Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Основные характеристики и преимущества
- 1.2 Конфигурация устройства
- 2. Технические параметры: углубленный объективный анализ
- 2.1 Абсолютные максимальные номинальные значения
- 2.2 Электрические и оптические характеристики
- 2.3 Защита от электростатического разряда (ESD)
- 5.1 Габаритные размеры корпуса
- 5.2 Расположение и полярность выводов
- 5.3 Рекомендуемый рисунок контактных площадок
- 6.1 Инструкция по пайке SMT
- 6.2 Влагочувствительность и хранение
- 7.1 Спецификация упаковки
- 8.1 Типичные сценарии применения
- 8.2 Вопросы, требующие внимания при проектировании
1. Обзор продукта
LTS-5325CTB-P представляет собой устройство для поверхностного монтажа (SMD), разработанное в качестве одноразрядного цифрового символьного дисплея. Его основная функция — обеспечение четкой и яркой индикации цифр или ограниченного набора символов в электронных устройствах. Его ключевая технология основана на чипе синего светодиода InGaN (нитрид индия-галлия), выращенном на сапфировой подложке, которая известна своей способностью генерировать высокоэффективный и яркий синий свет. Устройство оснащено серой панелью для достижения высокой контрастности и использует белый сегментный материал для рассеивания света, что обеспечивает превосходный внешний вид символов.
1.1 Основные характеристики и преимущества
- Цифровой размер:Используется большой высотой знаков 0,56 дюйма (14,22 мм), что обеспечивает превосходную видимость даже на большом расстоянии.
- Качество сегментов:Обеспечивает непрерывные и равномерные сегменты для достижения последовательного и профессионального визуального вывода без зазоров или нерегулярностей.
- Энергоэффективность:Низкое энергопотребление в конструкции, подходит для приложений с питанием от батарей или ориентированных на энергоэффективность.
- Оптические характеристики:Обеспечивает высокую яркость и контрастность, гарантируя четкую читаемость даже в условиях яркого освещения.
- Угол обзора:Обеспечивает широкий угол обзора, позволяя четко считывать информацию с дисплея с различных позиций.
- Надежность:Благодаря надежности твердотельной конструкции, отсутствию движущихся частей, обеспечивается длительный срок службы, а также устойчивость к ударам и вибрации.
- Контроль качества:Приборы сортируются (калибруются) по интенсивности излучения, чтобы обеспечить единообразие уровня яркости в пределах заданного диапазона для конкретного заказа.
- Соответствие экологическим нормам:Корпус выполнен по бессвинцовой технологии и соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
1.2 Конфигурация устройства
Это дисплей с общим катодом. Конкретная модель LTS-5325CTB-P обозначает синий (B) дисплей с десятичной точкой (DP) справа. Конфигурация с общим катодом упрощает проектирование схемы при использовании микроконтроллеров или драйверных ИС, работающих на поглощение тока.
2. Технические параметры: углубленный объективный анализ
В данном разделе представлен детальный и объективный анализ предельных рабочих условий и характеристик устройства в заданных условиях.
2.1 Абсолютные максимальные номинальные значения
Это пределы напряжений, которые ни при каких условиях не должны быть превышены, иначе это может привести к необратимому повреждению устройства. Работа всегда должна оставаться в пределах рекомендуемых рабочих условий, подробно описанных далее.
- Потребляемая мощность на сегмент:Максимум 70 мВт. Это общая электрическая мощность (ток * напряжение), которая может быть безопасно преобразована в свет и тепло в одном сегменте.
- Пиковый прямой ток на сегмент:Максимум 30 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0,1 мс). Данный номинал применим для кратковременных импульсов высокого тока, а не для непрерывной работы.
- Постоянный прямой ток на сегмент:Максимальный ток составляет 25 мА при 25°C. При превышении температуры окружающей среды (Ta) 25°C, данный ток линейно снижается на 0.28 мА на каждый градус повышения. Например, при 85°C максимальный непрерывный ток составляет приблизительно: 25 мА - [0.28 мА/°C * (85°C - 25°C)] = 25 мА - 16.8 мА = 8.2 мА.
