Техническая спецификация светодиодной лампы T-1 3мм сквозного монтажа - Синий и красный с белым рассеивателем - Напряжение 2.9В/1.9В - Мощность 70мВт/52мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны технические характеристики светодиодной лампы индикаторного типа сквозного монтажа. Устройство предлагается в популярном корпусе диаметром T-1 (3мм) и характеризуется сочетанием синего или красного светодиодного кристалла с белой рассеивающей линзой. Такой конструктивный выбор направлен на обеспечение равномерного, рассеянного светового потока, подходящего для индикации состояния в различных приложениях.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

Основные преимущества данной светодиодной лампы включают низкое энергопотребление и высокую эффективность, что делает её подходящей для устройств с питанием от батарей или энергоэффективных решений. Она изготовлена из бессвинцовых материалов и соответствует директиве RoHS. Форм-фактор T-1 является широко распространённым отраслевым стандартом, обеспечивая совместимость с существующими топологиями печатных плат и производственными процессами. Интеграция белой рассеивающей линзы поверх цветного кристалла помогает смягчить и распределить свет, уменьшая блики и создавая более эстетически приятный индикатор.

1.2 Целевые приложения и рынки

Данный компонент предназначен для индикации общего назначения. Типичные области его применения включают коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы, модемы), компьютерную периферию, потребительскую электронику и бытовую технику. Надёжность и простота конструкции сквозного монтажа делают его распространённым выбором для приложений, требующих чёткой, долговечной визуальной обратной связи.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, определяющих рабочие характеристики устройства.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они не предназначены для нормальной работы.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Синий: 70 мВт, Красный: 52 мВт. Этот параметр, зависящий от технологии кристалла, определяет максимальную тепловую энергию, которую корпус может рассеять при температуре окружающей среды 25°C.
• Прямой ток:Номинальный постоянный прямой ток для обоих цветов составляет 20 мА. Более высокий пиковый прямой ток 60 мА допустим в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мкс).
• Температурные диапазоны:Диапазон рабочих температур составляет от -30°C до +85°C. Диапазон температур хранения шире: от -40°C до +100°C.
• Температура пайки:Выводы могут выдерживать температуру 260°C в течение максимум 5 секунд при измерении на расстоянии 2.0 мм от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные в стандартных условиях испытаний (TA=25°C, IF=5 мА, если не указано иное).

• Сила света (Iv):Ключевой показатель яркости. Для синего светодиода типичная сила света составляет 110 мкд (мин. 38, макс. 310). Для красного светодиода она значительно выше: типичное значение 495 мкд (мин. 110, макс. 880). Широкие диапазоны мин.-макс. указывают на необходимость бининга, о котором речь пойдёт далее.
• Угол обзора (2θ1/2):Определяется как полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого значения. Обе версии (синяя и красная) имеют типичный угол обзора 45 градусов, что является умеренно широким, чему способствует рассеивающая линза.
• Длина волны:Синий светодиод имеет типичную доминирующую длину волны (λd) 471 нм (диапазон 465-478 нм) и пиковую длину волны (λp) 468 нм. Красный светодиод имеет λd 624 нм (диапазон 617-632 нм) и λp 632 нм.
• Прямое напряжение (VF):Синий: типично 3.6В (диапазон 2.9-3.6В). Красный: типично 2.7В (диапазон 1.9-2.7В). Эта разница критически важна для проектирования схем, особенно при параллельном включении светодиодов разных цветов.
• Обратный ток (IR):Максимум 100 мкА при VR=5В. В даташите явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении; данный тест проводится только для характеристики.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по рабочим группам (бина). Для данного устройства используются два основных критерия бининга.

3.1 Бининг по силе света

Светодиоды сортируются на основе измеренной силы света при токе 5 мА. Существуют отдельные таблицы бинов для синих и красных светодиодов, каждая с буквенно-цифровыми кодами (например, BC, DE, FG для синих; FG, HJ, KL для красных). Каждый бин имеет определённое минимальное и максимальное значение силы света. Например, синий светодиод в бине \"FG\" будет иметь силу света в диапазоне от 110 до 180 мкд. К каждому пределу бина применяется допуск ±15%.

