Техническая спецификация SMD светодиода малой мощности 45-21S PLCC-2 - Корпус 3.5x2.8x1.9мм - Напряжение 2.9-3.6В - Мощность 0.27Вт - Белый свет

1. Обзор продукта

Серия 45-21S/XK2C представляет собой семейство поверхностно-монтируемых (SMD) светодиодов белого света малой мощности в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Этот продукт разработан для применений в общем освещении, требующих компактных размеров, высокой эффективности и надёжной работы. Корпус содержит белый светодиодный кристалл и линзу из прозрачной смолы, что способствует высокой светоотдаче и широкому углу обзора.

Ключевые преимущества этой серии светодиодов включают сертификацию по стандарту LM-80 на поддержание светового потока, что гарантирует долгосрочную надёжность и постоянство характеристик. Изделие изготовлено из бессвинцовых материалов и полностью соответствует директиве RoHS (Restriction of Hazardous Substances). Устройство использует стандартную сортировку ANSI (American National Standards Institute) по цветности и световому потоку, обеспечивая постоянство цвета и предсказуемую светоотдачу между производственными партиями. Основные целевые рынки охватывают широкий спектр осветительных применений, включая, но не ограничиваясь, общее окружающее освещение, декоративное и акцентное освещение, сценическое освещение, индикаторы состояния, подсветку и подсветку переключателей.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Эксплуатационные пределы устройства определены при условии, что температура точки пайки (T_пайки) поддерживается на уровне 25°C. Превышение этих характеристик может привести к необратимому повреждению.

• Прямой ток (I_F):75 мА (постоянный)
• Пиковый прямой ток (I_FP):100 мА (допустим в импульсном режиме со скважностью 1/10 и длительностью импульса 10мс)
• Рассеиваемая мощность (P_d):270 мВт
• Рабочая температура (T_раб):-40°C до +85°C
• Температура хранения (T_хр):-40°C до +100°C
• Тепловое сопротивление (R_{th J-S}):50 °C/Вт (Переход - Точка пайки)
• Температура перехода (T_j):125 °C (максимальная)
• Температура пайки:Для оплавления указана пиковая температура 260°C в течение 10 секунд. Для ручной пайки допускается температура 350°C максимум в течение 3 секунд.

Важное примечание:Эти светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ESD). Во время сборки и обращения необходимо соблюдать соответствующие процедуры защиты от ESD, чтобы предотвратить скрытые или катастрофические отказы.

2.2 Электрооптические характеристики

Следующие параметры измерены при стандартных условиях испытаний: T_пайки= 25°C и прямой ток (I_F) 60 мА, что является типичной рабочей точкой.

• Световой поток (Φ):Общий выход видимого света. Минимальное значение начинается от 16 люмен (лм), максимальное — до 27 лм в зависимости от конкретного кода бина. Допуск светового потока составляет ±11%.
• Прямое напряжение (V_F):Падение напряжения на светодиоде при работе на токе 60 мА. Диапазон составляет от минимум 2.9 В до максимум 3.6 В, с допуском ±0.1В для сгруппированных бинов.
• Индекс цветопередачи (Ra или CRI):Мера того, насколько точно источник света передаёт цвета объектов по сравнению с естественным источником света. Для приведённого списка серийных изделий минимальный CRI составляет 80, с допуском ±2.
• Угол обзора (2θ_1/2):Угол, при котором сила света составляет половину значения при 0° (на оси). Этот светодиод имеет широкий угол обзора 120 градусов, типично.
• Обратный ток (I_R):Ток утечки при обратном смещении 5В. Максимальное указанное значение составляет 50 мкА.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт использует комплексную систему сортировки для классификации ключевых параметров производительности, что позволяет разработчикам выбирать светодиоды с точными характеристиками для своего применения.