- Диапазон рабочих и температур хранения:-35°C до +105°C. Устройство может храниться или работать в этом полном диапазоне.
- Температура пайки:Выдерживает пайку паяльником при 260°C в течение 3 секунд. Наконечник паяльника должен располагаться на расстоянии не менее 1/16 дюйма (≈1,6 мм) ниже плоскости монтажа корпуса.
2.2 Электрические и оптические характеристики
Эти параметры определяют типичные характеристики устройства при работе в рекомендуемых условиях (Ta=25°C).
- Средняя сила света (IV):При прямом токе (IF) 10 мА, диапазон составляет от 8600 мккд (мин.) до 28500 мккд (тип.). Такой широкий диапазон указывает на сортировку устройств; конкретный класс интенсивности будет указан в информации для заказа.
- Прямое напряжение на чип (VF):При IF=5 мА типичное значение составляет 3.8 В, максимальное — 3.8 В. Это падение напряжения на светодиоде при его включении. Конструктор должен обеспечить, чтобы схема управления могла подавать это напряжение.
- Пиковая длина волны излучения (λp):468 нм. Это длина волны, на которой интенсивность излучения максимальна, она находится точно в синей области видимого спектра.
- Доминирующая длина волны (λd):470 нм. Это единственная длина волны, представляющая цвет света, воспринимаемый человеческим глазом, очень близкая к пиковой длине волны.
- Полуширина спектральной линии (Δλ):25 нм. Это указывает на спектральную чистоту; меньшее значение означает более монохроматический свет (более чистый цвет). 25 нм — типичное значение для стандартного синего светодиода.
- Обратный ток (IR):При обратном напряжении (VR) 5 В, максимум 100 мкА. Этот параметр предназначен только для целей тестирования; устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.
- Коэффициент согласования силы света:В пределах одной "зоны схожего свечения" сегментов максимальное соотношение составляет 2:1. Это означает, что яркость самого светлого сегмента не должна превышать удвоенную яркость самого тёмного сегмента для обеспечения равномерности.
- Перекрёстные помехи:Установлено значение ≤ 2.5%. Это относится к нежелательной утечке света или электрическим помехам между соседними сегментами.
2.3 Защита от электростатического разряда (ESD)
Светодиоды обладают высокой чувствительностью к электростатическому разряду. В спецификации настоятельно рекомендуется применять меры контроля ESD при обращении и сборке для предотвращения скрытых или катастрофических повреждений:
- Персонал должен использовать заземляющие браслеты или антистатические перчатки.
- Все рабочие станции, оборудование и хранилища должны быть правильно заземлены.
- Рекомендуется использовать ионизатор (ионный вентилятор) для нейтрализации статического электричества, которое может накапливаться на поверхности пластикового корпуса из-за трения в процессе обработки, особенно для недиффузионных (N/D) типов.
3. Описание системы сортировки
В спецификации четко указано, что приборы "классифицируются по силе света". Это означает наличие системы градации, хотя конкретные коды градаций в данном отрывке не детализированы. Как правило, такие системы включают:
- Градация по силе света:Светодиоды в производственной партии тестируются и сортируются в различные группы (бинны) на основе измеренного светового потока при стандартном испытательном токе (например, 10 мА). Это гарантирует, что клиенты получают светодиоды с согласованной яркостью в пределах предопределенного диапазона (например, 8600-12000 мккд, 12000-18000 мккд и т.д.). Эта практика подтверждается широким диапазоном от минимального до типичного значения в таблице характеристик (от 8600 до 28500 мккд).
- Градация прямого напряжения:Хотя здесь это явно не упоминается, обычно светодиоды также сортируются по прямому напряжению (VF), чтобы обеспечить равномерное распределение тока при параллельном подключении нескольких светодиодов.
