Содержание
- 1. Обзор продукта
- 1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок
- 2. Подробный анализ технических параметров
- 2.1 Абсолютные максимальные параметры
- 2.2 Электрооптические характеристики
- 3. Анализ характеристических кривых
- 3.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны
- 3.2 Диаграмма направленности
- 3.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)
- 3.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока
- 3.5 Тепловые характеристики
- 4. Механическая информация и данные о корпусе
- 4.1 Габаритные размеры корпуса
- 4.2 Идентификация полярности
- 5. Рекомендации по пайке и монтажу
- 5.1 Формовка выводов
- 5.2 Условия хранения
- 5.3 Параметры пайки
- 5.4 Очистка
- 5.5 Тепловой менеджмент
- 6. Упаковка и информация для заказа
- 6.1 Спецификация упаковки
- 6.2 Количество в упаковке
- 6.3 Расшифровка маркировки
- 7. Рекомендации по применению и конструктивные особенности
- 7.1 Типовые схемы включения
- 7.2 Конструктивные соображения
- 8. Техническое сравнение и отличия
- 9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
- 9.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
- 9.2 Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В?
- 9.3 Почему условия хранения такие специфичные (3 месяца)?
- 10. Пример практического применения
- 11. Введение в принцип работы
- 12. Технологические тренды и контекст
1. Обзор продукта
Светодиод 1383-2SDRD/S530-A3 — это высокоинтенсивный источник света, разработанный для применений, требующих превосходной яркости в спектре глубокого красного цвета. Используя технологию чипа AlGaInP, этот компонент обеспечивает надежную работу с типичной силой света 320 мкд при стандартном токе накачки 20мА. Он спроектирован для прочности и долговечности, что делает его подходящим для интеграции в различные электронные устройства и дисплеи.
1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок
Данная серия светодиодов предлагает несколько ключевых преимуществ, включая выбор угла обзора, поставку на ленте для автоматизированного монтажа и соответствие основным экологическим и стандартам безопасности, таким как RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Основные целевые рынки включают потребительскую электронику, в частности, для использования в качестве индикаторных ламп или подсветки в таких продуктах, как телевизоры, компьютерные мониторы, телефоны и другое вычислительное оборудование, где необходим четкий, яркий красный сигнал.
2. Подробный анализ технических параметров
Работа светодиода определяется комплексом электрических, оптических и тепловых параметров, измеренных в стандартных условиях (Ta=25°C).
2.1 Абсолютные максимальные параметры
Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Их нельзя превышать ни при каких рабочих условиях.
- Постоянный прямой ток (IF):25 мА
- Пиковый прямой ток (IFP):60 мА (Скважность 1/10 @ 1КГц)
- Обратное напряжение (VR):5 В
- Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт
- Диапазон рабочих температур (Topr):от -40°C до +85°C
- Диапазон температур хранения (Tstg):от -40°C до +100°C
- Температура пайки (Tsol):260°C в течение 5 секунд
2.2 Электрооптические характеристики
Это типичные рабочие параметры в нормальных условиях эксплуатации (IF=20мА, если не указано иное).
- Сила света (Iv):160 мкд (Мин.), 320 мкд (Тип.)
- Угол обзора (2θ1/2):30 градусов (Тип.)
- Пиковая длина волны (λp):650 нм (Тип.)
- Доминирующая длина волны (λd):639 нм (Тип.)
- Ширина спектра излучения (Δλ):20 нм (Тип.)
- Прямое напряжение (VF):2.0 В (Тип.), 2.4 В (Макс.)
- Обратный ток (IR):10 мкА (Макс.) при VR=5В
Примечание: Погрешности измерения составляют ±10% для силы света, ±0.1В для прямого напряжения и ±1.0нм для доминирующей длины волны.
3. Анализ характеристических кривых
Графические данные дают более глубокое понимание поведения светодиода в различных условиях.
3.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны
Кривая спектрального распределения показывает резкий пик с центром около 650 нм, подтверждая излучение в супер-глубоком красном диапазоне. Узкая спектральная ширина 20 нм характерна для чистоты цвета, достижимой с технологией AlGaInP.
3.2 Диаграмма направленности
Диаграмма излучения иллюстрирует угол обзора по половинной интенсивности 30 градусов, демонстрируя четко сформированный луч, подходящий для направленного освещения или индикации.