3.1 Расшифровка номера детали и системы сортировки

Номер детали следует определённой структуре:45–21S / X K 2 C – H XX XX XX XX XXZ6 / 2T. Критическая информация о сортировке содержится в сегменте "HXX XX XX XX XX" и суффиксе.

• Индекс прямого тока (Z6):Обозначает номинальный прямой ток 60 мА.
• Пример расшифровки (45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T):
  • KK:Указывает на индекс цветопередачи (CRI) с минимальным значением 80.
  • H2727:Определяет коррелированную цветовую температуру (CCT). Первые две цифры (27) представляют минимальную CCT в сотнях Кельвинов (2700K), а последние две цифры (27) представляют максимальную CCT (2700K), что указывает на узкий бин 2700K.
  • L7:Код бина для минимального светового потока (16-17 лм).
  • M4:Код бина для максимального светового потока (21-24 лм).
  • B2:Группа бинов для прямого напряжения (2.9-3.0В).

3.2 Сортировка по индексу цветопередачи (CRI)

CRI сортируется с использованием однобуквенных кодов, представляющих минимальное значение.

• M: CRI(Мин.) = 60
• N: CRI(Мин.) = 65
• L: CRI(Мин.) = 70
• Q: CRI(Мин.) = 75
• K: CRI(Мин.) = 80
• H: CRI(Мин.) = 90

Допуск для CRI составляет ±2.

3.3 Сортировка по световому потоку

Бины светового потока определяются комбинацией буквы и цифры (например, L7, M4). В таблице указаны минимальный и максимальный световой поток в люменах для каждого кода бина при токе I_F=60мА.

• L7: 16 - 17 лм
• L8: 17 - 18 лм
• L9: 18 - 19 лм
• M3: 19 - 21 лм
• M4: 21 - 24 лм
• N3: 24 - 27 лм

Общий допуск светового потока составляет ±11%.

3.4 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сгруппировано в основную группу (например, B2) и далее подразделяется на коды бинов (от 36 до 42). Каждый код соответствует диапазону 0.1В.

• Группа B2, Бин 36: 2.9 - 3.0 В
• Группа B2, Бин 37: 3.0 - 3.1 В
• ... до Бина 42: 3.5 - 3.6 В

Допуск прямого напряжения внутри бина составляет ±0.1В.

3.5 Сортировка по цветности и CCT

В спецификации приведены подробные координаты цветности (CIE x, y) в виде прямоугольников на диаграмме CIE 1931 для различных CCT, включая 2700K, 3000K, 3500K и 4000K. Каждая CCT разделена на несколько бинов (например, для 2700K: 27K-A, 27K-B, 27K-C, 27K-D, 27K-F, 27K-G). Каждый бин определяется набором из четырёх пар координат, образующих четырёхугольник на диаграмме цветности. Это позволяет осуществлять очень точный выбор цвета и обеспечивать его постоянство. Приведены справочные диапазоны для эффективной CCT каждой основной группы бинов (например, 27K-A/B охватывают 2580K-2870K).

4. Список серийных изделий с CRI > 80

В следующей таблице перечислены стандартные конфигурации продуктов, доступные для серийного производства, все с минимальным CRI 80.

5. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

5.1 Типичные сценарии применения

• Общее освещение:Идеально подходит для светодиодных ламп, трубок и панелей, где требуются высокая эффективность и хорошая цветопередача.
• Декоративное и сценическое освещение:Подходит для акцентного освещения, скрытой подсветки и сценического освещения благодаря широкому углу обзора и постоянным цветовым бинам.
• Индикаторы и подсветка переключателей:Может использоваться для подсветки переключателей, индикаторов состояния приборов и подсветки панелей.
• Архитектурное и торговое освещение:Варианты с высоким CRI (80+ Мин.) делают его подходящим для применений, где важна точная цветопередача, например, в витринах магазинов или освещении произведений искусства.

