Техническая документация на зеленый светодиод LTL17KCGM4J - Корпус T-1 - Длина волны 518 нм - Напряжение 3.2 В - Мощность 108 мВт

1. Обзор продукта

LTL17KCGM4J — это высокоэффективная выводная светодиодная лампа, предназначенная для индикации состояния и подсветки в широком спектре электронных приложений. Она имеет популярный корпус диаметром T-1 (3 мм) с белой рассеивающей линзой, обеспечивающей широкий угол обзора и равномерное распределение света. Устройство использует технологию InGaN для получения зеленого света с типичной доминирующей длиной волны 518 нм.

1.1 Ключевые преимущества

• Низкое энергопотребление и высокая эффективность:Обеспечивает высокую силу света при минимальном потреблении энергии.
• Соответствие экологическим нормам:Не содержит свинца и полностью соответствует директиве RoHS.
• Стандартный корпус:Форм-фактор T-1 гарантирует совместимость с существующими топологиями печатных плат и производственными процессами.
• Рассеивающая линза:Белая рассеивающая линза обеспечивает широкий, равномерный угол обзора 40 градусов, что идеально подходит для индикаторных применений.

1.2 Целевые рынки

Данный светодиод подходит для разнообразных применений в различных отраслях, включая:

• Оборудование связи
• Компьютерная периферия
• Потребительская электроника
• Бытовая техника
• Промышленные системы управления и приборы

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые рабочие режимы

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):108 мВт. Это максимальная мощность, которую светодиод может рассеять в виде тепла.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА непрерывно. Для надежной работы устройство должно питаться током, равным или ниже этого значения.
• Пиковый прямой ток:100 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Обратное напряжение (VR):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать мгновенный отказ.
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C. Гарантируется работа светодиода в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:260°C максимум в течение 5 секунд на расстоянии 2.0 мм от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измерены при температуре окружающей среды (TA) 25°C и определяют типичные характеристики устройства.

• Сила света (Iv):Диапазон от 680 мкд (мин.) до 3200 мкд (макс.) при прямом токе (IF) 20 мА. Типичное значение — 1500 мкд. К этим значениям применяется допуск измерения ±15%.
• Прямое напряжение (VF):Обычно 3.2 В, с диапазоном от 2.9 В до 3.6 В при IF=20 мА. Этот параметр критически важен для проектирования токоограничивающего резистора в цепи управления.
• Угол обзора (2θ1/2):40 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого (на оси) значения.
• Доминирующая длина волны (λd):Основной цвет, воспринимаемый человеческим глазом. Для данного продукта сортировка осуществляется в диапазоне от 514 нм до 527 нм, с типичным целевым значением 518 нм.
• Пиковая длина волны излучения (λP):Приблизительно 515 нм, что соответствует длине волны в наивысшей точке спектра излучения светодиода.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):35 нм. Это указывает на спектральную чистоту; меньшее значение означает более монохроматический свет.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при приложении обратного напряжения 5 В. Светодиод не предназначен для работы в обратном направлении.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бина). LTL17KCGM4J использует двухмерную систему сортировки.

3.1 Сортировка по силе света

Группы определяются минимальным и максимальным значениями силы света при 20 мА. Допуск для каждого предела группы составляет ±15%.

• Группа NP:680 мкд (Мин.) до 1150 мкд (Макс.)
• Группа QR:1150 мкд (Мин.) до 1900 мкд (Макс.)
• Группа ST:1900 мкд (Мин.) до 3200 мкд (Макс.)

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Группы определяются конкретными диапазонами длин волн при 20 мА. Допуск для каждого предела группы составляет ±1 нм.

• G07:514.0 нм до 516.0 нм
• G08:516.0 нм до 518.0 нм
• G09:518.0 нм до 520.0 нм
• G10:520.0 нм до 523.0 нм
• G11:523.0 нм до 527.0 нм

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные кривые для такого устройства включают:

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, как световой выход увеличивается с ростом прямого тока. Обычно она линейна при низких токах, но может насыщаться при высоких токах из-за тепловых эффектов и падения эффективности.

4.2 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Эта ВАХ по своей природе экспоненциальна. Указанное прямое напряжение (например, 3.2 В тип.) — это одна точка на этой кривой при 20 мА.

4.3 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Световой выход светодиода уменьшается с ростом температуры перехода. Эта кривая необходима для приложений, работающих в условиях высоких температур.

