Техническая документация на светодиод LTL30EKFGJ - Корпус T-1 3/4 - 2.4В - 30мА - Янтарный/Желто-зеленый

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики светодиода LTL30EKFGJ, предназначенного для индикации состояния и общего освещения в широком спектре электронных приложений. Устройство предлагается в двух различных цветах: янтарный и желто-зеленый, что обеспечивает гибкость проектирования систем визуальной обратной связи. Светодиод выполнен в популярном корпусе T-1 3/4 (примерно 5 мм) с матовой белой линзой, что обеспечивает широкий угол обзора и равномерное распределение света.

Ключевые преимущества данного продукта включают низкое энергопотребление и высокую световую отдачу, что делает его подходящим для устройств с питанием от батарей или энергоэффективных решений. Он изготовлен из бессвинцовых материалов и полностью соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что соответствует современным экологическим и нормативным стандартам. Конструкция для монтажа в отверстия облегчает ручную или автоматизированную установку на печатные платы (ПП).

Целевой рынок охватывает широкий спектр отраслей электронной промышленности, включая коммуникационное оборудование, компьютерные периферийные устройства, потребительскую электронику и бытовую технику. Его основная функция — обеспечение четкой и надежной визуальной индикации состояния питания, активности или состояния системы.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные значения

Работа устройства за пределами этих значений может привести к необратимому повреждению. Значения указаны при температуре окружающей среды (TA) 25°C.

• Рассеиваемая мощность:80 мВт (для янтарного и желто-зеленого). Этот параметр определяет максимальное количество мощности, которое светодиод может безопасно рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток:90 мА (импульсный режим: скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мкс). Это максимальный мгновенный ток для коротких импульсов, полезный для мультиплексирования или кратковременных вспышек высокой яркости.
• Постоянный прямой ток:30 мА. Это рекомендуемый максимальный постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Устройство рассчитано на промышленный температурный диапазон.
• Диапазон температур хранения: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.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измеряются при TA=25°C и стандартном испытательном токе (IF) 20 мА, если не указано иное. Они определяют производительность в нормальных рабочих условиях.

• Сила света (Iv):
  • Желто-зеленый: Типичное значение 110 мкд, диапазон от мин. 50 мкд до макс. 110 мкд.
  • Янтарный: Типичное значение 240 мкд, диапазон от мин. 110 мкд до макс. 240 мкд.
  • Примечание:Гарантия включает допуск на измерение ±30%. Измерение производится с использованием датчика/фильтра, приближенного к кривой спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ1/2):Приблизительно 80 градусов для обоих цветов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины от осевого (центрального) значения, что указывает на широкую диаграмму направленности.
• Пиковая длина волны излучения (λP):
  • Желто-зеленый: 575 нм.
  • Янтарный: 611 нм.
• Доминирующая длина волны (λd):
  • Желто-зеленый: 572 нм.
  • Янтарный: 605 нм.
  • Примечание:Это значение получено из цветовой диаграммы CIE и представляет воспринимаемый цвет.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):
  • Желто-зеленый: 11 нм.
  • Янтарный: 17 нм. Более широкая полуширина обычно приводит к менее насыщенному, более "пастельному" цветовому восприятию.
• Прямое напряжение (VF):
  • Желто-зеленый: 2,1 В (тип.), 2,4 В (макс.) при IF=20 мА.
  • Янтарный: 2,1 В (тип.), 2,4 В (макс.) при IF=20 мА.
• Обратный ток (IR):10 мкА (макс.) при обратном напряжении (VR) 5 В.Важное предупреждение:Данное устройство не предназначено для работы в обратном смещении; это испытательное условие используется только для характеристики. Применение обратного напряжения в схеме может повредить светодиод.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения стабильности яркости и цвета в производственных приложениях светодиоды сортируются по группам (бина). Конструкторам следует указывать требуемые коды групп при заказе для критически важных приложений, требующих согласования цвета.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды группируются на основе измеренной силы света при 20 мА.

• Группы для желто-зеленого:C (50-65 мкд), D (65-85 мкд), E (85-110 мкд), F (110-140 мкд). Допуск для каждой группы составляет ±15%.
• Группы для янтарного:F (110-140 мкд), G (140-180 мкд), H (180-240 мкд), J (240-310 мкд), K (310-400 мкд). Допуск для каждой группы составляет ±15%.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны (только желто-зеленый)

Для точного контроля цвета желто-зеленые светодиоды дополнительно сортируются по доминирующей длине волны.

