Техническая спецификация LTL17KCBH5D - Синий светодиод T-1 5мм - 3.2В 20мА - 240мкд

1. Обзор продукта

LTL17KCBH5D — это высокоэффективный синий светоизлучающий диод (LED), предназначенный для монтажа в отверстия на печатных платах (PCB). Он относится к популярному семейству корпусов T-1 (5мм), что делает его стандартным выбором для широкого спектра индикаторных и осветительных применений. Устройство использует технологию полупроводника InGaN (нитрид индия-галлия) для генерации света с доминирующей длиной волны 470 нм, воспринимаемого как рассеянный синий цвет.

1.1 Ключевые преимущества

• Высокая эффективность и низкое энергопотребление:Обеспечивает высокую силу света при минимальном электрическом потреблении, способствуя созданию энергоэффективных конструкций.
• Соответствие RoHS и бессвинцовая технология:Изготовлен в соответствии с экологическими нормами, что делает его пригодным для мировых рынков.
• Стандартный корпус:Форм-фактор T-1 5мм гарантирует широкую совместимость с существующими разводками печатных плат и производственными процессами.
• Гибкость проектирования:Доступен в определенных группах (бинах) по силе света и длине волны, что позволяет осуществлять точный выбор в соответствии с требованиями применения.

1.2 Целевые рынки и области применения

Данный светодиод универсален и подходит для индикации состояния, подсветки и декоративного освещения в различных отраслях. Основные области применения включают:

• Оборудование связи:Индикаторы состояния на маршрутизаторах, коммутаторах и модемах.
• Компьютерные периферийные устройства:Индикаторы питания и активности на клавиатурах, внешних накопителях и концентраторах.
• Потребительская электроника:Индикаторные лампы в аудио/видео аппаратуре, игрушках и бытовых приборах.
• Бытовая техника:Индикаторы на дисплеях и панелях управления.
• Промышленные системы управления:Панели состояния оборудования, индикаторы систем управления и приборов.

2. Технические параметры: Подробное объективное описание

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимум 108 мВт. Это общая мощность (Прямое напряжение x Прямой ток), которую корпус светодиода может рассеивать в виде тепла при температуре окружающей среды (TA) 25°C.
• Постоянный прямой ток (IF):Максимальный постоянный ток 30 мА.
• Пиковый прямой ток:100 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мс) для обработки кратковременных всплесков.
• Снижение номинала:Максимально допустимый постоянный прямой ток линейно уменьшается на 0,5 мА при каждом повышении температуры окружающей среды на 1°C выше 30°C. Это критически важно для управления температурным режимом в закрытых или высокотемпературных средах.
• Температура эксплуатации и хранения:Устройство может работать в диапазоне от -30°C до +80°C и храниться от -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:260°C максимум в течение 5 секунд, измеряется на расстоянии 2,0 мм от корпуса светодиода. Это определяет технологическое окно для ручной или волновой пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при TA=25°C и IF=20мА, что представляет типичные условия эксплуатации.

• Сила света (Iv):240 мкд (типичное значение). Это воспринимаемая яркость светодиода человеческим глазом. Фактический поставляемый продукт сортируется по минимальным значениям от 180 мкд до 520 мкд (см. таблицу бинов). К этим значениям применяется допуск тестирования ±15%.
• Угол обзора (2θ1/2):50 градусов (типичное значение). Это полный угол, при котором интенсивность света падает до половины своего пикового (осевого) значения. Угол 50° обеспечивает относительно сфокусированный луч, подходящий для направленной индикации.
• Пиковая длина волны (λp):468 нм (типичное значение). Конкретная длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность является наибольшей.
• Доминирующая длина волны (λd):470 нм (типичное значение), сортируется от 460 нм до 475 нм. Это единственная длина волны, которая наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет света, полученный из диаграммы цветности CIE.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):22 нм (типичное значение). Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого синего света.
• Прямое напряжение (VF):3,2 В (типичное значение), диапазон от 2,7 В до 3,6 В при 20мА. Это падение напряжения на светодиоде во время работы.
• Обратный ток (IR):Максимум 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5В.Важно:Данный светодиод не предназначен для работы в обратном смещении; это условие тестирования предназначено только для характеристики.

3. Спецификация системы сортировки (бинов)

Для обеспечения единообразия яркости и цвета в производственных применениях светодиоды сортируются по бинам.

3.1 Сортировка по силе света

Единица измерения: милликандела (мкд) @ IF = 20мА. Код бина указан на упаковочном пакете.

• Бин HJ:180 мкд (Мин) до 310 мкд (Макс)
• Бин KL:310 мкд (Мин) до 520 мкд (Макс)
• Бин MN:520 мкд (Мин) до 880 мкд (Макс)

Примечание: Допуск на каждый предел бина составляет ±15%.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Единица измерения: нанометр (нм) @ IF = 20мА.

