Техническая документация на светодиод SMD5050 белого свечения - Габариты 5.0x5.0x1.6мм - Напряжение 3.2В - Мощность 0.306Вт

1. Обзор продукта

Серия SMD5050 представляет собой высокоэффективные белые светодиоды для поверхностного монтажа, предназначенные для общего освещения. Данная серия предлагает диапазон цветовых температур от теплого до холодного белого света с различными индексами цветопередачи (CRI). Корпус имеет компактные размеры 5.0 мм x 5.0 мм, что делает его подходящим для конструкций с ограниченным пространством, требующих равномерного и эффективного освещения.

1.1 Ключевые особенности и области применения

Основные преимущества светодиода SMD5050 включают высокий выходной световой поток, широкий угол обзора 120 градусов и надежную работу в заданном температурном диапазоне. Он спроектирован для надежной работы в различных осветительных приборах, включая архитектурное освещение, декоративную подсветку, подсветку дисплеев и вывесок. Конструкция продукта способствует эффективному тепловому управлению и простоте сборки в автоматизированных процессах поверхностного монтажа (SMT).

2. Анализ технических параметров

В этом разделе представлена подробная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных для светодиода SMD5050.

2.1 Предельно допустимые рабочие условия

Следующие параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению светодиода. Работа в этих условиях не гарантируется.

• Прямой ток (IF): 90 мА (непрерывный)
• Импульсный прямой ток (IFP): 120 мА (Длительность импульса ≤10мс, Скважность ≤1/10)
• Рассеиваемая мощность (PD): 306 мВт
• Рабочая температура (Topr): от -40°C до +80°C
• Температура хранения (Tstg): от -40°C до +80°C
• Температура перехода (Tj): 125°C
• Температура пайки (Tsld): 200°C или 230°C в течение 10 секунд (пайка оплавлением)

2.2 Типичные электрические и оптические характеристики

Измерено при стандартных условиях испытаний: T_s= 25°C и I_F= 60мА.

• Прямое напряжение (V_F): Типичное 3.2В, Максимальное 3.4В (Допуск: ±0.08В)
• Обратное напряжение (V_R): 5В
• Обратный ток (I_R): Максимум 10 мкА
• Угол обзора (2θ_1/2): 120°

3. Объяснение системы бинов

Серия SMD5050 использует комплексную систему бинов для обеспечения однородности цвета и яркости, что критически важно для осветительных приложений.

3.1 Бины цветовой температуры (CCT)

Светодиоды классифицируются по стандартным бинам коррелированной цветовой температуры (CCT), каждый из которых связан с определенными областями цветности на диаграмме CIE. Стандартные бины для заказа:

• 2700K (Области: 8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000K (Области: 7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500K (Области: 6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000K (Области: 5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500K (Области: 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000K (Области: 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700K (Области: 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500K (Области: 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)
• 8000K (Области: 0A, 0B, 0C, 0D, 0R, 0S, 0T, 0U)

Примечание: В заказе продукта указывается минимальный световой поток и точная область цветности, а не максимальное значение потока.

3.2 Бины светового потока

Световой поток распределяется по бинам в зависимости от цветовой температуры и индекса цветопередачи (CRI). В следующей таблице приведены стандартные бины потока при I_F=60мА. Допуски составляют ±7% для светового потока и ±2 для CRI.

• 70 CRI, Теплый белый (2700-3700K): Код 1E (18-20 лм), 1F (20-22 лм)
• 70 CRI, Нейтральный белый (3700-5000K): Код 1E (18-20 лм), 1F (20-22 лм), 1G (22-24 лм)
• 70 CRI, Холодный белый (5000-10000K): Код 1E (18-20 лм), 1F (20-22 лм), 1G (22-24 лм), 1H (24-26 лм)
• 80-85 CRI, Теплый белый (2700-3700K): Код 1D (16-18 лм), 1E (18-20 лм)
• 80-85 CRI, Нейтральный белый (3700-5300K): Код 1D (16-18 лм), 1E (18-20 лм), 1F (20-22 лм)
• 80-85 CRI, Холодный белый (5300-10000K): Код 1E (18-20 лм), 1F (20-22 лм)
• 90-93 CRI, Теплый белый (2700-3700K): Код 1C (14-16 лм), 1D (16-18 лм)

4. Анализ кривых производительности

Понимание взаимосвязи между электрическим питанием, оптическим выходом и температурой необходимо для оптимального проектирования схемы и управления теплом.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (I-V кривая)

I-V кривая характерна для полупроводникового диода. Для SMD5050 типичное прямое напряжение составляет 3.2В при 60мА. Конструкторы должны обеспечить, чтобы схема ограничения тока (например, драйвер постоянного тока или резистор) была спроектирована для работы в указанном диапазоне напряжений, чтобы поддерживать стабильный световой выход и предотвращать чрезмерное рассеивание мощности.