- Градация длины волны:Для приложений с высокими требованиями к цвету, светодиоды также могут сортироваться по доминирующей или пиковой длине волны для обеспечения цветовой однородности. Строгие спецификации (λd= 470 нм) указывают на контролируемый технологический процесс, но для высококачественных сортов всё равно может применяться сортировка.
4. Анализ характеристических кривых
В спецификациях содержится раздел "Типичные электрические/оптические характеристики". Хотя в тексте конкретные кривые не приведены, они обычно включают следующие кривые, важные для проектирования:
- Относительная интенсивность излучения vs. прямой ток (I-V кривая):Показывает, как световой выход изменяется с увеличением тока накачки. Обычно нелинейный, стремится к насыщению при более высоких токах.
- Прямое напряжение vs. прямой ток:Понимание взаимосвязи между напряжением и током имеет решающее значение для проектирования схем ограничения тока или драйверов постоянного тока.
- Относительная интенсивность излучения vs. температура окружающей среды:Показывает, как световой выход уменьшается с повышением температуры перехода светодиода. Это имеет решающее значение для управления тепловым режимом в приложениях.
- Спектральное распределение мощности:График, показывающий интенсивность излучаемого света на каждой длине волны, подтверждающий синий цвет и ширину спектра.
Конструкторам следует обращаться к этим кривым для оптимизации тока накачки для достижения требуемой яркости, понимания требований к напряжению и планирования тепловых эффектов.
5. Механическая информация и информация о корпусе
5.1 Габаритные размеры корпуса
Данное устройство соответствует специфическим габаритным размерам корпуса SMD. Ключевые размеры включают:
- Все размеры указаны в миллиметрах, если не указано иное, общий допуск составляет ±0,25 мм.
- Стандарты качества для области сегментов: посторонние частицы ≤ 10 мил, загрязнение чернилами ≤ 20 мил, пузыри ≤ 10 мил.
- Искривление отражателя должно быть ≤ 1% от его длины.
- Заусенцы на пластиковых выводах не должны превышать 0,14 мм.
Инженер должен использовать предоставленный размерный чертеж (не полностью описанный в тексте) для создания корректного рисунка контактных площадок PCB.
5.2 Расположение и полярность выводов
Устройство выполнено в 10-выводной конфигурации. Вывод 1 обозначен на схеме. Расположение выводов следующее:
- Вывод 1: анод сегмента E
- Вывод 2: анод сегмента D
- Вывод 3: общий катод 1
- Вывод 4: Анод сегмента C
- Вывод 5: Анод десятичной точки (DP)
- Вывод 6: Анод сегмента B
- Вывод 7: анод сегмента A
- Вывод 8: общий катод 2
- Вывод 9: анод сегмента F
- Вывод 10: анод сегмента G
Внутренняя схема показывает, что аноды всех сегментов независимы, в то время как катоды всех сегментов внутри соединены с двумя выводами (3 и 8), которые должны быть соединены на печатной плате для формирования общего катода.
5.3 Рекомендуемый рисунок контактных площадок
Предоставлен рекомендуемый рисунок контактных площадок печатной платы для обеспечения надежного паяного соединения и правильного выравнивания в процессе пайки оплавлением. Данный рисунок учитывает требования к размерам корпуса и объему паяльной пасты.
6. Руководство по пайке и сборке
6.1 Инструкция по пайке SMT
Ключевые указания по сборке поверхностного монтажа:
- Пайка оплавлением (основной метод):
- Предварительный нагрев: 120–150°C.
- Время предварительного нагрева: до 120 секунд.
- Пиковая температура: до 260°C.
- Время выше ликвидуса: до 5 секунд.
- Пайка паяльником (только для ремонта/переделки):
- Температура паяльника: максимум 300°C.
- Время контакта: максимум 3 секунды на каждую паяльную точку.
- Критическое ограничение:Устройство выдерживает не более двух циклов процесса оплавления. После первого оплавления плата должна полностью остыть до комнатной температуры перед вторым циклом (например, для двустороннего монтажа).
