Техническая документация на SMD3528 Белый светодиод - Размер 3.5x2.8мм - Напряжение 3.2В - Мощность 0.108Вт

1. Обзор продукта

SMD3528 — это белый светоизлучающий диод (LED) для поверхностного монтажа, предназначенный для общего освещения. Этот однокристальный светодиод имеет компактные размеры и подходит для подсветки, индикаторных ламп и декоративного освещения. Основное преимущество компонента заключается в стандартизированном размере корпуса, что облегчает процессы автоматизированной сборки и обеспечивает совместимость с распространенными компоновками печатных плат. Целевой рынок включает производителей бытовой электроники, автомобильной интерьерной подсветки и коммерческих вывесок, ищущих надежные и экономически эффективные решения для освещения.

2. Глубокий объективный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Характеристики светодиода определяются при стандартных условиях испытаний (T_s=25°C). Ключевые параметры определяют его рабочие пределы и типичное поведение.

2.1.1 Абсолютные максимальные значения

Эти значения определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Работа за этими пределами не рекомендуется.

• Прямой ток (I_F):30 мА (непрерывный)
• Импульсный прямой ток (I_FP):60 мА (Длительность импульса ≤10мс, Скважность ≤1/10)
• Рассеиваемая мощность (P_D):108 мВт
• Рабочая температура (T_opr):от -40°C до +80°C
• Температура хранения (T_stg):от -40°C до +80°C
• Температура перехода (T_j):125°C
• Температура пайки (T_sld):Пайка оплавлением при 200°C или 230°C в течение 10 секунд.

2.1.2 Типичные технические параметры

Эти значения представляют ожидаемую производительность в нормальных рабочих условиях.

• Прямое напряжение (V_F):3.2 В (типичное), 3.6 В (максимальное) при I_F=20мА
• Обратное напряжение (V_R):5 В
• Обратный ток (I_R):10 мкА (максимальный)
• Угол обзора (2θ_1/2):120° (типичный)

3. Объяснение системы бинирования

Продукт классифицируется по бинам для обеспечения цветовой и яркостной однородности в рамках одного применения. Бинирование определяется правилом наименования продукта.

3.1 Структура номера модели

Номер модели T3200SL(C,W)A следует определенной системе кодирования, определяющей его атрибуты. Хотя полная расшифровка кода приведена в исходном документе, ключевые элементы включают количество кристаллов (S для одного маломощного кристалла), код корпуса (32 для 3528) и цветовой код (C для нейтрального белого, W для холодного белого).

3.2 Бинирование коррелированной цветовой температуры (CCT)

Белый свет доступен в нескольких стандартных бинах CCT, каждый из которых связан с определенной областью цветности на диаграмме CIE.

• 2725K ±145K (Бин: 27M5)
• 3045K ±175K (Бин: 30M5)
• 3985K ±275K (Бин: 40M5)
• 5028K ±283K (Бин: 50M5)
• 5665K ±355K (Бин: 57M7)
• 6530K ±510K (Бин: 65M7)

Примечание: В заказах указывается минимальный бин светового потока, а не максимальный. Отгружаемые продукты могут превышать заказанное значение потока, но всегда будут соответствовать указанной области цветности CCT.

3.3 Бинирование светового потока

Поток бинируется в зависимости от CCT и индекса цветопередачи (CRI). Таблицы определяют минимальные и типичные значения при 20мА. Например, светодиод нейтрального белого света (3700-5300K) с CRI 70 имеет бины, такие как B6 (мин. 7.0-7.5 лм), B7 (мин. 7.5-8.0 лм), B8 (мин. 8.0-8.5 лм) и B9 (мин. 8.5-9.0 лм). Версии с более высоким CRI (80 и 90) имеют соответствующие более низкие бины потока из-за компромисса в системе люминофора.

3.4 Бинирование прямого напряжения

Для облегчения согласования токов при последовательном соединении прямое напряжение также бинируется. Коды варьируются от B (2.8-2.9В) до J (3.5-3.6В) с допуском измерения ±0.08В.

3.5 Области цветности

Каждый бин CCT соответствует эллиптической области на диаграмме цветности CIE 1931. Спецификация предоставляет координаты центра (x, y), длины большой (b) и малой (a) полуосей и угол поворота эллипса (Φ). Эти эллипсы определены в соответствии со стандартами ANSI C78.377 (эллипсы Мак-Адама с 5 или 7 шагами), гарантируя, что свет от светодиодов в одном бине будет восприниматься человеческим глазом как однородный по цвету.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Вольт-амперная характеристика (I-V)

Прямое напряжение нелинейно увеличивается с ростом прямого тока. Конструкторы должны использовать эту кривую для выбора соответствующих токоограничивающих резисторов или драйверных схем, чтобы обеспечить стабильную работу и предотвратить превышение максимального номинального тока.