5.2 Конструктивные соображения

• Управление током:Всегда используйте драйвер постоянного тока или токоограничивающий резистор, включённый последовательно со светодиодом. Номинальная рабочая точка — 60мА, но схема должна быть спроектирована так, чтобы никогда не превышать абсолютный максимальный предел в 75мА постоянного тока.
• Теплоотвод:При тепловом сопротивлении 50°C/Вт от перехода к точке пайки, правильная тепловая конструкция печатной платы имеет решающее значение. Обеспечьте достаточную площадь меди (тепловая площадка) и, возможно, переходные отверстия под устройством для отвода тепла, особенно при работе в условиях высокой температуры окружающей среды или при максимальном токе. Превышение максимальной температуры перехода (125°C) резко сократит срок службы и может привести к отказу.
• Оптическая конструкция:Угол обзора 120° является неотъемлемым свойством корпуса. Для применений, требующих более узкого луча, потребуется вторичная оптика (линзы).
• Защита от ESD:Реализуйте защиту от ESD на линиях печатной платы, подключённых к аноду/катоду светодиода, если среда сборки или условия конечного использования создают риск ESD.
• Для применений, требующих постоянства цвета (например, многодиодные светильники), указывайте узкие бины CCT (например, H2727 для 2700K) и выбирайте из одного бина светового потока. Использование стандартных бинов ANSI, как указано, обеспечивает предсказуемую производительность.6. Рекомендации по пайке и монтажу

Соблюдение указанных профилей пайки имеет решающее значение для предотвращения повреждения пластикового корпуса и внутренних проводящих соединений.

Пайка оплавлением (рекомендуется):

• Указан стандартный бессвинцовый профиль оплавления с пиковой температурой не выше 260°C в течение не более 10 секунд. Время выше 240°C должно контролироваться в соответствии со стандартными рекомендациями IPC/JEDEC.Ручная пайка:
• Если ручная пайка неизбежна, ограничьте температуру жала паяльника максимум 350°C, а время контакта — 3 секунды на контактную площадку. Используйте теплоотвод (например, пинцет) на выводимом контакте для защиты кристалла.Очистка:
• Если требуется очистка после пайки, используйте растворители, совместимые с пластиковым корпусом. Избегайте ультразвуковой очистки, так как она может повредить внутреннюю структуру.Условия хранения:
• Храните светодиоды в оригинальных влагозащитных пакетах при температуре от -40°C до +100°C в среде с низкой влажностью. Если пакеты были вскрыты и устройства подвергались воздействию окружающей влажности, перед пайкой оплавлением может потребоваться их прогрев, чтобы предотвратить растрескивание типа "попкорн" во время оплавления.7. Техническое сравнение и отличительные особенности

Хотя прямое сравнение с конкурентами не приводится в спецификации, ключевые отличительные особенности серии 45-21S/XK2C можно выделить:

Сертификация LM-80:

• Это значительное преимущество для производителей осветительных приборов, которым необходимо соответствовать программам сертификации, таким как Energy Star, требующим проверенных данных о поддержании светового потока. Это обеспечивает уверенность в долгосрочной стабильности светового потока светодиода.Стандартная сортировка ANSI:
• Соблюдение цветовых бинов ANSI C78.377 обеспечивает постоянство цвета и взаимозаменяемость, что является критическим требованием в профессиональной светотехнической отрасли. Это упрощает процесс проектирования и производства для производителей светильников.Широкий угол обзора (120°):
• Широкий луч по умолчанию выгоден для применений, требующих равномерного, рассеянного освещения без вторичной оптики, что снижает стоимость и сложность системы.Комплексная сортировка:
• Наличие подробной сортировки по световому потоку, напряжению и цветности (с точными координатами CIE) обеспечивает очень высокую селективность, позволяя реализовывать как экономически эффективные общие решения, так и высокопроизводительные приложения с жёсткими требованиями.8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Каков типичный срок службы этого светодиода?