6.2 Влагочувствительность и хранение
SMD дисплеи поставляются в влагозащитной упаковке. Во избежание "эффекта попкорна" (растрескивание корпуса из-за быстрого расширения паров влаги в процессе оплавления) необходимо соблюдать следующие условия хранения:
- Хранение:Неоткрытые упаковочные пакеты должны храниться в среде с температурой ≤ 30°C и относительной влажностью ≤ 60%.
- Время экспонирования:После вскрытия герметичного пакета начинается процесс поглощения влаги. У компонентов ограниченный "цеховой срок жизни" в условиях окружающей среды.
- Прокаливание:Если компоненты подвергались воздействию влажности окружающей среды сверх их безопасного предела, перед оплавлением их необходимо выпекать для удаления влаги. Выпечку следует проводить только один раз, чтобы избежать термических напряжений.
- Компоненты на катушке: выпечка при 60°C ≥ 48 часов.
- Насыпные компоненты: выпечка при 100°C ≥ 4 часа или при 125°C ≥ 2 часа.
7. Упаковка и информация для заказа
7.1 Спецификация упаковки
Устройство поставляется на катушках в ленте, подходит для автоматического монтажа.
- Лента-носитель:Изготовлена из черного проводящего полистирольного сплава. Размеры соответствуют стандарту EIA-481-D.
- Размеры ленты-носителя:Содержит специфические размеры карманов для надежной фиксации компонентов. Допустимое коробление не превышает 1 мм на длине 250 мм.
- Информация о катушке:
- Стандартная длина упаковки на катушке 22 дюйма: 44.5 метра.
- Количество компонентов на катушке 13 дюймов: 700 штук.
- Минимальный заказ для остатков/конца катушки: 200 штук.
- Вводная и выходная лента:Рулон содержит вводную ленту (не менее 400 мм) для заправки в машину и выходную ленту (не менее 40 мм).
8. Рекомендации по применению и конструктивные соображения
8.1 Типичные сценарии применения
- Оборудование для тестирования и измерений:Цифровые мультиметры, осциллографы, источники питания требуют четкого цифрового отображения показаний.
- Потребительская электроника:Аудиоусилители, дисплеи бытовой техники (микроволновые печи, духовые шкафы), оборудование для фитнеса.
- Промышленная автоматика:Панельные приборы, индикаторы процессов, дисплеи таймеров.
- Автомобильный послепродажный рынок:Требуются приборные панели и дисплеи с высокой яркостью.
8.2 Вопросы, требующие внимания при проектировании
- Токовое управление:Всегда используйте драйвер постоянного тока или токоограничивающий резистор, включенный последовательно с анодом каждого сегмента. В зависимости от напряжения питания (Vcc), типичное прямое напряжение светодиода (VF~ 3.8 В) и требуемый прямой ток (IF, например, для хорошей яркости в пределах нормы, возьмем 10-20 мА) для расчета значения сопротивления. Пример: R = (Vcc- VF) / IF.
- Тепловой менеджмент:Несмотря на низкое энергопотребление каждого сегмента, при длительном одновременном включении нескольких сегментов, особенно при высокой температуре окружающей среды, необходимо обеспечить достаточную площадь медной фольги на PCB или теплоотводящие переходные отверстия. Помните о правилах снижения номинального тока.
- Интерфейс микроконтроллера:Для дисплеев с общим катодом выводы микроконтроллера обычно потребляют ток (выступая в роли заземляющих ключей). Используйте выводы GPIO, сконфигурированные как открытый сток/низкий уровень на выходе, или специализированные ИС драйверов светодиодов с достаточной способностью потребления тока. Убедитесь, что общий ток, потребляемый от источника питания, находится в пределах его номинального значения.
- Защита от электростатического разряда (ESD) в схеме:В конечном приложении рассмотрите возможность добавления диодов подавления переходных напряжений (TVS) или других защитных мер на линиях, подключенных к дисплею, особенно если эти линии подвержены воздействию через пользовательский интерфейс или внешние разъемы.