3.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)
Эта кривая имеет решающее значение для проектирования схемы. Светодиод демонстрирует типичное прямое напряжение 2.0В при 20мА. Конструкторы должны убедиться, что токоограничивающий резистор рассчитан на основе максимального VF 2.4В, чтобы гарантировать правильную работу всех экземпляров.
3.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока
Световой поток увеличивается с ростом прямого тока, но ограничен абсолютным максимальным значением постоянного тока 25мА. Работа выше этого значения без надлежащего теплового управления сократит срок службы и надежность.
3.5 Тепловые характеристики
Два ключевых графика анализируют тепловые эффекты:Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Световой поток уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Это снижение номинальных характеристик необходимо учитывать для применений в высокотемпературных средах.Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Эта кривая может иллюстрировать необходимость снижения тока при повышенных температурах для поддержания надежности и предотвращения теплового разгона.
4. Механическая информация и данные о корпусе
4.1 Габаритные размеры корпуса
Светодиод размещен в стандартном ламповом корпусе. Критические размеры включают расстояние между выводами, диаметр корпуса и общую высоту. Высота фланца указана менее 1.5мм. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0.25мм, если не указано иное. Инженеры должны обращаться к подробному чертежу с размерами в спецификации для точного проектирования посадочного места на печатной плате.
4.2 Идентификация полярности
Компонент имеет идентификатор катода, обычно это плоская сторона на линзе или более короткий вывод. Правильная ориентация полярности обязательна во время сборки для предотвращения повреждения от обратного смещения.
5. Рекомендации по пайке и монтажу
Правильное обращение критически важно для сохранения характеристик и долговечности светодиода.
5.1 Формовка выводов
- Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3мм от основания эпоксидной колбы.
- Формуйте выводы перед пайкой.
- Избегайте приложения напряжения к корпусу. Отверстия в печатной плате должны идеально совпадать с выводами светодиода, чтобы предотвратить механическое напряжение.
- Обрезайте выводы при комнатной температуре.
5.2 Условия хранения
- Храните при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70% после получения.
- Срок годности в этих условиях составляет 3 месяца. Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотом и осушителем.
- Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.
5.3 Параметры пайки
Соблюдайте минимальное расстояние 3мм от места пайки до эпоксидной колбы.
Ручная пайка:- Температура жала паяльника: Макс. 300°C (паяльник макс. 30Вт). - Время пайки: Макс. 3 секунды на вывод.
Волновая/погружная пайка:- Температура предварительного нагрева: Макс. 100°C (макс. 60 сек). - Температура ванны припоя: Макс. 260°C. - Время нахождения в ванне: Макс. 5 секунд.
Избегайте многократных циклов пайки. Не прикладывайте усилие к выводам, пока они горячие. Дайте светодиоду постепенно остыть до комнатной температуры после пайки, защищая его от ударов или вибрации во время охлаждения.
5.4 Очистка
Если очистка необходима, используйте изопропиловый спирт при комнатной температуре не более одной минуты. Не используйте ультразвуковую очистку, если она специально не предварительно квалифицирована для сборки, так как это может повредить структуру светодиода.
5.5 Тепловой менеджмент
Эффективное тепловое управление крайне важно, особенно при работе вблизи максимальных параметров. Конструкция должна учитывать разводку печатной платы, возможное использование тепловых переходных отверстий и соответствующее снижение тока в зависимости от температуры окружающей среды, чтобы обеспечить долгосрочную надежность.
6. Упаковка и информация для заказа
6.1 Спецификация упаковки
Светодиоды упакованы для предотвращения электростатического разряда (ESD) и повреждения влагой: -Антистатические пакеты:Первичная упаковка. -Внутренние коробки:Содержат несколько пакетов. -Внешние коробки:Финальная транспортная тара.
6.2 Количество в упаковке
Стандартная упаковка — 200-500 штук в антистатическом пакете. Пять пакетов упакованы в одну внутреннюю коробку. Десять внутренних коробок составляют одну основную внешнюю коробку.
6.3 Расшифровка маркировки
Маркировка на упаковке включает ключевые идентификаторы: -CPN:Партномер заказчика. -P/N:Партномер производителя (1383-2SDRD/S530-A3). -QTY:Количество. -CAT / HUE:Указывает на сортировку по силе света и доминирующей длине волны. -LOT No:Отслеживаемый номер партии.
