Техническая документация на SMD светодиод средней мощности 67-21ST - Корпус PLCC-2 - Макс. 3.3В - 60мА - Белый

1. Обзор продукта

67-21ST — это светодиод средней мощности для поверхностного монтажа (SMD) в корпусе PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Он представляет собой белый светодиод, обеспечивающий баланс производительности, эффективности и надежности для применений в общем освещении. Его компактные размеры и стандартизированный корпус делают его подходящим для автоматизированных процессов сборки.

1.1 Ключевые преимущества

Ключевые преимущества данного светодиода включают:

• Высокая световая отдача:Обеспечивает хороший световой выход относительно потребляемой мощности.
• Высокий индекс цветопередачи (CRI):Доступны варианты с минимальным CRI от 60 до 90, что обеспечивает хорошую цветопередачу. Стандартный список серийного производства включает варианты с CRI 80 (мин.).
• Широкий угол обзора:Типичный угол обзора (2θ1/2) 120 градусов обеспечивает широкое и равномерное освещение.
• Низкое энергопотребление:Работает при стандартном прямом токе 60мА, что делает его энергоэффективным.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт не содержит свинца, соответствует директивам ЕС RoHS и REACH, а также стандартам без галогенов (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
• Сортировка по стандарту ANSI:Соблюдается стандартизированная сортировка по цветности, что обеспечивает цветовую однородность между производственными партиями.

1.2 Целевой рынок и области применения

Данный светодиод является идеальным решением для широкого спектра применений в освещении, требующих надежного, эффективного и компактного источника света. Основные области применения включают:

• Общее освещение:Интеграция в светильники для жилых, коммерческих и промышленных помещений.
• Декоративное и сценическое освещение:Использование в акцентном освещении, вывесках и сценической подсветке.
• Индикаторы и подсветка переключателей:Подходит для подсветки кнопок, панелей и индикаторов состояния.
• Общая подсветка:Для любых применений, требующих рассеянного источника белого света с широким углом.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых параметров производительности светодиода, определенных в техническом описании при стандартных условиях испытаний (температура точки пайки = 25°C).

2.1 Электрооптические характеристики

Основные показатели производительности суммированы ниже. Все значения указаны при прямом токе (I_F) 60мА.

• Световой поток (Φ):Минимальный световой поток варьируется в зависимости от коррелированной цветовой температуры (CCT), от 23 лм для 2400K до 28 лм для CCT от 4000K до 6500K. Типичный максимум может достигать 34 лм в зависимости от бина. Допуск составляет ±11%.
• Прямое напряжение (V_F):Максимальное прямое напряжение составляет 3.3В, типичный диапазон — от 2.8В до 3.3В. Допуск ±0.1В. Выбор бина с более низким V_Fспособствует повышению эффективности системы.
• Индекс цветопередачи (CRI - R_a):Стандартные продукты имеют минимальный CRI 80 с допуском ±2. Значение R9 (насыщенный красный) указано как 0 (мин.), что типично для стандартных белых светодиодов и указывает на ограниченную передачу глубоких красных тонов.
• Угол обзора (2θ_1/2):Типичное значение составляет 120 градусов, что считается широким углом обзора, подходящим для применений, требующих широкого распределения света.
• Обратный ток (I_R):Максимум 50 мкА при обратном напряжении 5В, что указывает на характеристики утечки диода.

2.2 Предельные эксплуатационные режимы и электрические параметры

Эти режимы определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Эксплуатация всегда должна осуществляться в пределах этих значений.

• Прямой ток (I_F):75 мА (постоянный).
• Пиковый прямой ток (I_FP):150 мА (импульсный, скважность 1/10, длительность импульса 10мс).
• Рассеиваемая мощность (P_d):250 мВт.
• Индекс прямого напряжения:Обозначается кодом "33" в номере детали, что соответствует V_Fмакс. 3.3В.
• Индекс прямого тока:Обозначается кодом "Z6" в номере детали, что соответствует I_F60мА.