4.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока

Световой выход увеличивается с током, но в конечном итоге насыщается. Работа значительно выше рекомендуемого испытательного тока 20мА может привести к снижению эффективности и ускоренной деградации светового потока из-за повышения температуры перехода.

4.3 Спектральное распределение мощности (SPD)

Кривая относительной спектральной энергии показывает спектр излучения белого светодиода, который представляет собой комбинацию синего света от полупроводникового кристалла и более широкого желтого/красного света от люминофорного покрытия. Кривая немного смещается с изменением CCT: более теплые белые цвета (2600-3700K) имеют больше энергии в более длинных (красных) волнах, в то время как более холодные белые цвета (5000-10000K) имеют более выраженный синий пик.

4.4 Температура перехода в зависимости от относительной спектральной энергии

По мере роста температуры перехода эффективность люминофора и самого кристалла может изменяться, что потенциально вызывает смещение SPD, небольшое изменение воспринимаемого цвета (смещение цветности) и снижение светового выхода. Правильное управление тепловым режимом имеет решающее значение для поддержания стабильной производительности.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус SMD3528 имеет номинальные размеры: длина 3.5 мм, ширина 2.8 мм. Предоставлен точный чертеж размеров с допусками: размеры .X имеют допуск ±0.10 мм, а размеры .XX — допуск ±0.05 мм.

5.2 Расположение контактных площадок и дизайн трафарета

Предоставлена рекомендуемая посадочная площадка (footprint) для проектирования печатной платы, а также соответствующий рисунок трафарета для нанесения паяльной пасты. Соблюдение этих рекомендаций обеспечивает надежное формирование паяных соединений во время оплавления.

5.3 Идентификация полярности

Компонент имеет маркировку катода (обычно зеленая линия, выемка или другая метка на корпусе) для указания полярности. Правильная ориентация необходима для работы схемы.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Влагозащищенность и прокаливание

Светодиод SMD3528 классифицируется как влагозащищенный в соответствии с IPC/JEDEC J-STD-020C. Если оригинальный влагозащитный пакет вскрыт и компоненты подвергаются воздействию окружающей влажности, их необходимо прокалить перед пайкой оплавлением, чтобы предотвратить "вспучивание" или внутренние повреждения во время высокотемпературного процесса.

• Условия прокаливания:60°C в течение 24 часов.
• После прокаливания:Компоненты должны быть припаяны в течение 1 часа или храниться в контейнере с относительной влажностью <20%.
• Непрокаливать при температуре выше 60°C.

6.2 Профиль оплавления при пайке

Светодиод может выдерживать стандартные профили пайки оплавлением с пиковой температурой 200°C или 230°C в течение максимум 10 секунд. Конкретный профиль (скорость нагрева, время выдержки, пиковая температура, скорость охлаждения) должен быть оптимизирован для всей сборки, но должен оставаться в этих пределах.

6.3 Условия хранения

• Не вскрытая упаковка:Хранить при 5-30°C, влажность <85%.
• Вскрытая упаковка:Хранить при 5-30°C, влажность <60%. Для длительного хранения вскрытых упаковок настоятельно рекомендуется использовать герметичный контейнер с осушителем или азотной атмосферой для предотвращения поглощения влаги.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды обычно поставляются на ленте и в катушках для автоматических установочных машин. Конкретный размер катушки, количество гнезд и ширина ленты соответствуют отраслевым стандартам (например, EIA-481).

7.2 Номер модели для заказа

Для получения желаемой комбинации атрибутов необходимо указать полный номер модели, например, T3200SLWA: корпус (3528), тип кристалла, цвет (холодный белый) и внутренний код. Для нестандартных комбинаций потока и CCT необходимо связаться с производителем.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Подсветка:Для ЖК-панелей в бытовой технике, промышленных пультах управления и автомобильных приборных панелях.
• Общие индикаторные лампы:Индикаторы состояния на электронных устройствах.
• Декоративное освещение:Акцентное освещение в потребительских товарах.
• Вывески и объемные буквы:Низкомощное освещение для внутренних вывесок.

8.2 Соображения при проектировании

• Управление током:Всегда используйте драйвер постоянного тока или токоограничивающий резистор. Не подключайте напрямую к источнику напряжения.
• Тепловое управление:Несмотря на низкую мощность, убедитесь, что печатная плата имеет адекватный теплоотвод, особенно при работе на максимальном токе или близком к нему. Высокие температуры окружающей среды снизят световой выход и срок службы.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 120° обеспечивает широкое освещение. Для сфокусированных лучей требуются вторичная оптика (линзы).
• Бинирование для однородности:Для применений, требующих однородного внешнего вида, указывайте узкие бины CCT и потока. Использование светодиодов из разных бинов в одном продукте может привести к видимым различиям в цвете или яркости.