• Коды групп по оттенку:H06 (564,0 - 568,0 нм), H07 (568,0 - 572,0 нм), H08 (572,0 - 574,0 нм). Допуск для каждой группы составляет ±1 нм.

Такая сортировка позволяет конструкторам выбирать светодиоды, которые будут выглядеть одинаково по цвету в рамках одного изделия, что критически важно для многосветодиодных дисплеев или индикаторов.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в техническом описании приведены ссылки на конкретные графические кривые (Рис.1, Рис.6), типичные зависимости можно описать следующим образом:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Прямое напряжение (VF) имеет логарифмическую зависимость от прямого тока (IF). В рекомендуемой рабочей точке 20 мА VF обычно составляет 2,1 В, но может варьироваться до 2,4 В. Это изменение подчеркивает необходимость использования токоограничивающих резисторов, а не источников напряжения, для управления светодиодами.
• Зависимость силы света от тока:В нормальном рабочем диапазоне (до 30 мА постоянного тока) сила света приблизительно пропорциональна прямому току. Превышение максимального тока приводит к сверхлинейному выделению тепла и быстрой деградации светового потока и срока службы.
• Температурные характеристики:Сила света обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Широкий диапазон рабочих температур (от -40°C до +85°C) указывает на стабильную работу в экстремальных условиях, хотя яркость при высоких температурах будет снижена по сравнению с 25°C.
• Спектральное распределение:Указанные пиковая (λP) и доминирующая (λd) длины волн, а также полуширина спектра (Δλ) определяют спектр излучения. Янтарный светодиод имеет более широкий спектр (Δλ=17 нм) с центром около 611 нм, в то время как желто-зеленый — более узкий (Δλ=11 нм) с центром около 575 нм.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Светодиод выполнен в стандартном корпусе T-1 3/4 с радиальными выводами. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (с эквивалентами в дюймах).
• Стандартный допуск составляет ±0,25 мм, если не указано иное.
• Максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1,0 мм.
• Расстояние между выводами измеряется в месте их выхода из корпуса, что критически важно для разводки печатной платы.

Корпус оснащен матовой белой линзой, которая помогает рассеивать свет, создавая широкий угол обзора 80 градусов и более мягкий, менее ослепляющий вид по сравнению с прозрачной линзой.

5.2 Определение полярности

LTL30EKFGJ — это устройство собщим анодом. Это означает, что анод (положительный вывод) является общим внутри корпуса, а каждый катод (отрицательный вывод) для цвета — отдельный. Более длинный вывод, как правило, является общим анодом. Всегда проверяйте полярность с помощью диаграммы из технического описания перед пайкой, чтобы предотвратить повреждение из-за обратного подключения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение необходимо для сохранения надежности и предотвращения повреждения эпоксидной линзы светодиода или внутреннего кристалла.

6.1 Формовка выводов и сборка на печатной плате

• Изгибайте выводы в точкене менее чем в 3 мм от основаниялинзы светодиода. Не используйте корпус в качестве точки опоры.
• Формовку выводов необходимо выполнятьдо пайкии при комнатной температуре.
• При установке на печатную плату используйте минимально необходимое усилие для фиксации, чтобы избежать чрезмерной механической нагрузки на выводы или корпус.

6.2 Процесс пайки

Соблюдайте минимальный зазор2 мм между точкой пайки и основанием линзы. Не погружайте линзу в припой.

• Ручная пайка (паяльником):
  • Максимальная температура: 350°C.
  • Максимальное время: 3 секунды на вывод.
  • Ограничьтесь одним циклом пайки на соединение.
• Волновая пайка:
  • Температура предварительного нагрева: макс. 100°C.
  • Время предварительного нагрева: макс. 60 секунд.
  • Температура припойной волны: макс. 260°C.
  • Время пайки: макс. 5 секунд.
  • Убедитесь, что светодиод расположен так, чтобы припойная волна не приближалась к основанию линзы ближе чем на 2 мм.
• Критическое предупреждение:Чрезмерная температура или время могут расплавить эпоксидную линзу, вызвать разрушение внутренних проводящих соединений или деградацию полупроводникового материала.Пайка оплавлением в ИК-печи не подходитдля данного типа корпуса для монтажа в отверстия.