2.3 Тепловые характеристики

Тепловое управление критически важно для долговечности и стабильности работы светодиода.

• Тепловое сопротивление (R_{th J-S}):Тепловое сопротивление переход-точка пайки составляет 21 °C/Вт. Это значение критически важно для расчета температуры перехода на основе рассеиваемой мощности и температуры платы.
• Температура перехода (T_j):Максимально допустимая — 125 °C. Превышение этого предела ускоряет деградацию светового потока и может привести к катастрофическому отказу.
• Рабочая температура (T_opr):от -40 до +105 °C. Это определяет диапазон температуры окружающей среды для надежной работы.
• Температура хранения (T_stg):от -40 до +100 °C.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт использует комплексную систему сортировки для обеспечения однородности светового потока, прямого напряжения и цветности (цвета).

3.1 Сортировка по световому потоку

Световой поток сортируется с использованием специальных кодов. Например:

• 2400K:Бины включают 23L2 (23-25 лм), 25L2 (25-27 лм), 27L2 (27-29 лм).
• 2700K до 6500K:Бины включают 24L2 (24-26 лм), 26L2 (26-28 лм), 28L2 (28-30 лм), 30L2 (30-32 лм), 32L2 (32-34 лм).

Все бины измеряются при I_F=60мА с допуском ±11%.

3.2 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сгруппировано под кодом "2833" и далее сортируется с шагом 0.1В:

• 28A: 2.8 - 2.9В
• 29A: 2.9 - 3.0В
• 30A: 3.0 - 3.1В
• 31A: 3.1 - 3.2В
• 32A: 3.2 - 3.3В

Допуск составляет ±0.1В. Выбор бина с более низким V_Fможет снизить потери в драйвере.

3.3 Сортировка по цветности и цветовой температуре (CCT)

Светодиод использует бины цветности по стандарту ANSI, определенные на диаграмме CIE 1931. Техническое описание содержит подробные координатные рамки для каждой CCT и подбина (например, 30K-A, 30K-B, 30K-C, 30K-D, 30K-F, 30K-G для 3000K). Это гарантирует, что излучаемый белый свет находится в пределах определенного цветового пространства. Диапазон CCT для серийного производства простирается от 2400K (теплый белый) до 6500K (холодный белый).

3.4 Сортировка по индексу цветопередачи (CRI)

CRI обозначается однобуквенным кодом в номере детали:

• M: CRI(Мин.) 60
• N: CRI(Мин.) 65
• L: CRI(Мин.) 70
• Q: CRI(Мин.) 75
• K: CRI(Мин.) 80
• P: CRI(Мин.) 85
• H: CRI(Мин.) 90

Стандартный список серийного производства включает бин "K" (CRI 80 Мин.). Допуск ±2.

4. Анализ кривых производительности и рекомендации по проектированию

Хотя конкретные кривые производительности (Вольт-Амперная, спектральная, температура vs. поток) не приведены в отрывке, ключевые зависимости можно вывести из параметров.

4.1 Зависимость светового потока/напряжения от тока

Все основные характеристики указаны при 60мА. Работа при более низком токе снизит световой выход и прямое напряжение, в то время как увеличение тока до максимума 75мА увеличит оба параметра. Зависимость в этом диапазоне, как правило, линейна, но световая отдача (лм/Вт) может снижаться при более высоких токах из-за увеличения тепловой нагрузки.

4.2 Температурная зависимость

Производительность светодиода чувствительна к температуре. При повышении температуры перехода:

• Световой поток уменьшается:Световой выход обычно падает. Тепловое сопротивление 21°C/Вт является ключевым для оценки T_j.
• Прямое напряжение уменьшается: V_Fимеет отрицательный температурный коэффициент.
• Цветность может смещаться:Белая точка может незначительно смещаться с температурой.

Правильный теплоотвод необходим для поддержания производительности и срока службы.

4.3 Спектральное распределение

Как белый светодиод, он использует синий чип InGaN в сочетании с люминофорным слоем (прозрачная смола) для получения белого света. CCT определяет "теплоту" или "холодность" белого света. CRI 80 указывает на хорошую, но не исключительную, цветопередачу в видимом спектре, с отмеченным ограничением по значению R9 (красный).