9. Техническое сравнение и дифференциация
Хотя в спецификациях прямое сравнение с другими моделями не приводится, ключевые отличительные особенности LTS-5325CTB-P, основанные на его характеристиках, заключаются в следующем:
- По сравнению с дисплеями меньшего размера (например, 0,3 дюйма):Благодаря большей высоте символов в 0,56 дюйма обеспечивает превосходную видимость на большом расстоянии.
- В сравнении с DIP-светодиодными дисплеями:SMD-корпус поддерживает автоматизированную сборку, экономит место на печатной плате и позволяет конечному продукту иметь меньшую высоту профиля.
- В сравнении со светодиодами стандартной яркости:Его высокая типичная сила света (до 28500 µcd при 10 мА) делает его пригодным для применений, требующих высокой яркости.
- В сравнении с неотсортированными светодиодами:Классификация по силе света обеспечивает разработчиков более предсказуемой и равномерной яркостью по всем сегментам и нескольким ячейкам, что критически важно для устройств с профессиональным внешним видом.
10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
- Вопрос: В чем разница между пиковой длиной волны (468 нм) и доминирующей длиной волны (470 нм)?
Ответ: Пиковая длина волны — это положение, в котором физический световой выход наиболее сильный. Доминирующая длина волны — это единственная длина волны, представляющая воспринимаемый человеческим глазом цвет света. Обычно они близки, как показано здесь, но могут различаться для некоторых цветов. Оба параметра подтверждают, что это синий светодиод.
- Вопрос: Могу ли я управлять этим дисплеем с помощью источника питания 5V и одного резистора?
Ответ: Да. При использовании источника питания 5 В (Vcc) и типичном значении VF3,8 В вам понадобится токоограничивающий резистор. Для IF=10 мА: R = (5 В - 3,8 В) / 0,01 А = 120 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение, например, 120 Ом или 150 Ом. Обязательно проверьте фактическую яркость и потребляемую мощность.
- Вопрос: Почему есть два вывода общего катода (3 и 8)?
Ответ: Это сделано для гибкости в управлении током и разводке печатной платы. Общий катодный ток представляет собой сумму токов всех активных сегментов. Наличие двух выводов позволяет распределить этот ток, снижая плотность тока на каждом выводе и повышая надежность. Оба вывода должны быть подключены к земле на вашей печатной плате.
- Вопрос: Максимальное количество циклов оплавления — два. Что делать, если мне требуется третий цикл переработки платы?
Ответ: Это настоятельно не рекомендуется. Третий цикл оплавления подвергнет пластиковый корпус и внутренние соединения чрезмерным термическим нагрузкам, значительно повышая риск отказа. Для переработки используйте паяльник (максимум 300°C, 3 секунды) с предельной осторожностью только на конкретных точках пайки, требующих ремонта, избегая нагрева всего компонента.
- Вопрос: Как понимать соотношение соответствия интенсивности свечения 2:1?
Ответ: Это означает, что в пределах одного отображаемого элемента при одинаковых условиях управления яркость самого яркого сегмента не должна превышать яркость самого темного сегмента более чем в два раза. Это обеспечивает визуальную однородность отображаемых символов.
11. Практическое проектирование и примеры использования
Ответ: Пиковая длина волны — это положение, в котором физический световой выход наиболее сильный. Доминирующая длина волны — это единственная длина волны, представляющая воспринимаемый человеческим глазом цвет света. Обычно они близки, как показано здесь, но могут различаться для некоторых цветов. Оба параметра подтверждают, что это синий светодиод.
Ответ: Да. При использовании источника питания 5 В (Vcc) и типичном значении VF3,8 В вам понадобится токоограничивающий резистор. Для IF=10 мА: R = (5 В - 3,8 В) / 0,01 А = 120 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение, например, 120 Ом или 150 Ом. Обязательно проверьте фактическую яркость и потребляемую мощность.