4.2 Зависимость прямого тока от относительного светового потока

Эта кривая показывает, что световой выход увеличивается с ростом прямого тока, но не линейно. Работа значительно выше испытательного тока (60мА) может привести к снижению эффективности (люмен на ватт) и ускоренной деградации из-за повышения температуры перехода. Максимальный непрерывный ток 90мА следует рассматривать как верхний конструктивный предел.

4.3 Зависимость температуры перехода от относительного спектрального распределения мощности

При повышении температуры перехода светодиода спектральный выход может смещаться. Для белых светодиодов это часто проявляется как изменение цветовой температуры и потенциальное уменьшение светового потока. Эффективный теплоотвод имеет решающее значение для поддержания стабильного цвета и яркости в течение всего срока службы продукта.

4.4 Относительное спектральное распределение мощности

Спектральный график иллюстрирует характеристики излучения для различных диапазонов CCT (например, 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K). Теплые белые светодиоды имеют больше энергии в более длинных (красных/желтых) волнах, в то время как холодные белые светодиоды имеют пик в синей области, дополненный фосфорно-преобразованным желтым светом. Эта информация жизненно важна для приложений с особыми требованиями к цвету.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и чертеж корпуса

Корпус SMD5050 имеет номинальные размеры 5.0 мм (Д) x 5.0 мм (Ш) x 1.6 мм (В). Подробные механические чертежи определяют критические размеры, включая размер линзы, расположение выводной рамки и общие допуски (например, ±0.10 мм для размеров .X, ±0.05 мм для размеров .XX).

5.2 Расположение контактных площадок и дизайн трафарета

В техническом описании приведены рекомендуемые расположение контактных площадок (посадочное место) и дизайн трафарета для паяльной пасты, чтобы обеспечить надежное формирование паяных соединений во время оплавления. Соблюдение этих рекомендаций необходимо для правильного выравнивания, теплопередачи и механической прочности. Дизайн площадки обычно включает шесть площадок (для 3-кристальной конфигурации) с определенными размерами для облегчения пайки и отвода тепла.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Чувствительность к влаге и сушка

Светодиод SMD5050 чувствителен к влаге (классифицирован по MSL согласно IPC/JEDEC J-STD-020C).

• Хранение: Не вскрытые пакеты должны храниться при температуре ниже 30°C и влажности 85% RH. После вскрытия хранить при температуре ниже 30°C и влажности 60% RH, предпочтительно в сушильном шкафу или герметичном контейнере с осушителем.
• Срок хранения после вскрытия: Использовать в течение 12 часов после вскрытия влагозащитного пакета.
• Требование к сушке: Если устройство подвергалось воздействию сверх срока хранения после вскрытия или если индикаторная карта влажности показывает чрезмерную влажность, требуется сушка перед оплавлением.
• Метод сушки: Сушка при 60°C в течение 24 часов. Не превышать 60°C. Оплавление должно быть выполнено в течение 1 часа после сушки, или детали должны быть возвращены в сухую среду хранения (<20% RH).

6.2 Профиль оплавления при пайке

Светодиод может выдерживать пиковую температуру оплавления 200°C или 230°C в течение максимум 10 секунд. Критически важно следовать стандартному, контролируемому профилю оплавления для бессвинцовых припоев, обеспечивая, чтобы скорости предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения находились в допустимых пределах, чтобы предотвратить тепловой удар или повреждение эпоксидной линзы и внутреннего кристалла.

7. Защита от электростатического разряда (ESD)

Светодиоды являются полупроводниковыми приборами, чувствительными к повреждению от ESD, особенно белые, зеленые, синие и фиолетовые типы.