5. Механическая информация, упаковка и монтаж

5.1 Корпус и габаритные размеры

Светодиод использует стандартный корпус для поверхностного монтажа PLCC-2. Хотя точные размеры не детализированы в предоставленном тексте, этот тип корпуса обычно имеет низкий профиль и предназначен для сборки методом pick-and-place. Вид сверху — это излучающая поверхность.

5.2 Рекомендации по пайке

Прибор чувствителен к электростатическому разряду (ESD) и требует соответствующих мер предосторожности при обращении. Спецификации пайки:

• Пайка оплавлением:Максимальная пиковая температура 260°C в течение 10 секунд.
• Ручная пайка:Температура жала паяльника не должна превышать 350°C в течение 3 секунд.

Соблюдение этих профилей критически важно для предотвращения повреждения пластикового корпуса и внутреннего крепления кристалла.

5.3 Определение полярности

Корпуса PLCC-2 имеют два вывода. Катод обычно обозначается маркировкой на корпусе, такой как выемка, зеленая точка или срезанный угол. Правильная полярность должна соблюдаться во время сборки.

6. Информация для заказа и расшифровка номера модели

Номер детали следует определенной структуре:67-21ST/KKE-HXXXX33Z6/2T

• 67-21ST/: Базовый код корпуса.
• KKE: Вероятно, внутренний код.
• H: Префикс для кода производительности.
• XX: Первые две цифры указывают CCT (например, 30 для 3000K).
• XX: Следующие две цифры указывают минимальный бин светового потока (например, 26 для 26 лм мин.).
• 33: Индекс прямого напряжения (макс. 3.3В).
• Z6: Индекс прямого тока (60мА).
• /2T: Код упаковки (например, лента и катушка).

Пример:67-21ST/KKE-H302633Z6/2T расшифровывается как: CRI 80(Мин.), CCT 3000K, Поток 26 лм мин., V_Fмакс. 3.3В, I_F 60mA.

7. Рекомендации по применению и примечания для проектирования

7.1 Проектирование схемы драйвера

Для стабильной работы используйте драйвер постоянного тока, настроенный на 60мА (±10%). Драйвер должен обеспечивать напряжение выше максимального прямого напряжения выбранного бина (до 3.3В + запас). Рассмотрите защиту от пускового тока.

7.2 Проектирование системы теплового управления

Рассчитайте ожидаемую температуру перехода: T_j= T_s+ (R_{th J-S}* P_d), где T_s— температура точки пайки, а P_d= V_F* I_F. Убедитесь, что T_jостается значительно ниже 125°C, в идеале ниже 85°C для оптимального срока службы. Используйте достаточную площадь меди на печатной плате для рассеивания тепла.

7.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 120 градусов по своей природе является рассеянным. Для направленного освещения потребуются вторичная оптика (линзы, отражатели). Прозрачная смола обеспечивает хорошее извлечение света.

8. Техническое сравнение и рыночный контекст

67-21ST относится к популярной категории светодиодов средней мощности, конкурируя с другими типами корпусов PLCC-2 и аналогичными (например, 2835, 3014). Его отличительные особенности заключаются в конкретном сочетании бинов потока, CRI и напряжения, а также в сертификатах соответствия. По сравнению со светодиодами высокой мощности, он предлагает более низкую тепловую плотность и часто используется в массивах для получения более высокого общего светового потока. По сравнению со светодиодами малой мощности, он обеспечивает значительно более высокую эффективность и световой поток.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Каков типичный срок службы этого светодиода?
О: Хотя в отрывке это явно не указано, срок службы светодиода (L70/B50) сильно зависит от условий эксплуатации, в первую очередь от температуры перехода. При работе в пределах спецификаций с хорошим тепловым управлением можно ожидать типичный срок службы от 25 000 до 50 000 часов.