• Бин B07:460,0 нм (Мин) до 465,0 нм (Макс)
• Бин B08:465,0 нм (Мин) до 470,0 нм (Макс)
• Бин B09:470,0 нм (Мин) до 475,0 нм (Макс)

4. Анализ характеристических кривых

Типичные характеристические кривые (не воспроизведены здесь подробно, но указаны в спецификации) предоставляют визуальное руководство для разработчиков. Обычно они включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как яркость увеличивается с ростом тока, вплоть до максимального номинала.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует эффект теплового тушения, при котором световой выход уменьшается с ростом температуры перехода.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует нелинейную ВАХ диода.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную мощность, излучаемую на разных длинах волн, с центром вокруг пиковой длины волны.

Эти кривые необходимы для прогнозирования производительности в нестандартных условиях (например, при различных токах возбуждения или температурах окружающей среды).

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Светодиод имеет стандартную круглую линзу T-1 5мм. Ключевые размеры включают:

• Диаметр линзы:Максимум 5,4 мм (0,212 дюйма).
• Высота корпуса:8,6 мм (0,339 дюйма) от нижней части выводов до верхней части линзы.
• Диаметр вывода:0,5 мм ±0,05 мм (0,0197 ±0,002 дюйма).
• Расстояние между выводами:Номинальное 2,54 мм (0,1 дюйма), измеряется в месте выхода выводов из корпуса.
• Идентификатор катода:Катодный вывод обычно идентифицируется по плоскому участку на фланце линзы или более короткому выводу (проверьте маркировку производителя). На предоставленной схеме указана сторона катода.

Важные примечания:Допуск составляет ±0,25 мм, если не указано иное. Допускается максимум 1,0 мм выступающей смолы под фланцем. Формовка выводов и пайка должны соблюдать минимальные расстояния от корпуса светодиода, указанные в разделе "Меры предосторожности".

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Хранение и обращение

• Хранить в среде, не превышающей 30°C и относительной влажности 70%.
• Использовать в течение трех месяцев после извлечения из оригинальной влагозащитной упаковки. Для более длительного хранения использовать герметичный контейнер с осушителем или азотную среду.
• Обращаться с соблюдением мер предосторожности от электростатического разряда (ESD): использовать заземленные браслеты, рабочие места и ионизаторы для нейтрализации статического заряда на линзе.
• При необходимости очищать только спиртосодержащими растворителями, такими как изопропиловый спирт.

6.2 Формовка выводов и монтаж на печатную плату

• Изгибать выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода.
• Не использовать корпус светодиода в качестве точки опоры при изгибе.
• Выполнять всю формовку выводов при комнатной температуре иперед soldering.
• При вставке в печатную плату прикладывать минимальное усилие фиксации, чтобы избежать механического напряжения.

6.3 Процесс пайки

Соблюдать минимальное расстояние в 3 мм (для паяльника) или 2 мм (для волны) между точкой пайки и основанием линзы. Никогда не погружать линзу в припой.

• Паяльник:Максимальная температура 350°C, максимальное время 3 секунды на вывод (только один раз).
• Волновая пайка:Предварительный нагрев до максимум 100°C в течение до 60 секунд. Волна припоя при максимум 260°C в течение до 5 секунд.
• Критически важно:Инфракрасная (IR) пайка оплавлениемне подходитдля данного светодиода для монтажа в отверстия. Чрезмерный нагрев или время могут деформировать линзу или вызвать отказ.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в антистатические пакеты для предотвращения повреждения от электростатического разряда во время транспортировки и обращения.

• 500 штук в упаковочном пакете.
• 10 упаковочных пакетов во внутреннем ящике (всего 5 000 штук).
• 8 внутренних ящиков в основном внешнем ящике (всего 40 000 штук).
• В отгрузочной партии только последняя упаковка может содержать неполное количество.

8. Рекомендации по проектированию применений

8.1 Проектирование цепи управления

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости и предотвращения повреждения от перегрузки по току необходимо использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом.

• Рекомендуемая схема (Схема A):Использовать отдельный резистор для каждого светодиода, включенный последовательно. Это компенсирует естественное разброс прямого напряжения (VF) от одного светодиода к другому, гарантируя, что каждый получает одинаковый ток и, следовательно, имеет схожую яркость.
• Не рекомендуется (Схема B):Не рекомендуется подключать несколько светодиодов непосредственно параллельно с одним общим резистором. Небольшие различия в VF приведут к неравномерному распределению тока, что вызовет значительные различия в яркости между светодиодами.

Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vпитания - VF_светодиода) / IF, где IF — желаемый прямой ток (например, 20 мА).

