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

1. Обзор продукта

Серия SMD5050 представляет собой высокояркий светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для общего освещения. Данная серия предлагает белый свет с различными коррелированными цветовыми температурами (CCT), включая тёплый белый, нейтральный белый и холодный белый, с опциями разного индекса цветопередачи (CRI). Корпус имеет компактные размеры 5.0 мм x 5.0 мм, что делает его подходящим для проектов с ограниченным пространством, требующих равномерного и эффективного освещения.

Ключевое преимущество серии заключается в стандартизированной системе бинирования по световому потоку и цветности, обеспечивающей цветовую однородность в производственных партиях. Светодиод спроектирован для надёжной работы в стандартных процессах SMT-монтажа и предназначен для таких применений, как светодиодные ленты, модули подсветки, декоративное освещение и архитектурная акцентная подсветка.

2. Подробный разбор технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

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

• Прямой ток (IF):90 мА (Максимальный постоянный ток)
• 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):Пайка оплавлением при 200°C или 230°C не более 10 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измерены при стандартных условиях испытаний T_s=25°C и представляют типичные показатели.

• Прямое напряжение (V_F):3.2В (Типичное), 3.4В (Максимальное) при I_F=60мА.
• Обратное напряжение (V_R):5В
• Обратный ток (I_R):10 мкА (Максимальный)
• Угол обзора (2θ_1/2):120° (Типичный)

3. Объяснение системы бинирования

3.1 Бинирование по коррелированной цветовой температуре (CCT)

Светодиоды классифицируются по конкретным областям цветности (бина) в соответствии с целевой CCT. Это обеспечивает цветовую однородность при совместном использовании нескольких светодиодов. Стандартные бины для заказа:

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

Примечание: Световой поток для продуктов серии 5050N указывается с минимальным значением; фактический отгружаемый поток может быть выше, но при этом будет соответствовать заказанному бину CCT.

3.2 Бинирование по световому потоку

Поток классифицируется кодами (например, 1E, 1F, 1G), представляющими минимальный и типичный диапазоны выходной мощности при 60мА. Бины различаются в зависимости от CCT и CRI.

• Белый свет 70 CRI (Тёплый, Нейтральный, Холодный):Коды от 1E (18-20 лм мин.) до 1H (24-26 лм мин. для холодного белого).
• Белый свет 85 CRI:Коды от 1D (16-18 лм мин.) до 1F (20-22 лм мин.).
• Тёплый белый 93 CRI:Коды 1C (14-16 лм мин.) и 1D (16-18 лм мин.).

Допуски: Световой поток (±7%), Прямое напряжение (±0.08В), CRI (±2), Координаты цветности (±0.005).

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Вольт-амперная характеристика типична для диода. Прямое напряжение увеличивается логарифмически с ростом тока. Работа при рекомендуемых 60мА обеспечивает оптимальную эффективность и долговечность, оставаясь в пределах максимальных параметров.

4.2 Зависимость прямого тока от относительного светового потока

Световой выход приблизительно линейно зависит от тока в нормальном рабочем диапазоне. Работа светодиода при токе выше рекомендуемого приводит к уменьшению отдачи по свету при значительном увеличении тепловыделения и ускорении деградации светового потока.

4.3 Спектральное распределение мощности и влияние температуры перехода

Кривые относительного спектрального распределения энергии показывают пики излучения для различных диапазонов CCT (2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K). Спектр слегка смещается с увеличением температуры перехода, что может вызвать заметное изменение координат цветности и CCT. Правильное тепловое управление критически важно для поддержания стабильного цветового выхода.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус SMD5050 имеет номинальные размеры 5.0 мм (Д) x 5.0 мм (Ш) x 1.6 мм (В). Подробные механические чертежи определяют допуски: размеры .X: ±0.10мм, размеры .XX: ±0.05мм.

5.2 Расположение контактных площадок и дизайн трафарета

В техническом описании приведены рекомендуемые посадочное место (footprint) и дизайн паяльного трафарета для обеспечения надёжного формирования паяных соединений при оплавлении. Соблюдение этих схем критически важно для правильного позиционирования, теплового режима и механической стабильности.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Влагочувствительность и кондиционирование (сушка)

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

• Хранение:Храните невскрытые пакеты при <30°C/<85% относительной влажности. После вскрытия храните при <30°C/<60% относительной влажности в сухом шкафу или герметичном контейнере с осушителем.
• Срок хранения после вскрытия:Используйте в течение 12 часов после вскрытия пакета.
• Сушка требуется, если:Пакет был вскрыт, срок хранения после вскрытия истёк или индикаторная карта влажности показывает воздействие. Не сушите светодиоды, уже припаянные к платам.
• Процедура сушки:Сушите при 60°C в течение 24 часов на оригинальной катушке. Проведите пайку оплавлением в течение 1 часа после сушки или верните в сухое хранилище (<20% относительной влажности). Не превышайте 60°C.