7. Рекомендации по применению и конструктивные особенности
7.1 Типовые схемы включения
Наиболее распространенная схема управления — последовательный токоограничивающий резистор. Значение резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение светодиода (используйте максимальное значение 2.4В для надежности), а IF — желаемый прямой ток (например, 20мА). Для питания 5В: R = (5В - 2.4В) / 0.020А = 130 Ом. Подойдет стандартный резистор 130Ω или 150Ω.
7.2 Конструктивные соображения
- Управление током:Всегда используйте источник постоянного тока или токоограничивающий резистор. Прямое подключение светодиода к источнику напряжения вызовет чрезмерный ток и быстрый выход из строя.
- Тепловой расчет:Для непрерывной работы при высоких температурах окружающей среды или вблизи максимального тока рассмотрите возможность использования площади меди на печатной плате в качестве радиатора.
- Защита от ESD:Хотя светодиод обладает некоторой собственной устойчивостью, во время сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с ESD.
- Оптический расчет:Угол обзора 30 градусов обеспечивает сфокусированный луч. Для более широкого освещения могут потребоваться вторичная оптика (например, рассеиватели).
8. Техническое сравнение и отличия
Светодиод 1383-2SDRD/S530-A3 выделяется на рынке глубоких красных светодиодов благодаря своей специфической комбинации характеристик. По сравнению со стандартными красными светодиодами (часто с доминирующей длиной волны около 625-630нм), этот вариант "Супер-глубокий красный" с длиной волны 639нм предлагает более глубокий, насыщенный красный цвет. Его типичная сила света 320мкд является конкурентоспособной для своего размера корпуса и угла обзора. Соответствие стандартам Halogen-Free и REACH делает его подходящим для экологически ориентированных проектов и рынков со строгими требованиями к материалам, таких как Европа.
9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
9.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?
Пиковая длина волны (650нм)— это единственная длина волны, на которой спектральная плотность мощности максимальна.Доминирующая длина волны (639нм)— это единственная длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. Доминирующая длина волны более актуальна для спецификации цвета в приложениях для дисплеев.
9.2 Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В?
Да. Используя формулу с Vcc=3.3В и VF(макс.)=2.4В при IF=20мА: R = (3.3В - 2.4В) / 0.020А = 45 Ом. Резистор 47Ω будет подходящим стандартным значением. Убедитесь, что мощность резистора достаточна (P = I^2 * R = 0.02^2 * 47 = 0.0188Вт, поэтому резистор 1/10Вт или 1/8Вт подойдет).
9.3 Почему условия хранения такие специфичные (3 месяца)?
Корпуса светодиодов могут поглощать влагу из атмосферы. Во время высокотемпературной пайки эта захваченная влага может быстро расширяться, вызывая внутреннее расслоение или растрескивание (эффект "попкорна"). Срок годности 3 месяца предполагает стандартную заводскую защиту от влаги. Для более длительного хранения метод упаковки в азот предотвращает проникновение влаги, сохраняя паяемость и надежность.
10. Пример практического применения
Сценарий: Индикатор состояния на сетевом маршрутизатореКонструктору нужен яркий, четкий индикатор "Связь активна". Выбран светодиод 1383-2SDRD/S530-A3 за его высокую яркость и отчетливый глубокий красный цвет. -Схема:Питается от шины логики маршрутизатора 3.3В через токоограничивающий резистор 47Ω, обеспечивая ~19мА. -Разводка:Светодиод размещен на передней панели. Посадочное место на печатной плате соответствует чертежу из спецификации, отверстия совмещены для предотвращения напряжения на выводах. -Сборка:Светодиоды с ленты размещаются автоматом для поверхностного монтажа. Плата проходит контролируемый процесс волновой пайки с соблюдением профиля 260°C в течение 5с. -Результат:Надежный, стабильно яркий индикатор состояния, соответствующий всем нормативным требованиям для целевого рынка.
11. Введение в принцип работы
Этот светодиод основан на технологии полупроводника AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Когда прямое напряжение прикладывается к P-N переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область. Их рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AlGaInP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны излучаемого света — в данном случае, глубокий красный цвет с пиком около 650 нм. Эпоксидная линза инкапсулирует чип, обеспечивает механическую защиту и формирует излучаемый свет в указанный угол обзора 30 градусов.