В: Могу ли я питать этот светодиод током 75мА непрерывно?
О: Да, 75мА — это абсолютный максимальный непрерывный режим. Однако работа на максимальном токе будет генерировать больше тепла, снижать эффективность и потенциально сокращать срок службы. Для оптимальной производительности и надежности рекомендуется работать при рекомендуемых 60мА.

В: Как выбрать правильную CCT и CRI для моего применения?
О: Для общего освещения (дома, офисы) обычно используются 2700K-4000K с CRI 80+. Для розничной торговли или рабочего освещения, где важна точность цветопередачи, рассмотрите варианты с CRI 90+. Для декоративного освещения выбор зависит от желаемой атмосферы.

В: Достаточно ли последовательного резистора для питания этого светодиода?
О: Простой последовательный резистор можно использовать для базовых, некритичных применений со стабильным источником напряжения. Однако настоятельно рекомендуется использовать драйвер постоянного тока для стабильного светового выхода, лучшей эффективности и защиты от колебаний напряжения и теплового разгона.

10. Практический пример использования

Сценарий: Проектирование линейного светодиодного светильника-трубки.

1. Требования:Световой поток 1200 лм, нейтральный белый 4000K, CRI >80, входное напряжение 24В постоянного тока.
2. Выбор:Выберите номер детали 67-21ST/KKE-H402833Z6/2T (4000K, 28 лм мин., V_F~3.1В типично).
3. Проектирование массива:Для достижения 1200 лм требуется примерно 1200 лм / 28 лм/светодиод ≈ 43 светодиода. Расположите их в последовательно-параллельной конфигурации, совместимой с драйвером на 24В. Например, 14 последовательных цепочек по 3 светодиода каждая (14 * 3.1В ≈ 43.4В) потребуют повышающего драйвера. Более практичная конструкция может использовать 2 параллельные цепочки по 22 светодиода последовательно (22 * 3.1В ≈ 68.2В), что потребует другого драйвера. Необходим детальный выбор драйвера.
4. Тепловое проектирование:Общая мощность ≈ 43 светодиода * 3.1В * 0.06А ≈ 8Вт. Убедитесь, что металлическая основа печатной платы или радиатор могут рассеивать это тепло, чтобы поддерживать низкую температуру переходов светодиодов.
5. Оптическое проектирование:Используйте рассеивающий колпачок, чтобы объединить отдельные точки светодиодов в равномерную линию света.

Этот пример иллюстрирует процесс масштабирования от технического описания одного светодиода до функционального осветительного продукта.

11. Принцип работы

Светодиод 67-21ST работает по принципу электролюминесценции в полупроводнике. Чип InGaN (нитрид индия-галлия) излучает синий свет при подаче прямого тока через его p-n переход. Этот синий свет затем возбуждает слой желтого (и часто красного) люминофора, нанесенного на чип или вокруг него. Комбинация синего света от чипа и желтого/красного света от люминофора смешивается, создавая восприятие белого света. Точные пропорции синего и преобразованного люминофором света определяют коррелированную цветовую температуру (CCT) излучаемого белого света.

12. Технологические тренды и контекст

Светодиоды средней мощности, такие как 67-21ST, представляют собой зрелый и высокооптимизированный сегмент светодиодной технологии. Текущие тренды в этой области сосредоточены на:

• Повышении световой отдачи (лм/Вт):Постоянное совершенствование конструкции чипов и эффективности люминофоров.
• Повышении CRI с улучшенным R9:Разработке люминофорных систем, улучшающих передачу красного цвета без значительной потери эффективности.
• Настройке цвета:Развитии настраиваемых белых продуктов, часто с использованием нескольких светодиодных чипов в одном корпусе.
• Миниатюризации и повышении плотности:Упаковке большего количества люменов в тот же или меньший форм-фактор для более изящного дизайна светильников.
• Улучшении надежности и срока службы:Усовершенствовании материалов и технологий корпусирования для работы при более высоких температурах и в более жестких условиях.

Данный продукт находится в рамках этой развивающейся картины, предлагая надежное, стандартизированное решение для огромного множества применений в общем освещении.