6.2 Профиль пайки оплавлением

Используйте стандартный профиль бессвинцовой пайки оплавлением. Пиковая температура не должна превышать 230°C, а время выше 200°C должно быть ограничено максимум 10 секундами, чтобы предотвратить повреждение корпуса или деградацию внутренних материалов.

7. Защита от электростатического разряда (ЭСР)

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

• Возникновение ЭСР:Может происходить из-за трения, индукции или проводимости.
• Возможные повреждения:Скрытые повреждения (увеличенный ток утечки, снижение яркости/смещение цвета, сокращение срока службы) или катастрофический отказ (полная неработоспособность).
• Меры предосторожности:Внедрите стандартные меры контроля ЭСР: используйте заземлённые рабочие места, браслеты, токопроводящие напольные покрытия, ионизаторы, а также антистатические упаковочные и обрабатывающие материалы.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типичные сценарии применения

• Светодиодные ленты и линейки:Высокая плотность и хороший угол обзора обеспечивают равномерное линейное освещение.
• Подсветка:Для вывесок, дисплеев и панелей, требующих равномерного белого света.
• Декоративное и архитектурное освещение:Акцентное освещение, карнизы и контурная подсветка.
• Общего назначения индикация/освещение:Там, где требуется яркий компактный источник для поверхностного монтажа.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Всегда используйте драйвер постоянного тока или соответствующий токоограничивающий резистор. Не подключайте напрямую к источнику напряжения.
• Тепловое управление:Проектируйте печатную плату с достаточными тепловыми перемычками и площадью меди для рассеивания тепла. Высокие температуры перехода снижают световой выход, смещают цвет и сокращают срок службы.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 120° обеспечивает широкое освещение. Рассмотрите вторичную оптику (линзы, рассеиватели), если требуется формирование луча.
• Бинирование для цветовой однородности:Для приложений с несколькими светодиодами указывайте поставщику узкие бины CCT и светового потока, чтобы избежать видимых различий в цвете или яркости.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод максимальным током 90мА для большей яркости?

О: Не рекомендуется для непрерывной работы. Рекомендуемый рабочий ток составляет 60мА. Работа при 90мА генерирует значительно больше тепла, потенциально превышая максимальную температуру перехода, что приводит к быстрой деградации светового потока и снижению надёжности. Всегда проектируйте для рекомендуемых условий.

В: Что произойдёт, если я не просушил светодиоды после того, как пакет был открыт более 12 часов?

О: Влага, поглощённая пластиковым корпусом, может быстро расширяться во время пайки оплавлением, вызывая внутреннее расслоение, повреждение проводных соединений или растрескивание корпуса (эффект "попкорна"). Это часто приводит к немедленному отказу или скрытым дефектам, вызывающим преждевременный выход из строя в процессе эксплуатации.

В: Насколько критичен профиль температуры пайки?

О: Очень критичен. Превышение 230°C или временных ограничений при температуре может повредить силиконовую линзу, люминофор, крепление кристалла или проводные соединения. Всегда следуйте рекомендуемому профилю оплавления.

В: Световой поток имеет допуск ±7%. Как это влияет на мой проект?

О: Такое отклонение является нормальным при производстве светодиодов. Для приложений, требующих равномерной яркости, рекомендуется использовать светодиоды из одной производственной партии и указывать узкий бин светового потока. Схема драйвера также должна быть спроектирована с учётом типичного диапазона прямого напряжения.

10. Принцип работы и технологические тренды

10.1 Базовый принцип работы

Белый SMD-светодиод обычно использует синий полупроводниковый кристалл из нитрида индия-галлия (InGaN). Часть синего света, излучаемого этим кристаллом, преобразуется в более длинные волны (жёлтый, красный) слоем люминофора, покрывающим кристалл. Комбинация оставшегося синего света и света, преобразованного люминофором, создаёт восприятие белого света. Точный состав люминофора определяет коррелированную цветовую температуру (CCT) и индекс цветопередачи (CRI).

10.2 Отраслевые тренды

Общая тенденция для средне-мощных SMD-светодиодов, таких как 5050, направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение цветопередачи (более высокий CRI со значениями R9) и лучшую цветовую однородность (более узкое бинирование). Также уделяется внимание повышению надёжности и долговечности при более высоких токах питания и рабочих температурах. Кроме того, технология люминофоров продолжает развиваться, позволяя получать более насыщенные цвета и более широкую гамму для дисплейных приложений, а также более спектрально настраиваемый белый свет для освещения, ориентированного на человека.