8.2 Соображения по тепловому управлению

Хотя рассеиваемая мощность мала, спецификацию снижения номинала необходимо соблюдать в применениях с высокой температурой окружающей среды. Обеспечьте достаточный поток воздуха или теплоотвод, если светодиод работает на максимальном токе или близком к нему в среде с температурой выше 30°C. Линейное снижение номинала на 0,5 мА/°C выше 30°C напрямую влияет на максимальный безопасный рабочий ток.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 50 градусов обеспечивает направленный луч. Для более широкого освещения могут использоваться вторичная оптика, такая как рассеиватели или световоды. Синяя рассеивающая линза помогает достичь более равномерного внешнего вида с разных углов обзора по сравнению с прозрачной линзой.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старой технологией, такой как синие светодиоды на основе GaP (фосфид галлия), это устройство на основе InGaN предлагает значительно более высокую световую эффективность и более насыщенный синий цвет. В категории синих светодиодов T-1 5мм ключевыми отличительными особенностями LTL17KCBH5D являются его конкретная структура бинов по интенсивности и длине волны, четко определенные предельные параметры и кривая снижения номинала, а также подробные меры предосторожности при обращении и пайке, что способствует надежному производству.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Могу ли я питать этот светодиод током 30 мА непрерывно?

Да, но только если температура окружающей среды (TA) равна или ниже 30°C. Если TA выше, необходимо уменьшить ток в соответствии с коэффициентом снижения номинала 0,5 мА/°C выше 30°C, чтобы избежать превышения максимальной температуры перехода и снижения надежности.

10.2 Почему для каждого светодиода при параллельном включении нужен отдельный резистор?

Из-за производственных допусков прямое напряжение (VF) светодиодов различается. Без индивидуальных резисторов светодиоды с немного более низким VF будут потреблять непропорционально больший ток, становясь ярче и потенциально перегреваясь, в то время как светодиоды с более высоким VF будут тусклее. Последовательные резисторы обеспечивают выравнивание тока.

10.3 В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λp)— это физическая длина волны, на которой оптическая выходная мощность является наибольшей.Доминирующая длина волны (λd)— это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое наилучшим образом представляет цвет, который мы видим. Для монохроматических светодиодов, таких как этот синий, они часто близки, но λd является более релевантным параметром для спецификации цвета.

10.4 Можно ли использовать этот светодиод для наружных применений?

В спецификации указано, что он подходит для внутренних и наружных вывесок. Однако для суровых наружных условий рассмотрите дополнительную защиту, такую как защитное покрытие на печатной плате, УФ-стабильные линзы при длительном воздействии прямого солнечного света, и убедитесь, что рабочий температурный диапазон (-30°C до +80°C) не превышается.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование многоиндикаторной панели для сетевого коммутатора.Панель требует десять однородных синих индикаторов состояния. Системная шина питания — 5В.

1. Выбор компонентов:Укажите светодиоды LTL17KCBH5D из одного бина по интенсивности (например, KL) и бина по длине волны (например, B08), чтобы гарантировать визуальную однородность.
2. Проектирование цепи:Спроектируйте десять идентичных цепей управления. Для целевого тока 20 мА и типичного VF 3,2 В рассчитайте последовательный резистор: R = (5В - 3,2В) / 0,020А = 90 Ом. Используйте стандартный резистор 91 Ом или 100 Ом. Установите один резистор последовательно с анодом каждого светодиода.
3. Разводка печатной платы:Следуйте чертежу размеров для расстояния между отверстиями (2,54 мм). Убедитесь, что катод (идентифицированный вывод) правильно ориентирован на шелкографии печатной платы. Соблюдайте рекомендуемый зазор в 3 мм между корпусом светодиода и контактной площадкой для пайки.
4. Сборка:Вставьте светодиоды, аккуратно сформируйте выводы на расстоянии 3 мм от корпуса, если необходимо, и выполните волновую пайку, используя указанный профиль (макс. 260°C в течение 5 с, предварительный нагрев).
5. Результат:Панель с десятью стабильно яркими и однородно окрашенными синими индикаторами, обеспечивающая надежную долгосрочную работу.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Активная область состоит из InGaN. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Там они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава InGaN определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае синий около 470 нм. Эпоксидная линза служит для защиты полупроводникового кристалла, формирования выходного светового луча и обеспечения механической поддержки выводов.

13. Технологические тренды

Разработка ярких синих светодиодов на основе InGaN стала фундаментальным достижением в твердотельном освещении, позволив создать белые светодиоды (через преобразование люминофором) и полноцветные дисплеи. Текущие тенденции в индикаторных светодиодах включают:

• Миниатюризация:Переход к более мелким корпусам для поверхностного монтажа (SMD), таким как 0402 и 0201, хотя корпуса для монтажа в отверстия остаются важными для надежности, ремонтопригодности и определенных применений.
• Повышение эффективности:Постоянные улучшения внутренней квантовой эффективности и вывода света из корпуса приводят к более высокой силе света на единицу электрического входа.
• Интегрированные решения:Рост популярности светодиодов со встроенными токоограничивающими резисторами или драйверами IC для упрощения проектирования цепей.
• Цветовая однородность:Более жесткие спецификации бинов и передовые производственные средства контроля для уменьшения вариаций цвета и яркости в производственной партии.

Светодиоды для монтажа в отверстия, такие как LTL17KCBH5D, остаются актуальными благодаря простоте использования, надежности и экономической эффективности для прототипирования, обучения и применений, где требуется ручная сборка или высокая механическая прочность.