9. Техническое сравнение

SMD3528 — это устаревший корпус, который в значительной степени был вытеснен более эффективными корпусами, такими как 2835 и 3030. Его основное отличие заключается в широкой доступности, низкой стоимости и обширном историческом использовании в конструкциях. По сравнению с новыми корпусами он обычно имеет более низкую световую отдачу (люмен на ватт) и может иметь большее тепловое сопротивление. Однако для экономически чувствительных приложений или прямых замен в существующих продуктах он остается жизнеспособным вариантом.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между бинами CCT (например, 27M5 и 30M5)?

Число (27, 30) относится к номинальной коррелированной цветовой температуре, деленной на 100 (например, 2700K, 3000K). Комбинация буквы и числа (M5, M7) относится к размеру эллипса цветности на диаграмме CIE, где M7 представляет собой большее допустимое цветовое отклонение, чем M5. Более узкий бин (M5) обеспечивает лучшую цветовую однородность.

10.2 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 30 мА?

Хотя абсолютное максимальное значение составляет 30 мА, типичное испытательное условие и большинство данных о производительности указаны при 20 мА. Работа при 30 мА даст больше света, но также создаст значительно больше тепла, что потенциально сократит срок службы и вызовет смещение цветности. Целесообразно проектировать для более низкого рабочего тока (например, 15-20 мА) для надежности и эффективности.

10.3 Зачем нужно прокаливание и как узнать, нужно ли оно моим светодиодам?

Пластиковый корпус может поглощать влагу из воздуха. Во время пайки оплавлением эта влага быстро превращается в пар, что может вызвать расслоение или трещины. Сразу после вскрытия проверьте индикаторную карточку влажности внутри влагозащитного пакета. Если карточка показывает уровень влажности выше указанного порога (например, 10% или 30%, в зависимости от уровня чувствительности) или если пакет был открыт в течение длительного времени во влажной среде, требуется прокаливание.

10.4 Как интерпретировать код бина светового потока (например, B7)?

Код бина потока (A9, B1, B2... B9) определяет диапазон минимальных значений светового потока. Например, бин B7 для светодиода нейтрального белого света с CRI 70 гарантирует минимальный поток 7.5 люмен при 20 мА, с типичным значением до 8.0 люмен. Фактически отгружаемые детали будут на уровне или выше минимального значения для этого бина.

11. Практический пример проектирования

11.1 Проектирование массива светодиодов с постоянным током

Рассмотрим проектирование световой панели с использованием 20 светодиодов SMD3528 в последовательно-параллельной конфигурации. Для обеспечения равномерной яркости следует использовать светодиоды из одного бина CCT и потока. Если выбранный бин имеет типичное V_F3.2В при 20мА, и доступен источник питания постоянного тока 24В, можно расположить 10 светодиодов последовательно (10 * 3.2В = 32В, что превышает 24В). Лучшей конфигурацией может быть 5 цепочек по 4 светодиода последовательно. Каждая цепочка будет падать примерно на 12.8В (4 * 3.2В). Токоограничивающий резистор для каждой цепочки рассчитывается как R = (V_{питания}- V_{цепочки}) / I_F= (24В - 12.8В) / 0.020А = 560 Ом. Мощность, рассеиваемая на каждом резисторе, составит P = I²R = (0.02)²* 560 = 0.224Вт, поэтому рекомендуется резистор на 0.25Вт или 0.5Вт. Эта конструкция обеспечивает резервирование (если один светодиод выходит из строя, гаснет только его цепочка) и помогает управлять допусками напряжения на светодиодах.

12. Введение в принцип работы

Белый SMD светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом материале в сочетании с люминофорным преобразованием. Кристалл, обычно изготовленный из нитрида индия-галлия (InGaN), излучает синий свет при прямом смещении. Этот синий свет частично поглощается слоем люминофорного материала (например, алюмоиттриевый гранат, легированный церием, YAG:Ce), нанесенным на кристалл или вокруг него. Люминофор поглощает синие фотоны и переизлучает свет в широком спектре в желтой области. Смесь оставшегося синего света и преобразованного желкого света воспринимается человеческим глазом как белый. Точное соотношение синего и желтого света, контролируемое составом и толщиной люминофора, определяет коррелированную цветовую температуру (CCT) излучаемого белого света.

13. Тенденции развития

Общая тенденция в технологии светодиодов направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение цветопередачи и повышение надежности при снижении стоимости. Для корпусов этой размерной категории отрасль в значительной степени перешла на корпус 2835, который часто предлагает лучшие тепловые характеристики и более высокий световой выход в аналогичном по размеру корпусе. Также наблюдается постоянное стремление к улучшению люминофорных систем для получения более высоких значений индекса цветопередачи (CRI), особенно R9 (насыщенный красный), и достижения более стабильного цвета по углу и температуре. Кроме того, интеграция светодиодов с интеллектуальными драйверами и системами управления для настраиваемого белого света (регулируемая CCT) является растущим трендом в применении, хотя для этого обычно требуются многокристальные корпуса.