6.3 Хранение и очистка

• Хранение:Храните в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Светодиоды, извлеченные из оригинальных влагозащитных пакетов, должны быть использованы в течение трех месяцев. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки используйте герметичный контейнер с осушителем или азотный эксикатор.
• Очистка:При необходимости очищайте только спиртосодержащими растворителями, такими как изопропиловый спирт (IPA). Избегайте агрессивных или абразивных чистящих средств.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Продукт поставляется в стандартной промышленной упаковке для автоматизированной или ручной обработки:

• Базовая единица:500, 200 или 100 штук в упаковочном пакете.
• Внутренняя коробка:Содержит 10 упаковочных пакетов, всего 5 000 штук.
• Внешняя коробка (транспортный ящик):Содержит 8 внутренних коробок, всего 40 000 штук.
• Примечание указывает, что в пределах партии поставки только последняя упаковка может быть неполного количества.

7.2 Расшифровка номера модели

Номер детали LTL30EKFGJ следует фирменной системе кодирования производителя, которая, вероятно, указывает тип корпуса (T-1 3/4), цвет (янтарный/желто-зеленый) и группу яркости. Для точного заказа требуемыекоды группдля силы света и (для желто-зеленого) доминирующей длины волны должны быть указаны вместе с базовым номером детали.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током.Самое важное правило проектирования — использовать последовательный токоограничивающий резистор для каждого светодиода или каждой параллельной цепочки светодиодов.

• Рекомендуемая схема (Схема A):Источник напряжения (Vcc), последовательный резистор (R) и светодиод. Значение резистора рассчитывается по формуле: R = (Vcc - VF) / IF, где VF — прямое напряжение светодиода (для запаса по проектированию используйте максимальное значение 2,4 В), а IF — желаемый прямой ток (например, 20 мА).
• Схема, которой следует избегать (Схема B):Параллельное подключение нескольких светодиодов непосредственно к одному общему резистору. Небольшие различия в ВАХ (VF) между отдельными светодиодами вызовут дисбаланс токов, что приведет к значительным различиям в яркости и потенциальному выходу из строя из-за перегрузки по току светодиода с наименьшим VF.

8.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

Светодиод чувствителен к электростатическому разряду. Во время обработки и сборки необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

• Операторы должны носить заземляющие браслеты или антистатические перчатки.
• Все рабочие места, инструменты и оборудование должны быть правильно заземлены.
• Используйте ионизаторы для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе.
• Убедитесь, что персонал обучен процедурам безопасного обращения в условиях ESD.

8.3 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 80 мВт), поддержание светодиода в пределах его рабочего температурного диапазона жизненно важно для долговечности и стабильности светового потока. Обеспечьте достаточный поток воздуха в корпусе конечного изделия, особенно если несколько светодиодов используются в непосредственной близости или если температура окружающей среды высока.

9. Техническое сравнение и руководство по выбору

LTL30EKFGJ предлагает определенную комбинацию характеристик. При выборе индикаторного светодиода учитывайте следующие моменты по сравнению с альтернативами:

• По сравнению с меньшими SMD светодиодами:Светодиоды для монтажа в отверстия, подобные этому, как правило, проще для прототипирования, ручной сборки и ремонта. Они часто имеют более высокую яркость в одной точке и более широкие углы обзора, чем SMD аналогичного размера, но требуют сверления отверстий в печатной плате и занимают больше места на обеих сторонах платы.
• По сравнению со светодиодами с прозрачной линзой:Матовая белая линза обеспечивает более широкий и мягкий угол обзора и скрывает внутренний кристалл, создавая более равномерное "свечение", идеальное для панельных индикаторов. Светодиоды с прозрачной линзой имеют более сфокусированный луч и более высокую осевую интенсивность, но могут выглядеть как яркий точечный источник.
• Выбор цвета:Янтарный (605 нм) обладает высокой видимостью и часто используется для предупреждений или сигналов тревоги. Желто-зеленый (572 нм) находится близко к пику чувствительности человеческого глаза (555 нм), что делает его очень ярким при меньшей мощности, идеально подходящим для общих индикаторов состояния.
• Управление током:Его максимальный постоянный ток 30 мА является стандартным для 5-мм светодиодов. Для сверхнизкопотребляющих приложений могут быть более подходящими аналогичные устройства, рассчитанные на 10-20 мА.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

10.1 Можно ли управлять этим светодиодом напрямую с логического вывода 5В или 3.3В?