3.2 Бининг по доминирующей длине волны

Светодиоды также сортируются по доминирующей цветовой длине волны. Синие светодиоды все сгруппированы в один бин \"1\", охватывающий 465-478 нм. Красные светодиоды сгруппированы в бин \"2\", охватывающий 617-632 нм. Допуск для пределов бинов по длине волны составляет жёсткие ±1 нм, что обеспечивает хорошую цветовую однородность внутри каждой группы.

4. Анализ рабочих характеристик (кривых)

Хотя в PDF-файле приведены типичные кривые, их анализ основан на стандартном поведении светодиодов. Кривая зависимости прямого напряжения (VF) от прямого тока (IF) показала бы экспоненциальную зависимость, причём у красного светодиода напряжение отсечки ниже, чем у синего. Кривая зависимости силы света от прямого тока, как правило, линейна в нормальном рабочем диапазоне, но насыщается при более высоких токах. Кривая зависимости интенсивности от температуры окружающей среды показала бы отрицательный коэффициент, означающий, что световой поток уменьшается с ростом температуры. Кривая спектрального распределения показала бы один пик около указанной λp для каждого цвета, причём у синего светодиода более широкая спектральная полуширина (Δλ 25 нм) по сравнению с красным (Δλ 20 нм).

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры

Устройство соответствует стандартному круглому светодиодному корпусу T-1 (3мм). Ключевые размеры включают диаметр линзы, общую высоту и расстояние между выводами. Расстояние между выводами измеряется в месте их выхода из корпуса. Допуски обычно составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Примечание указывает, что выступающая смола под фланцем составляет максимум 1.0 мм.

5.2 Идентификация полярности

Светодиоды сквозного монтажа обычно используют длину выводов или плоскую метку на фланце линзы для обозначения катода (отрицательного вывода). Более длинный вывод обычно является анодом (+). Конструкторам необходимо сверяться с физическим образцом или подробным чертежом для определения конкретного маркера полярности.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для надёжности.

6.1 Условия хранения

Для длительного хранения вне оригинальной упаковки рекомендуется среда с температурой не выше 30°C и относительной влажностью не более 70%. Для длительных периодов рекомендуется хранение в герметичном контейнере с осушителем или в азотной атмосфере.

6.2 Формовка выводов

Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода, чтобы избежать нагрузки на внутреннее крепление кристалла. Основание выводной рамки не должно использоваться в качестве точки опоры. Формовка должна производиться при комнатной температуре и до процесса пайки.

6.3 Процесс пайки

Между точкой пайки и основанием линзы необходимо соблюдать минимальный зазор 2 мм. Погружение линзы в припой недопустимо.

• Паяльник:Максимальная температура 350°C, максимальное время 3 секунды на вывод.
• Волновая пайка:Предварительный нагрев до максимум 100°C в течение до 60 секунд. Температура волны припоя максимум 260°C, время контакта максимум 5 секунд. Положение погружения должно быть не ниже 2 мм от основания линзы.
• Важное примечание:Пайка оплавлением в инфракрасной (ИК) печи указана как непригодная для данного светодиодного продукта сквозного монтажа. Чрезмерный нагрев или время могут вызвать деформацию линзы или катастрофический отказ.

6.4 Очистка

При необходимости для очистки следует использовать только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартный процесс упаковки: 500, 200 или 100 штук в антистатический пакет. Десять таких пакетов помещаются во внутреннюю коробку, всего 5000 штук. Восемь внутренних коробок упаковываются во внешнюю транспортную коробку, в результате получается 40000 штук на внешнюю коробку. Примечание поясняет, что в каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может быть неполной.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование цепи управления

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном подключении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включённый последовательно с каждым светодиодом (Схема A в даташите). Прямое параллельное подключение нескольких светодиодов от источника напряжения с одним общим резистором (Схема B) не рекомендуется, так как небольшие различия в характеристике прямого напряжения (VF) между отдельными светодиодами вызовут значительные различия в токе и, следовательно, в яркости.