Ответ: Это сделано для гибкости в управлении током и разводке печатной платы. Общий катодный ток представляет собой сумму токов всех активных сегментов. Наличие двух выводов позволяет распределить этот ток, снижая плотность тока на каждом выводе и повышая надежность. Оба вывода должны быть подключены к земле на вашей печатной плате.
Ответ: Это настоятельно не рекомендуется. Третий цикл оплавления подвергнет пластиковый корпус и внутренние соединения чрезмерным термическим нагрузкам, значительно повышая риск отказа. Для переработки используйте паяльник (максимум 300°C, 3 секунды) с предельной осторожностью только на конкретных точках пайки, требующих ремонта, избегая нагрева всего компонента.
Ответ: Это означает, что в пределах одного отображаемого элемента при одинаковых условиях управления яркость самого яркого сегмента не должна превышать яркость самого темного сегмента более чем в два раза. Это обеспечивает визуальную однородность отображаемых символов.
Пример: Проектирование простого отсчета цифрового вольтметра
Конструктор создает вольтметр постоянного тока 0-30В на базе микроконтроллера со встроенным АЦП. Дисплей LTS-5325CTB-P выбран благодаря его хорошей читаемости.
- Схема устройства:Выводы ввода-вывода микроконтроллера подключены к анодам сегментов (A-G, DP) через токоограничивающие резисторы 150 Ом (рассчитано для системы 5 В). Два общих катодных вывода соединены вместе и подключены к одному транзистору NPN (например, 2N3904), работающему в качестве нижнего ключа и управляемому выводом микроконтроллера. Это позволяет при необходимости использовать мультиплексирование, но для отображения одной цифры индикатор может гореть постоянно.
- Программное обеспечение:Микроконтроллер считывает значение АЦП, преобразует его в напряжение, а затем сопоставляет это значение с правильным шаблоном для семисегментного индикатора (0-9). Данные для сегментов отправляются на соответствующие выводы ввода-вывода.
- Компоновка печатной платы:Используйте рекомендованный в спецификации график пайки в качестве корпуса. Добавьте терморазгрузочные площадки в местах соединения контактных площадок для облегчения пайки. Заземляющее соединение общего катода должно быть надежным.
- Сборка:Плата собирается с использованием стандартного профиля бессвинцовой пайки оплавлением, при этом пиковая температура не превышает 260°C. Компоненты подвергаются только одному циклу оплавления.
- Результаты:Готовое изделие демонстрирует четкие, яркие и равномерные показания синего цвета по напряжению.
12. Краткое описание принципа работы
LTS-5325CTB-P работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Его активным материалом является InGaN (нитрид индия-галлия). При приложении прямого напряжения, превышающего напряжение отпирания диода (примерно 3.3-3.8 В), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную зону. При рекомбинации этих носителей заряда они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава InGaN определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае синий (~470 нм). Сапфировая подложка служит кристаллическим шаблоном для выращивания высококачественных слоев InGaN. Серый корпус и белый материал сегментов действуют как рассеиватель и усилитель контрастности, формируя свет в узнаваемые цифровые сегменты.
13. Технологические тренды и контекст
Данное устройство представляет собой зрелую и широко распространенную технологию. Производство синих светодиодов на основе InGaN на сапфире является стандартным промышленным процессом. Технологические тренды в области дисплеев, формирующие контекст для данного компонента, включают:
- Миниатюризация:Хотя 0.56 дюйма является распространенным размером, наблюдается тенденция к переходу на SMD-индикаторы высокой яркости еще меньшего размера для сверхкомпактных устройств.
- Повышение эффективности:Постоянный прогресс в материаловедении повысил световую отдачу (люмен/ватт) светодиодов InGaN, что позволяет достигать более высокой яркости при меньшем токе или снижать тепловую нагрузку.
- Интеграция:Наблюдается тенденция к интеграции светодиодных дисплеев с их драйверными ИС и микроконтроллерами в более законченные модули "умного дисплея", что упрощает разработку конечных продуктов.