Нет, без токоограничивающего резистора нельзя.Прямое подключение попытается пропустить через светодиод и вывод микроконтроллера ток, значительно превышающий 30 мА, что, вероятно, повредит оба компонента. Всегда используйте последовательный резистор, рассчитанный для вашего напряжения питания.

10.2 Почему максимальная сила света указана как диапазон (например, 110-240 мкд для янтарного)?

Это отражаетсистему сортировки. Абсолютный максимум из технического описания составляет 240 мкд, но фактически поставляемые детали будут попадать в определенные группы яркости (F, G, H, J, K). Вы должны указать требуемую группу, чтобы гарантировать минимальный уровень яркости для вашей конструкции.

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

Пиковая длина волны (λP)— это единственная длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность является наибольшей.Доминирующая длина волны (λd)— это единственная длина волны чистого монохроматического света, который выглядел бы для человеческого глаза таким же по цвету. λd более актуальна для приложений цветовой индикации, в то время как λP более актуальна для оптических датчиков.

10.4 Можно ли использовать этот светодиод на улице?

В техническом описании указано, что он подходит для применений "внутренних и наружных вывесок". Его диапазон рабочих температур (от -40°C до +85°C) поддерживает это. Однако для длительного использования на улице рассмотрите дополнительную защиту от УФ-излучения и проникновения влаги, что может быть не полностью указано для данного стандартного корпуса.

11. Практические примеры применения

11.1 Индикатор питания на бытовом приборе

Сценарий:Проектирование индикатора "Питание включено" для устройства, питаемого от сетевого адаптера 12 В постоянного тока.
Проектирование:Используйте янтарный светодиод для теплого и четкого индикатора. Целевой ток 15 мА для хорошей яркости и долговечности.
Расчет:R = (Vcc - VF) / IF = (12В - 2,4В) / 0,015А = 640 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение 680 Ом. Пересчитанный ток: IF = (12В - 2,1В) / 680Ω ≈ 14,6 мА (безопасно и соответствует спецификации).
Реализация:Поместите резистор 680 Ом последовательно с анодом светодиода, подключив к шине 12 В. Катод светодиода подключается к земле.

11.2 Массив из нескольких светодиодов для индикации состояния

Сценарий:Панель с 5 светодиодами, показывающими различные состояния системы (например, Готов, Активен, Ошибка и т.д.). Важна согласованность цвета.
Проектирование:Используйте желто-зеленые светодиоды для всех индикаторов. Укажите узкуюгруппу по доминирующей длине волны (например, H07)и конкретнуюгруппу по силе света (например, E или F)при заказе. Управляйте каждым светодиодом с помощью собственного токоограничивающего резистора от общей шины напряжения, чтобы обеспечить равномерную яркость независимо от небольших вариаций VF.

12. Принцип работы

Светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом диоде. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее внутренний потенциал диода (примерно 2,1 В для этих устройств), электроны и дырки инжектируются в активную область из материалов n-типа и p-типа соответственно. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в активной области. Матовая эпоксидная линза, окружающая полупроводниковый кристалл, служит для вывода света, формирования луча и защиты хрупкой внутренней структуры.

13. Технологические тренды

Хотя светодиоды для монтажа в отверстия остаются важными для устаревших конструкций, прототипирования и некоторых приложений, требующих высокой яркости в одной точке или простоты обслуживания, отраслевой тренд сильно смещен в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD). SMD светодиоды предлагают значительные преимущества в автоматизированной сборке, экономии места на плате и меньшей высоте. Однако компоненты для монтажа в отверстия, такие как LTL30EKFGJ, продолжают оставаться актуальными благодаря своей механической прочности, отличному рассеиванию тепла через выводы и простоте для малосерийных или образовательных проектов. Достижения в области материалов постоянно улучшают эффективность, долговечность и согласованность цвета всех типов светодиодов, включая варианты для монтажа в отверстия.