О: Хотя точный срок службы L70/B50 (время до снижения светового потока до 70% для 50% образцов) не указан, сертификация LM-80 указывает на то, что производитель провёл испытания и предоставил данные о поддержании светового потока в контролируемых условиях. Фактический срок службы в приложении сильно зависит от рабочей температуры перехода (T

). Для долгого срока службы крайне важно оставаться значительно ниже максимальной T_jв 125°C._jВ: Могу ли я питать этот светодиод током 75мА непрерывно?

О: Абсолютный максимальный предел для постоянного прямого тока составляет 75мА. Однако для надёжной долгосрочной работы и максимизации срока службы настоятельно рекомендуется работать на типичном испытательном токе 60мА или ниже. Работа на 75мА приведёт к большему выделению тепла, повышению температуры перехода и ускорению деградации светового потока.

В: Как интерпретировать код CCT "H2727"?

О: В номере детали "H2727" означает, что коррелированная цветовая температура светодиода отсортирована в диапазоне от 2700K (мин.) до 2700K (макс.), фактически это одноступенчатый бин 2700K. "H3030" будет бином 3000K, а "H3535" — бином 3500K. Коды типа "H4040" указывают на бин 4000K.

В: Требуется ли радиатор?

О: Для одного светодиода, работающего на токе 60мА в умеренных условиях окружающей среды, внутреннего теплового сопротивления (50°C/Вт) и меди на печатной плате может быть достаточно. Однако для массивов светодиодов, высоких температур окружающей среды или работы, близкой к максимальному току, необходимо крепление печатной платы к металлической основе (MCPCB) или внешнему радиатору для управления температурой перехода.

9. Принцип работы и технология

Светодиод 45-21S основан на полупроводниковой технологии. Основой устройства является кристалл из материалов InGaN (нитрид индия-галлия). При приложении прямого напряжения, превышающего пороговое значение диода (примерно 2.9В), электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоёв InGaN и использование люминофорного преобразования (вероятно, жёлтое люминофорное покрытие на синем светодиодном кристалле) определяют цвет излучения, что приводит к описанному белому свету. Прозрачная смола-заливка защищает кристалл и проводящие соединения, а также действует как первичная линза, формируя начальный световой поток для достижения угла обзора 120 градусов.

10. Контекст отрасли и тенденции

Серия 45-21S представляет собой зрелый и оптимизированный продукт на рынке SMD светодиодов малой мощности. Ключевые тенденции отрасли, отражённые в её характеристиках, включают:

Спрос на высокое качество света:

• Наличие вариантов с высоким CRI (минимум 80+) отвечает растущему рыночному спросу на светодиоды, обеспечивающие отличную цветопередачу, выходя за рамки простой эффективности к качеству света.Стандартизация и надёжность:
• Такие особенности, как сертификация LM-80 и сортировка ANSI, теперь являются отраслевыми ожиданиями для компонентов, используемых в профессиональных осветительных приборах, что подчёркивает тенденцию к проверенной производительности и совместимости.Миниатюризация и интеграция:
• Корпус PLCC-2 представляет собой компактный, отраслевой стандартный формат, который позволяет осуществлять высокоплотный монтаж на печатных платах, обеспечивая элегантные и эффективные конструкции светильников.Эффективность и устойчивость:
• Высокая световая отдача (подразумеваемая выходом светового потока при 60мА), соответствие RoHS и бессвинцовая конструкция соответствуют глобальным тенденциям в сторону энергоэффективной и экологически ответственной электроники.Будущие разработки в этом сегменте могут быть сосредоточены на дальнейшем повышении эффективности (люмен на ватт), достижении ещё более высоких значений CRI (например, >90) с хорошей эффективностью и улучшении постоянства цвета при изменении температуры и тока питания.

Future developments in this segment may focus on further increasing efficacy (lumens per watt), achieving even higher CRI values (e.g., >90) with good efficiency, and improving color consistency over temperature and drive current variations.