• Генерация ESD: Может происходить из-за трения, индукции или проводимости.
• Потенциальное повреждение: ESD может вызвать скрытые дефекты (увеличенный ток утечки, снижение яркости/смещение цвета) или катастрофический отказ (полная неработоспособность).
• Меры предосторожности: Внедрите стандартные меры контроля ESD: используйте заземленные рабочие места, браслеты, токопроводящие коврики и антистатическую упаковку. Работайте со светодиодами только в зонах, защищенных от ESD.

8. Правила формирования номера модели

Код продукта следует определенной структуре для обозначения ключевых атрибутов. Общий формат:T□□ □□ □ □ □ – □□□ □□. Расшифровка включает коды для:

• Тип корпуса: например, '5A' для 5050N.
• Количество кристаллов: например, '3' для 3-кристальной конструкции.
• Оптический код: например, '00' без линзы, '01' с линзой.
• Цветовой код: например, 'L' для теплого белого (<3700K), 'C' для нейтрального белого (3700-5000K), 'W' для холодного белого (>5000K).
• Внутренний код: Внутренняя ссылка производителя.
• Код CCT: Определяет бин цветовой температуры.
• Код светового потока: Определяет бин потока (например, 1E, 1F).

9. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

9.1 Типичные сценарии применения

• Архитектурное и декоративное освещение: Карнизное освещение, акцентная подсветка и линейные ленты, где требуется высокая яркость и равномерное распределение света.
• Подсветка: Боковая или прямая подсветка панелей для вывесок, дисплеев и панелей управления.
• Общее освещение: Интеграция в модули для встраиваемых светильников, панельных светильников и других осветительных приборов, часто в виде массивов.

9.2 Критически важные конструктивные соображения

• Тепловое управление: Максимальная температура перехода составляет 125°C. Правильное проектирование печатной платы с достаточным количеством тепловых переходных отверстий и, при необходимости, внешним радиатором обязательно для поддержания T_jв безопасных пределах, особенно при питании более высокими токами или в условиях высокой температуры окружающей среды. Это обеспечивает долгосрочную надежность и стабильный световой выход.
• Управление током:** Всегда используйте драйвер постоянного тока или токоограничивающий резистор. Питание от источника постоянного напряжения не рекомендуется, так как это может привести к тепловому разгону. Драйвер должен быть спроектирован с учетом вариации прямого напряжения (допуска).
• Оптическое проектирование: Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкое освещение. Для сфокусированных лучей могут потребоваться вторичная оптика (линзы или отражатели), разработанная для посадочного места 5050.
• Бины для однородности: Для приложений, требующих однородного цвета и яркости (например, многодиодные массивы), укажите поставщику строгие бины как для CCT, так и для светового потока.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 В чем разница между типичным и максимальным прямым напряжением?

Типичное прямое напряжение (3.2В) - это ожидаемое значение при стандартных условиях испытаний. Максимальное (3.4В) - это верхний предел для бина продукта. Ваша схема драйвера должна быть способна обеспечить достаточное напряжение для питания светодиодов при максимальном V_F, чтобы гарантировать их включение и правильную работу.

10.2 Можно ли непрерывно питать этот светодиод током 90 мА?

Хотя 90 мА является абсолютно максимальным непрерывным током, работа на этом уровне будет генерировать значительное тепло и, вероятно, сократит срок службы светодиода из-за повышенной температуры перехода. Для оптимальной надежности и эффективности рекомендуется проектировать на более низкий ток питания, например, на испытательный ток 60 мА или значение, определяемое возможностями вашей системы теплового управления.

10.3 Почему необходима сушка перед пайкой?

Пластиковый корпус может поглощать влагу из атмосферы. Во время высокотемпературного процесса пайки оплавлением эта захваченная влага может быстро расширяться, вызывая внутреннее расслоение, растрескивание или эффект "попкорна", что приводит к немедленному или скрытому отказу. Сушка удаляет эту поглощенную влагу.

10.4 Как интерпретировать код бина светового потока (например, 1F)?

Код бина потока (например, 1F) соответствует определенному диапазону светового выхода, измеренного в люменах при 60 мА. Например, код 1F для холодного белого светодиода с CRI 70 гарантирует минимум 20 люмен и типичный максимум 22 люмена, с допуском ±7% на измерение. Вы выбираете бин на основе требований к яркости для вашего приложения.