8 приведен рекомендуемый рисунок контактных площадок на печатной плате для обеспечения надежной пайки и правильного выравнивания. Полярность указывается формой корпуса и/или маркировкой на компоненте; обычно идентифицируется катод.

6.3 Профиль пайки оплавлением

Раздел 9 определяет рекомендуемый температурный профиль пайки оплавлением. Соблюдение этого профиля (предварительный нагрев, выдержка, пик оплавления макс. 260°C, охлаждение) необходимо для предотвращения теплового повреждения корпуса светодиода и внутреннего кристалла при обеспечении надежного паяного соединения.

6.4 Информация об упаковке

Подробности о поставке светодиодов приведены в разделе 10. Обычно это включает спецификации упаковки на катушках (ширина ленты, расстояние между карманами, диаметр катушки), совместимые с автоматическим сборочным оборудованием.

7. Рекомендации по применению и соображения проектирования

7.1 Типичные сценарии применения

• Автомобильное внутреннее освещение:Подсветка переключателей стеклоподъемников, панелей климат-контроля, органов управления на рулевом колесе и индикаторов приборной панели.
• Потребительская электроника:Боковая подсветка кнопок на пультах дистанционного управления, игровых периферийных устройствах или аудиооборудовании.
• Промышленные панели:Индикаторы состояния на панелях управления, где полезен широкий угол обзора.

7.2 Критические соображения проектирования

• Токовый драйвер:Всегда используйте драйвер постоянного тока или токоограничивающий резистор, включенный последовательно с источником напряжения. Не подключайте напрямую к источнику напряжения. Работайте на рекомендованных 30 мА или ниже для оптимального срока службы.
• Тепловой менеджмент:Максимальная температура перехода не должна превышаться. Используйте достаточную площадь меди на печатной плате под и вокруг тепловой площадки светодиода в качестве радиатора. См. кривую снижения номинала.
• Меры предосторожности от ESD:Во время сборки следует соблюдать стандартные процедуры обращения с ESD, как указано в разделе мер предосторожности (Раздел 11).
• Сернистая среда:Для применений в средах с высоким содержанием серы (например, в определенных промышленных или географических зонах) следует убедиться, что рейтинг стойкости к сере класса B1 достаточен для требований к сроку службы приложения.

8. Соответствие и экологические стандарты

Данный продукт соответствует нескольким важным отраслевым и экологическим стандартам:

• RoHS (Ограничение использования опасных веществ):Соответствует, что означает содержание ограниченных веществ, таких как свинец, ртуть и кадмий, ниже установленных порогов.
• REACH (Регистрация, оценка, разрешение и ограничение химических веществ):Соответствует регламенту ЕС REACH.
• Безгалогенный:Соответствует требованиям по отсутствию галогенов (Бром <900 ppm, Хлор <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• AEC-Q102:Квалифицирован, что подтверждает его пригодность для автомобильных применений.

9. Информация о заказе и номере детали

Номер детали для данного устройства —57-11-C70300H-AM. Разделы 5 и 6, вероятно, детализируют структуру номера детали и информацию для заказа, которая может включать варианты различных бинов, количества упаковок или спецификации ленты и катушки. Конструкторам следует обратиться к полной спецификации или поставщику для получения информации о доступных вариантах.

10. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: Могу ли я питать этот светодиод током 60 мА постоянно?

О: Хотя абсолютное максимальное значение составляет 60 мА, непрерывная работа при таком токе будет генерировать значительное тепло и, вероятно, превысит максимальную температуру перехода, если не обеспечено исключительное охлаждение. Рекомендуемая рабочая точка — 30 мА. Всегда сверяйтесь с кривой снижения номинала, исходя из температуры контактной площадки в вашем приложении.

В: Каково назначение двух разных значений теплового сопротивления (Rth JS real и Rth JS el)?

О: Rth JS real измеряется с использованием физического датчика температуры и представляет фактическое тепловое сопротивление. Rth JS el рассчитывается по изменению прямого напряжения с температурой (известная характеристика самого p-n-перехода светодиода) и часто легче измеряется на практике. Для наихудшего случая теплового проектирования следует использовать большее значение (180 К/Вт).

В: Угол обзора составляет 120°. Означает ли это, что свет излучается равномерно в пределах этого конуса?

О: Нет. Угол обзора определяется там, где интенсивность падает до 50% от пикового значения. График диаграммы направленности показывает фактическое распределение, которое обычно является ламбертовским или боковым, где интенсивность максимальна в центре (0°) и уменьшается к краям.

В: Необходим ли диод обратной защиты?

О: Да. В спецификации явно указано, что устройство "не предназначено для работы в обратном направлении". Приложение любого значительного обратного напряжения повредит его. Если в цепи существует любая возможность обратного напряжения (например, от индуктивных нагрузок, неправильного подключения питания), обязательна установка внешнего блокирующего диода последовательно или шунтирующего диода параллельно светодиоду.