12. Технологические тренды и контекст
Светодиоды на основе AlGaInP представляют собой зрелую и высокоэффективную технологию для получения красного, оранжевого и желтого света. Ключевые тренды в этом сегменте включают: -Повышение эффективности:Постоянные улучшения в материаловедении направлены на извлечение большего количества люменов на ватт (световая отдача), снижая энергопотребление при том же световом потоке. -Миниатюризация:Хотя это ламповый корпус, отраслевой тренд направлен на уменьшение размеров корпусов для поверхностного монтажа (SMD) для более плотной компоновки печатных плат. -Стабильность цвета:Усовершенствования сосредоточены на поддержании стабильного цветового выхода (длины волны) в течение всего срока службы устройства и при различных рабочих температурах. -Интеграция:В более широких осветительных приложениях глубокие красные светодиоды, подобные этому, часто комбинируются с другими цветами (синий, зеленый, белый) в многокристальных корпусах или массивах для создания настраиваемого белого света или определенных цветовых смесей для садоводческого освещения, где глубокий красный цвет имеет решающее значение для фотосинтеза растений.
Светодиод 1383-2SDRD/S530-A3 занимает свое место в этой развивающейся среде как надежный монохромный источник, оптимизированный для индикаторных и сигнальных применений, где ключевыми требованиями являются конкретная цветовая точка и яркость.
Терминология спецификаций LED
Полное объяснение технических терминов LED
Фотоэлектрическая производительность
| Термин | Единица/Обозначение | Простое объяснение | Почему важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный. | Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии. |
| Световой поток | лм (люмен) | Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью". | Определяет, достаточно ли свет яркий. |
| Угол обзора | ° (градусы), напр., 120° | Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на диапазон освещения и равномерность. |
| Цветовая температура | K (Кельвин), напр., 2700K/6500K | Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии. |
| Индекс цветопередачи | Безразмерный, 0–100 | Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо. | Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи. |
| Допуск по цвету | Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый" | Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет. | Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов. |
| Доминирующая длина волны | нм (нанометры), напр., 620нм (красный) | Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов. | Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов. |
| Спектральное распределение | Кривая длина волны против интенсивности | Показывает распределение интенсивности по длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
Электрические параметры
| Термин | Обозначение | Простое объяснение | Соображения по проектированию |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | Vf | Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска". | Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов. |
| Прямой ток | If | Значение тока для нормальной работы светодиода. | Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток | Ifp | Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения. |
| Обратное напряжение | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой. | Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения. |
| Тепловое сопротивление | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше. | Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла. |
| Устойчивость к ЭСР | В (HBM), напр., 1000В | Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый. | В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов. |
Тепловой менеджмент и надежность
| Термин | Ключевой показатель | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа. | Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета. |
| Спад светового потока | L70 / L80 (часов) | Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной. | Прямо определяет "срок службы" светодиода. |
| Поддержание светового потока | % (напр., 70%) | Процент яркости, сохраняемый после времени. | Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании. |
| Смещение цвета | Δu′v′ или эллипс МакАдама | Степень изменения цвета во время использования. | Влияет на постоянство цвета в сценах освещения. |
| Термическое старение | Деградация материала | Ухудшение из-за длительной высокой температуры. | Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи. |
Упаковка и материалы
| Термин | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс. | EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы. |
| Структура чипа | Фронтальный, Flip Chip | Расположение электродов чипа. | Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности. |
| Фосфорное покрытие | YAG, Силикат, Нитрид | Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый. | Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI. |
| Линза/Оптика | Плоская, Микролинза, TIR | Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света. | Определяет угол обзора и кривую распределения света. |
Контроль качества и сортировка
| Термин | Содержимое бинов | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Бин светового потока | Код, напр. 2G, 2H | Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов. | Обеспечивает равномерную яркость в той же партии. |
| Бин напряжения | Код, напр. 6W, 6X | Сгруппировано по диапазону прямого напряжения. | Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы. |
| Бин цвета | 5-шаговый эллипс МакАдама | Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон. | Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства. |
| Бин CCT | 2700K, 3000K и т.д. | Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены. |
Тестирование и сертификация
| Термин | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест поддержания светового потока | Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости. | Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт оценки срока службы | Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80. | Обеспечивает научный прогноз срока службы. |
| IESNA | Общество инженеров по освещению | Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний. | Признанная отраслью основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть). | Требование доступа на рынок на международном уровне. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения. | Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность. |