4.4 Спектральное распределение

График, показывающий относительную мощность излучения на разных длинах волн, с пиком около 515 нм и характерной шириной (35 нм на полувысоте).

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры

Светодиод соответствует стандартному круглому выводному корпусу T-1 (3 мм). Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (дюймах).
• Допуск составляет ±0.25 мм (0.010"), если не указано иное.
• Максимальный выступ смолы под фланцем — 1.0 мм (0.04").
• Расстояние между выводами измеряется в месте их выхода из корпуса.

5.2 Определение полярности

Обычно более длинный вывод обозначает анод (плюс), а более короткий — катод (минус). Катод также может быть обозначен плоским срезом на фланце линзы светодиода.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Условия хранения

Для оптимального срока хранения храните светодиоды в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Если извлечены из оригинального влагозащитного пакета, используйте в течение трех месяцев. Для более длительного хранения используйте герметичный контейнер с осушителем или азотную атмосферу.

6.2 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода.
• Не используйте корпус светодиода в качестве точки опоры.
• Выполняйте формовку при комнатной температуре и до процесса пайки.
• Используйте минимальное усилие при закреплении на печатной плате, чтобы избежать механических напряжений.

6.3 Процесс пайки

Критическое правило:Соблюдайте минимальное расстояние 2 мм от основания эпоксидной линзы до точки пайки. Никогда не погружайте линзу в припой.

• Ручная пайка (паяльником):Максимальная температура 350°C не более 3 секунд на каждый вывод.
• Волновая пайка:
  • Предварительный нагрев: максимум 100°C до 60 секунд.
  • Паяльная волна: максимум 260°C до 5 секунд.
• Важно:Пайка оплавлением ИК-излучением НЕ подходит для данного выводного светодиода. Чрезмерный нагрев или время повредят эпоксидную линзу или полупроводниковый кристалл.

6.4 Очистка

При необходимости очищайте только спиртосодержащими растворителями, такими как изопропиловый спирт (IPA).

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификация упаковки

Продукт доступен в нескольких конфигурациях упаковки:

• Единичная упаковка:1000, 500, 200 или 100 штук в влагозащитном упаковочном пакете.
• Внутренняя коробка:Содержит 10 упаковочных пакетов (например, 10 000 штук при использовании пакетов по 1000 шт.).
• Внешняя коробка (отгрузочная партия):Содержит 8 внутренних коробок (например, 80 000 штук). Последняя упаковка в партии может быть неполной.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости и предотвращения повреждений:

• Всегда используйте токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом.Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vпитания - VF) / IF, где VF — прямое напряжение светодиода, а IF — желаемый прямой ток (например, 20 мА).
• Избегайте прямого параллельного соединения нескольких светодиодовбез индивидуальных резисторов. Небольшие различия в характеристике прямого напряжения (VF) между светодиодами могут вызвать значительный дисбаланс токов, приводящий к неравномерной яркости и потенциальному перетоку в одном устройстве (как показано на схеме B в документации). Рекомендуемый метод — использовать последовательный резистор для каждой ветви светодиода (схема A).

8.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 108 мВт), для надежности необходимо правильное проектирование:

• Соблюдайте снижение номинального постоянного прямого тока на 0.45 мА/°C при температуре окружающей среды выше 30°C. Это означает, что максимально допустимый непрерывный ток уменьшается с ростом температуры окружающей среды.
• Обеспечьте достаточное расстояние между светодиодами и другими теплообразующими компонентами на печатной плате.

8.3 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Светодиод подвержен повреждению от электростатического разряда. Реализуйте следующее в зоне обработки и сборки:

• Используйте токопроводящие браслеты или антистатические перчатки.
>
• Убедитесь, что все оборудование, рабочие места и стеллажи для хранения правильно заземлены.
• Используйте ионизаторы для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе.
• Поддерживайте обучение и сертификацию персонала по ЭСР.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTL17KCGM4J предлагает конкретные преимущества на рынке выводных светодиодов:

• Постоянство длины волны:Жесткая система сортировки по доминирующей длине волны (±1 нм на группу) обеспечивает превосходное постоянство цвета в приложениях, требующих нескольких светодиодов, по сравнению с компонентами с более широкими допусками.
• Варианты высокой яркости:Наличие группы высокой яркости ST (до 3200 мкд) делает его подходящим для применений, требующих высокой видимости, или там, где свет может ослабляться фильтрами или рассеивателями.
• Надежная упаковка:Стандартный корпус T-1 с рассеивающей линзой обеспечивает проверенную, надежную механическую форму с хорошими характеристиками обзора.

10. Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)

10.1 Какое значение резистора следует использовать при питании 5В?

Используя типичное прямое напряжение (VF=3.2 В) и целевой ток 20 мА (0.02 А): R = (5В - 3.2В) / 0.02А = 90 Ом. Подойдет стандартный резистор на 91 Ом или 100 Ом. Всегда рассчитывайте на основе максимального VF из документации (3.6 В), чтобы гарантировать, что ток не превысит предел в наихудших условиях.

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

Да, 30 мА — это абсолютный максимальный номинальный постоянный ток при 25°C. Однако для долгосрочной надежности и с учетом роста температуры часто целесообразно работать при более низком токе, например, 20 мА. Если работаете при 30 мА, убедитесь, что температура окружающей среды значительно ниже 85°C, и учитывайте коэффициент снижения номинала.

10.3 Зачем нужен последовательный резистор, если мой источник питания стабилизирует ток?

Если вы используете специальный, правильно настроенный драйвер постоянного тока, последовательный резистор не требуется и может даже быть вредным. Резистор необходим при использовании источника постоянного напряжения (например, батареи или стабилизатора напряжения) для ограничения тока до безопасного значения.

10.4 Как интерпретировать код сортировки по силе света на упаковочном пакете?

Код группы (например, ST, QR, NP), напечатанный на упаковочном пакете, соответствует диапазону силы света светодиодов внутри. Это позволяет разработчикам выбирать подходящий класс яркости для своего приложения и обеспечивает постоянство в рамках производственной партии.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование панели индикации состояния для промышленного блока управления. Панель требует 10 зеленых индикаторных светодиодов для отображения статуса "система активна". Блок питается от шины 12В, рабочая среда может достигать 50°C.

Шаги проектирования:

1. Выбор тока:Из-за повышенной температуры окружающей среды (50°C) снизьте максимальный ток. Снижение от 30°C: (50°C - 30°C) * 0.45 мА/°C = 9 мА снижения. Максимальный ток при 50°C ≈ 30 мА - 9 мА = 21 мА. Выбор 18 мА обеспечивает хороший запас безопасности при сохранении яркости.
2. Расчет резистора:Используйте максимальное VF (3.6 В) для надежности. R = (12В - 3.6В) / 0.018А ≈ 467 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение, 470 Ом.
3. Топология схемы:Разместите каждый светодиод с собственным последовательным резистором 470 Ом и подключите все 10 таких пар светодиод-резистор параллельно к источнику 12В. Это обеспечивает равный ток через каждый светодиод, несмотря на вариации VF.
4. Выбор группы:Для однородного внешнего вида укажите поставщику одну группу по силе света (например, QR) и одну группу по доминирующей длине волны (например, G08 для 518 нм).
5. Компоновка:Соблюдайте правило минимального расстояния пайки 2 мм при разводке печатной платы. Обеспечьте небольшое расстояние между светодиодами, чтобы предотвратить локальный нагрев.

12. Принцип работы

LTL17KCGM4J — это полупроводниковый источник света на основе кристалла нитрида индия-галлия (InGaN). Когда прямое напряжение приложено между анодом и катодом, электроны и дырки инжектируются в активную область полупроводника. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав материала InGaN определяет энергию запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае зеленый около 518 нм. Эпоксидный корпус служит для защиты кристалла, действует как линза для формирования светового потока и содержит рассеивающий материал для расширения угла обзора.

13. Технологические тренды

Хотя выводные светодиоды остаются важными для прототипирования, ремонта и некоторых устаревших или высоконадежных применений, общая тенденция в отрасли значительно сместилась в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD), таких как 0603, 0805 и 2835. SMD-светодиоды предлагают преимущества в автоматизированной сборке, экономии места на плате и часто лучшей тепловой эффективности. Однако выводные светодиоды, такие как корпус T-1, остаются актуальными благодаря простоте ручного монтажа, надежности в условиях высокой вибрации и отличной пригодности для макетных плат и образовательных целей. Технология внутри самого кристалла продолжает развиваться, с постоянными исследованиями, направленными на повышение эффективности (люмен на ватт), цветопередачи и долговечности.