- Цветовые варианты и RGB:Хотя это монохромный синий дисплей, лежащая в его основе технология InGaN также является основой для производства зеленых светодиодов, а также белых светодиодов в сочетании с люминофором. Полноцветные RGB-дисплеи, использующие миниатюрные SMD-светодиоды, также становятся все более распространенными для более сложных графических отображений.
- Альтернативные технологии:Для некоторых применений OLED (органические светоизлучающие диоды) дисплеи имеют преимущества в тонкости и углах обзора, но могут обладать иными характеристиками срока службы и яркости по сравнению с такими неорганическими светодиодами.
Для цифровых дисплеев, требующих простоты, яркости, долговечности и предпочтительной SMD-сборки, LTS-5325CTB-P по-прежнему остается надежным, стабильным и экономически эффективным решением.
Подробное объяснение терминов спецификаций LED.
Полное объяснение технических терминов LED.
I. Ключевые показатели фотоэлектрических характеристик
| Термины | Единица измерения/Обозначение | Простое объяснение | Почему это важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача (Luminous Efficacy) | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой поток, излучаемый на каждый ватт электроэнергии; чем выше значение, тем выше энергоэффективность. | Непосредственно определяет класс энергоэффективности светильника и затраты на электроэнергию. |
| Световой поток (Luminous Flux) | lm (люмен) | Общее количество света, излучаемого источником, обычно называемое "яркостью". | Определить, достаточно ли яркий светильник. |
| Угол свечения (Viewing Angle) | ° (градус), например 120° | Угол, при котором интенсивность света снижается наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на область освещения и равномерность. |
| Цветовая температура (CCT) | K (Кельвин), например 2700K/6500K | Теплый или холодный оттенок света: низкие значения — желтоватый/теплый, высокие значения — беловатый/холодный. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сферы применения. |
| Индекс цветопередачи (CRI / Ra) | Безразмерная величина, 0–100 | Способность источника света точно передавать естественный цвет объекта, рекомендуется Ra≥80. | Влияет на достоверность цветопередачи, используется в местах с высокими требованиями, таких как торговые центры, художественные галереи. |
| Цветовое отклонение (SDCM) | Количество шагов эллипса Мак-Адама, например, "5-step" | Количественный показатель цветовой согласованности: чем меньше шаг, тем выше согласованность цвета. | Гарантирует отсутствие различий в цвете у светильников одной партии. |
| Доминирующая длина волны (Dominant Wavelength) | нм (нанометр), например, 620нм (красный) | Значения длины волны, соответствующие цветам цветных светодиодов. | Определение цветового тона монохромных светодиодов, таких как красный, желтый, зеленый. |
| Спектральное распределение (Spectral Distribution) | Кривая зависимости интенсивности от длины волны | Отображает распределение интенсивности света, излучаемого светодиодом, по различным длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
II. Электрические параметры
| Термины | Условные обозначения | Простое объяснение | Особенности проектирования |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение (Forward Voltage) | Vf | Минимальное напряжение, необходимое для включения светодиода, аналогично "порогу запуска". | Напряжение источника питания должно быть ≥ Vf, при последовательном соединении нескольких светодиодов напряжения суммируются. |
| Прямой ток (Forward Current) | Если | Значение тока, при котором светодиод нормально светится. | Обычно используется постоянный ток, который определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток (Pulse Current) | Ifp | Пиковый ток, который может выдерживаться в течение короткого времени, используется для диммирования или вспышки. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, иначе произойдет перегрев и повреждение. |
| Обратное напряжение (Reverse Voltage) | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое может выдержать светодиод; превышение может привести к пробою. | В цепи необходимо предотвратить обратное подключение или скачки напряжения. |
| Термическое сопротивление (Thermal Resistance) | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от кристалла к точке пайки. Чем ниже значение, тем лучше теплоотвод. | Высокое тепловое сопротивление требует более эффективной системы охлаждения, иначе температура перехода возрастет. |