8.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Данные светодиоды чувствительны к повреждению от электростатического разряда. Профилактические меры включают: использование заземлённых браслетов и рабочих мест; применение ионизаторов для нейтрализации статического заряда на пластиковой линзе; обеспечение надлежащего заземления всего оборудования для обработки. Рекомендуется уделять внимание обучению и сертификации операторов по обращению с устройствами, чувствительными к ЭСР.

9. Техническое сравнение и дифференциация

Ключевой отличительной особенностью данного продукта является использование цветного светодиодного кристалла (синего или красного) с белой рассеивающей линзой. Это контрастирует со стандартными светодиодами, которые используют прозрачную или цветную линзу, соответствующую цвету кристалла. Белый рассеиватель обеспечивает более равномерный, мягкий и потенциально более широкий световой рисунок, что может быть предпочтительнее для индикаторов на передней панели, где нежелательно \"горячее пятно\" интенсивного цвета. Электрические параметры являются стандартными для светодиодов-индикаторов сквозного монтажа такого размера.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод током 20 мА непрерывно?

О: Да, 20 мА — это номинальный постоянный прямой ток. Однако для максимального срока службы и более низкой температуры перехода часто достаточно питания меньшим током, например 10 мА или 5 мА, для целей индикации.

В: Почему прямое напряжение разное для синего и красного?

О: Это связано с фундаментальной физикой полупроводников. Синие светодиоды обычно изготавливаются из нитрида индия-галлия (InGaN), который имеет более высокую ширину запрещённой зоны, что приводит к более высокому прямому напряжению. Красные светодиоды обычно изготавливаются из арсенида алюминия-галлия (AlGaAs) или подобных материалов с более низкой шириной запрещённой зоны и, следовательно, более низким прямым напряжением.

В: Какое значение резистора мне использовать для питания 5В?

О: Используя закон Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_светодиода. Для синего светодиода (VF=3.6В) при 5 мА: R = (5 - 3.6) / 0.005 = 280 Ом. Для красного светодиода (VF=2.7В) при 5 мА: R = (5 - 2.7) / 0.005 = 460 Ом. Всегда используйте ближайшее стандартное значение резистора и учитывайте его номинальную мощность.

11. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование многофункциональной панели индикации состояния для сетевого коммутатора.Конструктор может использовать синий светодиод для индикации \"Питание включено/Система активна\", а красный — для индикации \"Сетевая неисправность\". Благодаря белому рассеивателю оба индикатора будут иметь схожий, мягкий эстетический вид с лицевой панели, даже несмотря на разный цвет излучаемого света. Конструктор должен использовать отдельные токоограничивающие резисторы для каждого светодиода из-за их разного прямого напряжения. Угол обзора 45 градусов обеспечивает видимость состояния с широкого диапазона углов в стойковом устройстве. Конструкция сквозного монтажа позволяет обеспечить надёжное механическое крепление к печатной плате, что важно для оборудования, которое может подвергаться вибрации во время транспортировки или эксплуатации.

12. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Цвет (длина волны) излучаемого света определяется шириной запрещённой зоны используемого полупроводникового материала. В данном устройстве первичный свет от кристалла проходит через эпоксидную линзу, содержащую рассеивающие частицы. Эти частицы рассеивают свет, разбивая прямой луч и создавая для пользователя более равномерный, широкий и менее ослепляющий рисунок излучения.

13. Технологические тренды

Рынок светодиодных индикаторов сквозного монтажа является зрелым. Общая тенденция для индикаторных светодиодов — повышение эффективности (больше светового потока на мА), снижение энергопотребления и улучшение надёжности. В то время как светодиоды для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в новых разработках благодаря меньшему размеру и пригодности для автоматизированной сборки, светодиоды сквозного монтажа остаются актуальными для приложений, требующих более высокой механической прочности, удобства ручного прототипирования или совместимости с существующими устаревшими конструкциями. Использование рассеивающих линз для улучшения визуального качества, как в данном продукте, является распространённым подходом для улучшения пользовательского опыта без изменения основной технологии корпуса.