| Устойчивость к электростатическому разряду (ESD Immunity) | V (HBM), например, 1000V | Устойчивость к электростатическим разрядам: чем выше значение, тем меньше вероятность повреждения статическим электриством. | В процессе производства необходимо принимать антистатические меры, особенно для высокочувствительных светодиодов. |
III. Теплоуправление и надежность
| Термины | Ключевые показатели | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода (Junction Temperature) | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри кристалла светодиода. | Снижение на каждые 10°C может удвоить срок службы; чрезмерно высокая температура приводит к световому спаду и цветовому сдвигу. |
| Световой спад (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (часов) | Время, необходимое для снижения яркости до 70% или 80% от начального значения. | Прямое определение "срока службы" LED. |
| Коэффициент сохранения светового потока (Lumen Maintenance) | % (например, 70%) | Процент оставшейся яркости после определенного периода использования. | Характеризует способность сохранять яркость после длительного использования. |
| Color Shift | Δu′v′ или эллипсы Мак-Адама | Степень изменения цвета в процессе использования. | Влияет на цветовую согласованность осветительной сцены. |
| Thermal Aging | Ухудшение характеристик материала. | Деградация материала корпуса из-за длительного воздействия высоких температур. | Может привести к снижению яркости, изменению цвета или обрыву цепи. |
IV. Корпусирование и материалы
| Термины | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип и обеспечивающий оптический и тепловой интерфейсы. | EMC обладает хорошей термостойкостью и низкой стоимостью; керамика обеспечивает превосходный теплоотвод и длительный срок службы. |
| Структура чипа. | Прямой монтаж, перевернутый монтаж (Flip Chip) | Способ расположения электродов чипа. | Перевернутая конструкция обеспечивает лучшее охлаждение и более высокую светоотдачу, подходит для мощных устройств. |
| Фосфорное покрытие | YAG, силикаты, нитриды | Покрытие на синем светодиодном чипе, частично преобразующееся в желтый/красный свет и смешивающееся в белый свет. | Различные люминофоры влияют на световую отдачу, цветовую температуру и цветопередачу. |
| Линза/Оптическое проектирование | Плоская поверхность, микролинза, полное внутреннее отражение | Оптическая структура на поверхности корпуса, управляющая распределением света. | Определяет угол излучения и кривую распределения света. |
V. Контроль качества и сортировка
| Термины | Содержание классификации | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Классификация светового потока | Коды, такие как 2G, 2H | Группировка по уровню яркости, каждая группа имеет минимальное/максимальное значение светового потока. | Обеспечить одинаковую яркость продукции одной партии. |
| Сортировка по напряжению | Коды, такие как 6W, 6X | Группировка по диапазону прямого напряжения. | Для удобства согласования с источником питания и повышения эффективности системы. |
| Сортировка по цвету | 5-step MacAdam ellipse | Группировка по цветовым координатам для обеспечения попадания цвета в предельно узкий диапазон. | Обеспечение цветовой однородности, предотвращение неравномерности цвета внутри одного светильника. |
| Градация цветовой температуры | 2700K, 3000K и т.д. | Группировка по цветовой температуре, каждая группа имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворение потребностей в различной цветовой температуре для разных сценариев. |
VI. Тестирование и сертификация
| Термины | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест на сохранение светового потока | Длительное включение в условиях постоянной температуры с регистрацией данных об ослаблении яркости. | Используется для прогнозирования срока службы светодиодов (в сочетании с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт экстраполяции срока службы | Прогнозирование срока службы в реальных условиях эксплуатации на основе данных LM-80. | Предоставление научно обоснованного прогноза срока службы. |
| IESNA standard | Стандарт Общества инженеров по освещению | Охватывает методы оптических, электрических и тепловых испытаний. | Общепризнанная в отрасли основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Убедитесь, что продукт не содержит вредных веществ (например, свинца, ртути). | Условия доступа на международный рынок. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для осветительных приборов. | Часто используется в государственных закупках и программах субсидирования для повышения конкурентоспособности на рынке. |